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1、-2018环境化学试题及答案-第 7 页大气环化习题集一、名词解释1大气稳定度：指大气的稳定程度,或者说大气中某一高度上的气块在垂直方向上相对稳定程度。2大气逆辐射:CO2和H2O吸收地面辐射的能量后，又以长波辐射的形式将能量放出。这种辐射是向四面八方的，而在垂直方向上则有向上和向下两部分，向下的部分因与地面辐射方向相反，称为“大气逆辐射”。气温垂直递减率：气温随高度的变化通常以气温垂直递减率(表示，即每垂直升高100m，气温的变化值：T绝对温度，K；Z高度。4.光化学反应：光化学反应:一个原子、分子、自由基或离子吸收一个光子所引发的反应，称为光化学反应iP9qXp3uJ25. 湿沉降：通过降
2、雨降雪等使大气中的颗粒物从大气中去除的过程。二、 回答下列问题1大气中有哪些主要自由基？ 氢氧自由基、HO2、烃基、烃类含氧基、过氧基等。2请简述对流层中光化学氧化剂-O3的主要来源？对流层中O3的天然源最主要的有两个：一是由平流层输入，二是光化学反应产生O3。自然界的光化学过程是O3的重要来源，由CO产生O3的光化学机制为：CO+?OHCO2+?H3试分析具有温室效应作用的“臭氧”与平流层的“臭氧”差别？ 地球上90的臭氧分布在距地面25km的平流层，另外约10存在于对流层。 对流层臭氧是一种温室气体，它的浓度随纬度、经度、高度和季节变化而变化。对流层臭氧浓度北半球比南半球高。平流层中的臭氧
3、吸收了太阳发射到地球的大量对人类、动物和植物有害的紫外线，为地球提供了一个防止紫外线辐射的屏障。通过观测发现，平流层中的臭氧含量减少，而对流层中的臭氧含量增加。由于有90的臭氧在平流层，所以总量在下降。对流层臭氧形成人为来源：NO2的光解反应是它在大气中最重要的化学反应，是大气中O3生成的引发反应，也是O3唯一的人为来源。见第七节） 南极上空平流层臭氧的光分解：HCHO+hH?+HC?OH?+O2HO2?HC?O+O2CO+HO2?5.大气中有哪些重要的吸光物质，其吸光特征是什么？iP9qXp3uJ2 答：大气组分如N2、O2、O3、H2O和CO2等能吸收一定波长的太阳辐射。波长小于290nm
4、的太阳辐射被N2、O2、O3分子吸收，并使其解离。故波长小于290nm的太阳辐射不能到达地面，而8002000nm的长波辐射则几乎都被水分子和二氧化碳所吸收。因此，只有波长为300800nm的可见光能透过大气到达地面，这部分约占太阳光总能量的41%。iP9qXp3uJ26.叙述大气中含氮化合物、含卤素化合物的源和汇。 种类：大气中重要的含氮化合物有N2O、NO、NO2、NH3、HNO2、HNO3和氨盐； 其中NO和NO2统称为总氮氧化物，是大气中最重要的污染物之一，它能参与酸雨及光化学烟雾的形成，而N2O是温室气体。iP9qXp3uJ2 来源：氧化亚氮(N2O：氧化亚氮是无色气体，主要来自天然
5、源，由土壤中的硝酸盐经细菌脱氮作用产生：NO3+2H2+H+1/2N2O+5/2H2O N2O的人为源主要是燃料燃烧和含氮化肥的施用。iP9qXp3uJ2 转化：N2O的化学活性差，在低层大气中被认为是非污染性气体，但它能吸收地面辐射，是主要的温室气体之一。iP9qXp3uJ2N2O难溶于水，寿命又长，可传输到平流层，发生光解作用： N2O+hN2+O N2O+ON2+O2 N2O+O2NO最后一个反应是平流层中NO的天然源，而NO对臭氧层有破坏作用。天然源：氮氧化物及有机氯农药(如DDT、六六六等高级卤代烃以气溶胶形式存在，而含两个或两个以下碳原子的卤代烃呈气态。iP9qXp3uJ2 氯氟烃
