第四章 天然大气环境和性质
第一节 大气层的结构和性质 一、大气的层次结构 1. 按化学组成
均质层（90km 以下）和非均质层（90km 以上） 2. 按电离状态
电离层（60km 以上）和非电离层（60km 以下）
由于地球的旋转作用以及距地面不同高度的各层次大气对太阳辐射吸收程度上的差异，使得描述大气状态的温度、密度等气象要素在垂直方向上呈不均匀分布。
目前世界普遍采用的是根据大气温度垂直分布的特征，将大气分为五层: 对流层、平流层、中间层、热层（暖层）和散逸层（外层）。
（一）对流层 Troposphere
最靠近地面的大气层，平均厚度约12km ，气体垂直运动剧烈；含有大气全部质量的3/4和几乎全部水汽，由于该层水汽、尘埃较多，雨、雪、云、雾、雷电等主要天气现象和过程均产生于此层，大气污染主要也是在这一层发生，因此对人类影响最大。 特点
（1）气温随高度增加而降低，约6.5℃／km 。 （2）空气具有强烈的对流运动。 （二）平流层 Stratosphere
从对流层顶到约55km 高度的范围为平流层，在其下部有一很明显的温度稳定区，然后随高度增加而温度逐渐上升。
100
80
60
40200T (K)H (k m )
200O 3+ hv ?O + O 2
－300 nm
O + O 2+M ?O 3+ M ，热量
特点：
（1）大气干燥、透明度好。
（2）平流层内空气无垂直对流运动。 （三）中间层 Mesosphere
由平流层顶到约85km 高度的范围称中间层。在此层中温度随高度增加而下降，到中间层顶，气温达到极低值，约为200K 左右（-70-80℃）。 特点：
空气垂直对流运动剧烈。 （四）热层 （电离层） Thermosphere
由中间层顶部到约800km 处称为热层，其温度随高度增加而上升，白天最高温度可达1500K 。由于太阳和其它星球辐射各种射线，该层中大部分空气分子发生电离，成为原子、离子和自由电子，所以这层也叫电离层，是现代无线电通讯的重要传播场所。 （五）散逸层 (外层) Exosphere
在热层以上的大气层称为散逸层，也称外层大气层。
该层大气极为稀薄，气温高，分子运动速度快。有的高速运动的粒子能克服地球引力的作用而逃逸到太空中去，所以称其为散逸层。现代宇宙火箭的发射飞行空间。 二、大气的组成
（一）大气的组分 Composition of atmosphere
干燥清洁的大气主要组分是氮和氧，其次是氩和CO2，此外还有其他一些稀有气体和CH4、N2O 和O3等。
大气还含有正常范围为1～3%的水，大气的总重量约为5500万亿吨，为地球重量的百万分之一。
粒径大于l0μm 颗粒称为降尘；粒径小于l0μm 的颗粒，称为飘尘。 （二）大气组分的停留时间
residence time of atmospheric composition 各种工业生产、生物活动及放射性衰变等不断产生某些气体投放至大气中；同时这些气体因各种生物活动、物理化学过程、陆地及海洋的吸收等不断迁出大气层。 惰性气体He 、Ne 、Ar 、Kr 和Xe 停留时间都在107年以上。 其次是参与生物、水、岩石等循环的气体，如：N2（100万年）、O2（6000年）、H2（5年）、CO2（10年）、CH4（2~5年）、CO （1年）。
大气中停留时间小于1年的气体，如SO2（约1月左右）、 NO 和NO2（小于1月）、 H2O （10.1天）、O3（小于1天）、NH3（~1天）等，它们在大气中的浓度变化比较明显。 （三）大气稳定度与污染物扩散关系
Relationship between stability of the atmosphere and spread of the pollutant
一、大气的稳定度
大气的稳定度是指在垂直方向上大气的稳定程度。空气团受到对流冲击力的作用，产生向上或向下的运动，当此外力消失后，该气团继续运动的趋势，有三种可能的情况：
1.空气团减速，并有返回原来高度的趋势，此时称大气是稳定的。
2.空气团加速上升或下降远离原来的高度，此时称大气是不稳定的。
3.空气团被推到某一高度就停留在那一高度保持不动，此时称大气是中性的。
二、大气的稳定度与污染物的扩散关系
大气除了整体水平运动外，还存在着极不规则的三维的小尺度的旋涡运动，称为大气湍流。湍流运动属于无规则的运动，使得污染物不断地被稀释、冲淡等。当大气处于稳定状态时，湍流受到限制，大气不易产生对流（层流现象），因而大气对污染物的扩散能力很弱。污染物不易扩散，会引起高浓度污染。
2. 锥型：扩散速度比波浪形低，处于中性稳定状态，发生在多云的白天或冬季的夜晚。
3. 扇型（平展型）：垂直方向扩散很小，对地面污染较小，可传送到较远的地方。常出现在晴朗天气的夜间或清晨。
4. 屋脊型（爬升型）：烟流只向上扩散，对地面污染较小。多发生在日落前后，持续时间较短。
5. 漫烟型（熏蒸型）：上部稳定，下部不稳定。常出现在日出以后，持续时间短。
第二节大气中的离子及自由基
一、大气中的离子ions in atmosphere
高层大气的特征之一是存在显著数量的电子及正离子。在约80km以上的高空是离子普遍存在的电离层，该层离子主要受紫外线照射产生，在夜间，正离子慢慢地与自由电子重新结合。
二、大气中的自由基
1、定义
自由基：具有未成对电子的原子、分子或基团。
2、自由基的来源
自由基具有高度活性，由高层大气中的光致电离及电磁辐射产生。
最主要的是氢氧自由基HO ?；
其次是氢过氧自由基HO2 ?、烷氧基自由基RO?和烷基过氧自由基RO2 ?；
甲基自由基CH3?、甲氧自由基CH3O?和甲基过氧自由基CH3OO ?等在大气中也比较活跃。（1）HO?基的来源
O + H2O → 2HO?（O来自O3光解）
HONO ＋hv → HO? + NO （光λ＜400nm）
H2O2 ＋hv →2HO?（光λ＜360nm）
HO?与烷烃、醛类、烯烃、芳烃和卤代烃等有机物的反应速度常数要比O3大几个数量级。OH?在大气化学反应过程中是十分活泼的氧化剂。
（2）HO2?的来源
HO2?主要来自大气中甲醛的光解：
HCHO＋hv →H?＋CHO?
H?＋O2 →HO2?
CHO?＋O2 →HO2 ?＋CO
HO2?也有来自HO ?对CO的氧化：
HO ?＋CO →CO2 ＋H?
H?＋O2 →HO2?
H2O2的光解
H2O2 ＋hv →2 HO?
HO?＋H2O2 →HO2?＋H2O
（3）CH3?、CH3O?、CH3OO?等的来源
CH3?主要来自乙醛和丙酮的光解：
CH3CHO＋hv→CH3?＋CHO ?
