《环境化学》（戴树桂第二版）课后部分习题解答
第一章绪论
4、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。
5、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
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、HO2、R、RO2
HO的来源：①O3的光解：O3＋ｈr Ｏ＋Ｏ2
O+H2O 2HO
②HNO2的光解：HNO2 +ｈr HO +NO
③H2O2的光解：H2O2+ｈr 2HO
HO2的来源：①主要来自醛特别是甲醛的光解
H2CO +ｈr H + HCO
HO2 + M
H + O2 + M
HCO + O2 +M HO2 + CO + M
②亚硝酸酯的光解：CH3ONO +ｈr
CH3O + NO CH3O + O2HO2 + H2CO
③H2O2的光解：H2O2+ｈr 2HO
HO + H2O2HO2 + H2O
R的来源：RH + O R + HO
RH + HO R + H2O
CH3的来源：CH3CHO的光解 CH3CHO +ｈr C H3 + CHO
CH3COCH3的光解 CH3COCH3 +ｈr CH3 + CH3CO
CH3O的来源：甲基亚硝酸酯的光解 CH3ONO +ｈr CH3O + NO
甲基硝酸酯的光解 CH3ONO2 +ｈr CH3O + NO2 RO2的来源：R + O2 RO2
9.叙述大气中NO转化为NO2的各种途径。
①NO + O3NO2 + O2
②HO + RH R + H2O
R + O2 RO2
NO + RO2 NO2 + RO
R`CHO + HO2（R`比R少一个C原子）RO + O2
NO + HO2NO2 + HO
13.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 + H 2O RH + O R + HO R + O 2 RO 2
RO 2 + NO RO + NO 2 RO + O 2 R`CHO + HO 2 RO + NO 2 RONO 2 另外：RO 2 + HO 2 ROOH + O 2 ROOH +ｈr RO + HO
烯烃可与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O 2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NO 2，自身分解为一个醛和CH 2OH 。如乙和丙稀。
CH = CH + HO CH 2CH 2OH CH 3CH = CH 2 CH 3CHCH 2OH + CH 3CH(OH)CH 2 CH 2CH 2OH + O 2 CH 2(O 2)CH 2OH
CH 2(O 2)CH 2OH + NO CH 2(O)CH 2OH + NO 2 CH 2(O)CH 2OH CH 2O + CH 2OH CH 2(O)CH 2OH + O 2 HCOCH 2OH + HO 2 CH 2OH + O 2 H 2CO + HO 2
烯烃还可与O 3发生反应，生成二元自由基，该自由基氧化性强，可氧化NO 和SO 2等生成相应的醛和酮。光化学反应的链引发反应主要是NO 2的光解，而烷烃和稀烃均能使NO 转化为NO 2，因此烃类物质在光化学反应中占有很重要的地位。
19影响酸雨形成的因素主要有
1、 酸性污染物的排放及其转化条件。
2、大气中NH 3的含量及其对酸性物质的中和性。 2、 大气颗粒物的碱度及其缓冲能力。4、天气形势的影响。
20什么是大气颗粒物的三模态？如何识别各种粒子膜
答 （1）依据大气颗粒物按表面积与粒径分布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，即爱根核模，积聚模，粗粒子模。 爱根模：Dp ＜0.05μM 积聚模：0.05＜Dp ＜2μM 粗粒子模：Dp ＞2μM 。
第三章 水环境化学（P195）
4. 在一个pH 为6.5、碱度为1.6mmol/L 的水体中，若加入碳酸钠使其碱化，问需加多少mmol/L 的碳酸钠才
能使水体pH 上升至8.0。若用NaOH 强碱进行碱化，又需加入多少碱? 解：(1) 查表知pH = 6.5时, α= 1.710