6、类(1Cl+O3ClO+O2(2 ClO+OCl+O2(37.简述大气污染物的汇的机制 重力沉降，与植物、建筑物或地面(土壤相碰撞而被捕获(被表面吸附或吸收的过程，统称为干沉降。大气中的物质通过降水而落到地面的过程称为湿沉降。 污染物在大气中通过化学反应生成其他气体或粒子而使原污染物在大气中消失的过程，称为化学去除三、分析论述题1依据下图分析光化学烟雾形成的机理？ 答：1）清晨大量的碳氢化合物和NO由汽车尾气及其他源排入大气。由于晚间NO氧化的结果，已有少量NO2存在。当日出时，NO2光解离提供原子氧，然后NO2光解反应及一系列次级反应发生，?OH基开始氧化碳氢化合物，并生成一批自由基，它们有
7、效地将NO转化为NO2，使NO2浓度上升，碳氢化合物及NO浓度下降；当NO2达到一定值时，O3开始积累，而自由基与NO2的反应又使NO2的增长受到限制；当NO向NO2转化速率等于自由基与NO2的反应速率时，NO2浓度达到极大，此时O3仍在积累之中；当NO2下降到一定程度时，就影响O3的生成量；当O3的积累与消耗达成平衡时，O3达到极大，O2?+H2ORCHO+hRO2?+HO2?+COHO2?+NONO2+?OHRO2?+NONO2+RCHO+HO2?RC(OO2?+NONO2+RO2?+CO2终止反应：?OH+NO2HNO3 RC(OO2?+NO2RC(OO2NO2RC(OO2NO2RC(O
8、O2?+NO22确定酸雨pH界限的依据是什麽？1）酸雨是最常见酸性降水，酸性降水是指通过降水，如雨、雪、雾、冰雹等将大气中的酸性物质迁移到地面的过程。这种降水过程称湿沉降。2）降水pH主要推导方程式。3）多年来国际上一直把pH值为5.6作为判断酸雨的界限，pH值小于5.6的降雨称为酸雨。iP9qXp3uJ22、我国酸雨的关键性离子组分为SO42-，Ca2+，NH4+。3.、大气颗粒物的去除过程可分为干沉降、湿沉降。4、导致臭氧层耗损的典型物质有NOx，HOx，ClOx，CFCs5.光化学烟雾从产生到结束，其中主要污染物出现的顺序依次是NO，RO2，RC(OO2，二次污染物有O3，醛，PAN，过
9、氧化氢等。iP9qXp3uJ26.大气颗粒物中粒径小于2um的称为细粒子，其主要的化学组分为硫酸根，氨离子，硝酸根离子，炭黑，痕量金属；粒径大于2um的称为粗粒子，其主要的化学组分为铁，钙，硅，钠，铝，镁，钛等。iP9qXp3uJ27.亚硝酸的光解是大气中HO自由基的主要来源之一，醛的光解是大气中HO2自由基的主要来源之一。8. 影响酸雨形成的因素有酸性污染物的排放、大气中的氨、颗粒物酸度及其缓冲能力、天气形势的影响。毒理学名词解释：1.化学形态(chemical species，指某一元素在环境中以某种离子或分子存在的实际形式。如Hg可以Hg2+、Hg(OH2、HgCl2-、HgCl42-、
10、CH2Hg+等形态存在。iP9qXp3uJ22.生物转运：污染物被机体吸收后进入血液,通过血液循环分布到全身各组织器官，在组织细胞内发生化学结构和性质的变化，形成代谢物，吸收、分布和排泄具有类似的机理，均是反复通过生物膜的过程使外来化合物在体内发生移位，统称生物转运。iP9qXp3uJ23.生物放大：同一食物链上的高营养级生物，通过吞噬低营养级生物蓄积某种元素或难降解物质，使其在机体内的浓度随营养级数提高而增大的现象iP9qXp3uJ24.阈剂量浓度）：是指长期暴露在毒物下，会引起机体受损害的最低剂量： BCF = Cb/Ce Cb：某种元素或难降解物质在机体中的浓度;iP9qXp3uJ2 C
11、e：某种元素或难降解物质在机体周围环境中的浓度。7.PCBs：多氯联苯，由联苯经氯化而成，是水体中常见的有机污染物之一。8.三致效应：包括致畸作用(使生物体发生先天性畸形的过程;致突变作用(指生物细胞内DNA改变，引起的遗传特性突变的作用和致癌作用(使细胞不受控制增长的作用。iP9qXp3uJ29.拮抗作用：指联合毒物的毒性小余气中各毒物成分单独作用毒性的总和。10.Bioaccumulation：是生物从周围环境2有机汞：甲基汞土壤腐殖酸结合态汞有机汞农药醋酸苯汞土壤环境的EhPH决定着汞的存在形态，三价态相互之间的转化反应为：氧化作用：Hg0-Hg22+Hg2+歧化作用：Hg22+Hg2+