CH3O?主要来自甲基硝酸酯的光解：
CH3ONO2＋hv→CH3O?＋NO2
CH3OO?来自CH3?与O2的作用：
CH3?＋O2 →CH3O2?
3、自由基反应
凡是有自由基生成或由其诱发的反应都叫自由基反应。
例如甲烷与氯气在光照下发生的反应就是一种自由基反应：Cl2 ＋hv → 2Cl?
Cl? + CH4 → CH3?+ HCl
CH3? + Cl2 → CH3Cl + Cl?
自由基反应的主要类型：
（一）电子转移
[Fe(CN)6]4-＋HO?→[Fe(CN)6]3-＋OH-
（二）氢原子转移
RH＋HO?→R?＋H2O
（三）自由基的加成
CH2＝CH2＋HO?→HOCH2CH2?
（四）自由基结合氧或失去氧
R ?＋O2→RO2 ?
RO2?＋NO→RO?＋NO2
（五）自由基的聚合与终止反应
探究体系中产生自由基的数目，是目前许多研究者感兴趣的一个问题。一般可以通过向体系中引入氧、碘等这类能和自由基反应的物质。
自由基消除剂：2R? + I2 2RI
消除自由基的最好办法是使其与另一个自由基结合，早期汽油中加入四乙基铅作为抗暴剂，就是基于此原理。
目前应用广泛地是甲基环戊二烯三羰基锰抗暴剂，化学分子式：C6H7Mn(CO)3。非金属型的抗暴剂：MTBE（甲基叔丁基醚）为其主要代表。
作用机理与四乙基铅相似，即在燃烧条件下分解为活性氧化锰的微粒，由于其表面的作用，破坏汽车发动机中已生成的过氧化物，同时有选择的中断一部分链反应，从而阻碍自动着火，减缓了释出能量的速度，使燃料的抗爆性提高。
第三节大气光化学反应基础
photochemical reaction base of atmosphere
光化学反应：分子、原子、离子或自由基吸收光子而发生的化学反应。
1. 光化学反应第一定律（格罗塞斯定律）
只有被体系内分子吸收的光，才能有效地引起该体系的分子发生光化学反应。
2.光化学反应第二定律（Einstein law）
在光化学反应的初级过程中，被活化的分子数（原子数）等于吸收光的量子数。
也就是说，在初级反应过程中，一个反应分子吸收一个光子而被活化。即分子对光的吸收是单光子过程。
3.光子能量与化学键能的关系
只有当激发态分子（活化分子）的能量足够使分子内最弱的化学键断裂时，才能引起化学反应。即说明光化学反应中，旧键的断裂与新键的生成都与光子的能量有关。
根据爱因斯坦公式，1mol分子吸收1mol光子的总能量为：
E＝N0?h v＝N0?hc/λ＝1.196×105/λ（kJ?moL-1）
N0－阿佛加德罗常数 6.02×1023 ；
h－普朗克常量 6.62×10-34J?s ；
c－光速 3.0×1010cm/s
一般分子的化学键的键能在170kJ/mol，所以波长大于700nm的光子就不能引起光化学反应。而波长小于100nm的光子能量很高，可以引起分子、原子的放射性衰变，属于放射化学的范畴，而不属于一般光化学范畴。
研究范围：100-700nm
C-H键的键能在335.1kJ/mol，如果要断裂C-H键，理论上只需波长小于等于357nm的光子就可以了。
臭氧层有效地吸收了波长小于290nm的太阳辐射，从而保护了地球上的生物。
二、光化学反应过程
photochemical reaction process
1. 光化学初级过程和次级过程
化学物种（分子、原子等）吸收光量子后，可产生光化学反应的初级过程和次级过程。初级过程包括化学物质吸收光量子形成激发态物种。
*
hv
A
+A
→
吸收光能后的激发态分子处于不稳定的状态，可由许多途径失去能量而成为稳定状态。（1）发出荧光，回到基态。
（2）通过碰撞消耗活化能又回到基态；
（3）发生离解；
（4）直接与其他物质发生反应；
次级过程是指在初级过程中激发态物种分解而产生了自由基，自由基引发进一步反应过程。 Cl2 ＋hv → 2Cl ? 初级过程 Cl ? + CH4 → CH3?+ HCl 次级过程 CH3? + Cl2 → CH3Cl + Cl ? 次级过程 2. 量子产率 Quantum yield
参加反应的分子数与体系吸收的光量子之比，即光化学反应中光量子的利用率。
体系吸收的光子数目参加反应的分子数目）＝
量子产率（?
)
()
(单位时间单位体积吸收光子数目单位时间单位体积分子数目某过程所产生的激发态??=
i
?
所有初级过程的量子产率之和必定≤1。但对于光化学反应，除了初级量子产率外，还要考虑总量子产率，或称表观量子产率。因为在实际光化学反应中，初级反应的产物还可以继续发生化学反应。
例：在30℃时，用波长为435.8 nm 的黄色光照射，肉桂酸与溴发生加成反应，光强为I ＝1.4×10-3 J/s ，溶液吸收80.1%的入射光。照射1105s 之后，Br2减少0.075 mmol ，求此反应的量子产率。
臭氧在紫外－可见光区有两个重要的吸收带，分别在200～360nm和500～700nm，吸收光子后分解为O2和O：
O3 + h O + O2
臭氧在紫外－可见光区有两个重要的吸收带，分别在200～360nm 和500～700nm ，吸收光子后分解为O2和O ：
O 3+ h νO + O 2
SO2的吸收光谱中呈现三条吸收带， SO2的键能为564.8kJ/mol ，键能大，240－400 nm 的光不能使其离解，只能生成激发态：
240＜λ＜400nm
SO2*在污染大气中可参与许多光化学反应。 （4）HNO2、 HNO3的光吸收
初级过程：
次级过程：
*2
2SO h SO →+νNO HO h HNO +?→+ν22
2NO H h HNO +?→+ν2
HNO NO HO →+?2
22
NO
O H HNO
HO +→+?3
2
HNO
NO
HO →+?
（5）甲醛的光吸收 初级过程：
次级过程：
对流层中由于有O2的存在，可进一步反应：
醛类光解是过氧自由基的主要来源。 （6）卤代烃的光吸收
卤代甲烷在近紫外光的照射下离解：
?+?→+HCO H h HCHO ν222222H CO HCO M H M H CO H HOC H +→?+→+?+→?+??
→+?2
2HO O H HCO ? + O 2 → HO 2 ?+ CO ?
