環(huán)境化學(xué)課后答案(戴樹(shù)桂)主編_第二版(1-7章)匯總

1、環(huán)境化學(xué)課后答案第一章 緒論1如何認(rèn)識(shí)現(xiàn)代環(huán)境問(wèn)題的發(fā)展過(guò)程？環(huán)境問(wèn)題不止限于環(huán)境污染，人們對(duì)現(xiàn)代環(huán)境問(wèn)題的認(rèn)識(shí)有個(gè)由淺入深，逐漸完善的發(fā)展過(guò)程。a、在20世紀(jì)60年代人們把環(huán)境問(wèn)題只當(dāng)成一個(gè)污染問(wèn)題，認(rèn)為環(huán)境污染主要指城市和工農(nóng)業(yè)發(fā)展帶來(lái)的對(duì)大氣、水質(zhì)、土壤、固體廢棄物和噪聲污染。對(duì)土地沙化、熱帶森林破環(huán)和野生動(dòng)物某些品種的瀕危滅絕等并未從戰(zhàn)略上重視，明顯沒(méi)有把環(huán)境污染與自然生態(tài)、社會(huì)因素聯(lián)系起來(lái)。b、1972年發(fā)表的人類(lèi)環(huán)境宣言中明確指出環(huán)境問(wèn)題不僅表現(xiàn)在水、氣、土壤等的污染已達(dá)到危險(xiǎn)程度，而且表現(xiàn)在對(duì)生態(tài)的破壞和資源的枯竭；也宣告一部分環(huán)境問(wèn)題源于貧窮，提出了發(fā)展中國(guó)家要在發(fā)展中解決環(huán)境

2、問(wèn)題。這是聯(lián)合國(guó)組織首次把環(huán)境問(wèn)題與社會(huì)因素聯(lián)系起來(lái)。然而，它并未從戰(zhàn)略高度指明防治環(huán)境問(wèn)題的根本途徑，沒(méi)明確解決環(huán)境問(wèn)題的責(zé)任，沒(méi)強(qiáng)調(diào)需要全球的共同行動(dòng)。c、20世紀(jì)80年代人們對(duì)環(huán)境的認(rèn)識(shí)有新的突破性發(fā)展，這一時(shí)期逐步形成并提出了持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，指明了解決環(huán)境問(wèn)題的根本途徑。d、進(jìn)入20世紀(jì)90年代，人們鞏固和發(fā)展了持續(xù)發(fā)展思想，形成當(dāng)代主導(dǎo)的環(huán)境意識(shí)。通過(guò)了里約環(huán)境與發(fā)展宣言、21世紀(jì)議程等重要文件。它促使環(huán)境保護(hù)和經(jīng)濟(jì)社會(huì)協(xié)調(diào)發(fā)展，以實(shí)現(xiàn)人類(lèi)的持續(xù)發(fā)展作為全球的行動(dòng)綱領(lǐng)。這是本世紀(jì)人類(lèi)社會(huì)的又一重大轉(zhuǎn)折點(diǎn)，樹(shù)立了人類(lèi)環(huán)境與發(fā)展關(guān)系史上新的里程碑。2你對(duì)于氧、碳、氮、磷、硫幾種典型營(yíng)養(yǎng)性元

3、素循環(huán)的重要意義有何體會(huì)？（1）氧的循環(huán)：（2）碳的循環(huán)：（3）氮的循環(huán)（4）磷的循環(huán)（5）硫的循環(huán)（6）體會(huì)：氧、碳、氮、磷和硫等營(yíng)養(yǎng)元素的生物地球化學(xué)循環(huán)是地球系統(tǒng)的主要構(gòu)成部分，它涉及地層環(huán)境中物質(zhì)的交換、遷移和轉(zhuǎn)化過(guò)程，是地球運(yùn)動(dòng)和生命過(guò)程的主要營(yíng)力。3根據(jù)環(huán)境化學(xué)的任務(wù)、內(nèi)容和特點(diǎn)以及其發(fā)展動(dòng)向，你認(rèn)為怎樣才能學(xué)好環(huán)境化學(xué)這門(mén)課程？ （1）環(huán)境化學(xué)的任務(wù)、內(nèi)容、特點(diǎn)：環(huán)境化學(xué)是在化學(xué)科學(xué)的傳統(tǒng)理論和方法基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，以化學(xué)物質(zhì)在環(huán)境中出現(xiàn)而引起的環(huán)境問(wèn)題為研究對(duì)象，以解決環(huán)境問(wèn)題為目標(biāo)的一門(mén)新興學(xué)科。環(huán)境化學(xué)是一門(mén)研究有害化學(xué)物質(zhì)在環(huán)境介質(zhì)中的存在、化學(xué)特性、行為和效應(yīng)及其控制的

4、化學(xué)原理和方法的科學(xué)。它既是環(huán)境科學(xué)的核心組成部分，也是化學(xué)科學(xué)的一個(gè)新的重要分支。（2）環(huán)境化學(xué)的發(fā)展動(dòng)向：國(guó)際上較為重視元素（尤其是碳、氮、硫、磷）的生物地球化學(xué)循環(huán)及其相互耦合的研究；重視化學(xué)品安全評(píng)價(jià)；重視臭氧層破壞、氣候變暖等全球變化問(wèn)題。我國(guó)優(yōu)先考慮的環(huán)境問(wèn)題中與環(huán)境化學(xué)密切相關(guān)的是：以有機(jī)物污染為主的水質(zhì)污染；以大氣顆粒物和二氧化硫?yàn)橹鞯某鞘锌諝馕廴?；工業(yè)有毒有害廢棄物和城市垃圾對(duì)大氣、水和土地的污染等。（3）我對(duì)學(xué)好這門(mén)課的觀點(diǎn)：環(huán)境化學(xué)包含大氣、水體和土壤環(huán)境化學(xué)多個(gè)分支學(xué)科，研究有害化學(xué)物質(zhì)在大氣、水體和土壤環(huán)境中的來(lái)源、存在、化學(xué)特性、行為和效應(yīng)及其控制的化學(xué)原理和方法。

5、這就決定了環(huán)境化學(xué)研究中需要運(yùn)用現(xiàn)場(chǎng)研究、實(shí)驗(yàn)室研究、實(shí)驗(yàn)?zāi)M系統(tǒng)研究和計(jì)算機(jī)模擬研究相結(jié)合的系統(tǒng)研究方法，主要以化學(xué)方法為主，還要配以物理、生物、地學(xué)、氣象學(xué)等其他學(xué)科的方法。因此，要求研究人員具有較廣泛的各相關(guān)學(xué)科的理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力。我們?cè)谌粘W(xué)習(xí)中應(yīng)當(dāng)以開(kāi)闊的視野，除了環(huán)境化學(xué)之外，廣泛涉獵各相關(guān)學(xué)科，并注重培養(yǎng)自己的實(shí)驗(yàn)操作，如此才可能學(xué)好這門(mén)課。4舉例簡(jiǎn)述污染物在環(huán)境各圈的遷移轉(zhuǎn)化過(guò)程。以汞為例，說(shuō)明其在環(huán)境各圈層的遷移轉(zhuǎn)化過(guò)程，見(jiàn)下圖。汞在環(huán)境中的存在形態(tài)有金屬汞、無(wú)機(jī)汞化合物和有機(jī)汞化合物三種。在好氧或厭氧條件下，水體底質(zhì)中某些微生物能使二價(jià)無(wú)機(jī)汞鹽轉(zhuǎn)變?yōu)榧谆投谆?/p>

