2011年环境化学专业考研测试题及参考答案四
一、名词解释
1大气稳定度
2大气逆辐射
3化学形态
4标化分配系数
5核衰变
6生物转运
7天然水的碱度
8Kow
二、回答下列问题
1大气中有哪些主要自由基?
2请简述对流层中光化学氧化剂-O3的主要来源?
3试分析具有温室效应作用的“臭氧”与平流层的“臭氧”差别?
4试分析水体中的污染物的种类。
5分析有害废物的特征及鉴别标准?
6水中有机污染程度的指标是什么?并分别加以说明。
三、计算题
某有机物分子量为192，溶解在含有悬浮物的水体中,若悬浮物中85%为细颗粒物，有机碳含量为5%，其余粗颗粒物有机碳含量为1%，已知该有机物在水中溶解度为0.05mg/L,那么，计算其分配系数Kp?
四、分析论述题
1依据下图分析光化学烟雾形成的机理?
2以铅为例分析重金属在水环境中迁移转化途径。
3试论述汞在土壤中的迁移转化途径?
参考答案
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”。
3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(OH)2、HgCl2-、HgCl42-、CH2Hg+等形态存在。
4标化分配系数：即以有机碳为基础表示的分配系数。
5核衰变：放射性核素自发地改变结构形成另一种核素的过程。
6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。
7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。
8Kow：辛醇-水分配系数，既化学物质在辛醇中浓度和在水中浓度的比例。
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+·OH→CO2+·H
·H+O2+M→HO2·+M
HO2·+NO→NO2+·OH
NO2+hν→NO+O
O+O2+M→O3+M
O3的人为源包括交通运输、石油化学工业及燃煤电厂。
3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(臭氧层)浓度减少，形成了臭氧空洞。
4试分析水体中的污染物的种类。
美国科学家把水体污染物分为八类：
耗氧污染物;致病污染物;合成有机物;植物营养物;无机及矿物质;由土壤、岩石冲刷下来得沉积物;放射性物质;热污染
5分析有害废物的特征及鉴别标准?
有害废物的特性通常包括易燃性、反应性、腐蚀性、浸出毒性、急性毒性、放射性和疾病传染性。根据这些性质，世界各国均制定了自己的鉴别标准和危险废物名录。
6水中有机污染程度的指标是什么?并分别加以说明。
答：水体中有机污染物的种类繁多、组成复杂，现代分析技术难以分别测定它们的含量。因此，只能利用它们共同的特点，用一些指标间接反映水体中有机物的污染程度。
常见的指标有：溶解氧、生化需氧量、化学需氧量、总有机碳和总需氧量。
三、计算题
某有机物分子量为192，溶解在含有悬浮物的水体中,若悬浮物中85%为细颗粒物，有机碳含量为5%，其余粗颗粒物有机碳含量为1%，已知该有机物在水中溶解度为0.05mg/L,那么，计算其分配系数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，
(2)12个化学反应概括了光化学烟雾形成的整个过程：
引发反应：NO2+hν→NO+O
O+O2+M→O3+M
NO+O3→NO2+O2
链传递反应：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
终止反应：·OH+NO2→HNO3
RC(O)O2·+NO2→RC(O)O2NO2
RC(O)O2NO2→RC(O)O2·+NO2
2以铅为例分析重金属在水环境中迁移转化途径。
答：(1)含铅的稀释、扩散;
(2)水体中胶体物质对重金属的吸附作用：
无机胶体：
次生黏土矿物;铁、铝、硅、锰等水合氧化物;
有机胶体：蛋白质、腐殖质。
(3)氧化-还原转化：各价态之间的相互转化;
(4)溶解和沉淀反应：
(5)配合反应:无机配体：OH-Cl-CO32-HCO3-F-S2-
有机配体:氨基酸、糖、腐殖酸
生活废水中的洗涤剂、清洁剂、NTA、EDTA、农药等
(6)生物甲基化作用.
(7)生物富集作用
3试论述汞在土壤中的迁移转化途径?
要点：汞的氧化还原特征、微生物对汞的甲基化、土壤及成分对汞的固定和释放等方面进行阐述
一汞的氧化还原特征
土壤中汞形态分为：金属汞无机结合汞有机结合汞
无机汞：HgSHgOHgCO3HgSO4HgCl2Hg(NO3)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++Hg0
土壤微生物作用：Hg2+---Hg0
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