+?→+X CH
h X CH
3
3
νX －代表 Cl 、Br 、I 或F
《大气环境化学》重点习题及参考答案 1．大气中有哪些重要污染物？说明其主要来源和消除途径。 环境中的大气污染物种类很多，若按物理状态可分为气态污染物和颗粒物两大类；若按形成过程则可分为一次污染物和二次污染物。按照化学组成还可以分为含硫化合物、含氮化合物、含碳化合物和含卤素化合物。主要按照化学组成讨论大气中的气态污染物主要来源和消除途径如下： （1）含硫化合物 大气中的含硫化合物主要包括：氧硫化碳（COS）、二硫化碳（CS 2 ）、二甲基 硫（CH 3） 2 S、硫化氢（H 2 S）、二氧化硫（SO 2 ）、三氧化硫（SO 3 ）、硫酸（H 2 SO 4 ）、 亚硫酸盐（MSO 3）和硫酸盐（MSO 4 ）等。大气中的SO 2 （就大城市及其周围地区来 说）主要来源于含硫燃料的燃烧。大气中的SO 2约有50%会转化形成H 2 SO 4 或SO 4 2-， 另外50%可以通过干、湿沉降从大气中消除。H 2 S主要来自动植物机体的腐烂， 即主要由植物机体中的硫酸盐经微生物的厌氧活动还原产生。大气中H 2 S主要的 去除反应为：HO + H 2S → H 2 O + SH。 （2）含氮化合物 大气中存在的含量比较高的氮的氧化物主要包括氧化亚氮（N 2 O）、一氧化氮 （NO）和二氧化氮（NO 2）。主要讨论一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO 2 ），用通式 NO x 表示。NO和NO 2 是大气中主要的含氮污染物，它们的人为来源主要是燃料的 燃烧。大气中的NO x 最终将转化为硝酸和硝酸盐微粒经湿沉降和干沉降从大气中去除。其中湿沉降是最主要的消除方式。 （3）含碳化合物 大气中含碳化合物主要包括：一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO 2 ）以及有机的碳氢化合物（HC）和含氧烃类，如醛、酮、酸等。 CO的天然来源主要包括甲烷的转化、海水中CO的挥发、植物的排放以及森林火灾和农业废弃物焚烧，其中以甲烷的转化最为重要。CO的人为来源主要是在燃料不完全燃烧时产生的。大气中的CO可由以下两种途径去除：土壤吸收（土 壤中生活的细菌能将CO代谢为 CO 2和 CH 4 ）；与HO自由基反应被氧化为CO 2 。 CO 2 的人为来源主要是来自于矿物燃料的燃烧过程。天然来源主要包括海洋
《环境化学》（戴树桂第二版）课后部分习题解答和重要知识点 第一章绪论 2、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。 3、环境污染物有哪些类别？主要的化学污染物有哪些？ 按环境要素可分为：大气污染物、水体污染物和工业污染物。 按污染物的形态可分为：气态污染物、液态污染物和固体污染物； 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。 主要化学污染物有： 1. 元素：如铅、镉、准金属等。 2.无机物：氧化物、一氧化碳、卤化氢、卤素化合物等 3. 有机化合物及烃类：烷烃、不饱和脂肪烃、芳香烃、PAH等; 4. 金属有机和准金属有机化合物：如，四乙基铅、二苯基铬、二甲基胂酸等； 5. 含氧有机化合物：如环氧乙烷、醚、醛、有机酸、酐、酚等； 6. 含氮有机化合物：胺、睛、硝基苯、三硝基甲苯、亚硝胺等； 7. 有机卤化物：四氯化碳、多氯联苯、氯代二噁瑛； 8. 有机硫化物：硫醇、二甲砜、硫酸二甲酯等； 9. 有机磷化合物：磷酸酯化合物、有机磷农药、有机磷军用毒气等。 第二章：大气环境化学 4. 影响大气中污染物迁移的主要因素是什么？ 主要有：（1）空气的机械运动如风和大气湍流的影响； （2）天气和地理地势的影响；（3）污染源本身的特性。 7.大气中有哪些重要自由基？其来源如何？ 大气中主要自由基有：HO HQ、R RQ HO的来源：① Q3的光解：Q3 +h r ---------------------- - 0 + 0 2 Q+HQ ---------------- — 2HQ ②HNQ 的光解：HNQ 2 + h r --------------- HQ +NQ ③H 2Q 的光解：H2C2 + h r ----------------------- 2HQ HQ的来源：① 主要来自醛特别是甲醛的光解 H 2CQ + h r ---------------- -- H + HCQ H + Q 2 + M ------------ - HQ + M HCQ + Q2 +M -------------------- -- HQ2 + CQ + M ②亚硝酸酯的光解：CHQNQ +h r —CHQ + NQ CH 3Q + Q 2 ------------------------------- ---- HQ + H 2CQ ③的光解：HQ + h r -------------------- 2HQ HQ + H 2Q --------------- - HQ + H 2Q R 的来源：RH+ Q ---------------- R + HQ RH + HQ -------- R + H2Q CH 的来源：CHCHQ的光解CH3CHQ +h r 一- CH + CHQ CH 3CQCH的光解CH3CQCH+ h r -------------- 3+ CH s CQ
试题3 环境化学试题 一名词解释：（每词3 分,共24分） 1 气温垂直递减率 2 光化学反应 3 吸附等温线 4 盐基饱和度 5 生物放大 6 天然水的碱度 7 Kow 8 标化分配系数 二回答下列问题：（每题6分，共36分） 1 过氧自由基HO2·的主要来源有哪些？ 2 简述大气污染物汇的机制。 3 简述环境污染物的三致作用。 4 简述土壤的缓冲性能及其原理。 5 水中有机污染程度的指标是什么？并分别加以说明。 6 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。 三计算题：（每题10分，共10分） 有如下两个单体系，其中一个是Cu2+、Cu+（pE0= 5.82，[Cu2+]=10-5mol/L, [Cu+]=10-4mol/L），另一个是Fe3+ 、Fe2+（pE0= 13.05，[Fe3+]=10-3 mol/L，Fe2+= 0.1mol/L）。如果各取1升，将其成为一个混合体系，并假定Fe3+被Cu+还原完全， 试计算哪个体系是决定电位？ 四分析论述题：（每题10分，共30分） 1．某市一家铅锌冶炼厂的含铅废水经化学处理后排入水体中，排污口水中铅的含量为0.3～0.4mg/L，而在下流500 m处水中铅的含量只有3～4μg/L，试分析其原因？ 2．确定酸雨pH界限的依据是什麽？ 3．下图是C3H6、NO、空气(O2、N2)混合物经紫外线照射后的时间成分关系图。从图中可知，随NO和C3H6等初始反应物的氧化消耗，NO2和醛量增加；当NO耗尽时，NO2出现最大值。此后，随着NO2的消耗(浓度下降)，O3和其他氧化剂如过氧乙酰硝酸酯(PAN)产生了。试利用大气环境化学原理分析可能发生的环境现象，并阐述其机制。 环境化学试题3 答案 一名词解释：（每词3 分,共24分）
