2011年環境化學專業考研測試題及參考答案四

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一、名詞解釋

1大氣穩定度

2大氣逆輻射

3化學形態

4標化分配系數

5核衰變

6生物轉運

7天然水的堿度

8Kow

二、回答下列問題

1大氣中有哪些主要自由基?

2請簡述對流層中光化學氧化劑-O3的主要來源?

3試分析具有溫室效應作用的“臭氧”與平流層的“臭氧”差別?

4試分析水體中的污染物的種類。

5分析有害廢物的特征及鑒別標準?

6水中有機污染程度的指標是什么?并分別加以說明。

三、計算題

某有機物分子量為192，溶解在含有懸浮物的水體中,若懸浮物中85%為細顆粒物，有機碳含量為5%，其余粗顆粒物有機碳含量為1%，已知該有機物在水中溶解度為0.05mg/L,那么，計算其分配系數Kp?

四、分析論述題

1依據下圖分析光化學煙霧形成的機理?

2以鉛為例分析重金屬在水環境中遷移轉化途徑。

3試論述汞在土壤中的遷移轉化途徑?

參考答案

一、名詞解釋

1大氣穩定度：指大氣的穩定程度,或者說大氣中某一高度上的氣塊在垂直方向上相對穩定程度。

2大氣逆輻射:CO2和H2O吸收地面輻射的能量后，又以長波輻射的形式將能量放出。這種輻射是向四面八方的，而在垂直方向上則有向上和向下兩部分，向下的部分因與地面輻射方向相反，稱為“大氣逆輻射”。

3化學形態(chemical species)，指某一元素在環境中以某種離子或分子存在的實際形式。如Hg可以Hg2+、Hg(OH)2、HgCl2-、HgCl42-、CH2Hg+等形態存在。

4標化分配系數：即以有機碳為基礎表示的分配系數。

5核衰變：放射性核素自發地改變結構形成另一種核素的過程。

6生物轉運：污染物被機體吸收后進入血液,通過血液循環分布到全身各組織器官，在組織細胞內發生化學結構和性質的變化，形成代謝物，吸收、分布和排泄具有類似的機理，均是反復通過生物膜的過程使外來化合物在體內發生移位，統稱生物轉運。

7天然水的堿度：指水中能與強酸發生中和作用的全部物質，亦即能接受質子H+的物質總量。

8Kow：辛醇-水分配系數，既化學物質在辛醇中濃度和在水中濃度的比例。

二、回答下列問題

1大氣中有哪些主要自由基?

氫氧自由基、HO2、烴基、烴類含氧基、過氧基等。

2請簡述對流層中光化學氧化劑-O3的主要來源?

對流層中O3的天然源最主要的有兩個：一是由平流層輸入，二是光化學反應產生O3。自然界的光化學過程是O3的重要來源，由CO產生O3的光化學機制為：

CO+·OH→CO2+·H

·H+O2+M→HO2·+M

HO2·+NO→NO2+·OH?

NO2+?hν?→NO+O

O+O2+M→O3+M

O3的人為源包括交通運輸、石油化學工業及燃煤電廠。

3試分析具有溫室效應作用的“臭氧”與平流層的“臭氧”差別?

地球上90%的臭氧分布在距地面25km的平流層，另外約10%存在于對流層。

對流層臭氧是一種溫室氣體，它的濃度隨緯度、經度、高度和季節變化而變化。對流層臭氧濃度北半球比南半球高。

平流層中的臭氧吸收了太陽發射到地球的大量對人類、動物和植物有害的紫外線，為地球提供了一個防止紫外線輻射的屏障。

通過觀測發現，平流層中的臭氧含量減少，而對流層中的臭氧含量增加。由于有90%的臭氧在平流層，所以總量在下降。

對流層臭氧形成人為來源：NO2的光解反應是它在大氣中最重要的化學反應，是大氣中O3生成的引發反應，也是O3唯一的人為來源。(見第七節)

南極上空平流層臭氧(臭氧層)濃度減少，形成了臭氧空洞。

4試分析水體中的污染物的種類。

美國科學家把水體污染物分為八類：

耗氧污染物;致病污染物;合成有機物;植物營養物;無機及礦物質;由土壤、巖石沖刷下來得沉積物;放射性物質;熱污染

5分析有害廢物的特征及鑒別標準?