6、甲基汞脂溶性大，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，容易被魚(yú)類(lèi)等生物吸收，難以代謝消除，能在食物鏈中逐級(jí)放大。甲基汞可進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為二甲基汞。二甲基汞難溶于水，有揮發(fā)性，易散逸到大氣中，容易被光解為甲烷、乙烷和汞，故大氣中二甲基汞存在量很少。在弱酸性水體（pH45）中，二甲基汞也可轉(zhuǎn)化為一甲基汞。第二章 大氣環(huán)境化學(xué)1大氣中有哪些重要污染物？說(shuō)明其主要來(lái)源和消除途徑。環(huán)境中的大氣污染物種類(lèi)很多，若按物理狀態(tài)可分為氣態(tài)污染物和顆粒物兩大類(lèi)；若按形成過(guò)程則可分為一次污染物和二次污染物。按照化學(xué)組成還可以分為含硫化合物、含氮化合物、含碳化合物和含鹵素化合物。主要按照化學(xué)組成討論大氣中的氣態(tài)污染物主要來(lái)源和消除途徑如下：（1

7、）含硫化合物大氣中的含硫化合物主要包括：氧硫化碳（COS）、二硫化碳（CS2）、二甲基硫（CH3）2S、硫化氫（H2S）、二氧化硫（SO2）、三氧化硫（SO3）、硫酸（H2SO4）、亞硫酸鹽（MSO3）和硫酸鹽（MSO4）等。大氣中的SO2（就大城市及其周?chē)貐^(qū)來(lái)說(shuō)）主要來(lái)源于含硫燃料的燃燒。大氣中的SO2約有50%會(huì)轉(zhuǎn)化形成H2SO4或SO42-，另外50%可以通過(guò)干、濕沉降從大氣中消除。H2S主要來(lái)自動(dòng)植物機(jī)體的腐爛，即主要由植物機(jī)體中的硫酸鹽經(jīng)微生物的厭氧活動(dòng)還原產(chǎn)生。大氣中H2S主要的去除反應(yīng)為：HO + H2S H2O + SH。（2）含氮化合物大氣中存在的含量比較高的氮的氧化物主要

8、包括氧化亞氮（N2O）、一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO2）。主要討論一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO2），用通式NOx表示。NO和NO2是大氣中主要的含氮污染物，它們的人為來(lái)源主要是燃料的燃燒。大氣中的NOx最終將轉(zhuǎn)化為硝酸和硝酸鹽微粒經(jīng)濕沉降和干沉降從大氣中去除。其中濕沉降是最主要的消除方式。（3）含碳化合物大氣中含碳化合物主要包括：一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）以及有機(jī)的碳?xì)浠衔铮℉C）和含氧烴類(lèi)，如醛、酮、酸等。CO的天然來(lái)源主要包括甲烷的轉(zhuǎn)化、海水中CO的揮發(fā)、植物的排放以及森林火災(zāi)和農(nóng)業(yè)廢棄物焚燒，其中以甲烷的轉(zhuǎn)化最為重要。CO的人為來(lái)源主要是在燃料不完全燃燒時(shí)產(chǎn)生的。大氣

9、中的CO可由以下兩種途徑去除：土壤吸收（土壤中生活的細(xì)菌能將CO代謝為 CO2 和 CH4）；與HO自由基反應(yīng)被氧化為CO2。CO2的人為來(lái)源主要是來(lái)自于礦物燃料的燃燒過(guò)程。天然來(lái)源主要包括海洋脫氣、甲烷轉(zhuǎn)化、動(dòng)植物呼吸和腐敗作用以及燃燒作用等。甲烷既可以由天然源產(chǎn)生，也可以由人為源產(chǎn)生。除了燃燒過(guò)程和原油以及天然氣的泄漏之外，產(chǎn)生甲烷的機(jī)制都是厭氧細(xì)菌的發(fā)酵過(guò)程。反芻動(dòng)物以及螞蟻等的呼吸過(guò)程也可產(chǎn)生甲烷。甲烷在大氣中主要是通過(guò)與HO自由基反應(yīng)被消除：CH4 + HOCH3 + H2O。（4）含鹵素化合物大氣中的含鹵素化合物主要是指有機(jī)的鹵代烴和無(wú)機(jī)的氯化物和氟化物。大氣中常見(jiàn)的鹵代烴以甲烷的

10、衍生物，如甲基氯（CH3Cl）、甲基溴（CH3Br）和甲基碘（CH3I）。它們主要由天然過(guò)程產(chǎn)生，主要來(lái)自于海洋。CH3Cl和CH3Br在對(duì)流層大氣中，可以和HO自由基反應(yīng)。而CH3I在對(duì)流層大氣中，主要是在太陽(yáng)光作用下發(fā)生光解，產(chǎn)生原子碘（I）。許多鹵代烴是重要的化學(xué)溶劑，也是有機(jī)合成工業(yè)的重要原料和中間體，如三氯甲烷（CHCl3）、三氯乙烷（CH3CCl3）、四氯化碳（CCl4）和氯乙烯（C2H3Cl）等均可通過(guò)生產(chǎn)和使用過(guò)程揮發(fā)進(jìn)入大氣，成為大氣中常見(jiàn)的污染物。它們主要是來(lái)自于人為源。在對(duì)流層中，三氯甲烷和氯乙烯等可通過(guò)與HO自由基反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為HCl，然后經(jīng)降水而被去除。氟氯烴類(lèi)中較受關(guān)

11、注的是一氟三氯甲烷（CFC11或F11）和二氟二氯甲烷（CFC12或F12）。它們可以用做致冷劑、氣溶膠噴霧劑、電子工業(yè)的溶劑、制造塑料的泡沫發(fā)生劑和消防滅火劑等。大氣中的氟氯烴類(lèi)主要是通過(guò)它們的生產(chǎn)和使用過(guò)程進(jìn)入大氣的。由人類(lèi)活動(dòng)排放到對(duì)流層大氣中的氟氯烴類(lèi)化合物，不易在對(duì)流層被去除，它們?cè)趯?duì)流層的停留時(shí)間較長(zhǎng)，最可能的消除途徑就是擴(kuò)散進(jìn)入平流層。2大氣中有哪些重要的自由基？其來(lái)源如何？大氣中存在的重要自由基有HO、HO2、R（烷基）、RO（烷氧基）和RO2（過(guò)氧烷基）等。它們的來(lái)源如下：（1）HO來(lái)源對(duì)于清潔大氣而言，O3的光離解是大氣中HO的重要來(lái)源：對(duì)于污染大氣，如有HNO2和H2O2

12、存在，它們的光離解也可產(chǎn)生HO： 其中HNO2的光離解是大氣中HO的重要來(lái)源。（2）HO2的來(lái)源大氣中HO2主要來(lái)源于醛的光解，尤其是甲醛的光解：任何光解過(guò)程只要有H或HCO自由基生成，它們都可與空氣中的O2 結(jié)合而導(dǎo)致生成HO2。亞硝酸酯和H2O2 的光解也可導(dǎo)致生成HO2：如體系中有CO存在：（3）R的來(lái)源大氣中存在量最多的烷基是甲基，它的主要來(lái)源是乙醛和丙酮的光解：這兩個(gè)反應(yīng)除生成CH3外，還生成兩個(gè)羰基自由基HCO和CH3CO。O和HO與烴類(lèi)發(fā)生H摘除反應(yīng)時(shí)也可生成烷基自由基：（4）RO的來(lái)源大氣中甲氧基主要來(lái)源于甲基亞硝酸酯和甲基硝酸酯的光解：（5）RO2的來(lái)源大氣中的過(guò)氧烷基都是由

13、烷基與空氣中的O2結(jié)合而形成的：3大氣中有哪些重要的碳?xì)浠衔?？它們可發(fā)生哪些重要的光化學(xué)反應(yīng)？甲烷、石油烴、萜類(lèi)和芳香烴等都是大氣中重要的碳?xì)浠衔铩Ｋ鼈兛蓞⑴c許多光化學(xué)反應(yīng)過(guò)程。（1）烷烴的反應(yīng)：與HO、O發(fā)生H摘除反應(yīng)，生成R氧化成RO2與NO反應(yīng)RH + OH R + H2ORH + O R + HOR + O2 RO2RO2 + NO RO + NO2（2）烯烴的反應(yīng)：與OH主要發(fā)生加成、脫氫或形成二元自由基加成：RCH=CH2 + OH RCH(OH)CH2RCH(OH)CH2 + O2 RCH(OH)CH2O2RCH(OH)CH2O2 + NO RCH(OH)CH2O + NO2