大气环境化学 第一节的要求 1概念: 大气的温度层结: 大气垂直递减率:随高度的升高气温的降低率τ=‐dT \dZ 干绝热垂直递减率:干空气在上升时的温度降低值与上升高度之比。Τd=dT \dZ 2对流层的特点： 和平流的特点： 3利用大气垂直递减率和干绝热垂直递减率变化判断大气的稳定度 4逆温现象对大气中污染物的迁移有何影响 5掌握大气的源与汇，掌握大气中一次污染物和二次污染物的概念及其代表物 6掌握大气污染物在环境中的迁移 第二节的要求 1初级过程：光解离过程，直接反应，辐射跃迁，无辐射跃迁 次级过程：指在初级过程中反应物、生成物之间进一步发生反应的过程。 2大气中有哪些重要的吸光物质？其吸光特征是什么？ ①O2、N2、O3的光离解 ②NO2的光离解 ③亚硝酸和硝酸的光离解 ④二氧化硫对光的吸收 由于SO2的键能较大，在240-400nm 的光不能使其解离，只能生成激发态 ⑤甲醛的光离解 ⑥卤代甲烷的光离解-------近紫外光照射 3掌握· OH 和HO2·的源和汇，及其它们之间的相互转化规律； OH 自由基的来源主要有以下几个方面 (1) O3的光分解 (2) HNO2光分解 (3) H2O2光分解 HO2·的主要来源是大气中甲醛(HCHO)的光分解： · OH 和HO2 · 自由基的汇与相互转化 OH 自由基的汇 HO2 · 自由基的汇 自由基通过复合反应而去除 N N N +???→?+?120nm 2hv λO O O +???→?+?nm 4022hv λO O O +???→?+?2nm 9023hv λO NO NO +???→?+?nm 4202 hv λM O M O O +?→?++322 13)(O D O hv O +→+OH O H D O ?→+2)(21 NO OH hv HONO +?→+OH hv O H ?→+222CO HO O O HC HO O H O HC H hv HCHO M +?→+???→?+??+?→+2222? +→?++?→?+3 24 2CH O H OH CH CO H OH CO OH O O HO OH NO NO HO ?+→+??+→+?2322222 2222 22222 O O H HO HO O H OH OH O O H OH HO +→?+?→?+?+→?+?
第一章绪论 4．根据环境化学的任务、内容和特点以及其发展动向，你认为怎样才能学好环境化学这门课程 （1）环境化学的任务、内容、特点：环境化学是在化学科学的传统理论和方法基础上发展起来的，以化学物质在环境中出现而引起的环境问题为研究对象，以解决环境问题为目标的一门新兴学科。环境化学是一门研究有害化学物质在环境介质中的存在、化学特性、行为和效应及其控制的化学原理和方法的科学。它既是环境科学的核心组成部分，也是化学科学的一个新的重要分支。 （2）环境化学的发展动向：国际上较为重视元素的生物地球化学循环及其相互耦合的研究；重视化学品安全评价；重视臭氧层破坏、气候变暖等全球变化问题。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；工业有毒有害废弃物和城市垃圾对大气、水和土地的污染等。 （3）学好这门课的观点：环境化学包含大气、水体和土壤环境化学多个分支学科，研究有害化学物质在大气、水体和土壤环境中的来源、存在、化学特性、行为和效应及其控制的化学原理和方法。这就决定了环境化学研究中需要运用现场研究、实验室研究、实验模拟系统研究和计算机模拟研究相结合的系统研究方法，主要以化学方法为主，还要配以物理、生物、地学、气象学等其他学科的方法。因此，要求研究人员具有较广泛的各相关学科的理论知识和实验动手能力。我们在日常学习中应当以开阔的视野，除了环境化学之外，广泛涉猎各相关学科，并注重培养自己的实验操作，如此才可能学好这门课。 5、环境污染物有哪些类别当前世界范围普遍关注的污染物有哪些特征 答：环境污染物的类别：环境污染物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、液体污染物和固体污染物；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；按污染物在环境中物理、化学性状的变化，可分为一次污染物和二次污染物（一次污染物称为原生污染物，二次污染物又称为次生污染物）。当前世界范围最关注的化学污染物主要是持久性有机污染物，具有致突变、致癌变和致畸变作用的所谓“三致”化学污染物，以及环境内分泌干扰物。 第二章大气环境化学 1大气的主要层次是如何划分的每个层次具有哪些特点 根据温度随海拔高度的变化情况划分的：对流层气温随着海拔高度的增加而降低，大约每上升100m，温度降低℃、密度大；平流层温度随海拔高度的升高而明显增加、空气没有对流运动，平流运动占优势、空气比对流层稀薄得多、有厚约20km的一层臭氧层；中间层温度随海拔增加迅速降低、空气较稀薄、对流运动非常激烈；热层空气高度电离、更加稀薄、大气温度随海拔高度增加而迅速增加。
试题2 环境化学试题 一名词解释（每词4 分, 共32分） K） 4 放射性活度 1 PTS 2 环境效应 3 标化分配系数（ oc 5 有害废物 6土壤盐基饱和度 7阈剂量（浓度） 8 Bioaccumulation 二简答题（每题6分, 共36分） 1 什么是环境问题？请简述当今人类面临的环境问题。 2 Describe the major soil components and their significances in environmental chemistry 3 什么是毒物的联合作用及其主要分为哪几类？ 4 大气中有哪些重要的吸光物质，其吸光特征是什么？ 5叙述大气中含氮化合物、含卤素化合物的源和汇。 6为什么水体pH较低时，鱼体内积累的甲基汞含量较高？ 三应用环境化学原理分析下列问题（10分+11分+11分, 共32分） 1 下图是C3H6、NO、空气(O2、N2)混合物经紫外线照射后的时间成分关系图。从图中可知，随NO和C3H6等初始反应物的氧化消耗，NO2和醛量增加；当NO耗尽时，NO2出现最大值。此后，随着NO2的消耗(浓度下降)，O3和其他氧化剂如过氧乙酰硝酸酯(PAN)产生了。试利用大气环境化学原理分析可能发生的环境现象，并阐述其机制。 2 假设你的朋友在深圳某燃煤火力发电厂附近投资了一个果园种植项目，但是产量一直不好，初步检测发现土壤呈明显酸性，收获的产品重金属含量过高，请你用所学的环境化学相关知识为你的朋友解释出现这些现象的可能原因。 3 2005年11月13日位于吉林省吉林市的中石油吉化公司双苯厂爆炸后造成松花江水体污染。为了确保哈尔滨市生产、生活用水安全，哈尔滨市政府决定于2005年11月23日零时起，关闭松花江哈尔滨段取水口，停止向市区供水，（该取水口位于爆炸现场下游）。11月24日国家环保总局宣布该水体污染物主要为苯、苯胺和硝基苯，并确定为重大环境污染事件。试应用环境化学原理分析该现象。
