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1、环境化学第一章 绪论1、环境：环境是指与某一中心事物有关（相适应）的周围客观事物的总和，中心事物是指被研究的对象。对人类社会而言，环境就是影响人类生存和发展的物质、能量、社会、自然因素的总和。1972年，联合国在瑞典斯德哥尔摩召开了人类环境会议，通过了人类环境宣言。2、构成环境的四个自然圈层包括土壤、岩石圈、大气圈和水圈3、为保护人类生存环境，联合国将每年的4月22定为世界地球日 ，6月5日定为世界环境日。4、环境保护的主要对象是由于人类生产、生活活动所引起的次生环境问题，主要包括：环境污染 和生态破环 两个方面。5、环境问题：全球环境或区域环境中出现不利于人类生存和发展的各种现象，称为环境问
2、题。原生环境问题：自然力引发，也称第一类环境问题，火山喷发、地震、洪灾等。次生环境问题：人类生产、生活引起生态破坏和环境污染，反过来危及人类生存和发展的现象，也称第二类环境问题。目前的环境问题一般都是次生环境问题。生态破坏：人类活动直接作用于自然生态系统，造成生态系统的生产能力显著减少和结构显著该变，如草原退化、物种灭绝、水土流失等。当今世界上最引人注目的几个环境问题 温室效应 、臭氧空洞 、酸雨 等是由大气污染所引起的。6、环境污染:由于人为因素使环境的构成状态发生变化，环境素质下降，从而扰乱和破坏了生态系统和人们的正常生活和生产条件。造成环境污染的因素有物理、化学和生物的三个方面，其中化学
3、物质引起的约占80%90%。环境污染物定义：进入环境后使环境的正常组成和性质发生直接或间接有害于人类的变化的物质称为环境污染物。污染物的性质和环境化学行为取决于它们的化学结构和在环境中的存在状态。(五十年代日本出现的痛痛病是由 镉Cd 污染水体后引起的；五十年代日本出现的水俣病是由 Hg 污染水体后引起的)重要污染物(1)元素：Cr,Hg,As,Pb,Cl (2)无机物:CO,NOx,SO2,KCN(3)有机化合物和烃类:烷烃（饱和）、芳香烃（苯环）、不饱和非芳香烃（不饱和，不带苯环）、多环芳烃 (4)金属有机和准金属有机化合物： 四乙基铅、三丁基锡(5)含氧有机化合物：环氧乙烷、醚、醇、醛、
4、酮、酚、有机酸等(6)有机氮化合物：胺、腈、硝基苯、三硝基苯（TNT） (7)有机卤化物：氯仿（四氯化碳）、PCBs、氯代二恶英、氯代苯酚(8)有机硫化合物：硫醇类（甲硫醇）、硫酸二甲酯(9)有机磷化合物：有机磷农药、磷酸二甲酯、磷酸三乙酯按受污染物影响的环境要素可分为大气污染物、水体污染物、土壤污染物等；按污染物的形态可分为气体污染物、液体污染物和固体废物；按污染物的性质可分为化学污染物、物理污染物和生物污染物。优先控制污染物：概念:基于有毒化学物的毒性、自然降解的可能性及在水体中出现的概率等因素,从多种有机物中筛选出的优先控制物7、认识过程： 20世纪60年代 人们只把环境问题作为污染来看
5、待，没有认识到生态破坏的问题.； 20世纪70年代 1972年联合国，瑞典，斯德哥尔摩“人类环境会议”，将环境污染和生态破坏提升到同一高度看待；20世纪80年代 1987年，由挪威首相布伦特兰夫人组建的“联合国世界环境与发展委员会”发表了我们共同的未来；20世纪90年代 1992年，巴西，里约热内卢，联合国环境与发展大会，强调和正式确立了可持续发展的思想，并形成了当代的环境保护的主导意识。 8、自然过程或人类的生产和生活活动会对环境造成污染和破坏，从而导致环境系统的结构和功能发生变化，称为环境效应。分为自然环境效应和人为环境效应。按环境变化的性质划分，（1）环境物理效应：由物理作用引起的环境效