14、脫氫：RCH=CH2 + HO RCHCH2 + H2O生成二元自由基：二元自由基能量很高，可進(jìn)一步分解為兩個(gè)自由基以及一些穩(wěn)定產(chǎn)物。另外，它可氧化NO和SO2等：R1R2COO + NO R1R2CO + NO2R1R2COO + SO2 R1R2CO + SO3（3）環(huán)烴的氧化：以環(huán)己烷為例（4）芳香烴的氧化（a）單環(huán)芳烴：主要是與HO發(fā)生加成反應(yīng)和氫原子摘除反應(yīng)。生成的自由基可與NO2反應(yīng)，生成硝基甲苯：加成反應(yīng)生成的自由基也可與O2作用，經(jīng)氫原子摘除反應(yīng)，生成HO2和甲酚：生成過(guò)氧自由基：（b）多環(huán)芳烴：蒽的氧化可轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的醌它可轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的醌：（5）醚、醇、酮、醛的反應(yīng)它們?cè)诖髿庵?/p>

15、的反應(yīng)主要是與HO發(fā)生氫原子摘除反應(yīng)：CH3OCH3 + HO CH3OCH2 + H2OCH3CH2OH + HO CH3CHOH + H2OCH3COCH3 + HO CH3COCH2 + H2OCH3CHO + HO CH3CO + H2O上述四種反應(yīng)所生成的自由基在有O2存在下均可生成過(guò)氧自由基，與RO2有相類(lèi)似的氧化作用。4說(shuō)明烴類(lèi)在光化學(xué)煙霧形成過(guò)程中的重要作用。光化學(xué)煙霧形成過(guò)程是由多種自由基參與的一系列反應(yīng)，NO2和醛的光解可引發(fā)O、H自由基的產(chǎn)生，而烴類(lèi)RH的存在又是自由基轉(zhuǎn)化和增殖為數(shù)量大，種類(lèi)多的根本原因。烴類(lèi)在光化學(xué)煙霧形成過(guò)程中占有很重要的地位。RH + O R +

16、HORH + HO R + H2OH + O2 HO2R + O2 RO2RCO + O2 RC(O)OO其中R為烷基、RO2為過(guò)氧烷基，RCO為酰基、RC(O)OORC(O)O2為過(guò)氧?；Ｍㄟ^(guò)如上途徑生成的HO2、RO2和RC(O)O2均可將NO氧化成NO2 。5確定酸雨pH界限的依據(jù)是什么？國(guó)際上把pH為5.6作為判斷酸雨的界限。依據(jù)以下過(guò)程得出：在未污染大氣中，可溶于水且含量比較大的酸性氣體是CO2，所以只把CO2作為影響天然降水pH的因素，根據(jù)CO2的全球大氣濃度330ml/m3與純水的平衡：CO2 (g) + H2OCO2 + H2O CO2 + H2OH+ + HCO3-HCO3

17、- H+ + CO32-根據(jù)電中性原理：H+OH- + HCO3- + 2CO32-，將用KH、K1、K2、H+表達(dá)的式子代入，得：H+3 (KW + KHK1pCO2) H+ 2KHK1K2pCO20在一定溫度下，KW、KH、K1、K2、pCO2都有固定值，將這些已知數(shù)值帶入上式，計(jì)算結(jié)果是pH5.6。6什么是大氣顆粒物的三模態(tài)？如何識(shí)別各種粒子模？Whitby等人依據(jù)大氣顆粒物表面積與粒徑分布的關(guān)系得到了三種不同類(lèi)型的粒度模。按這個(gè)模型，可把大氣顆粒物表示成三種模結(jié)構(gòu)，即愛(ài)根（Aitken）核模（Dp<0.05m）、積聚模（0.05m<Dp<2m）和粗粒子模（Dp>

18、2m）。（1）愛(ài)根核模主要源于燃燒產(chǎn)生的一次顆粒物以及氣體分子通過(guò)化學(xué)反應(yīng)均相成核而生成的二次顆粒物。由于它們的粒徑小、數(shù)量多、表面積大而很不穩(wěn)定，易于相互碰撞結(jié)成大粒子而轉(zhuǎn)入積聚模。也可在大氣湍流擴(kuò)散過(guò)程中很快被其他物質(zhì)或地面吸收而去除。（2）積聚模主要由核模凝聚或通過(guò)熱蒸汽冷凝再凝聚長(zhǎng)大。這些粒子多為二次污染物，其中硫酸鹽占80%以上。它們?cè)诖髿庵胁灰子蓴U(kuò)散或碰撞而去除。積聚模與愛(ài)根核模的顆粒物合稱細(xì)粒子。（3）粗粒子模的粒子稱為粗粒子，多由機(jī)械過(guò)程所產(chǎn)生的揚(yáng)塵、液滴蒸發(fā)、海鹽濺沫、火山爆發(fā)和風(fēng)沙等一次顆粒物所構(gòu)成，因此它的組成與地面土壤十分相近，主要靠干沉降和濕沉降過(guò)程而去除。第三章 水

19、環(huán)境化學(xué)1、 請(qǐng)推導(dǎo)出封閉和開(kāi)放體系碳酸平衡中H2CO3*、HCO3-和CO32-的表達(dá)式，并討論這兩個(gè)體系之間的區(qū)別。解:2、 請(qǐng)導(dǎo)出總酸度、CO2酸度、無(wú)機(jī)酸度、總堿度、酚酞堿度和苛性堿度的表達(dá)式作為總碳酸量和分布系數(shù)（）的函數(shù)。3、 向一含有碳酸的水體加入重碳酸鹽，問(wèn)：總酸度、總堿度、無(wú)機(jī)酸度、酚酞堿度和CO2酸度，是增加、減少還是不變。4、 在一個(gè)pH為6.5,堿度為1.6mmol/L的水體中,若加入碳酸鈉使其堿化,問(wèn)需加多少mmol/L的碳酸鈉才能使水體pH上升至8.0.若用NaOH強(qiáng)堿進(jìn)行堿化,又需加入多少堿 解:總堿度=KW/ H+ + CT(1 + 22) - H+CT=總堿度

20、 + H+ - OH-令=當(dāng)pH在59范圍內(nèi),堿度10-3mol/L時(shí), H+,OH-項(xiàng)可以忽略不計(jì),得到簡(jiǎn)化式:CT=堿度當(dāng)pH=6.5時(shí),查教材P110表得1=0.5845,2=8.669×10-5,則=1.71,CT =堿度=1.71×1.6=2.736mmol/L若加入碳酸鈉將水的pH升至8.0,查表得=1.018,此時(shí)CT值與堿度值均有變化.設(shè)加入的碳酸鈉量為CO32-,則有CT + CO32-=堿度 + 2CO32-即2.736 + CO32-=1.0181.6 + 2CO32-解得,CO32-=1.069 mmol/L若加入氫氧化鈉將水的pH升至8.0,其CT

21、值并不變化,可得:堿度 =CT/ =2.736/1.018=2.688 mmol/L堿度增加值就是應(yīng)加入的氫氧化鈉強(qiáng)堿量:OH-=2.688-1.6=1.088 mmol/L具有2.00×10-3mol/L堿度的水，pH為7.00，請(qǐng)計(jì)算 H2CO3*、HCO3-、 CO32-和OH-的濃度各是多少？5、 若有水A，pH為7.5，其堿度為6.38mmol/L，水B的pH為9.0，堿度為0.80mmol/L，若以等體積混合，問(wèn)混合后的值是多少？6、 溶解1.00×10-4mol/L的Fe(NO3)3于1L具有防止發(fā)生固體Fe(OH)3沉淀作用所需最小H+濃度的水中，假定溶液中