12、Hg02.什么是环境问题？请简述当今人类面临的环境问题。答：指环境受到破坏而引起的后果，或是引起环境破坏的原因。大气污染；臭氧层破坏；酸雨侵袭；水体污染与水资源短缺；土地荒漠化；绿色屏障锐减；物种减少；海洋污染；固体废物污染；人口激增；全球变暖iP9qXp3uJ23、简述汞的微生物转化过程中辅酶的作用。微生物参与汞形态转化的主要途径是汞的甲基化作用。辅酶为甲基钴氨素，此辅酶把负甲基离子传递给汞离子形成甲基汞，本身变为水合钴氨素，后者由于其中的钴被辅酶FADH2还原，并失去水而转变为五个氮配位的一价钴氨素，最后，辅酶甲基四叶氢酸将正甲基离子转于五配位钴氨素，并从其一价钴上取得二个电子，以负甲基离
13、子与之络合，完成甲基钴氨素的再生，使汞的甲基化能够顺利进行。iP9qXp3uJ24.简述NAD+/NADP+、细胞色素酶、辅酶A的作用及简单反应式。答：NAD+/NADP+是一些氧化还原酶的辅酶，在酶促反应中起着传递氢的作用。细胞色素酶是催化底物氧化的一类酶系，在酶促反应时起到传递电子作用。辅酶A是一种转移酶的辅酶，在酶促反应中起着传递酰基的功能。5.具体解释氮的微生物转化过程及其中涉及的硝化、反硝化过程作用细菌的特征。 硝化分下列两个过程进行：硝酸盐在通气不良条件下，通过微生物作用而还原的过程称为反硝化。反硝化通常有三种情形：第一种情形，包括细菌、真菌和放线菌在内的多种微生物，能将硝酸盐还原
14、成亚硝酸。第二种情形，兼性厌氧假单胞菌属、色杆菌属等能使硝酸盐还原成氮气，其基本过程是：第三种情形，梭状芽孢杆菌等常将硝酸盐还原成亚硝酸盐和氨，其基本过程是：通过微生物的作用把分子氮转化为氨的过程称为固氮。固氮必须在固氮酶催化下进行，其反应可表示为：硝化过程中细菌均为以二氧化碳为碳源进行生活的化能自养型细菌，对环境条件呈现高度敏感型；严格要求高水平的氧，需要中性至微碱性条件，当pH值=9.5以上时硝化细菌受到抑制，而在pH值=6.0以下时亚硝化细菌受到抑制；最适宜温度为30，低于5或高于40时便不能活动；参与硝化的细菌虽为自养型细菌，但在环境中必须在有机质存在条件下才能活动。iP9qXp3uJ
15、2微生物进行反硝化的重要条件是厌氧环境，环境氧分压越低，反硝化越强。但是在某些通气情况下，例如在疏松土壤或曝气的活性污泥池中，除有硝化外，还有反硝化发生。这两种作用长联在一起发生，很可能是环境中的氧气分布不均匀所致。反硝化要求的其他条件是：有丰富的有机物作为碳源和能源；硝酸盐作为氮源；pH一般是中性至微碱性；温度多为25左右。iP9qXp3uJ2四、 填空题1、有机磷农药的降解途径一般有吸附催化水解、生物降解、光降解。2、毒作用的生物化学机制包括酶活性的抑制、 致突变作用、致癌作用 、致畸作用。3、有毒有机物的生物转化反应的主要类型有氧化 、还原 、水解 、结合。4、物质通过生物膜的方式有膜孔
16、过滤、被动扩散、被动易化扩散 、主动转运 、胞吞或胞饮。5.化学物质的联合作用包括协同作用，独立作用，相加作用，拮抗作用。6 生物转化中的受氢体包括分子氧、有机底物转化的中间产物、无机含氧化合物三类。7.丙酮酸在有氧条件下，通过NAD+、辅酶A等辅酶，转化为乙酰辅酶A，然后与草酰乙酸反应生成柠檬酸，进入三羧酸循环过程。iP9qXp3uJ28. 环境中有机磷农药的降解过程分为吸附催化水解、光降解、生物降解三类。9.生物转化中的受氢体包括分子氧、有机底物转化的中间产物、无机含氧化合物三类。10.含碳化合物的厌氧分解过程中，在产氢菌和产乙酸细菌的作用下，生成乙酸、甲酸、氢气、二氧化碳中间产物，然后在
17、产甲烷细菌的作用下，生成甲烷。iP9qXp3uJ2水环境一、名词解释天然水的碱度：指水中能与强酸发生中和作用的全部物质，亦即能接受质子H+的物质总量。吸附等温线：在恒温等条件下，吸附量Q与吸附物平衡浓度c的关系曲线称为吸附等温线，其相应的数学方程式称为吸附等温式。iP9qXp3uJ2专属吸附：专属吸附现象是用来解释吸附过程中表面电荷改变符号，甚至使离子化合物吸附在同号电荷表面的现象，它是指在吸附过程中，除了化学键的作用，尚有加强的憎水键和范德华力或氢键在起作用。iP9qXp3uJ2敏化光解：一个光吸收分子可能将它的过剩能量转移到一个接受体分子，导致接受体反应，造成水中有机污染物降解，称为敏化光