6、应即为环境物理效应。（2）环境化学效应： 在各种环境因素影响下，物质间发生化学反应产生的环境效应即为环境化学效应。（3）环境生物效应：环境因素变化导致生态系统变异而产生的后果即为环境生物效应。 9、污染物的迁移：污染物在环境中所发生的空间位移及其所引起的富集、分散和消失的过程。迁移有机械迁移、物理化学迁移、生物迁移污染物转化：是指污染物在环境中通过物理、化学或生物作用导致存在形态或化学结构转变的过程。污染物质在环境中的三大转化途径为：化学转化、光化学转化和生物转化。10、环境化学研究特点：（1）以微观研究宏观：从原子、分子水平，研究宏观环境圈层中环境现象和变化机制；（2）研究对象复杂：既有人为
7、来源的也有天然来源的，处于环境开放体系内，多种环境因素同时相互作用，其研究需要多学科的结合。（3）物质水平低：mg/kg(ppm,10-6)、ug/kg(ppb,10-9) 11、根据环境化学的任务、内容和特点以及发展动向，你认为怎样才能学好环境化学这门课？环境化学是一门研究有害化学物质在环境介质中的存在、化学特征、行为和效应及其控制的化学原理和方法的科学。环境化学以化学物质在环境中出现而引起环境问题为研究对象，以解决环境问题为目标的一门新型科学。其内容主要涉及：有害物质在环境介质中存在的浓度水平和形态，潜在有害物质的来源，他们在个别环境介质中和不同介质间的环境化学行为；有害物质对环境和生态系
8、统以及人体健康产生效用的机制和风险性；有害物质已造成影响的缓解和消除以及防止产生危害的方法和途径。环境化学的特点是要从微观的原子、分子水平上来研究宏观的环境现象与变化的化学机制及其防治途径，其核心是研究化学污染物在环境中的化学转化和效应。目前，国界上较为重视元素（尤其是碳、氮、硫和磷）的生物地球化学循环及其相互偶合的研究；重视化学品安全评价、臭氧层破坏、气候变暖等全球变化问题。当前我国优先考虑的环境问题中与环境化学密切相关的是：以有机物污染为主的水质污染、以大气颗粒物和二氧化硫为主的城市空气污染；工业有毒有害废物和城市垃圾对水题和土壤的污染。第二章 大气环境化学1、大气成分：按浓度分成三大类：
9、（1）主要成分，浓度在1%以上量级，包括氮(N2)，氧(O2)和氩(Ar)；（2）微量成分(也称次要成分)，浓度在1ppmv到1%之间，包括二氧化碳（CO2），水汽(H2O)，甲烷(CH4)，氦(He), 氖(Ne)，氪(Kr)等；（3）痕量成分，浓度在1ppmv以下，主要有氢(H2)，臭氧(O3)， 氙(Xe),一氧化二氮(N2O)，氧化氮(NO)，二氧化氮(NO2)，氨气(NH3)，二氧化硫(SO2)，一氧化碳(CO)以及气溶胶等等。此外，还有一些大气中本来没有的，纯属人为产生的污染成分，它们目前在大气中的浓度多为pptv的量级，如氟氯烃类化合物(常记为CFCs)等。2、大气层的结构：对流
10、层、平流层、中间层、热层、逸散层对流层特性：由于对流层大气的重要热源来自于地面长波辐射，因此离地面越近气温越高；离地面越远气温则越低。在对流层中，高度每增加100m，气温降低0.6。云雨的主要发生层，赤道厚两极薄。平流层特征：在平流层内，大气温度上热下冷，空气难以发生垂直对流运动，只能随地球自转产生平流运动，平流层气体状态非常稳定。在平流层内，进入的污染物因平流运动形成一薄层而遍布全球。中间层特征：在中间层中，由于层内热源仅来自下部的平流层，因而气温随高度增加而降低，温度垂直分布特征与对流层相似；由于下热上冷，空气垂直运动强烈。热层特征：在热层中，温度随高度增加迅速上升。热层空气极稀薄，在太阳
11、紫外线和宇宙射线辐射下，空气处于高度电离状态，该层也可以称为电离层。逸散层：800km以上高空；空气稀薄，密度几乎与太空相同；空气分子受地球引力极小，所以气体及其微粒可以不断从该层逃逸出去。3、逆温由于过程的不同，可分为近地面的逆温、自由大气逆温。近地面的逆温：辐射逆温、平流逆温、融雪逆温、地形逆温自由大气逆温：乱流逆温、下沉逆温、锋面逆温逆温的危害：在对流层中，由于低层空气受热不均，能够使气体发生垂直对流运动，致使对流层上下空气发生交换。通过垂直对流运动，污染源排放的污染物能够被输送到远方，并由于分散作用而使污染物浓度降低。逆温现象经常发生在较低气层中，这时气层稳定性特强，对于大气中垂直运动