22、僅形成Fe(OH)2+和Fe(OH)2+而沒(méi)有形成Fe2(OH)24+。請(qǐng)計(jì)算平衡時(shí)該溶液中Fe3+、Fe(OH)2+、Fe(OH)2+、H+和pH。7、 請(qǐng)敘述水中主要有機(jī)和無(wú)機(jī)污染物的分布和存在形態(tài)。8、 什么叫優(yōu)先污染物？我國(guó)優(yōu)先控制污染物包括哪幾類(lèi)？9、 請(qǐng)敘述天然水體中存在哪幾類(lèi)顆粒物？10、 什么是表面吸附作用,離子交換吸附作用和專(zhuān)屬吸附作用 并說(shuō)明水合氧化物對(duì)金屬離子的專(zhuān)屬吸附和非專(zhuān)屬吸附的區(qū)別.(1)表面吸附:由于膠體表面具有巨大的比表面和表面能,因此固液界面存在表面吸附作用.膠體表面積越大,吸附作用越強(qiáng).(2)離子交換吸附:環(huán)境中大部分膠體帶負(fù)電荷,容易吸附各種陽(yáng)離子.膠體每

23、吸附一部分陽(yáng)離子,同時(shí)也放出等量的其他陽(yáng)離子,這種作用稱為離子交換吸附作用,屬于物理化學(xué)吸附.該反應(yīng)是可逆反應(yīng),不受溫度影響,交換能力與溶質(zhì)的性質(zhì),濃度和吸附劑的性質(zhì)有關(guān).(3)專(zhuān)屬吸附:指在吸附過(guò)程中,除了化學(xué)鍵作用外,尚有加強(qiáng)的憎水鍵和范德化力或氫鍵作用.該作用不但可以使表面點(diǎn)荷改變符號(hào),還可以使離子化合物吸附在同號(hào)電荷的表面上.(4)水合氧化物對(duì)金屬離子的專(zhuān)屬吸附與非金屬吸附的區(qū)別如下表所示.項(xiàng)目專(zhuān)屬吸附非專(zhuān)屬吸附發(fā)生吸附的表面凈電荷的符號(hào)-,0,+-金屬離子所起的作用配位離子反離子吸附時(shí)所發(fā)生的反應(yīng)配位體交換陽(yáng)離子交換發(fā)生吸附時(shí)要求體系的pH值任意值>零電位點(diǎn)吸附發(fā)生的位置內(nèi)層擴(kuò)

24、散層對(duì)表面電荷的影響負(fù)電荷減少,正電荷增加無(wú)動(dòng)力學(xué)可逆性不可逆慢過(guò)程快速可逆請(qǐng)敘述氧化物表面吸附配合模型的基本原理以及與溶液中配合反應(yīng)的區(qū)別。11、 用Langmuir方程描述懸浮物對(duì)溶質(zhì)的吸附作用，假定溶液平衡濃度為3.00×10-3mol/L，溶液中每克懸浮固體吸附溶質(zhì)為0.50×10-3mol/L，當(dāng)平衡濃度降至1.00×10-3mol/L時(shí)，每顆吸附劑吸附溶質(zhì)為0.25×10-3mol/L，問(wèn)每克吸附劑可以吸附溶質(zhì)的限量是多少？12、 請(qǐng)說(shuō)明膠體的凝聚和絮凝之間的區(qū)別。13、 請(qǐng)敘述水中顆粒物可以哪些方式進(jìn)行聚集？14、 請(qǐng)敘述水環(huán)境中促成顆粒物

25、絮凝的機(jī)理。15、 含鎘廢水通入H2S達(dá)到飽和并調(diào)pH值為8.0，請(qǐng)計(jì)算水中剩余鎘離子濃度（已知CdS的溶度積為7.9×10-27）。16、 已知Fe3+與水反應(yīng)生成的主要配合物及平衡常數(shù)如下:Fe3+ + H2OFe(OH)2+ + H+ lgK1= - 2.16Fe3+ + 2H2OFe(OH)2+ + 2H+ lgK2= - 6.74Fe(OH)3(s) Fe3+ + 3OH- lgKso= - 38Fe3+ + 4H2OFe(OH)4- + 4H+ lgK4= - 232Fe3+ + 2H2OFe2(OH)24+ + 2H+ lgK= - 2.91請(qǐng)用pc-pH圖表示Fe(O

26、H)3(s)在純水中的溶解度與pH的關(guān)系.解:(1)K1=Fe(OH)2+H+/ Fe3+=Fe(OH)2+KW3/KsoH+2pFe(OH)2+=3 lgKW - lgKso + 2 pH - lgK1=2 pH - 1.84(2)K2=Fe(OH)2+H+2/ Fe3+=Fe(OH)2+KW3/KsoH+pFe(OH)2+=3 lgKW - lgKso + pH - lgK2=pH + 2.74(3)Kso=Fe3+OH-3=Fe3+KW3/H+3pFe3+=3 lgKW - lgKso + 3 pH=3 pH - 4(4)K4=Fe(OH)4-H+4/ Fe3+=Fe(OH)4-H+KW

27、3/ KsopFe(OH)4-=3 lg KW - lgK4 - lgKso - pH=19 - pH(5)K=Fe2(OH)24+H+2/ Fe3+2=Fe2(OH)24+KW6/ Kso2H+4pFe2(OH)24+=6 lg KW - lgK - 2 lgKso + 4 pH=4 pH - 5.09用pc-pH圖表示Fe(OH)3(s)在純水中的溶解度與pH的關(guān)系如下17、 已知，。溶液中存在H+、OH-、Hg2+、Hg(OH)20和ClO4-等形態(tài),且忽略了Hg(OH) +和離子強(qiáng)度效應(yīng)，求1.0×10-5mol/L的Hg(ClO4)2溶液在25時(shí)的pH值。18、 請(qǐng)敘述腐殖

28、質(zhì)的分類(lèi)及其在環(huán)境中的作用。19、 在pH=7.00和HCO3-=1.25×10-3mol/L的介質(zhì)中，HT2-與固體PbCO3(s)平衡，其反應(yīng)如下： 問(wèn)作為HT2-形態(tài)占NTA的分?jǐn)?shù)。20、 請(qǐng)敘述有機(jī)配體對(duì)重金屬遷移的影響。21、 什么是電子活度pE，以及它和pH的區(qū)別。22、 有一個(gè)垂直湖水，pE隨湖的深度增加將起什么變化？23、 從湖水中取出深層水，其pH=7.0，含溶解氧濃度為0.32mg/L，請(qǐng)計(jì)算pE和Eh。24、 在厭氧消化池中和pH=7.0的水接觸的氣體含65%的CH4和35%的CO2，請(qǐng)計(jì)算pE和Eh。25、 在一個(gè)pH為10.0的SO42-HS-體系中（25）

29、，其反應(yīng)為： 已知其標(biāo)準(zhǔn)自由能Gf0值（kJ/mol）SO42-：-742.0，HS-：12.6，H2O(l):-237.2，水溶液中質(zhì)子和電子的Gf0值為零。請(qǐng)給出該體系的pE0。如果體系化合物的總濃度為1.0×10-4mol/L，那么請(qǐng)給出下圖中、和的lgc-pE關(guān)系式。26、 解釋下列名詞:分配系數(shù);標(biāo)化分配系數(shù);辛醇-水分配系數(shù);生物濃縮因子;亨利定律常數(shù);水解速率;直接光解;光量子產(chǎn)率;生長(zhǎng)物質(zhì)代謝和共代謝.(1)分配系數(shù):在土壤-水體系中,土壤對(duì)非離子性有機(jī)化合物的吸著主要是溶質(zhì)的分配過(guò)程(溶解),即非離子性有機(jī)化合物可通過(guò)溶解作用分配到土壤有機(jī)質(zhì)中,并經(jīng)過(guò)一定時(shí)間達(dá)到分