有害廢物的特性通常包括易燃性、反應性、腐蝕性、浸出毒性、急性毒性、放射性和疾病傳染性。根據這些性質，世界各國均制定了自己的鑒別標準和危險廢物名錄。

6水中有機污染程度的指標是什么?并分別加以說明。

答：水體中有機污染物的種類繁多、組成復雜，現代分析技術難以分別測定它們的含量。因此，只能利用它們共同的特點，用一些指標間接反映水體中有機物的污染程度。

常見的指標有：溶解氧、生化需氧量、化學需氧量、總有機碳和總需氧量。

三、計算題

某有機物分子量為192，溶解在含有懸浮物的水體中,若懸浮物中85%為細顆粒物，有機碳含量為5%，其余粗顆粒物有機碳含量為1%，已知該有機物在水中溶解度為0.05mg/L,那么，計算其分配系數Kp?

解：lgKow=5.00-0.670lg(SwX103/M)

Koc=0.63Kow

Kp=Koc[0.2(1-f)XocS+fXocf]=6.63X103

四、分析論述題

1依據下圖分析光化學煙霧形成的機理?

答：(1)清晨大量的碳氫化合物和NO由汽車尾氣及其他源排入大氣。由于晚間NO氧化的結果，已有少量NO2存在。當日出時，NO2光解離提供原子氧，然后NO2光解反應及一系列次級反應發生，·OH基開始氧化碳氫化合物，并生成一批自由基，它們有效地將NO轉化為NO2，使NO2濃度上升，碳氫化合物及NO濃度下降;當NO2達到一定值時，O3開始積累，而自由基與NO2的反應又使NO2的增長受到限制;當NO向NO2轉化速率等于自由基與NO2的反應速率時，NO2濃度達到極大，此時O3仍在積累之中;當NO2下降到一定程度時，就影響O3的生成量;當O3的積累與消耗達成平衡時，O3達到極大，

(2)12個化學反應概括了光化學煙霧形成的整個過程：

引發反應：NO2+hν→NO+O

O+O2+M→O3+M

NO+O3→NO2+O2

鏈傳遞反應：RH+·OH→RO2·+H2O

RCHO+·OH→RC(O)O2·+H2O

RCHO+hν→RO2·+HO2·+CO

HO2·+NO→NO2+·OH

RO2·+NO→NO2+R′CHO+HO2·

RC(O)O2·+NO→NO2+RO2·+CO2

終止反應：·OH+NO2→HNO3

RC(O)O2·+NO2→RC(O)O2NO2

RC(O)O2NO2→RC(O)O2·+NO2

2以鉛為例分析重金屬在水環境中遷移轉化途徑。

答：(1)含鉛的稀釋、擴散;

(2)水體中膠體物質對重金屬的吸附作用：

無機膠體：

次生黏土礦物;鐵、鋁、硅、錳等水合氧化物;

有機膠體：蛋白質、腐殖質。

(3)氧化-還原轉化：各價態之間的相互轉化;

(4)溶解和沉淀反應：

(5)配合反應:無機配體：OH-Cl-CO32-HCO3-F-S2-

有機配體:氨基酸、糖、腐殖酸

生活廢水中的洗滌劑、清潔劑、NTA、EDTA、農藥等

(6)生物甲基化作用.

(7)生物富集作用

3試論述汞在土壤中的遷移轉化途徑?

要點：汞的氧化還原特征、微生物對汞的甲基化、土壤及成分對汞的固定和釋放等方面進行闡述

一汞的氧化還原特征

土壤中汞形態分為：金屬汞無機結合汞有機結合汞

無機汞：HgSHgOHgCO3HgSO4HgCl2Hg(NO3)2

有機汞：甲基汞土壤腐殖酸結合態汞有機汞農藥醋酸苯汞

土壤環境的EhPH決定著汞的存在形態，三價態相互之間的轉化反應為：

氧化作用：Hg0----Hg22++Hg2+

歧化作用：Hg22+--Hg2++Hg0

土壤微生物作用：Hg2+---Hg0