12、的发展起着阻碍作用，对大气垂直流动形成巨大障碍，地面气流不易上升，使地面污染源排放出来的污染物难以借气流上升而扩散。 4、气团的稳定性与密度层结和温度层结两个因素有关。5、大气污染源：自然因素：火山喷发： 排放出SO2、H2S、CO2、CO、HF及火山灰等颗粒物；森林火灾： 排放出CO、CO2、SO2、NO2；自然尘（风砂、土壤尘）；海浪飞沫： 颗粒物主要为硫酸盐与亚硫酸盐。人为因素：工厂企业废气排放；交通运输 ：飞机、机动车、轮船尾气 ；燃油燃煤（农村炉灶）；农业活动（农药喷洒）。6、大气中有哪些重要污染物及分类定义：大气污染物是指由于人类的活动或是自然过程所直接排入大气或在大气中新转化生成
13、的对人或环境产生有害影响的物质。城市中影响健康的主要大气污染物是二氧化硫（及进一步氧化产物三氧化硫、硫酸盐）、悬浮颗粒物（烟雾、灰尘、PM10、PM2.5、PM1.0）、氮氧化物、一氧化碳、挥发性有机化合物（碳氢化合物和氧化物）、臭氧、铅和其他有毒金属。分类：大气污染物按存在形式分可分为气态污染物和颗粒态污染物；大气污染物按形成过程又可以分为一次污染物和二次污染物。一次污染物：是指由污染源直接排入大气环境中且在大气中物理和化学性质均未发生变化的污染物，又称为原发性污染物：二次污染物：指由一次污染物与大气中已有成分或几种污染物之间经过一系列的化学或光化学反应而生成的与一次污染物性质不同的新污染物
14、，又称为继发性污染物。 7、重要污染物来源及消除途径二氧化硫：燃烧。降水清除：雨除、冲刷；气相或液相氧化成硫酸盐；土壤：微生物降解、物理和化学反应、吸收；植被：表面吸收、消化摄取；海洋、河流：吸收硫化氢：火山喷射、海水浪花、生物活动等。氧化为二氧化硫（写去除反应）臭氧：在植被、土壤、雪和海洋表面上的化学反应氮氧化物：燃烧、尾气排放。土壤：化学反应；植被：吸收、消化摄取；气相或液相化学反应一氧化碳：不完全燃烧。平流层：与OH自由基反应；土壤：微生物活动；二氧化碳植被：光合作用，吸收；海洋：吸收甲烷：燃烧、泄露、发酵。土壤：微生物活动；植被：化学反应、细菌活动；对流层及平流层：化学反应碳氢化合物：
15、向颗粒物转化；土壤：微生物活动；植被：吸收、消化摄取8、影响大气污染物迁移的因素由染源排到大气中的污染物的迁移主要受到空气的机械运动、由天气形势和地理地势造成的逆温现象以及污染物本身的特性。9、基本气象要素： 气温、气压、湿度、风、云量10、燃烧过程中NO的生成量主要与 燃烧温度 和 空燃比 有关11、CFC-11和Halon1211d 分子式分别为 CFCl3 和 CF2ClBr 12、大气中的CH4主要来自 煤 、 石油 、 天然气 的排放。13、大气中有哪些重要自由基?其来源如何?（产生：热裂解法、光解法、氧化还原法） 大气中主要自由基有：HO、HO2、R、RO2 HO的来源：O3的光解
16、：O3r 2 O+H2O 2HO HNO2的光解： HNO2 +r HO +NO H2O2的光解： H2O2 +r 2HO清洁大气中HO.来源是O3，污染大气来源是HNO3和H2O。HO2的来源： 主要来自醛特别是甲醛的光解 H2CO +r H + HCO H + O2 + M HO2 + M HCO + O2 +M HO2 + CO + M 亚硝酸酯的光解：CH3ONO +r CH3O + NO CH3O + O2 HO2 + H2CO H2O2的光解：H2O2 +r 2HO HO + H2O2 HO2 + H2OR的来源：RH + O R + HO RH + HO R + H2OCH3的来
17、源：CH3CHO的光解 CH3CHO +r CH3 + CHO CH3COCH3的光解 CH3COCH3 +r CH3 + CH3COCH3O的来源：甲基亚硝酸酯的光解 CH3ONO +r CH3O + NO 甲基硝酸酯的光解 CH3ONO2 +r CH3O + NO2RO2的来源：R + O2 RO214、叙述大气中NO转化为NO2的各种途径。 NO + O3 NO2 + O2 HO + RH R + H2O R + O2 RO2NO + RO2 NO2 + RORO + O2 RCHO + HO2 （R比R少一个C原子）NO + HO2 NO2 + HO15、氮循环主要通过 同化、 氨化、