30、配平衡,此時(shí)有機(jī)化合物在土壤有機(jī)質(zhì)和水中含量的比值稱為分配系數(shù).(2)標(biāo)化分配系數(shù):有機(jī)化合物在顆粒物-水中的分配系數(shù)與顆粒物中有機(jī)碳呈正相關(guān),以固相有機(jī)碳為基礎(chǔ)的分配系數(shù)即標(biāo)化分配系數(shù).(3)辛醇-水分配系數(shù):有機(jī)化合物的正辛醇-水分配系數(shù)(KOW)是指平衡狀態(tài)下化合物在正辛醇和水相中濃度的比值.它反映了化合物在水相和有機(jī)相之間的遷移能力,是描述有機(jī)化合物在環(huán)境中行為的重要物理化學(xué)參數(shù).KOW與化合物的水溶性,土壤吸附常數(shù)和生物濃縮因子等密切相關(guān).(4)生物濃縮因子:有機(jī)毒物在生物體內(nèi)濃度與水中該有機(jī)物濃度之比.(5)亨利定律常數(shù):通?？衫斫鉃榉请娊赓|(zhì)稀溶液的氣-水分配系數(shù).(6)水解速率:

31、反映某一物質(zhì)在水中發(fā)生水解快慢程度的一個(gè)參數(shù).(7)直接光解:化合物本身直接吸收太陽(yáng)能而進(jìn)行分解反應(yīng).(8)光量子產(chǎn)率:分子被活化后,它可能進(jìn)行光反應(yīng),也可能通過(guò)光輻射的形式進(jìn)行"去活化"再回到基態(tài),進(jìn)行光化學(xué)反應(yīng)的光子數(shù)占吸收光子數(shù)之比稱為光量子產(chǎn)率.(9)生長(zhǎng)物質(zhì)代謝和共代謝:生物降解過(guò)程中,一些有機(jī)污染物作為食物源提供能量和提供酶催化反應(yīng)分解有機(jī)物,這稱為生長(zhǎng)物質(zhì)代謝.某些有機(jī)污染物不能作為微生物的唯一碳源與能源,必須有另外的化合物存在提供微生物碳源或能源時(shí),該有機(jī)物才能被降解,這種現(xiàn)象稱為共代謝.27、 某水體中含有300 mg/L的懸浮顆粒物，其中70%為細(xì)顆粒（

32、d<50m），有機(jī)碳含量為10%，其余的粗顆粒有機(jī)碳含量為5%。已知苯并 芘的KOW為106，請(qǐng)計(jì)算該有機(jī)物的分配系數(shù)。28、 一個(gè)有毒化合物排入至pH=8.4，T=25水體中，90%的有毒物質(zhì)被懸浮物所吸著，已知酸性水解速率常數(shù)Ka=0，堿性催化水解速率常數(shù)Kb=4.9×10-7L/(d.mol)，中性水解速率常數(shù)Kh=1.6d-1,請(qǐng)計(jì)算化合物的水解速率常數(shù)。29、 某有機(jī)污染物排入pH=8.0，T=20的江水體中，該江水中含懸浮顆粒物500mg/L，其有機(jī)碳含量為10%。 若該污染物分子量為129，溶解度為611 mg/L，飽和蒸汽壓為1.21Pa(20)，請(qǐng)計(jì)算該化合物

33、的亨利定律常數(shù)（Pa.m3/mol），并判斷揮發(fā)速率是受液膜控制或氣膜控制。假定Kg=3000cm/h，求該污染物在水深1.5m處揮發(fā)速率常數(shù)（Kv）。30、 某有機(jī)污染物溶解在一個(gè)含有200 mg/L懸浮物、pH=8.0和T=20水體中，懸浮顆粒物中細(xì)粒為70%，有機(jī)碳含量為5%，粗顆粒有機(jī)碳含量為2%，已知此時(shí)該污染物的中性水解速率常數(shù)Kh=0.05d-1, 酸性水解速率常數(shù)Ka=1.7 L/(d.mol)，堿性催化水解速率常數(shù)Kb=2.6×106L/(d.mol)，光解速率常數(shù)Kp=0.02 h-1,污染物的辛醇-水分配系數(shù)KOW=3.0×105，并從表中查到生物降解

34、速率常數(shù)KB=0.20 d-1，忽略顆粒物存在對(duì)揮發(fā)速率和生物降解速率的影響，求該有機(jī)污染物在水體中的總轉(zhuǎn)化速率常數(shù)。31、 某河段流量Q=2160000m3/d，流速為46km/d，T=13.6，耗氧系數(shù)K1=0.05d-1，復(fù)氧系數(shù)K2=1.82d-1，BOD沉浮系數(shù)K3=0.17d-1，起始斷面排污口排放的廢水約為10×104 m3/d，廢水中含BOD5500mg/L，溶解氧為0 mg/L，上游河水中BOD5為0mg/L，溶解氧為8.95 mg/L，求排污口下游6km處河水中的BOD5和氧虧值。32、 請(qǐng)說(shuō)明湖泊富營(yíng)養(yǎng)化預(yù)測(cè)模型的基本原理。33、 請(qǐng)敘述有機(jī)物在水環(huán)境中的遷移,

35、轉(zhuǎn)化存在哪些重要過(guò)程.(1)負(fù)載過(guò)程:污水排放速率,大氣沉降以及地表徑流引入有機(jī)毒物至天然水體均將直接影響污染物在水中的濃度.(2)形態(tài)過(guò)程:酸堿平衡:天然水中pH決定著有機(jī)酸或堿以中性態(tài)存在的分?jǐn)?shù),因而影響揮發(fā)及其他作用.吸著作用:疏水有機(jī)化合物吸著至懸浮物上,由于懸浮物質(zhì)的遷移而影響它們以后的歸趨.(3)遷移過(guò)程:沉淀-溶解作用:污染物的溶解度范圍可限制污染物在遷移,轉(zhuǎn)化過(guò)程中的可利用性或者實(shí)質(zhì)上改變其遷移速率.對(duì)流作用:水力流動(dòng)可遷移溶解的或者被懸浮物吸附的污染物進(jìn)入或排出特定的水生生態(tài)系統(tǒng).揮發(fā)作用:有機(jī)污染物可能從水體進(jìn)入大氣,因而減少其在水中的濃度.沉積作用:污染物被吸附沉積于水體

36、底部或從底部沉積物中解吸,均可改變污染物的濃度.(4)轉(zhuǎn)化過(guò)程:生物降解作用:微生物代謝污染物并在代謝過(guò)程中改變它們的毒性.光解作用:污染物對(duì)光的吸收有可能導(dǎo)致影響它們毒性的化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生.水解作用:一個(gè)化合物與水作用通常產(chǎn)生較小的,簡(jiǎn)單的有機(jī)產(chǎn)物.氧化還原作用:涉及減少或增加電子在內(nèi)的有機(jī)污染物以及金屬的反應(yīng)都強(qiáng)烈地影響環(huán)境參數(shù).(5)生物累積過(guò)程:生物濃縮作用:通過(guò)可能的手段如通過(guò)魚(yú)鰓的吸附作用,將有機(jī)污染物攝取至生物體.生物放大作用:高營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物以消耗攝取有機(jī)毒物進(jìn)入生物體低營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物為食物,使生物體中有機(jī)毒物的濃度隨營(yíng)養(yǎng)級(jí)的提高而增大.請(qǐng)敘述有機(jī)物水環(huán)境歸趨模式的基本原理。第四章 土壤