18、解。iP9qXp3uJ2离子交换吸附：在吸附过程中，带负电荷的胶体每吸附一部分阳离子，同时也放出等量的其它阳离子，因此把这种吸附称为离子交换吸附。iP9qXp3uJ2二、回答下列问题1.简要回答河流中的泥沙对重金属的迁移转化的影响，并举例加以说明。答：1）河流泥沙中主要有蒙脱石、高岭石、伊利石等，其中粒径小于50m的占82%；研究表明，泥沙的粒径越小，比表面越大，吸附重金属的量也越大；当重金属浓度不变时，随着河流泥沙量增大，对重金属的吸附量增大；河流泥沙对重金属离子的吸附符合弗莱特利希等温线；2）泥沙对重金属离子的吸附量随pH的升高而增大；河水pH8.3左右，重金属离子在此条件下有不同程度的水
19、解、沉淀、配合和被悬浮物吸附，控制了河水中可溶性重金属离子的浓度；3）泥沙中有机质含量随季节而变化，悬浮物中有机质大于沉积物中有机质的含量，泥沙中重金属的吸附量与有机质的含量呈正相关；重金属在河水、悬浮物、沉积物中的分配比是：悬浮物大于沉积物，而沉积物和悬浮物远远大于河水中重金属含量。由此可见，河流中泥沙对重金属的迁移转化有很大的影响。iP9qXp3uJ22.简述汞的甲基化过程。辅酶为甲基钴铵素，此辅酶把负甲基离子传递给汞离子形成甲基汞，本身变为水合钴氨素，后者由于其中的钴被辅酶FADH2还原，并失去水而转变为五个氨配位的一价钴氨素，最后，辅酶甲基四叶氢酸将正甲基离子转于五配位钴氨素，并从其一
20、价钴上取得二个电子，以负甲基离子与之络合，完成甲基钴铵素的再生，使汞的甲基化能够顺利进行。iP9qXp3uJ23.影响酸雨地域分布差异的主要因素有：1.酸性污染物的排放及其转化条件：我国西南地区煤中含硫量高，并且很少经过脱硫处理，直接用作燃料燃烧，二氧化硫排放量很高，再加上这个地区气温高，湿度大，有利于二氧化硫的转化，因此造成了大面积的强酸性降雨区。iP9qXp3uJ22.大气中的氨：主要来自于有机物分解和农田施用的含氮肥料的挥发，随pH值的上升而增大，我国北方地区土壤pH值高于南方，而且土壤偏酸性的地区，风沙扬尘的缓冲能力低，这可以解释我国酸雨多发生在南方。iP9qXp3uJ23.颗粒物酸度
21、及缓冲能力：经实验绘制缓冲曲线发现，无酸雨地区颗粒物的pH值和缓冲能力均高于酸雨区。4.天气形势的影响：如果气象条件和地形有利于污染物的扩散，则大气中污染浓度降低，酸雨就减弱，反之就加重。重庆和贵阳一带气象条件和多山的地形不利于污染物的扩散，所以成为强酸性降雨区。iP9qXp3uJ24.为什么水体pH较低时，鱼体内积累的甲基汞含量较高？答：pH对甲基化的影响。pH较低5.67，最佳pH4.5时，有利于甲基汞的生成；pH较高时，有利二甲基汞的生成。由于甲基汞溶于水，pH值较低时以CH3HgCl形式存在，故水体pH较低时，鱼体内积累的甲基汞量较高。iP9qXp3uJ25.讨论水体颗粒的分配、吸附、
22、絮凝作用的特征与区别。分配作用：水溶液中，土壤有机质对有机化合物的溶解作用，而且在溶质的整个溶解范围内，吸附等温线都是线性的，与表面吸附位无关，只与有机化合物的溶解度相关，因而放出的吸附热量小。iP9qXp3uJ2吸附作用：在非极性有机溶剂中，土壤矿物质对有机化合物的表面吸附作用活干土壤矿物质对有机化合物的表面吸附作用，其吸附等温线是非线性的，并且存在着竞争吸附，同时，在吸附过程中往往要放出大量的热来补偿反应中熵的损失。iP9qXp3uJ2絮凝作用：胶体颗粒的聚集叫凝聚或絮凝作用。主要涉及双电层的库仑作用力、多分子范德华力、水化膜阻力及空间位阻等作用。一般自然界颗粒聚集主要为异体絮凝作用，作用方式和机制很复杂。iP9qXp3uJ2区别：相互作用对象不同，涉及环境化学机理不同，产生效果不同，即它们涉及的污染物的环境化学行为也有不同之处。Koc=0.63KowKp=Koc0.2XocS+fXocf6.63103申明：所有资料为本人收集整理，仅限个人学习使用，勿做商业用途。