18、 硝化 和 反硝化等四个生物化学过程完成。16、分子、原子、自由基或离子吸收光子而发生的化学反应称光化学反应，大气光化学反应分为初级过程和次级过程。（光化学第一定律）当激发态分子的能量足够使分子内的化学键断裂，即光子的能量大于化学键时才能引起光离解反应。其次，为使分子产生有效的光化学反应，光还必须被所作用的分子吸收，即分子对某特定波长的光要有特征吸收光谱，才能产生光化学反应。（光化学第二定律）光被分子吸收的过程是单光子过程，由于电子激发态 分子的寿命 CH3H CH3Cl CH3Br CH3I18、含有NOx和CH化合物等一次污染物的大气，在阳光的照射下发生光化学反应而产生二次污染物，这种由一
19、次污染物和二次污染物的混合物所形成的烟雾污染现象，称为光化学烟雾。（控制：控制反应活性高的有机物的排放；控制臭氧的浓度）特征：蓝色烟雾，强氧化性，具有强刺激性，使大气能见度降低，在白天生成傍晚消失， 高峰在中午。光化学烟雾形成的简单机制光化学烟雾形成反应是一个链反应，链的引发主要是NO2的光解。引发反应：自由基传递：碳氢化合物的存在是自由基转化和增殖的根本原因： 过氧酰基终止： 19、说明烃类在光化学烟雾形成过程中的重要作用。 烷烃可与大气中的HO和O发生摘氢反应。RH + HO R + H2ORH + O R + HOR + O2 RO2RO2 + NO RO + NO2RO + O2 RC
20、HO + HO2RO + NO2 RONO2另外：RO2 + HO2 ROOH + O2ROOH +r RO + HO稀烃可与HO发生加成反应，从而生成带有羟基的自由基。它可与空气中的O2结合成相应的过氧自由基，由于它有强氧化性，可将NO氧化成NO2，自身分解为一个醛和CH2OH。如乙烯和丙稀。CH = CH + HO CH2CH2OHCH3CH = CH2 CH3CHCH2OH + CH3CH(OH)CH2CH2CH2OH + O2 CH2(O2)CH2OHCH2(O2)CH2OH + NO CH2(O)CH2OH + NO2 CH2(O)CH2OH CH2O + CH2OHCH2(O)CH
21、2OH + O2 HCOCH2OH + HO2CH2OH + O2 H2CO + HO2稀烃还可与O3发生反应，生成二元自由基，该自由基氧化性强，可氧化NO和SO2等生成相应的醛和酮。光化学反应的链引发反应主要是NO2的光解，而烷烃和稀烃均能使NO转化为NO2，因此烃类物质在光化学反应中占有很重要的地位。20、硫酸烟雾型污染：由于煤燃烧而排放出来的SO2颗粒物以及由SO2氧化所形成的硫酸盐颗粒物所造成的大气污染现象。SO2转化为SO3的氧化反应主要靠雾滴中锰、铁、氨的催化作用而加速，硫酸烟雾型污染属于还原性混合物，称还原性烟雾。SO2滴的催化氧化速度与金属离子浓度、PH、温度有关。21、硫酸烟
22、雾（伦敦型烟雾）与光化学烟雾（洛杉矶烟雾）的比较：硫酸烟雾是还原型烟雾，发现较早，已出现多次，燃煤产生，冬季，低温高湿度弱光照，白天夜间连续；光化学烟雾是氧化型烟雾，发现较晚，汽车尾气，夏秋季，高温低湿度强光照，白天。 22、二氧化硫的氧化：直接光氧化、被自由基氧化、被氧原子氧化23、酸雨：雨水的pH值约为5.6，可看作未受污染的大气降水的pH背景值，并作为判断酸雨的界限。影响酸雨形成的因素主要有：酸性污染物的排放及其转化条件。大气中NH3的含量及其对酸性物质的中和性。大气颗粒物的碱度及其缓冲能力。天气形势的影响。降水的化学组成：大气中固定成分、无机物、有机物、光化学反应物、不容物。酸雨化学组