C T = [碱度]×α = 1.6×1.710 mmol/l = 2.736mmol/l 。 设加入的Na 2CO 3为n mmol/l
查表知：当pH = 8.0时, α` = 1.018
C T ` = C T + n ----------(1) C T `= [碱度]`×α` --------(2) [碱度]`
= 1.6 +2 n --------(3) 由 (1)、（2）和（3）解得：n = 1.07 mmol/l 。 （2）∵加入NaOH 后C T 不变 L mm ol C T
/688.2028
.1736
.2][==
=
α
碱度 碱度的增加值就应是加入的NaOH 的量。
△A = [碱度]` － [碱度] = 2.688 － 1.6 = 1.088mmol/l
5 具有2.00×10-3mol/L 碱度的水，pH 为7.00，请计算*23H CO ⎡⎤⎣⎦、3HCO -⎡⎤⎣⎦、23CO -
⎡⎤⎣⎦和-OH ⎡
⎤⎣⎦的浓度各
是多少？（*23H CO ⎡⎤⎣⎦＝4.49×10-4mol/L 、3HCO -⎡⎤⎣⎦＝2.00×10-3mol/L 、23CO -⎡⎤⎣⎦
＝9.38×10-7mol/L 和-OH ⎡⎤⎣⎦＝1.00×10-7mol/L ）
解:当pH = 7.00时,CO 3-的浓度与 HCO 3-
的浓度相比可以忽略,查表pH = 7.00时, α= 1.224,
则[HCO 3-] = [碱度] = 2.00×10-3
mol/l/l 。 [H +] = [OH -] = 10-7
mol/l 。
[HCO 3※] = [H +][HCO 3-]/K 1 = 1.00×10-7×2.00×10-3/(4.55×10-7) = 4.49×10-4
mol/l 。
[CO 3-] = K 2[HCO 3-]/[H +] = 4.69×10-11×2.00×10-3/(1.00×10-7) = 9.38×10-7
mol/l 。
6. 若有水A ，pH 为
7.5，其碱度为6.38 mmol/L ，水B 的pH 为9.0，碱度为0.80 mmol/L ，若以等体积混合，问混合后的pH 值为多少？（pH ＝7.58）
解: 查表 pH = 7.5时, α1 = 1.069, pH = 9.0时, α2 = 0.9592;
C T1 = [碱度]×α1 = 6.38×1.069 = 6.82 mmol/l C T2 = [碱度]×α2 = 0.80×0.959 = 0.767 mmol/l;
L mmol C C C T T T /79.32
77
.082.6221=+=+=混合后 L mmol /59.32
80
.038.6][=+=
碱度
005.159
.379
.3][===
碱度T C α 查表知pH = 7.58
7. 溶解1.00×10-4mol/L 的()33Fe NO 于1L 具有防止发生固体()3Fe OH 沉淀作用所需最小H +
⎡⎤⎣⎦浓度的水中，
解：由题意知 [Fe 3+] + [Fe(OH)2+] + [Fe(OH)2+] = 1.00×10-4 mol/l ； （1） [Fe(OH)2+][H +]/[Fe 3+] = 8.9×10-4 (2) [Fe(OH)2+][H +]2/[Fe 3+] = 4.9×10-7 (3)
SP W
K H K Fe OH Fe ==++
-+
3333
3]
[][]][[
查表知Fe(OH)3的K SP = 3.2×10-38 代入(1)得[H +] = 1.9×10-3mol/l (∵pH =2.72)
∴[Fe 3+] = 3.2×104[H +]3 = 3.2×104×1.9×10-3×
3 = 6.24×10-5 mol/l ；
[Fe(OH)2+] = 4.9×10-7[Fe 3+]/[H +]2 = 4.9×10-7 K SP [H +]/ K W 3 = 15.68×10-3×1.9×10-3 = 8.47×10-6mol/l ； [Fe(OH)2+] = 8.9×10-4[Fe 3+]/[H +] = 8.9×10-4 K SP [H +]2/ K W 3 = 28.48×(1.9×10-3)2 = 2.92×10-5mol/l 。
