2011年環(huán)境化學(xué)專業(yè)考研測(cè)試題及參考答案四

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一、名詞解釋

1大氣穩(wěn)定度

2大氣逆輻射

3化學(xué)形態(tài)

4標(biāo)化分配系數(shù)

5核衰變

6生物轉(zhuǎn)運(yùn)

7天然水的堿度

8Kow

二、回答下列問(wèn)題

1大氣中有哪些主要自由基?

2請(qǐng)簡(jiǎn)述對(duì)流層中光化學(xué)氧化劑-O3的主要來(lái)源?

3試分析具有溫室效應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)?

6水中有機(jī)污染程度的指標(biāo)是什么?并分別加以說(shuō)明。

三、計(jì)算題

某有機(jī)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(xì)顆粒物，有機(jī)碳含量為5%，其余粗顆粒物有機(jī)碳含量為1%，已知該有機(jī)物在水中溶解度為0.05mg/L,那么，計(jì)算其分配系數(shù)Kp?

四、分析論述題

1依據(jù)下圖分析光化學(xué)煙霧形成的機(jī)理?

2以鉛為例分析重金屬在水環(huán)境中遷移轉(zhuǎn)化途徑。

3試論述汞在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化途徑?

參考答案

一、名詞解釋

1大氣穩(wěn)定度：指大氣的穩(wěn)定程度,或者說(shuō)大氣中某一高度上的氣塊在垂直方向上相對(duì)穩(wěn)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(zhǎng)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(xué)形態(tài)(chemical species)，指某一元素在環(huán)境中以某種離子或分子存在的實(shí)際形式。如Hg可以Hg2+、Hg(OH)2、HgCl2-、HgCl42-、CH2Hg+等形態(tài)存在。

4標(biāo)化分配系數(shù)：即以有機(jī)碳為基礎(chǔ)表示的分配系數(shù)。

5核衰變：放射性核素自發(fā)地改變結(jié)構(gòu)形成另一種核素的過(guò)程。

6生物轉(zhuǎn)運(yùn)：污染物被機(jī)體吸收后進(jìn)入血液,通過(guò)血液循環(huán)分布到全身各組織器官，在組織細(xì)胞內(nèi)發(fā)生化學(xué)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的變化，形成代謝物，吸收、分布和排泄具有類似的機(jī)理，均是反復(fù)通過(guò)生物膜的過(guò)程使外來(lái)化合物在體內(nèi)發(fā)生移位，統(tǒng)稱生物轉(zhuǎn)運(yùn)。

7天然水的堿度：指水中能與強(qiáng)酸發(fā)生中和作用的全部物質(zhì)，亦即能接受質(zhì)子H+的物質(zhì)總量。

8Kow：辛醇-水分配系數(shù)，既化學(xué)物質(zhì)在辛醇中濃度和在水中濃度的比例。

二、回答下列問(wèn)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(guò)氧基等。

2請(qǐng)簡(jiǎn)述對(duì)流層中光化學(xué)氧化劑-O3的主要來(lái)源?

對(duì)流層中O3的天然源最主要的有兩個(gè)：一是由平流層輸入，二是光化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生O3。自然界的光化學(xué)過(guò)程是O3的重要來(lái)源，由CO產(chǎn)生O3的光化學(xué)機(jī)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(yùn)輸、石油化學(xué)工業(yè)及燃煤電廠。

3試分析具有溫室效應(yīng)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(duì)流層。

對(duì)流層臭氧是一種溫室氣體，它的濃度隨緯度、經(jīng)度、高度和季節(jié)變化而變化。對(duì)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(yáng)發(fā)射到地球的大量對(duì)人類、動(dòng)物和植物有害的紫外線，為地球提供了一個(gè)防止紫外線輻射的屏障。

通過(guò)觀測(cè)發(fā)現(xiàn)，平流層中的臭氧含量減少，而對(duì)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(duì)流層臭氧形成人為來(lái)源：NO2的光解反應(yīng)是它在大氣中最重要的化學(xué)反應(yīng)，是大氣中O3生成的引發(fā)反應(yīng)，也是O3唯一的人為來(lái)源。(見(jiàn)第七節(jié))

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(guó)科學(xué)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(jī)物;植物營(yíng)養(yǎng)物;無(wú)機(jī)及礦物質(zhì);由土壤、巖石沖刷下來(lái)得沉積物;放射性物質(zhì);熱污染

5分析有害廢物的特征及鑒別標(biāo)準(zhǔn)?