23、成：硫酸硝酸钙离子。锰铜矾催化。24、酸雨的主要成分是什么？其产生的主要机制？酸雨的主要危害有哪些？如何控制？酸雨中含有多种无机酸和有机酸，主要是硫酸和硝酸。酸雨多成于化石燃料的燃烧：SH2SO4S+O2（点燃）SO2SO2+H2OH2SO3（亚硫酸）2H2SO3+O22H2SO4（硫酸）总的化学反应方程式：S+O2（点燃）SO22SO2+2H2O+O22H2SO4氮的氧化物溶于水形成酸： a.NOHNO3（硝酸）2NO+O22NO23NO2+H2O2HNO3+NO总的化学反应方程式：4NO+2H2O+3O24HNO3b.NO2HNO3总的化学反应方程式：4NO2+2H2O+O24HNO3危害
24、：酸雨可以直接使大片森林死亡，农作物枯萎；也会使土壤酸化，抑制土壤中有机物的分解和氮的固定，淋洗与土壤离子结合的钙、镁、钾等营养元素，使土壤贫瘠化；还可使湖泊、河流酸化，并溶解土壤和水体底泥中的重金属进入水中，毒害鱼类；加速建筑物和文物古迹的腐蚀和风化过程；可能危及人体健康。控制酸雨的根本措施是减少二氧化硫和氮氧化物的排放。 目前世界上减少二氧化硫排放量的主要措施有： 1、原煤脱硫技术2、优先使用低硫燃料，如含硫较低的低硫煤和天然气等。 3、改进燃煤技术，减少燃煤过程中二氧化硫和氮氧化物的排放量。4、对煤燃烧后形成的烟气在排放到大气中之前进行烟气脱硫。5.开发新能源，如太阳能，风能，核能，可燃
25、冰等，25、CO2象温室的玻璃一样，允许太阳光中可见光照射到地面，并阻止地面重新辐射的红外光返回外空间，CO2起单向过滤器作用，大气中CO2吸收了地面辐射出来的红外光，把能量截留于大气中，从而使大气温度升高，这种现象称为温室效应。能引起温室效应的气体称温室气体。有二氧化碳、甲烷、一氧化碳、二氯乙烷、臭氧、四氯化碳和氟氯烃 CFC 11，CFC 12等都是温室气体。26、温室效应机理及危害？由环境污染引起的温室效应是指地球表面变热的现象。温室效应主要是由于现代化工业社会过多燃烧煤炭、石油和天然气，这些燃料燃烧后放出大量的二氧化碳等温室气体进入大气造成的。二氧化碳等温室气体具有吸热和隔热的功能。它
26、在大气中增多的结果是形成一种无形的玻璃罩，使太阳辐射到地球上的热量无法向外层空间发散，其结果是地球表面变热起来。它会带来以下列几种严重恶果： 1) 地球上的病虫害增加； 2) 海平面上升； 3) 气候反常，海洋风暴增多； 4) 土地干旱，沙漠化面积增大。27、为加强世界范围内温室气体的控制，1997年12月世界一百四十多个国家和地区通过的 京都议定书 协议于05年2月16日正式生效。28、消耗臭氧层物质(ODP)既有天然源，又有人工源。其人工源主要包括： 哈龙、 氟利昂 、 氟氯烃等物质臭氧层破坏的化学机理:平流层O2光解,臭氧层形成：（平流层中氮氧化物来源：一氧化二氮的氧化、超音速和亚音速飞
27、机的排放、宇宙射线的分解，还有HOx.CIOx.）总反应臭氧的消耗：（光解）（生成O3的逆反应）当水蒸气、氮氧化物、氟氯烃等进入平流层后加速O3 的消耗，起到催化的作用。导致臭氧层破坏的催化反应过程：总反应Y - 直接参加破坏O3的催化活性物种，包括NOX、HOX 、ClOX等29、大气：各种固体或液体均匀地分散在空气中形成的一个庞大的分散体系，也是气溶胶体系。气溶胶体系中分散的各种粒子称为大气颗粒物（分散性、凝聚性、形成气溶胶性）。颗粒物的去除途径：干沉降、湿沉降干沉降：指颗粒物在重力作用下的沉降，或与其它物体碰撞后发生的沉降。湿沉降：是指通过降雨、降雪等降水过程而使大气颗粒物发生沉降的过程
28、。其是去除大气颗粒物和痕量气态污染物的有效方法。湿沉降包括雨除和冲刷两种机制。 大气颗粒物的分类：总悬浮颗粒物（TSP）：粒径一般在100 m m以下。飘尘：长期漂浮在大气中、 粒径小于10 m m的悬浮物，又称为可吸入粒子。降尘：粒径大于10微米以上的、由于重力作用能沉降下来的微粒。可吸入粒子小于10 m m。30、大气颗粒物（分为无机颗粒物和有机颗粒物）的三模态：根据大气颗粒物按表面积与粒径分布的关系得到了三种不同类型的粒度模，并用它来解释大气颗粒物的来源与归宿。爱根核模（Dp0.05m)积聚模（0.05 m Dp 2 m)31、颗粒物的表面性质：成核作用、粘合、吸着成核作用：过饱和蒸汽在