19. 已知Hg2++2H2O=2H++Hg(OH)20,lgK=-6.3.溶液中存在[H+]、[OH-]、[Hg2+]、[Hg(OH)20]和[ClO4-]等形态，且忽略[Hg(OH)+]和离子强度效应，求1.0×10-5mol/L 的Hg(ClO4)2溶液在25℃时的pH 值。 解：Hg 2+ +2H 2O = 2H + + Hg(OH)2 lg K= -6.3 得: K = 10-6..3
[Hg(OH)2 ] [H+ ]/[Hg2+ ]=10-6.3 （1） 由物料守恒得 [Hg2+] + [Hg(OH)20] = 1.0×10-5 mol/L (2)
由电荷守恒得：[H+] + 2[Hg2+] = [ClO4-] + [OH-]
Hg2+水解体系显酸性,∴[OH-]＜10-7,与[ClO4-]的浓度相比可忽略不计。可得： [H+] + 2[Hg2+]≈[ClO4-] = 2×10-5 （3） [Hg2+]=10-5 -0.5[H+] (4) （2）、（3）联立得： [Hg(OH)20]=0.5[H+] (5)
（4）、（5）代入（1）得： 0.5[H+]3+0.5*10-6.3[H+] -10-11.3=0 [H+] = 10-4.7； 则pH = -lg[H+] = -lg10-4.7 = 4.7。
21.解：已知 PbCO 3(S) + HT 2- = PbT - + HCO 3- K = 4.06×10-2
][]][:23---=HT HCO PbT K 可得 （1）；由（1）可得：K HCO PbT HT ]
[]
[][32---=
（2）
%99.210
25.11006.41025.1][][][][][23
23
3322=⨯+⨯⨯=+=+--------HCO K HCO HT PbT HT ）得：由（ 25. 从湖水中取出深层水，其pH ＝7.0，含溶解氧浓度为0.32mg/L ，请计算pE 和E h 。（pE ＝13.2，E h ＝0.78V ） 解：1）∵水中的溶解氧为0.32mg/L, 25度时，O2在水中的Henry 常数为KH=1.26×10-8 mol/(LPa) 故其pO2 = [O2]/KH=0.32mg/L ÷32g/mol ÷1.26×10-8 mol/(LPa)=7.94×102 Pa 1/4O2 +H+=1/2 H2O
天然水的pE = 20.75 + lg{( pO2/1.103×105)0.25 ×[H+]}
= 20.75 + lg{(7.94×102 /1.103×105)0.25 ×1.0×10-7} = 20.75 + (-0.54－7) = 13.21。
27 在一个pH 为10.0的24SO HS ---体系中（25℃），其反应为： 解：（1）SO 42- + 9H + + 8e = HS - + 4H 2O （t ） ∵ ▽G 0 = 12.6 － 237.2×4 + 742.0 = －194.2 ( kj) 又∵ ▽G 0 = －2.303nRT(pE 0)
25.4298
314.88303.22
.194303.200
=⨯⨯⨯--=-∆=nRT G pE
8
924]
[]][[]
[e H SO HS K +--= ∵lgK = lg[HS -] －lg[SO 42-] －lg[H+]9－lg[e]8 又∵lgK = npE 0
8 pE 0 = lg[HS -] －lg[SO 42-] + 9×10.0 + 8pE
∴ lg[HS -] －lg[SO 42-] + 8pE = 8×4.25 － 90 = －56 [HS -] + [SO 42-] = 1.0×10-4
10 当 pE ＜＜pE 0 时,溶液给出电子的倾向很高。 ∴ [HS -] ≈ C 总 = 1.0×10-4 mol/l 。
∴ lg[HS -] = －4.0 由(1)得lg[SO 42-] = 52 + 8 pE 。 20当 pE ＞＞pE 0 时, 溶液接受电子的倾向很强。 ∴ [SO 42-] ≈ C 总 = 1.0×10-4 mol/l 。
∴ lg[SO 42-] = －4.0 由(1)得lg[HS -] = -60－ pE 。 29.解：已知苯并[a]芘 Kow = 106
Koc = 0.63Kow = 0.63×106 = 6.3×105
Kp = Koc[0.2(1－f)X S OC + fX f OC ] = 6.3×[0.2(1－0.7)×0.05 + 0.70×0.10] = 4.6×104