37、環(huán)境化學(xué)1什么是土壤的活性酸度與潛性酸度？試用它們二者的關(guān)系討論我國(guó)南方土壤酸度偏高的原因。根據(jù)土壤中H+的存在方式，土壤酸度可分為活性酸度與潛性酸度兩大類(lèi)。（1）活性酸度：土壤的活性酸度是土壤溶液中氫離子濃度的直接反映，又稱有效酸度，通常用pH表示。（2）潛性酸度：土壤潛性酸度的來(lái)源是土壤膠體吸附的可代換性H+和Al3+。當(dāng)這些離子處于吸附狀態(tài)時(shí)，是不顯酸性的，但當(dāng)它們經(jīng)離子交換作用進(jìn)入土壤溶液后，即可增加土壤溶液的H+濃度，使土壤pH值降低。南方土壤中巖石或成土母質(zhì)的晶格被不同程度破壞，導(dǎo)致晶格中Al3+釋放出來(lái)，變成代換性Al3+，增加了土壤的潛性酸度，在一定條件下轉(zhuǎn)化為土壤活性酸度，表

38、現(xiàn)為pH值減小，酸度偏高。2土壤的緩沖作用有哪幾種？舉例說(shuō)明其作用原理。土壤緩沖性能包括土壤溶液的緩沖性能和土壤膠體的緩沖性能：（1）土壤溶液的緩沖性能：土壤溶液中H2CO3、H3PO4、H4SiO4、腐殖酸和其他有機(jī)酸等弱酸及其鹽類(lèi)具有緩沖作用。以碳酸及其鈉鹽為例說(shuō)明。向土壤加入鹽酸，碳酸鈉與它生成中性鹽和碳酸，大大抑制了土壤酸度的提高。Na2CO3 + 2HCl2NaCl + H2CO3當(dāng)加入Ca(OH)2時(shí)，碳酸與它作用生成難溶碳酸鈣，也限制了土壤堿度的變化范圍。H2CO3 + Ca(OH)2CaCO3 + 2H2O土壤中的某些有機(jī)酸（如氨基酸、胡敏酸等）是兩性物質(zhì)，具有緩沖作用，如氨基

39、酸既有氨基，又有羧基，對(duì)酸堿均有緩沖作用。（2）土壤膠體的緩沖作用：土壤膠體吸附有各種陽(yáng)離子，其中鹽基離子和氫離子能分別對(duì)酸和堿起緩沖作用。對(duì)酸緩沖（M鹽基離子）：對(duì)堿緩沖：Al3+對(duì)堿的緩沖作用：在pH小于5的酸性土壤中，土壤溶液中Al3+有6個(gè)水分子圍繞，當(dāng)OH增多時(shí)，Al3+周?chē)?個(gè)水分子中有一、二個(gè)水分子離解出H+，中和OH-：2Al(H2O)63 + 2OH Al2(OH)2(H2O)84+ + 4H2O3植物對(duì)重金屬污染產(chǎn)生耐性作用的主要機(jī)制是什么？不同種類(lèi)的植物對(duì)重金屬的耐性不同，同種植物由于其分布和生長(zhǎng)的環(huán)境各異可能表現(xiàn)出對(duì)某種重金屬有明顯的耐性。（1）植物根系通過(guò)改變根系化

40、學(xué)性狀、原生質(zhì)泌溢等作用限制重金屬離子的跨膜吸收。（2）重金屬與植物的細(xì)胞壁結(jié)合，而不能進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)影響細(xì)胞代謝活動(dòng)，使植物對(duì)重金屬表現(xiàn)出耐性。（3）酶系統(tǒng)的作用。耐性植物中酶活性在重金屬含量增加時(shí)仍能維持正常水平，此外在耐性植物中還發(fā)現(xiàn)另一些酶可被激活，從而使耐性植物在受重金屬污染時(shí)保持正常代謝過(guò)程。（4）形成重金屬硫蛋白或植物絡(luò)合素，使重金屬以不具生物活性的無(wú)毒螯合物形式存在，降低了重金屬離子活性，從而減輕或解除其毒害作用。4舉例說(shuō)明影響農(nóng)藥在土壤中進(jìn)行擴(kuò)散和質(zhì)體流動(dòng)的因素有哪些？（1）影響農(nóng)藥在土壤中擴(kuò)散的因素主要是土壤水分含量、吸附、孔隙度、溫度及農(nóng)藥本身的性質(zhì)等：土壤水分含量：研究表明

41、林丹的汽態(tài)和非汽態(tài)擴(kuò)散情況隨土壤水分含量增加而變化。吸附：土壤對(duì)農(nóng)藥的吸附改變了其擴(kuò)散的情況，如土壤對(duì)2,4-D的化學(xué)吸附，使其有效擴(kuò)散系數(shù)降低了，兩者呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。土壤緊實(shí)度：土壤緊實(shí)度對(duì)農(nóng)藥的擴(kuò)散的情況有影響是因?yàn)閷?duì)于以蒸汽形式進(jìn)行擴(kuò)散的化合物來(lái)說(shuō)，增加緊實(shí)度就降低了土壤孔隙率，擴(kuò)散系數(shù)就自然降低了。如二溴乙烷、林丹等農(nóng)藥在土壤中的擴(kuò)散系數(shù)隨緊實(shí)度增加而降低。溫度：溫度增高的總效應(yīng)是使擴(kuò)散系數(shù)增大。氣流速度：氣流速度可直接或間接地影響農(nóng)藥的揮發(fā)。如果空氣的相對(duì)濕度不是100%，那么增加氣流就促進(jìn)土壤表面水分含量降低，可以使農(nóng)藥蒸汽更快地離開(kāi)土壤表面，同時(shí)使農(nóng)藥蒸汽向土壤表面運(yùn)動(dòng)的速度加快。

42、農(nóng)藥種類(lèi)：不同農(nóng)藥的擴(kuò)散行為不同。如有機(jī)磷農(nóng)藥樂(lè)果和乙拌磷在Broadbalk粉砂壤土中的擴(kuò)散行為就是不同的。（2）影響農(nóng)藥在土壤中質(zhì)體流動(dòng)的因素有農(nóng)藥與土壤的吸附、土壤種類(lèi)和農(nóng)藥種類(lèi)等。農(nóng)藥與土壤吸附：非草隆、滅草隆、敵草隆、草不隆四種農(nóng)藥吸附最強(qiáng)者移動(dòng)最困難，反之亦然。土壤種類(lèi)：土壤有機(jī)質(zhì)含量增加，農(nóng)藥在土壤中滲透深度減??；增加土壤中粘土礦物的含量，農(nóng)藥的滲透深度也減小。農(nóng)藥種類(lèi)：不同農(nóng)藥在土壤中通過(guò)質(zhì)體流動(dòng)轉(zhuǎn)移的深度不同。如林丹和DDT。5比較DDT和林丹在環(huán)境中的遷移、轉(zhuǎn)化與歸趨的主要途徑與特點(diǎn)。DDT和林丹遷移轉(zhuǎn)化、歸趨主要途徑與特點(diǎn)比較如下表所示：遷移轉(zhuǎn)化、歸趨途徑特點(diǎn)DDT1）在

43、土壤中移動(dòng)不明顯，易被吸附2）通過(guò)根系滲入植物體3）在土壤中按還原、氧化和脫氯化氫等機(jī)理被微生物降解4）光解1） 不溶于水，高親脂性，易通過(guò)食物鏈放大，積累性強(qiáng)2）揮發(fā)性小，持久性高3）在缺氧和高溫時(shí)降解速度快4）南方水田里DDT降解快于北方林丹1）從土壤和空氣轉(zhuǎn)入水體2）揮發(fā)而進(jìn)入大氣3）在土壤生物體內(nèi)積累4）植物積累1） 易溶于水2） 揮發(fā)性強(qiáng)，持久性低3） 在生物體內(nèi)積累性較DDT低6試述有機(jī)磷農(nóng)藥在環(huán)境中的主要轉(zhuǎn)化途徑，并舉例說(shuō)明其原理。有機(jī)磷農(nóng)藥在環(huán)境中轉(zhuǎn)化途徑有非生物降解和生物降解。（1）有機(jī)磷農(nóng)藥的非生物降解吸附催化水解：吸附催化水解是有機(jī)磷農(nóng)藥在土壤中降解的主要途徑。如地亞農(nóng)等