29、颗粒物表面凝结成液滴。粘合：粒子彼此相互间紧紧粘合或在固体表面上粘合，是小颗粒形成较大凝聚体最终沉降的过程。离子粘合，静电除尘。吸着：气体或蒸汽吸附在颗粒物表面（Adsorption）。32、有机污染物一般通过 吸附作用 、 挥发作用 、水解作用 、光解和生物富集和降解等过程进行迁移转化。第三章 水环境化学1、水中八大离子：K+、Na+、Ca2+、Mg2+、HCO3-、NO3-、Cl-和SO42-为常见八种离子2、溶解气体与Henry定律:溶解于水中的气体与大气中的气体存在平衡关系，气体的大气分压PG与气体的溶解度的比表现为常数关系，称为Henry定律，该常数称为Henry定律常数KH。 G(
30、aq) = KH PG KH气体在一定温度下的亨利定理常数 (mol/L.Pa) PG 各种气体的分压 (Pa)3、水体中可能存在的碳酸组分 CO2、CO32-、HCO3-、H2CO3 ( H2CO3*) 4、天然水中的碱度和酸度：碱度：水中能与强酸发生中和作用的全部物质，即能够接受质子H+的物质总量；酸度：凡在水中离解或水解后生成可与强碱（OH-）反应的物质（包括强酸、弱酸和强酸弱碱盐）总量；即水中能与强碱发生中和作用的物质总量。5、天然水中的总碱度=HCO3-+2CO32-+ OH- H+6、水体中颗粒物的类别(1)矿物微粒和粘土矿物（铝或镁的硅酸盐 ）(2)金属水合氧化物（铝、铁、锰、硅
31、等金属 ）(3)腐殖质 (4)水体悬浮沉积物 (5)其他（藻类、细菌、病毒等）影响水体中颗粒物吸附作用的因素有：颗粒物浓度、温度、PH。7、水环境中胶体颗粒物的吸附作用有 表面吸附 、化学吸附、离子交换吸附 和 专属吸附。8、天然水的PE随水中溶解氧的减少而 降低 ，因而表层水呈 氧化性 环境。9、吸附等温线：在一定温度，处于平衡状态时被吸附的物质和该物质在溶液中的浓度的关系曲线称为吸附等温线；水环境中常见的吸附等温线主要有L型、F型和H型。 10、无机物在水中的迁移转化过程：分配作用、挥发作用、水解作用、光解作用、生物富集、生物降解作用。11、PE:pE 越小，电子活度越高，提供电子的倾向越
32、强，水体呈还原性。pE 越大，电子活度越低，接受电子的倾向越强，水体呈氧化性 。 pe影响因素：1)天然水的pE随水中溶解氧的减少而降低；2)天然水的pE随其pH减少而增大。12、什么是电子活度pE，以及pE和pH的区别。答：定义电极上电子有效浓度为电子活度，记作E，其负对数记作pE。电子活度越大或pE 越小，电子供出电子的倾向越大。在电化学研究中，通常用电极电位表示电极供出或接受电子的倾向，当给出电子活度E 和电子活度的负对数pE 明确的热力学意义之后，就可以明确地表示不同电对在反应条件下供出或接受电子能力的相对大小。在一定温度下，pE 与电极电位成直线关系， pE越大，电子活度越小，电极的
33、氧化能力或接受电子的能力越强，供出电子能力越弱，pE与电子活度的关系同pH与H+活度的关系相似。pH亦称氢离子浓度指数，是溶液中氢离子活度的一种标度，也就是通常意义上溶液酸碱程度的衡量标准。pH值越趋向于0表示溶液酸性越强，反之，越趋向于14表示溶液碱性越强，pH=7的溶液为中性溶液。若水体的PE值高，有利于下列Cr、Mn在水体中迁移。13、腐殖质的组成：由生物体物质在土壤、水体和沉积物中经腐败作用后的分解产物，是一种凝胶性有机高分子物质。分为腐殖酸：溶于稀碱但不溶于酸的部分；富里酸：即可溶于碱又可溶于酸的部分； 腐黑物：不能被酸和碱提取的部分。一般认为，当浓度较高时，金属离子与腐殖质的反应以