一绪论： 1环境污染：大气污染、臭氧层破坏、酸雨、水资源短缺、土地沙漠化、绿色屏障锐减、垃圾、物种濒危、人口激增、温室效应。 2造成环境污染的因素：物理的、化学的和生物的三方面，其中化学的占80%~90%。 3环境化学的特点是从微观的原子、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。 4由于环境污染物种类繁多，世界各国都筛选一些毒性强、难降解、残留时间长，在环境中分布广的污染物优先进行控制，称为优先污染物。 5当前世界范围内最关注的化学污染物主要是持久性有机污染物，具有致突变、致癌变和致畸变作用的所谓“三变”化学污染物，以及环境内分泌干扰物。 6按环境变化的性质划分，则可分为环境物理效应、环境化学效应和环境生物效应。 7污染物在环境中的迁移主要有机械迁移、物理-化学迁移和生物迁移。 二大气环境化学 1根据温度随海拔高度的变化情况将大气分为四层：对流层、平流层、中间层、热层。 2大气污染物按照化学组成还可以分为含硫化合物、含氮化合物、含碳化合物和含卤化合物。 3燃料燃烧过程中影响NOx形成的因素：根据NOx形成的机理，燃烧过程中NO的生成量主要与燃烧温度和空燃比有关。 4甲烷是一种重要的温室气体，每个CH4分子导致温室效应的内力比CO2分子大20倍。 5氟氯烃类化合物既可以破坏臭氧层也可以导致温室效应。 6逆温：在对流层中，气温一般是随高度增加而降低，但在一定条件下会出现反常现象。 7大气稳定度是指气层的稳定程度，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。气块在大气中的稳定度与大气垂直递减率和干绝热垂直递减率（干空气在上升时温度降低值与上升高度之比用Td表示）有关。一般来讲，大气温度垂直递减率越大，气块越不稳定。 8影响大气污染物迁移的因素：空气机械运动如风和湍流，由于天气形势和地理地势造成的逆温想想以及污染源本身特性。 9光化学反应：分子、原子、自由基或吸收光子而发生的化学反应。 10大气中的HO·和HO2·的来源：对于清洁大气O3的光解是大气中HO·的重要来源；对于污染大气，如有HNO2和H2O2存在，光解可产生HO·，HO2·主要来源于醛的光解尤其是甲 醛的光解。 11光化学烟雾：含有氮氧化合物和碳氢化合物等第一次污染物的大气，在阳光照射下发生光解 反应产生第二次污染物，这种由一次污染物和二次污染物的混合物所形成的的烟雾污染现象。他的特征：烟雾呈蓝色，具有强氧化性，能使橡胶开裂，刺激人的眼睛，伤害植物的叶子，并使大气能见度降低；光化学烟雾的形成条件是大气中含有氮氧化物和碳氢化合物存在，大气温度较低，而且有强的阳光的照射。 12光化学烟雾的控制对策：控制反应活性高的有机物的排放、控制臭氧的浓度。 硫酸烟雾与光化学烟雾的比较
大气环境化学重点习题及参考答案《大气环境化学》重点习题及参考答案 1(大气中有哪些重要污染物,说明其主要来源和消除途径。 环境中的大气污染物种类很多，若按物理状态可分为气态污染物和颗粒物两大类;若按形成过程则可分为一次污染物和二次污染物。按照化学组成还可以分为含硫化合物、含氮化合物、含碳化合物和含卤素化合物。主要按照化学组成讨论大气中的气态污染物主要来源和消除途径如下: (1)含硫化合物 大气中的含硫化合物主要包括:氧硫化碳(COS)、二硫化碳(CS)、二甲2基硫(CH)S、硫化氢(HS)、二氧化硫(SO)、三氧化硫(SO)、硫酸(HSO)、3222324亚硫酸盐(MSO)和硫酸盐(MSO)等。大气中的SO(就大城市及其周围地342 区来说)主要来源于含硫燃料的燃烧。大气中的SO约有50%会转化形成HSO224 2-或SO，另外50%可以通过干、湿沉降从大气中消除。HS主要来自动植物机 42 体的腐烂，即主要由植物机体中的硫酸盐经微生物的厌氧活动还原产生。大气中HS主要的去除反应为:HO + HS ? HO + SH。 222 (2)含氮化合物 大气中存在的含量比较高的氮的氧化物主要包括氧化亚氮(NO)、一氧化2氮(NO)和二氧化氮(NO)。主要讨论一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO)，22用通式NO表示。NO和NO是大气中主要的含氮污染物，它们的人为来源主要x2 是燃料的燃烧。大气中的NO最终将转化为硝酸和硝酸盐微粒经湿沉降和干沉x 降从大气中去除。其中湿沉降是最主要的消除方式。 (3)含碳化合物
大气中含碳化合物主要包括:一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO)以及有机2的碳氢 化合物(HC)和含氧烃类，如醛、酮、酸等。 CO的天然来源主要包括甲烷的转化、海水中CO的挥发、植物的排放以及森林 火灾和农业废弃物焚烧，其中以甲烷的转化最为重要。CO的人为来源主要是在燃 料不完全燃烧时产生的。大气中的CO可由以下两种途径去除:土壤吸收(土壤中生活的细菌能将CO代谢为 CO 和 CH);与HO自由基反应被氧化24 为CO。 2 CO的人为来源主要是来自于矿物燃料的燃烧过程。天然来源主要包括海洋2 脱气、甲烷转化、动植物呼吸和腐败作用以及燃烧作用等。 甲烷既可以由天然源产生，也可以由人为源产生。除了燃烧过程和原油以及天然气的泄漏之外，产生甲烷的机制都是厌氧细菌的发酵过程。反刍动物以及蚂蚁等的呼吸过程也可产生甲烷。甲烷在大气中主要是通过与HO自由基反应被消除:CH + HO?CH + HO。 432 (4)含卤素化合物 大气中的含卤素化合物主要是指有机的卤代烃和无机的氯化物和氟化物。 大气中常见的卤代烃以甲烷的衍生物，如甲基氯(CHCl)、甲基溴(CHBr)33和甲基碘(CHI)。它们主要由天然过程产生，主要来自于海洋。CHCl和CHBr333在对流层大气中，可以和HO自由基反应。而CHI在对流层大气中，主要是在3 太阳光作用下发生光解，产生原子碘(I)。许多卤代烃是重要的化学溶剂，也 是有机合成工业的重要原料和中间体，如三氯甲烷(CHCl)、三氯乙烷(CHCCl)、333四氯化碳(CCl)和氯乙烯(CHCl)等均可通过生产和使用过程挥发进入大气，423 成为大气中常见的污染物。它们主要是来自于人为源。在对流层中，三氯甲烷和氯乙烯等可通过与HO自由基反应，转化为HCl，然后经降水而被去除。