有害廢物的特性通常包括易燃性、反應(yīng)性、腐蝕性、浸出毒性、急性毒性、放射性和疾病傳染性。根據(jù)這些性質(zhì)，世界各國(guó)均制定了自己的鑒別標(biāo)準(zhǔn)和危險(xiǎn)廢物名錄。

6水中有機(jī)污染程度的指標(biāo)是什么?并分別加以說(shuō)明。

答：水體中有機(jī)污染物的種類繁多、組成復(fù)雜，現(xiàn)代分析技術(shù)難以分別測(cè)定它們的含量。因此，只能利用它們共同的特點(diǎn)，用一些指標(biāo)間接反映水體中有機(jī)物的污染程度。

常見(jiàn)的指標(biāo)有：溶解氧、生化需氧量、化學(xué)需氧量、總有機(jī)碳和總需氧量。

三、計(jì)算題

某有機(jī)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(xì)顆粒物，有機(jī)碳含量為5%，其余粗顆粒物有機(jī)碳含量為1%，已知該有機(jī)物在水中溶解度為0.05mg/L,那么，計(jì)算其分配系數(shù)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(jù)下圖分析光化學(xué)煙霧形成的機(jī)理?

答：(1)清晨大量的碳?xì)浠�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(jié)果，已有少量NO2存在。當(dāng)日出時(shí)，NO2光解離提供原子氧，然后NO2光解反應(yīng)及一系列次級(jí)反應(yīng)發(fā)生，·OH基開(kāi)始氧化碳?xì)浠�合物，并生成一批自由基，它們有效地將NO轉(zhuǎn)化為NO2，使NO2濃度上升，碳?xì)浠�合物及NO濃度下降;當(dāng)NO2達(dá)到一定值時(shí)，O3開(kāi)始積累，而自由基與NO2的反應(yīng)又使NO2的增長(zhǎng)受到限制;當(dāng)NO向NO2轉(zhuǎn)化速率等于自由基與NO2的反應(yīng)速率時(shí)，NO2濃度達(dá)到極大，此時(shí)O3仍在積累之中;當(dāng)NO2下降到一定程度時(shí)，就影響O3的生成量;當(dāng)O3的積累與消耗達(dá)成平衡時(shí)，O3達(dá)到極大，

(2)12個(gè)化學(xué)反應(yīng)概括了光化學(xué)煙霧形成的整個(gè)過(guò)程：

引發(fā)反應(yīng)：NO2+hν→NO+O

O+O2+M→O3+M

NO+O3→NO2+O2

鏈傳遞反應(yīng)：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(yīng)：·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(huán)境中遷移轉(zhuǎn)化途徑。

答：(1)含鉛的稀釋、擴(kuò)散;

(2)水體中膠體物質(zhì)對(duì)重金屬的吸附作用：

無(wú)機(jī)膠體：

次生黏土礦物;鐵、鋁、硅、錳等水合氧化物;

有機(jī)膠體：蛋白質(zhì)、腐殖質(zhì)。

(3)氧化-還原轉(zhuǎn)化：各價(jià)態(tài)之間的相互轉(zhuǎn)化;

(4)溶解和沉淀反應(yīng)：

(5)配合反應(yīng):無(wú)機(jī)配體：OH-Cl-CO32-HCO3-F-S2-

有機(jī)配體:氨基酸、糖、腐殖酸

生活廢水中的洗滌劑、清潔劑、NTA、EDTA、農(nóng)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(zhuǎn)化途徑?

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

一汞的氧化還原特征

土壤中汞形態(tài)分為：金屬汞無(wú)機(jī)結(jié)合汞有機(jī)結(jié)合汞

無(wú)機(jī)汞：HgSHgOHgCO3HgSO4HgCl2Hg(NO3)2

有機(jī)汞：甲基汞土壤腐殖酸結(jié)合態(tài)汞有機(jī)汞農(nóng)藥醋酸苯汞

土壤環(huán)境的EhPH決定著汞的存在形態(tài)，三價(jià)態(tài)相互之間的轉(zhuǎn)化反應(yīng)為：

氧化作用：Hg0----Hg22++Hg2+

歧化作用：Hg22+--Hg2++Hg0

土壤微生物作用：Hg2+---Hg0