30.解：已知 K a = 0, [H +] = 10-8.4 K n = 1.6 K b = 4.9×10-7
K h = K a [H +] + K n + K b K w /[H +] = 0 + 1.6 + 4.9×10-7×10-5.6 = 1.6 (d -1)
32.解：Koc = 0.63Kow
Kp = Koc[0.2(1－f)X S OC + fX f OC ] = 0.63×3.0×105[0.2(1－0.70)×0.02 + 0.70×0.05] = 6.84×103
P
P T
W C K C C +=
1
42.01084.61000.211
113
6=⨯⨯⨯+=+==
∴-P P T W W C K C C α
K h = K n +αw(K A [H +] + K B [OH -]) = 0.05 + 0.42×(1.7×10-8 + 2.6×106×10-6) = 1.14 (d -1
) K T = K h + K p + K B = 1.14 + 24×0.02 + 0.2 = 1.82 (d -1)。
33 某河段流量Q ＝2160000m 3
/d ，流速为46km/d ，T=13.6℃，耗氧系数K 1＝0.94d -1
，复氧系数K 2＝1.82 d -1
，BOD 沉浮系数K 3＝0.17 d -1
，起始断面排污口排放的废水约为10×104m 3
/d ，废水中含BOD 5500mg/L ，溶解氧为0 mg/L ，上游河水BOD 50 mg/L ，溶解氧为8.95 mg/L ，求排污口下游6km 处河水的BOD 5和氧亏值。（BOD 5＝20.0mg/L ，DO=3.7 mg/L ） .解：
12.22102160000500101050005
40=+⨯⨯=+⨯+⨯=q Q q Q L
由Tomas 模型知：
L = L 0exp[-（k 1 + k 3）x/u] = 22.12exp[-(0.94+0.17)×6×103/4.6×103] = 19.14mg/l 。
L mg C /805510216000095
.821600005
0=+⨯=
查表知: 13℃时,C 饱和 = 10.60mg/l ； 14℃时，C 饱和 = 10.37mg/l 。 由间插法计算13.6℃时的C 饱和。（1）10.60－(10.60－10.37)×6/10 = 10.46 (2) 10.37+(10.60－10.37)×4/10 = 10.46 D 0 = C 饱和－C 0 = 10.46－8.55 = 1.91(mg/l)
D = D 0exp(- k 2x/u )－[k 1 L 0/(k 1+k 3-k 2)][exp{- (k 1+k 3)x/u}－exp(- k 2 x/u )]
= 1.91×exp{-(1.82×6)/46}－[(0.94×22.12)/(0.94+0.17－1.82)][exp{-(0.94+0.17)×6/46}－exp(-1.82×6/46) = 3.7mg/l 。
第四章 土壤环境化学 1．什么是土壤的活性酸度与潜性酸度？试用它们二者的关系讨论我国南方土壤酸度偏高的原因。
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，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Al 3+。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。
南方土壤中岩石或成土母质的晶格被不同程度破坏，导致晶格中Al 3+释放出来，变成代换性Al 3+，增加了土壤的潜性酸度，在一定条件下转化为土壤活性酸度，表现为pH 值减小，酸度偏高。 2．土壤的缓冲作用有哪几种？举例说明其作用原理。
土壤缓冲性能包括土壤溶液的缓冲性能和土壤胶体的缓冲性能：
（1）土壤溶液的缓冲性能：土壤溶液中H 2CO 3、H 3PO 4、H 4SiO 4、腐殖酸和其他有机酸等弱酸及其盐类具有缓冲作用。以碳酸及其钠盐为例说明。向土壤加入盐酸，碳酸钠与它生成中性盐和碳酸，大大抑制了土壤酸度的提高。
Na 2CO 3 + 2HCl 2NaCl + H 2CO 3
当加入Ca(OH)2时，碳酸与它作用生成难溶碳酸钙，也限制了土壤碱度的变化范围。