第一章绪论 一、名词解释： 环境问题环境污染环境污染物环境效应污染物的迁移污染物的转化 二、选择题 1.属于环境物理效应的是ABD 。 A.热岛效应 B.温室效应 C.土壤的盐碱化 D.噪声 2.五十年代日本出现的痛痛病是由__A___污染水体后引起的。 A. Cd B.Hg C.Pb D .As 3.五十年代日本出现的水俣病是由__B____污染水体后引起的。 A.Cd B. Hg C.Pb D.As 4.属于环境化学效应的是ABC 。 A.光化学烟雾 B. 臭氧层破坏 C. 酸雨 D. 温室效应 5.联合国已将每年的__C__定为“世界水日”，提醒人们注意水资源的开发、管理和保护。 A. 4.22 B. 3.28 C. 3.22 D. 6.22 三、填空题 1.世界环境日为6月5日，国际保护O3层日为9月16日。 2.环境化学主要包括环境分析化学、环境污染化学、污染控制化学。 3.世界上曾发生过的八大公害事件是比利时马斯河谷烟雾事件、美国洛杉矶光化学烟 雾事件、美国多诺拉烟雾事件、英国伦敦烟雾事件、日本四日市哮喘事件、日本痛痛病事件、日本水俣事件、日本米糠油事件。 4.当今世界上最引人瞩目的几个环境问题酸雨、温室效应、臭氧层破坏等是由大气污染所引起的。 5.造成环境污染的因素有物理、化学和生物的三方面，其中化学物质引起的约占80—90% 。。 6.环境中污染物的迁移主要有机械迁移、物理化学迁移和生物迁移三种方式。 7.人为污染源可分为工业、农业、交通运输和生活。 8.环境效应按污染物引起的环境变化的性质可分为环境物理效应、环境化学效应和环 境生物效应。 9. 海湾战争是迄今历史上最大的石油火灾及海洋石油污染事故，也是人类历史上最 严重的一次环境污染。 10. 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。 四、问答题 1.当前人类生存面临的主要环境问题有哪些？ 2.环境化学的概念、内容和任务各是什么？ 第二章大气环境化学 一、名词解释： 热岛环流光化学反应光化学烟雾硫酸烟雾温室效应二次污染物 二、填空 1.大气中的NO2可以转化成HNO3 、NO3和N2O5。 2.碳氢化合物是大气中的重要污染物，是形成光化学烟雾的主要参与者。 3.大气颗粒物的去除与颗粒物的粒度和化学性质有关，去除方式有干沉降和湿沉降。 4.导致降水酸性的主要物质是硫酸，其次是硝酸，还有有机酸等其他酸类。 5.许多大气污染事件都与逆温现象有关，逆温可分为辐射逆温、平流逆温、地形逆温、下沉逆温、锋面逆温。 6.SO2的催化氧化速度与溶液中S(IV)和Fe(III)的浓度、pH，离子强度和温度有关。 7.SO42-、NO3-、Cl-、HCO3-。 8.大气中最重要的自由基为HO·和HO2·。 9.能引起温室效应的物质主要有CO2、CH4、N2O、CFC。 10.气团在大气中的稳定性与气温垂直递减率和干绝热减温率两个因素有关。 11.造成大气环境污染的人为因素主要包括：燃料燃烧、工业排放、固体废弃物焚烧 和农业排放。 12.按污染成因分，气溶胶可分为分散性气溶胶和凝聚性气溶胶。 13.根据温度垂直分布可将大气圈分为对流层、平流层、中间层、热层和逃逸层。 14.大气中的主要碳氢化合物有烷烃、烯烃、环烷烃和芳香烃。它们是光化 学烟雾形成的重要一次污染物。 15.伦敦烟雾事件是由燃煤而排放出来的二氧化硫、颗粒物以及二氧化硫氧化所形成 硫酸盐颗粒物引起的。 16.SO42-、Ca2+、NH4+3种。 17.近海地区的降水中通常含有较多的Na、Cl和SO42-；而在远离海洋的森林草原 地区，降水中含HCO3-、SO42-、Ca2+和有机成分；在工业区和城市，降水中则含SO42-、NO3-和NH4+较多。 18. Whitby等依据大气颗粒物按表面积和粒径分布的关系得到三种不同的粒度膜，即 爱根核膜、积聚膜和粗粒子膜。 19.温室效应产生的最主要的原因是二氧化碳的过多排放。 20.大气颗粒物按粒径大小可分为总悬浮颗粒物(TSP)、飘尘、降尘、可吸入粒子(IP)。 21.为了防止酸雨的危害，关键是要控制NO x和SO2等致酸物质的排放。 22.燃烧过程中NO的生成量主要与燃烧温度和空燃比有关。 23.污染物在大气中的扩散能力主要受风和大气湍流的影响。 24.氟氯烃类化合物既可以破坏臭氧层也可以导致温室效应。 三、选择题 1、由污染源排放到大气中的污染物在迁移过程中受到ABCD 的影响。 A、风 B、湍流 C、天气形势 D、地理地势 2、大气中HO·自由基的来源有ACD 的光离解。 A、O3 B、H2CO C H2O2 D HNO2 3、烷烃与大气中的HO·自由基发生氢原子摘除反应，生成BC 。 A、RO B、R自由基 C、H2O D、HO2 4、酸雨是指pH C 的雨、雪或其它形式的降水。 A、<6.0 B、<7.0 C、<5.6 D、<5.0 5、辐射一定时间产生的 A 量可以衡量光化学烟雾的严重程度。 A、O3 B、NO2 C、碳氢化合物 D、SO2 6、大气逆温现象主要出现在 D 。 A、寒冷的夜间 B、多云的冬季 C、寒冷而晴朗的冬天 D、寒冷而晴朗的夜间 7、下列物质中属于温室气体的有ABCD 。 A、二氧化碳 B、甲烷 C、氟氯烃 D、一氧化二氮 8、硫酸型烟雾污染多发生于 D 季节。 A. 春季 B. 夏季 C. 秋季 D. 冬季 9、根据Whittby的三模态模型，粒径小于 A um的粒子称为爱根核模。 A、0.05 B、0.1 C、1 D、2 10、保护地球生命屏障的臭氧层位于大气圈的 B 中。 A. 对流层 B. 平流层 C. 中间层 D. 电离层 11、大气颗粒物中粒径 D um的颗粒，称为飘尘。 A、>10 B、<5 C、>15 D、<10 12、下列属于二次污染物的是CD 。 A、CO B、SO2 C、NO2 D、SO3 13、光化学烟雾一般发生在大气湿度较低、气温为24～32℃的夏季晴天，污染高峰出现在 C 。 A、早晨 B、傍晚 C、中午或稍后 D、夜间 14、洛杉矶烟雾属于 A 。 A.氧化型烟雾 B. 还原型烟雾 C. 煤炭型烟雾 D. 硫酸型烟雾 15、随高度升高气温的降低率称为大气垂直递减率（Γ），对于逆温气层的大气垂直递减率 C 。 A. Γ > 0 B. Γ= 0 C.Γ< 0 D.Γ≠0 16、大气中HO2·的主要来源是ACD 。 