34、溶解为主，当金属离子浓度较低时，则以沉淀和凝聚为主。14、沉淀物中重金属重新释放诱发因素：盐浓度升高：碱金属和碱土金属阳离子可将被吸附在固体颗粒上的金属离子交换出来。氧化还原条件的变化：有机物增多，产生厌氧环境，铁猛氧化物还原溶解，使结合在其中的金属释放出来。pH值降低：氢离子的竞争吸附作用、金属在低pH值条件下致使金属难溶盐类以及配合物的溶解。增加水中配合剂的含量：天然或合成的配合剂使用量增加，能和重金属形成可溶性配合物，有时这种配合物稳定性较大，以溶解态形式存在，使重金属从固体颗粒上解吸下来。15、凝聚过程：是在外来因素（如化学物质）作用下降低静电斥力，引力超过斥力时胶粒便合在一起。絮凝过
35、程：借助于某种架桥物质（聚合物）联结胶体粒子，使凝结的粒子变的更大。简述胶体凝聚和絮凝之间的区别。答：絮凝在胶粒或悬浮体内加入极少量的可溶性高分子化合物，可导致溶胶迅速沉淀，沉淀呈疏松的棉絮状，这类沉淀称为絮凝物，这种现象呈絮凝作用。聚沉胶体粒子聚集由小变大，最终导致粒子从溶液中析出的过程。高分子对溶胶的絮凝作用与电解质的聚沉作用完全不同，由电解质引起的聚沉作用缓慢，沉淀颗粒紧密、小；高分子的絮凝作用则是由于吸附了溶胶粒子以后，高分子化合物本身的链段旋转和运动，相当于本身的痉挛作用，将固体粒子聚集在一起而产生沉淀。16、生物富集：生物从周围环境（水体、土壤、大气）吸收并积累某种元素或难降解的物
36、质，使其在有机体内的浓度超过周围环境中浓度，该现象称为生物富集。生物富集常用生物富集系数（BCF）表示，即生物体内污染物的浓度与其生存环境中该污染物浓度的比值 。 17、水体富营养化：指在人类活动的影响下,生物所需的氮,磷等营养物质大量进入湖泊,河口,海湾等缓流水体,引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖,水体溶解氧量下降,水质恶化,鱼类及其他生物大量死亡的现象. 发生在海域时叫赤潮，发生在湖泊时叫水华。危害：1 使水味变得腥臭难闻 2 降低水体的透明度 3 影响水体的溶解氧 4 向水体释放有毒物质 5 影响供水水质并增加制水成本 6 对水生生态的影响，在正常情况下,湖泊水体中各种生物都处于相对平衡的
37、状态.但是,一旦水体受到污染而呈现富营养状态时,水体的这种正常的生态平衡就会被扰乱,某些种类的生物明显减少,而另外一些生物种类则显著增加.这种生物种类演替会导致水生生物的稳定性和多样性降低,破坏了湖泊生态平衡. 措施：1控制外源性营养物质输入制订营养物质排放标准和水质标准. 根据湖泊水环境磷容量,实施总量控制. 实施截污工程或者引排污染源合理使用土地,最大限制地减少土壤侵蚀,水土流失与肥料流失.2减少内源性营养物质负荷生物性措施： 是指利用水生生物吸收利用氮,磷元素进行代谢活动这一自然过程达到去除水体中氮,磷营养物质目的的方法. 工程性措施： 工程性措施主要包括挖掘底泥沉积物,进行水体深层曝气
38、,注水冲稀等. 化学方法： 包括凝聚沉降和用化学药剂杀藻等.对那些溶解性营养物质如正磷酸盐等,采用往湖中投加化学物质使其生成沉淀而沉降.而使用杀藻剂可杀死藻类,这适合于水华盈湖的水体.藻类被杀死后,水藻腐烂分解仍旧会释放出磷,因此,死藻应及时捞出,或者再投加适当的化学药品,将藻类腐烂分解释放出的磷酸盐沉降.18、光解作用：光解反应能够使有机物结构发生不可逆转地改变，其对水环境有机污染物归趋有重要影响。光解过程主要有直接光解和间接光解，间接光解又包含敏化光解和氧化光解。直接光解指化合物本身直接吸收太阳能而发生的分解反应；间接光解指由其它化合物吸收光子生成多种活性物种，进而引发有机物发生光化学反应
39、的过程。敏化光解即水体中天然物质被阳光激发后又将其激发能转移至化合物而使其分解的反应；氧化反应是指阳光辐射产生的强氧化自由基等中间体与化合物作用而发生的转化反应。 19、微生物代谢途径：（1）通过酶催化的亲核水解反应（2）利用氧的亲电行为的氧化反应（3）通过氢化物亲核行为或还原金属的还原反应（4）加成反应或自由基H提取和富马酸加成反应20、降水中主要的阴离子有 硫酸根离子、氯离子、硝酸根离子、亚硝酸根离子。21、pHpK2 10.33时，溶液中主要以CO32-为主；pH介于pK1与pK2之间时，溶液中主要以HCO3-为主。22、金属污染物 ：Cd、 Hg、 Pb、 As、 Cr、Cu、 Zn、