44、硫代硫酸酯的水解反應(yīng)如下光降解：有機(jī)磷農(nóng)藥可發(fā)生光降解反應(yīng)，如辛硫磷在253.7nm的紫外光下照射30小時(shí)，其光解產(chǎn)物如下（2）有機(jī)磷農(nóng)藥的生物降解有機(jī)磷農(nóng)藥在土壤中被微生物降解是它們轉(zhuǎn)化的另一條重要途徑?；瘜W(xué)農(nóng)藥對(duì)土壤微生物有抑制作用。同時(shí)，土壤微生物也會(huì)利用有機(jī)農(nóng)藥為能源，在體內(nèi)酶或分泌酶的作用下，使農(nóng)藥發(fā)生降解作用，徹底分解為CO2和H2O。如馬拉硫磷被綠色木霉和假單胞菌兩種土壤微生物以不同方式降解，其反應(yīng)如下：第五章 生物體內(nèi)污染物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程及毒性1、 在試驗(yàn)水中某魚(yú)體從水中吸收有機(jī)污染質(zhì)A的速率常數(shù)為18.76 h-1，魚(yú)體消除A的速率常數(shù)為2.38×10-2h-1；設(shè)A

45、在魚(yú)體內(nèi)起始濃度為零，在水中的濃度可視作不變。計(jì)算A在該魚(yú)體內(nèi)的濃縮系數(shù)及其濃度達(dá)到穩(wěn)定濃度95%時(shí)所需的時(shí)間。2、 已知氨氮硝化數(shù)學(xué)模式適用于某一河段，試從下表中該河段的有關(guān)數(shù)據(jù)，寫(xiě)出這一模式的具體形式。河段設(shè)置的斷面流經(jīng)時(shí)間（h）氨氮濃度（mg/L）被硝化的氨氮濃度（mg/L）02.8602.372.040.638.770.152.653、用查到的新資料，說(shuō)明毒物的聯(lián)合作用。4、試說(shuō)明化學(xué)物質(zhì)致突變、致癌和抑制酶活性的生物化學(xué)作用機(jī)理。答：(1)致突變作用機(jī)理:致突變性是指生物體中細(xì)胞的遺傳性質(zhì)在受到外源性化學(xué)毒物低劑量的影響和損傷時(shí),以不連續(xù)的跳躍形式發(fā)生了突然的變異.致突變作用發(fā)生在一

46、般體細(xì)胞時(shí),則不具有遺傳性質(zhì),而是使細(xì)胞發(fā)生不正常的分裂和增生,其結(jié)果表現(xiàn)為癌的形成.致突變作用如影響生殖細(xì)胞而使之產(chǎn)生突變時(shí),就有可能產(chǎn)生遺傳特性的改變而影響下一代,即將這種變化傳遞給子細(xì)胞,使之具有新的遺傳特性.(2)致癌機(jī)理:致癌是體細(xì)胞不受控制的生長(zhǎng).其機(jī)理一般分兩個(gè)階段:第一是引發(fā)階段,即致癌物與DNA反應(yīng),引起基因突變,導(dǎo)致遺傳密碼改變.第二是促長(zhǎng)階段,主要是突變細(xì)胞改變了遺傳信息的表達(dá),增殖成為腫瘤,其中惡性腫瘤還會(huì)向機(jī)體其他部位擴(kuò)展.(3)抑制酶活性作用機(jī)理:有些有機(jī)化合物與酶的共價(jià)結(jié)合,這種結(jié)合往往是通過(guò)酶活性內(nèi)羥基來(lái)進(jìn)行的;有些重金屬離子與含硫基的酶強(qiáng)烈結(jié)合;某些金屬取代金

47、屬酶中的不同金屬.5、解釋下列名詞概念：被動(dòng)擴(kuò)散；主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)；腸肝循環(huán)；血腦屏障；半數(shù)有效劑量（濃度）；閾劑量（濃度）；助致癌物；促癌物；酶的可逆和不可逆抑制劑。答：答:(1)被動(dòng)擴(kuò)散:脂溶性物質(zhì)從高濃度側(cè)向低濃度側(cè),即順濃度梯度擴(kuò)散通過(guò)有類(lèi)脂層屏障的生物膜.(2)主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn):在需要消耗一定代謝能量下,一些物質(zhì)可在低濃度側(cè)與膜上高濃度特異性蛋白載體結(jié)合,通過(guò)生物膜,至高濃度側(cè)解離出原物質(zhì).(3)腸肝循環(huán):有些物質(zhì)由膽汁排泄,在腸道運(yùn)行中又重新被吸收,該現(xiàn)象叫腸肝循環(huán).(4)血腦屏障:腦毛細(xì)血管阻止某些物質(zhì)(多半是有害的)進(jìn)入腦循環(huán)血的結(jié)構(gòu).(5)半數(shù)有效劑量(濃度):毒物引起受試生物的半數(shù)產(chǎn)生同一

48、毒作用所需的毒物劑量(濃度).(6)閾劑量(濃度):在長(zhǎng)期暴露毒物下,會(huì)引起機(jī)體受損害的最低劑量(濃度).(7)助致癌物:可加速細(xì)胞癌變和已癌變細(xì)胞增殖成瘤塊的物質(zhì).(8)促癌物:可使已經(jīng)癌變細(xì)胞不斷增殖而形成瘤塊.(9)酶的可逆和不可逆抑制劑:抑制劑就是能減小或消除酶活性,而使酶的反應(yīng)速率變慢或停止的物質(zhì).其中,以比較牢固的共價(jià)鍵同酶結(jié)合,不能用滲析,超濾等物理方法來(lái)恢復(fù)酶活性的抑制劑,稱為不可逆抑制劑;另一部分抑制劑是同酶的結(jié)合處于可逆平衡狀態(tài),可用滲析法除去而恢復(fù)酶活性的物質(zhì),稱為可逆抑制劑.6、試簡(jiǎn)要說(shuō)明氯乙烯致癌的生化機(jī)制，和在一定程度上防御致癌的解毒轉(zhuǎn)化途徑。 第六章 典型污染物在

49、環(huán)境各圈層中的轉(zhuǎn)歸與效應(yīng)1、 為什么Hg2+和CH3Hg+在人體內(nèi)能長(zhǎng)期滯留？舉例說(shuō)明它們可形成哪些化合物。答：這是由于汞可以與生物體內(nèi)的高分子結(jié)合,形成穩(wěn)定的有機(jī)汞絡(luò)合物,就很難排出體外.此外,烷基汞具有高脂溶性,且它在生物體內(nèi)分解速度緩慢(其分解半衰期約為70d),因而會(huì)在人體內(nèi)長(zhǎng)期滯留.Hg2+和CH3Hg+ 可以與羥基,組氨酸,半胱氨酸,白蛋白形成絡(luò)合物.甲基汞能與許多有機(jī)配位體基團(tuán)結(jié)合,如COOH,NH2,SH,以及OH等.2、 砷在環(huán)境中存在的主要化學(xué)形態(tài)有哪些？其主要轉(zhuǎn)化途徑有哪些？答：砷在環(huán)境中存在的主要化學(xué)形態(tài)有五價(jià)無(wú)機(jī)砷化合物,三價(jià)無(wú)機(jī)砷化合物,一甲基胂酸及其鹽,二甲基胂酸