A、HCHO B、O3 C、CH3ONO2 D、H2O2 四、问答题 1、试述酸雨的主要成分、形成、影响因素及对生态环境的影响。 2、写出光化学烟雾的链反应机制。 3、试述温室气体造成的主要原因及其危害、防治措施。 4、试比较伦敦烟雾和洛杉矶光化学烟雾的区别。 5、说明臭氧层破坏的原因和机理。 3.简述环境化学的特点。 4.环境中主要的化学污染物有哪些？ 第三章水环境化学 一、名词解释： 亨利定律水体富营养化分配定律辛醇-水分配系数吸附等温线分配系数 生长代谢赤潮共代谢水解速率直接光解间接光解生物浓缩因子 二、填空 1、天然水中的总碱度= [HCO3-] +2 [CO32-] + [OH-] - [H+] 。 2、水中污染物大体可分为8类：①耗氧污染物，②致病污染物，③合成有机物，④植物营养物，⑤无机物与矿物质，⑥由土壤、岩石等冲刷下来的沉积物，⑦放射性物质， ⑧热污染。 3、水循环过程通常由蒸发、水汽输送、凝结降水、径流4个环节组成。 4、水环境中胶体颗粒物的吸附作用有表面吸附、离子交换吸附和专性吸附等。 5、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。 6、有机污染物一般通过吸附作用、挥发作用、水解作用、光解作用、生物富集和降解等过程进行迁移转化。 7、一般天然水体的决定电位是溶解氧，而有机污染物积累的厌氧体系中决定电位是有机物。 8、腐殖质与环境有机物之间的作用主要涉及吸附效应、溶解效应、对水解反应的催化作用、对微生物过程的影响以及光敏效应和猝灭效应等。 9、水体呈富营养状态时，水面藻类增殖，成片成团地覆盖水体表面。这种现象发生在湖面上称为水华或湖靛，而发生在海湾或河口区域则称为赤潮。 10、海水以Cl- 和Na+离子为主。 11、天然水中常见的八大离子是K+，Na+，Ca2+，Mg2+，HCO3-，NO3-，Cl-，SO42-。 12、天然水体中最重要的无机配位体是OH-和Cl-，其次是HCO3-和SO42-等。 13、水体中常见的吸附等温线有Henry型、Langmuir型和Freundlich型三种 14、有机化合物在土壤(沉积物)中的吸着存在着二种主要机理：分配作用和吸附作用。 15、辛醇-水分配系数常用k ow表示，反映了化合物在水相和有机相之间的迁移能力，它与化合物的水溶性、土壤吸咐常数和生物浓缩因子密切相关。 16、水体中典型的自养生物是藻类，自养生物的C、N、P源分别是CO2、NO3-、PO43-。 17、影响生物降解的因素是有机化合物本身的化学结构和微生物的种类，此外，温度、pH、反应体系的溶解氧等也能影响生物降解有机物的速率。 18、水中无机污染物进入水体，主要是通过沉淀－溶解、氧化－还原、配合作用、
《环境化学》复习资料总结（课件版） 一、绪论： 1.什么是环境化学 （1）环境化学是在化学科学的传统理论和方法基础上发展起来的，以化学物质在环境中出现 而引起的环境问题为研究对象，以解决环境问题为目标的一门新兴学科。 （2）定义:它是一门研究有害化学物质在环境介质中的存在、化学特性、行为和效应及其控制 的化学原理和方法的科学，既是环境科学的核心组成部分，也是化学科学的一个新的重要分支。 2、环境化学的内容 查明潜在有害物质在环境介质中存在的来源，浓度水平和形态分布；对这些潜在有害物质溯本 求源，并查明它们在环境介质中和不同环境介质之间的环境化学行为；查明这些潜在有害物质 对环境、生态系统和人体健康发生作用的途径、方式、程度和风险；探索缓解或消除这些有害 物质已造成的影响或防止它们可能造成影响的方法和途径。 3、环境污染物： 是环境化学研究的对象，主要指进入环境后使环境的正常组分和性质发生直接或间接的有害于 人类的变化的物质。大部分污染物是人类生产和生活活动产生的。 4、环境学或毒理学意义的重金属： Hg、Cd、Pb、Zn、Cu、Co、Ni、Ba(钡)、Sn(锡)、Sb(锑)等，从毒性角度讲还包括：As、Be、 Li、Se、B、Al 等。 5、BTEX: 苯、甲苯、乙基苯和三个二甲基苯的异构体。是汽油中的重要组成部分，并广泛用作溶剂。这 些化合物是土壤和地下水的常见污染物。 6、PAHs：多环芳烃 7、有机卤化合物： ①氟氯烃（CFCs）②有机溶剂③有机氯农药④PCB 多氯联苯，有209 个同系物和PCT 多氯三 联苯，有8149 个同类物。 8、POPs 名单： 滴滴涕(DDT) 六氯苯二恶英呋喃 9、环境效应： 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。 10、环境本底：
第二章大气环境化学 本章重点：1 污染物在大气中迁移过程 2 光化学烟雾和硫酸型烟雾的形成过程和机理 第一节大气中污染物的转移 大气层简介 一、大气温度层结 对流层(troposphere) ：（0km-17km）空气具有强烈的对流（垂直），集中了大气中90.9%天气现象，污染物排放直接进入对流层 平流层（stratosphere）：17-55km气体状态稳定，垂直对流很小，大气透明度高 中间层（mesosphere）：55-85Km气温下降达-92℃，垂直运动剧烈，发生光化学反应。 热层（thermsphere）：800Km空气密度很小，温度升高到1000k，电离层 逸散层：>800Km 气体分子受地球引力极小,因而大气质点会不断向星际空间逃逸。 出示大图： 图1 大气温度的垂直分布 图2 大气密度的垂直分布 大气垂直递减率 二、辐射逆温层 三、绝热过程与干绝热过程 四、大气稳定度的判定 五、影响大气污染物迁移的因素 1、风和大气湍流的影响 风—使污染物向下风向扩散 湍流—使污染物向各风向扩散 浓度梯度—使污染物发生质量扩散 2、天气形势和地理地势的影响
第二节大气中污染物的转化 一、光化学反应基础 1、光化学反应过程 什么是光化学反应？ 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两个过程。 初级过程： A + hνA* 次级过程 举例： HCl + hνH + Cl H + HCl H2 + Cl Cl + Cl Cl2 2、量子产率（不做介绍） 3、大气中重要吸光物质的光离解 （1）氧分子和氮分子的光离解 O2 + hνO + O N2 + hνN + N （2）臭氧的光离解 O3 + hνO + O2 （3）NO2的光离解 NO2 + hν N O + O （4）亚硝酸和硝酸的光离解 HNO2 + hνHO + NO HNO2 + hνH + NO2