H 2CO 3 + Ca(OH)2CaCO 3 + 2H 2O 土壤中的某些有机酸（如氨基酸、胡敏酸等）是两性物质，具有缓冲作用，如氨基酸既有氨基，又有羧基，对
酸碱均有缓冲作用。
R
CH
NH 2
COOH
+ HCl
NH 3Cl
R
CH
COOH
+ NaOH
+ H 2O
R
CH
NH 2
COOH
R
CH
NH 2
COONa
（2）土壤胶体的缓冲作用：土壤胶体吸附有各种阳离子，其中盐基离子和氢离子能分别对酸和碱起缓冲作用。 对酸缓冲（M －盐基离子）：
土壤胶体 M ＋HCl
土壤胶体 H ＋MCl
对碱缓冲：
土壤胶体 H ＋MOH
土壤胶体 M ＋H 2O
Al 3+对碱的缓冲作用：在pH 小于5的酸性土壤中，土壤溶液中Al 3+有6个水分子围绕，当OH －
增多时，Al 3+
周围的6个水分子中有一、二个水分子离解出H +，中和OH -：
2Al(H 2O)63＋ + 2OH － [Al 2(OH)2(H 2O)8]4+ + 4H 2O 3．植物对重金属污染产生耐性作用的主要机制是什么？
不同种类的植物对重金属的耐性不同，同种植物由于其分布和生长的环境各异可能表现出对某种重金属有明显
的耐性。
（1）植物根系通过改变根系化学性状、原生质泌溢等作用限制重金属离子的跨膜吸收。
（2）重金属与植物的细胞壁结合，而不能进入细胞质影响细胞代谢活动，使植物对重金属表现出耐性。
（3）酶系统的作用。耐性植物中酶活性在重金属含量增加时仍能维持正常水平，此外在耐性植物中还发现另一些酶可被激活，从而使耐性植物在受重金属污染时保持正常代谢过程。
（4）形成重金属硫蛋白或植物络合素，使重金属以不具生物活性的无毒螯合物形式存在，降低了重金属离子活性，从而减轻或解除其毒害作用。
4．举例说明影响农药在土壤中进行扩散和质体流动的因素有哪些？
（1）影响农药在土壤中扩散的因素主要是土壤水分含量、吸附、孔隙度、温度及农药本身的性质等：
①土壤水分含量：研究表明林丹的汽态和非汽态扩散情况随土壤水分含量增加而变化。②吸附：土壤对农药的吸附改变了其扩散的情况，如土壤对2,4-D 的化学吸附，使其有效扩散系数降低了，两者呈负相关关系。③土壤紧实度：土壤紧实度对农药的扩散的情况有影响是因为对于以蒸汽形式进行扩散的化合物来说，增加紧实度就降低了土壤孔隙率，扩散系数就自然降低了。如二溴乙烷、林丹等农药在土壤中的扩散系数随紧实度增加而降低。④温度：温度增高的总效应是使扩散系数增大。⑤气流速度：气流速度可直接或间接地影响农药的挥发。如果空气的相对湿度不是100%，那么增加气流就促进土壤表面水分含量降低，可以使农药蒸汽更快地离开土壤表面，同时使农药蒸汽向土壤表面运动的速度加快。⑥农药种类：不同农药的扩散行为不同。如有机磷农药乐果和乙拌磷在Broadbalk 粉砂壤土中的扩散行为就是不同的。（2）影响农药在土壤中质体流动的因素有农药与土壤的吸附、土壤种类和农药种类等。①农药与土壤吸附：非草隆、灭草隆、敌草隆、草不隆四种农药吸附最强者移动最困难，反之亦然。②土壤种类：土壤有机质含量增加，农药在土壤中渗透深度减小；增加土壤中粘土矿物的含量，农药的渗透深度也减小。③农药种类：不同农药在土壤中通过质体流动转移的深度不同。如林丹和DDT 。 5．比较DDT 和林丹在环境中的迁移、转化与归趋的主要途径与特点。
DDT
11
6．试述有机磷农药在环境中的主要转化途径，并举例说明其原理。
有机磷农药在环境中转化途径有非生物降解和生物降解。
（1）有机磷农药的非生物降①吸附催化水解：吸附催化水解是有机磷农药在土壤中降解的主要途径。如地亚农等硫代硫酸酯的水解反应如下
（RO ）2P S
OR ，+H 2O
(H )（RO ）2P S OH + R ，OH
②光降解：有机磷农药可发生光降解反应，如辛硫磷在253.7nm 的紫外光下照射30小时，其光解产物如下
(C 2H 5O)2P
S
ON C
CN
(C 2H 5O)2P
O
SN C CN (C 2H 5O)2P
O
O
O (OC 2H 5)
2
(C 2H 5O)2P
O P(OC 2H 5)2
S
(辛硫磷）
（辛硫磷感光异构体）
（特普）
（一硫代特普）
（辛氧磷）(C 2H 5O)2P
O
ON C
CN （2）有机磷农药的生物降解
有机磷农药在土壤中被微生物降解是它们转化的另一条重要途径。化学农药对土壤微生物有抑制作用。同时，