50、及其鹽,三甲基胂氧化物,三甲基胂,砷膽堿,砷甜菜堿,砷糖等.砷的生物甲基化反應(yīng)和生物還原反應(yīng)是砷在環(huán)境中轉(zhuǎn)化的重要過(guò)程.主要轉(zhuǎn)化途經(jīng)如下:3、 試述PCDD是一類(lèi)具有什么化學(xué)結(jié)構(gòu)的化合物？并說(shuō)明其主要污染來(lái)源。答：1)PCDD這類(lèi)化合物的母核為二苯并一對(duì)二惡英,具有經(jīng)兩個(gè)氧原子聯(lián)結(jié)的二苯環(huán)結(jié)構(gòu).在兩個(gè)苯環(huán)上的1,2,3,4,6,7,8,9位置上可有1-8個(gè)取代氯原子,由氯原子數(shù)和所在位置的不同可能組合成75種異構(gòu)體,總稱多氯聯(lián)苯并一對(duì)二惡英.其結(jié)構(gòu)式如右:(2)來(lái)源:在焚燒爐內(nèi)焚燒城市固體廢物或野外焚燒垃圾是PCDD的主要大氣污染源.例如存在于垃圾中某些含氯有機(jī)物,如聚氯乙烯類(lèi)塑料廢物在焚燒過(guò)

51、程中可能產(chǎn)生酚類(lèi)化合物和強(qiáng)反應(yīng)性的氯,氯化氫等,從而進(jìn)一步生產(chǎn)PCDD類(lèi)化合物的前驅(qū)物.除生活垃圾外,燃料(煤,石油),枯草敗葉(含除草劑),氯苯類(lèi)化合物等燃燒過(guò)程及森林火災(zāi)也會(huì)產(chǎn)生PCDD類(lèi)化合物.在苯氧酸除草劑,氯酚,多氯聯(lián)苯產(chǎn)品和化學(xué)廢棄物的生產(chǎn),冶煉,燃燒及使用和處理過(guò)程中進(jìn)入環(huán)境.另外,還可能來(lái)源于一些意外事故和戰(zhàn)爭(zhēng).4、 簡(jiǎn)述多氯聯(lián)苯PCBs在環(huán)境中的主要分布、遷移與轉(zhuǎn)化規(guī)律。答：(1)分布:由于多氯聯(lián)苯揮發(fā)性和水中溶解度較小,故其在大氣和水中的含量較少.近期報(bào)導(dǎo)的數(shù)據(jù)表明,在地下水中發(fā)現(xiàn)PCBs的幾率與地表水中相當(dāng).此外,由于PCBs易被顆粒物所吸附,故在廢水流入河口附近的沉積物

52、中,PCBs含量較高.水生植物通?？蓮乃锌焖傥誔CBs,其富集系數(shù)為1×l04l×l05.通過(guò)食物鏈的傳遞,魚(yú)體中PCBs的含量約在l7mg/kg范圍內(nèi)(濕重).在某些國(guó)家的人乳中也檢出一定量的PCBs.(2)遷移:PCBs主要在使用和處理過(guò)程中,通道揮發(fā)進(jìn)入大氣,然后經(jīng)干,濕沉降轉(zhuǎn)入湖泊和海洋.轉(zhuǎn)入水體的PCBs極易被顆粒物所吸附,沉入沉積物,使PCBs大量存在于沉積物中.雖然近年來(lái)PCBs的使用量大大減少,但沉積物中的PCBs仍然是今后若干年內(nèi)食物鏈污染的主要來(lái)源.(3)轉(zhuǎn)化:PCBs由于化學(xué)惰性而成為環(huán)境中持久性污染物,它在環(huán)境中主要轉(zhuǎn)化途徑是光化學(xué)分解和生物轉(zhuǎn)化

53、.PCBs在紫外光的激發(fā)下碳氯鍵斷裂,而產(chǎn)生芳基自由基和氯自由基,自由基從介質(zhì)中取得質(zhì)子,或者發(fā)生二聚反應(yīng).PCBs生物降解時(shí),含氯原子數(shù)目越少,越容易降解.5、 根據(jù)多環(huán)芳烴形成的基本原理，分析討論多環(huán)芳烴產(chǎn)生與污染的來(lái)源有哪些？表面活性劑有哪些類(lèi)型？對(duì)環(huán)境和人體健康的危害是什么？第七章 受污染環(huán)境的修復(fù)1微生物修復(fù)所需的環(huán)境條件是什么？微生物修復(fù)技術(shù)是指通過(guò)微生物的作用清除土壤和水體中的污染物，或是使污染物無(wú)害化的過(guò)程。它包括自然和人為控制條件下的污染物降解或無(wú)害化過(guò)程。在自然修復(fù)過(guò)程（natural attenuation）中，利用土著微生物（indigenous microorgani

54、sm）的降解能力，但需要有以下環(huán)境條件：有充分和穩(wěn)定的地下水流；有微生物可利用的營(yíng)養(yǎng)物；有緩沖pH的能力；有使代謝能夠進(jìn)行的電子受體。如果缺少一項(xiàng)條件，將會(huì)影響生物修復(fù)的速率和程度。特別是對(duì)于外來(lái)化合物，如果污染新近發(fā)生，很少會(huì)有土著微生物能降解它們，所以需要加入有降解能力的外源微生物（exogenous microorganism）。2請(qǐng)列舉幾種強(qiáng)化微生物原位修復(fù)技術(shù)。原位強(qiáng)化修復(fù)技術(shù)包括生物強(qiáng)化法、生物通氣法、生物注射法、生物沖淋法及生物翻耕法等。（1）生物強(qiáng)化法是指在生物處理體系中投加具有特定功能的微生物來(lái)改善原有處理體系的處理效果，如對(duì)難降解有機(jī)物的去除等。投加的微生物可以來(lái)源于原來(lái)的

55、處理體系，經(jīng)過(guò)馴化、富集、篩選、培養(yǎng)達(dá)到一定數(shù)量后投加，也可以是原來(lái)不存在的外源微生物。（2）生物通氣法（bioventing）用于修復(fù)受揮發(fā)性有機(jī)物污染的地下水水層上部通氣層（Vadose Zone）土壤。這種處理系統(tǒng)要求污染土壤具有多孔結(jié)構(gòu)以利于微生物的快速生長(zhǎng)。另外，污染物應(yīng)具有一定的揮發(fā)性，亨利常數(shù)大于1.01325Pa·m3·mol-1時(shí)才適于通過(guò)真空抽提加以去除。生物通氣法的主要制約因素是影響氧和營(yíng)養(yǎng)物遷移的土壤結(jié)構(gòu)，不適的土壤結(jié)構(gòu)會(huì)使氧和營(yíng)養(yǎng)物在到達(dá)污染區(qū)之前被消耗。（3）生物注射法（biosparging）又稱空氣注射法，這種方法適用于處理受揮發(fā)性有機(jī)物污染

56、的地下水及上部土壤。處理設(shè)施采用類(lèi)似生物通氣法的系統(tǒng)，但這里的空氣是經(jīng)過(guò)加壓后注射到污染地下水的下部，氣流加速地下水和土壤有機(jī)物的揮發(fā)和降解。也有人把生物注射法歸入生物通氣法。（4）生物沖淋法（bioflooding）將含氧和營(yíng)養(yǎng)物的水補(bǔ)充到亞表層，促進(jìn)土壤和地下水中的污染物的生物降解。生物沖淋法大多在各種石油烴類(lèi)污染的治理中使用，改進(jìn)后也能用于處理氯代脂肪烴溶劑，如加入甲烷和氧促進(jìn)甲烷營(yíng)養(yǎng)菌降解三氯乙烯和少量的氯乙烯。（5）土地耕作法（land farming）就是對(duì)污染土壤進(jìn)行耕犁處理。在處理過(guò)程中施加肥料，進(jìn)行灌溉，施加石灰，從而盡可能為微生物代謝污染物提供一個(gè)良好環(huán)境，使其有充足的營(yíng)養(yǎng)、水分和適宜的pH值，保證生物降解在