40、 Tl、 Ni、Be23、环境中某一重金属的毒性与其游离金属离子浓度、 配合作用和化学性质有关。24、TN 、 TP 总磷、总氮和 COD常衡量水体富营养化的指标。25、水体的自净作用可分为 物理作用、化学作用和生物作用。26、pE pH 图：在高H+活度，高电子活度的酸性还原介质中，Fe2+为主要形态。（酸性还原性介质）；在高H+活度，低电子活度的酸性氧化介质中, Fe3+为主要形态。（酸性氧化性介质）；碱性氧化介质，Fe(OH)3(S)为主要形态；碱性还原介质，Fe(OH)2(S)为主要形态。27、天然水体中重要的无机配体有：OH-、Cl-、CO32-、HCO3-、F-、S2-、CN-、N
41、H3 28、不易水解的有机污染物：烷烃 烯烃 芳香烃 硝基苯 杂环化合物 PCBs醇类 醚类 羧酸易水解的有机污染物：卤代烷烃 酰胺 胺 羧酸酯 氨基甲酸盐 环氧化物 腈类 有机磷酸酯 尿素类 磺酸酯 酐29、简述有机配位体对水体中重金属迁移的影响。答：水溶液中共存的金属离子和有机配位体经常生成金属配合物，这种配合物能够改变金属离子的特征从而对重金属离子的迁移产生影响，起通过影响颗粒物对重金属的吸附和影响重金属化合物的溶解度来实现。30、碳水化合物生化水解最终产物为丙酮，在氧气充足时，能进一步分解为CO2和H2O。31、适用于水体颗粒物对污染物吸附的等温式有 G=KC 、G=GC/(A+C)两
42、种方程。其中G=GC/(A+C) 可求饱和吸附量。32、有机物的辛醇-水分配系数常用 Kow 表示。第四章 土壤环境化学1、土壤圈：处于岩石圈最外面的一层疏松的部分，具有支持植物和微生物生长繁殖的能力。是联系有机界和无机界的中心环节，还具有同化和代谢外界进入土壤的物质的能力。主要元素 O、Si、Al、Fe、C、Ca、K、Na、Mg、Ti、N、S、P等。2、土壤是由固体、液体和气体三相共同组成的多相体系。其本质属性是具有肥力土壤固相包括土壤矿物质和土壤有机质。土壤矿物质：是岩石经过物理和化学风化的产物，由原生矿物和次生矿物构成。土壤有机质：土壤中含碳有机物的总称，是土壤形成的标志，土壤肥力的表现
43、。土壤水分：来自大气降水和灌溉土壤中的空气：成分与大气相似，不连续，二氧化碳比氧气多。3、土壤具有 缓和其酸碱度 发生激烈变化的能力，它可以保持土壤反应的相对稳定，称为土壤的缓冲性能。4、土壤中存在着由土壤动物、土壤微生物和 细菌 组成的生物群体。5、典型土壤随深度呈现不同层次，分别为覆盖层、淋溶层、淀积层和母质层。6、土壤的显著特点是具有：隐蔽性、潜在性 和不可逆性。7、岩石化学风化分为氧化、水解和酸性水解三个过程。8、什么是土壤的活性酸度与潜性酸度？根据土壤中H+的存在方式，土壤酸度可分为活性酸度与潜性酸度两大类。（1）活性酸度：土壤的活性酸度是土壤溶液中氢离子浓度的直接反映，又称有效酸度
44、，通常用pH表示。（2）潜性酸度：土壤潜性酸度的来源是土壤胶体吸附的可代换性H+和Al3+。当这些离子处于吸附状态时，是不显酸性的，但当它们经离子交换作用进入土壤溶液后，即可增加土壤溶液的H+浓度，使土壤pH值降低。根据测定潜性酸度的提取液不同，可分为代换性酸度、水解性酸度：代换性酸度：用过量的中性盐（KCl、NaCl等) 淋洗土壤，溶液中金属离子与土壤中H+、Al3+离子交换。用强碱弱酸盐淋洗土壤，溶液中金属离子可将土壤胶体吸附的H+、Al3+离子代换出来，同时生成弱酸，此时测定该弱酸的酸度称水解性酸度。一般水解性酸度高于代换性酸度，代换性酸度只是水解性酸度的一部分。吸附性铝离子（Al3）是大多数酸性土壤中潜性酸酸主要来源，而吸附性氢离子则是次要来源。潜性酸度远大于活性酸度。9、土壤胶体的性质（1）土壤胶体具有极大的比表面积和表面能（2）土壤胶体的电性土壤胶体微粒一般带负电荷，形成一个负离子层（决定电位离子层），其外部由于电性吸引而形成一个正离子层 （反离子层或扩散层），即合称双电层。（3）土壤胶体的凝聚性和分散性土