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、水圈和生物圈 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、环境保护的主要任务对象是解决由于人类生产、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:CO2,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、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、
昆明理工大学环境工程专业2008级环境化学阶段习题 （大气环境化学部分） 一、填空题 1、造成环境污染的因素有物理、化学和生物的三方面，其中化学物质引起的约占80- 90%。 2、污染物在环境中的迁移主要有物理、物理化学和生物迁移三种方式。 3、污染物的性质和环境化学行为取决于它们的浓度和在环境中的形态。 4、当今世界上最引人瞩目的几个环境问题温室效应、酸雨、臭氧层破坏等是由大气污染 所引起的。 5、人为污染源可分为工业、农业、交通运输和生活。 6、大气中最重要的自由基为羟基自由基（OH）。 7、能引起温室效应的气体主要有CO2、CH4、N2O、CFCs。 8、根据温度垂直分布可将大气圈分为对流层、平流层、中间层、热层和逃逸层。 9、伦敦烟雾事件是由 SO2 和颗粒物（包括由SO2氧化形成的硫酸盐）引起的。 10、大气中CH4主要来自湿地、牛群、稻田的排放。 11、降水中主要阴离子有 SO4-、NO3-、Cl-。 12、对流层和平流层中较为重要的反应有氮氧化物的转化、碳氢化物的转化、光化学烟 雾。 13、大气中的NO2可以转化成___HNO3__ 、 ___NO3___ 和__N2O5____ 。 14、碳氢化合物是大气中的重要污染物，是形成光化学（氧化型）烟雾的主要参与者。 15、大气颗粒物的去除与颗粒物的粒度和化学组成有关，去除方式有干沉降和湿沉 降。 16、大气的扩散能力主要受风（风速和风向）和大气稳定度的影响。 17、按污染成因分，气溶胶可分为一次颗粒物和二次颗粒物。 18、环境化学研究化学物质在大气、水体及土壤中的来 源、反应、迁移转化及归属。
二、选择题 1、五十年代日本出现的痛痛病是由 ______ 污染水体后引起的。 a) Cd b) Hg c) Pb d) As 2、辐射一定时间产生的 ______ 量可以衡量光化学烟雾的严重程度。 a) O3 b) NO2 c) 碳氢化合物 d) SO2 3、大气中还原态气体（如H2S）主要被 ______ 氧化。 a) O2 b) OH c) O3 d) 高价金属离子 4、根据Whittby的三模态模型，粒径小于 _____ μm的粒子称为爱根核模。 a) 0.05 b) 0.1 c) 1 d) 2 5、SO2的液相氧化有多种途径，其中 ______ 的效果最好。（其次是O3、催化氧化、非催化氧化） a) O3氧化 b) 催化氧化 c) H2O2氧化 d) 非催化氧化 6、气溶胶中粒径 _______ μm的颗粒，称为飘尘。 a) >10 b) <5 c) >15 d) <10 7、由污染源排放到大气中的污染物在迁移过程中受到 _______ 的影响。 a) 风 b) 湍流 c) 天气形势 d) 地理地势 8、大气中HO自由基的来源有 _______ 的光离解。 a) O3 b) H2CO c) H2O2 d) HNO2 9、烷烃与大气中的HO自由基发生氢原子摘除反应，生成 _______ 。 a) RO b) R自由基 c) H2O d) HO2 10、酸雨是指pH ______ 的雨、雪或其它形式的降水。 a) <6.0 b) <7.0 c) <5.6 d) <5.0 11、大气逆温现象主要出现在 ______ 。 a) 寒冷的夜间 b) 多云的冬季 c) 寒冷而晴朗的冬天d) 寒冷而晴朗的夜间 12、大气中微粒浓度为50 μg/m3时，大气能见度约为_____ Km。
环境化学专业课考研测试题及答案（4） 一、名词解释 1PTS 2环境效应 3标化分配系数（） 4放射性活度 5有害废物 6土壤盐基饱和度 7阈剂量（浓度） 8Bioaccumulation 二、简答题 1什么是环境问题？请简述当今人类面临的环境问题。 2Describe the major soil components and their significances in environmental chemistry 3什么是毒物的联合作用及其主要分为哪几类？ 4大气中有哪些重要的吸光物质，其吸光特征是什么？ 5叙述大气中含氮化合物、含卤素化合物的源和汇。 6为什么水体pH较低时，鱼体内积累的甲基汞含量较高？ 三、应用环境化学原理分析下列问题
1下图是C3H6、NO、空气(O2、N2)混合物经紫外线照射后的时间成分关系图。从图中可知，随NO和C3H6等初始反应物的氧化消耗，NO2和醛量增加；当NO耗尽时，NO2出现最大值。此后，随着NO2的消耗(浓度下降)，O3和其他氧化剂如过氧乙酰硝酸酯(PAN)产生了。试利用大气环境化学原理分析可能发生的环境现象，并阐述其机制。 2 假设你的朋友在深圳某燃煤火力发电厂附近投资了一个果园种植项目，但是产量一直不好，初步检测发现土壤呈明显酸性，收获的产品重金属含量过高，请你用所学的环境化学相关知识为你的朋友解释出现这些现象的可能原因。 3 2005年11月13日位于吉林省吉林市的中石油吉化公司双苯厂爆炸后造成松花江水体污染。为了确保哈尔滨市生产、生活用水安全，哈尔滨市政府决定于2005年11月23日零时起，关闭松花江哈尔滨段取水口，停止向市区供水，（该取水口位于爆炸现场下游）。11月24日国家环保总局宣布该水体污染物主要为苯、苯胺和硝基苯，并确定为重大环境污染事件。试应用环境化学原理分析该现象。 参考答案 一、名词解释 1PTS：（PersistentToxicSubstances，PTS）：是指一类具有很强的毒性，在环境中难降解，可远距离传输，并随食物链在动物和人体中累积、放大，具有内分泌干扰特性的污染物，包括POPs和某些重金属污染物。 2环境效应：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，称之为环境效应。 3标化分配系数（）：为了在类型各异组分复杂的沉积物或土壤中找到表征吸着的常数，引入标化分配系数。，其中为分配系数，为沉积物中有机碳的质量分数。 4放射性活度：核衰变速率（－dN/dt）是表示核素放射性强弱的基本物理量，通常称为放射性活度，符合为A。A＝A0e－ t 5有害废物：是固体废物中危害较大的一类废物。是能对人体健康和环境造成现实危害或潜在危害的废物。 6土壤盐基饱和度：土壤盐基饱和度：在土壤交换性阳离子中盐基离子所占的百分数称为土壤盐基饱和度。