土壤微生物也会利用有机农药为能源，在体内酶或分泌酶的作用下，使农药发生降解作用，彻底分解为CO 2和H 2O 。如马拉硫磷被绿色木霉和假单胞菌两种土壤微生物以不同方式降解，其反应如下：
(CH 3O)2P S
SCHCOOC 2H 5
CH 2COOC 2H 5
3O)2S
SH
+ HO CHCOOC 2H 5
2COOC 2H 5
S
P CH 3O HO SCH 2COOC 2H 5
COOC 2H 53O)2S
SCHCOOH
2COOC 2H 5
(CH 3O)2S
SCHCOOH
2COOH
中科院研究生院硕士研究生入学考试 《环境化学》考试大纲 1．《环境化学》考试大纲适用于中国科学院研究生院环境科学专业硕士研究生入学考试。《环境化学》是环境科学与工程类专业的重要基础课程，包括了环境化学研究的内容、特点和发展动向，主要环境污染物的类别和它们在环境各圈层中的迁移转化过程，典型污染物在环境各圈层中的归趋和效应。本考试大纲侧重于环境污染化学，着重于各类有害物质在环境介质中的存在、行为、效应以及减少或消除其产生的理论和方法。主要内容包括水环境化学、大气环境化学、土壤环境化学及化学物质的生物效应与生态效应等经典内容。对其中有机污染物的归趋模式、金属离子的存在形态及生物效应、化学物质结构与毒性关系，污染物的生物效应和生物浓缩机制以及全球范围内的温室效应、酸雨、臭氧层破坏等环境问题需加以重点掌握。要求考生掌握基本概念、基本原理和计算方法，并具备综合运用所学知识分析和解决实际环境问题的能力。 考试内容： 环境化学发展及基本内容 1．环境化学基本概念、发展动向、研究内容及热点问题 水环境化学 2．天然水的基本特征组成； 3．水体无机污染物的迁移转化。着重配合作用、氧化-还原作用、沉淀和溶解、水体颗粒物的吸附作用等基本原理及其实际应用。 4．水体有机污染物的迁移转化：环境行为与归趋模式。着重分配作用、挥发作用、水解作用等典型机制与迁移转化模式。 5．水体的富营养化问题：水体富营养化；水体富营养化的机理；营养物质的来源；富营养化的影响因素；湖水的营养化程度；水体富营养化的危害及其防治对策。 大气环境化学 6．大气中污染物的特征； 7．大气中污染物的迁移和转化(温室效应；气相大气化学：光化学反应、光化学烟雾、臭氧层的形成与耗损化学； 液相大气化学：酸沉降化学、大气中液相反应；大气颗粒物化学)； 8．重要的大气环境化学问题：光化学烟雾的定义、特征及形成条件；光化学烟雾主要参与物质；光化学烟雾形成机理；光化学烟雾危害及防治；光化学烟雾与硫酸型烟雾的对比；太阳和地球辐射间的能量平衡；温室气体； 温室效应；全球变暖及防治对策；降水的化学组成；酸雨的形成；酸雨的影响因素；酸雨的危害及防治；大气平流层的组成；臭氧层的形成和耗损的化学反应；臭氧洞的危害；臭氧层破坏现状及防治。 土壤环境化学 9．土壤组成与性质(吸附、酸碱性、缓冲性及氧化还原性质)； 10．污染物在土壤-植物体系中的迁移及其机制(重金属、氮磷)； 11．土壤中农药的迁移(典型的迁移过程)。土壤中农药迁移的基本特性，扩散质体，流动吸附与分配作用，典型农药在土壤中的迁移转化，以及有机氯农药有机磷农药。 化学物质的生物效应与生态效应 12．污染物质在生物体内的转运及消除。物质透过细胞膜的形式；物质在生物体内的转运，生物转化及消除。13．污染物质的生物富集、放大和积累。生物蓄积，生物富集、生物放大和生物积累。 14．有机污染物的生物降解。耗氧（有机污染物）、有毒有机污染物的生物降解。 15．无机物质的生物转化。氮硫的微生物转化，重金属元素的微生物转化。 16．污染物质的毒性。典型污染物在环境各圈层中的转化效应；重金属元素在诸圈层中的转化效应有机污染物在诸圈层中的转化效应。 典型污染物在环境各圈层中的转归与效应 17．重金属元素(汞、砷)形态； 18．微生物对水环境中化学物质的作用； 19．有机污染物(有机卤代物、多环芳烃、表面活性剂)。 考试要求考生应全面系统地了解环境化学的研究内容、特点与发展动向，掌握大气污染物的迁移、转化，天然水
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定位世界地球日 6月5日定位世界环境日 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8090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CrHgAsPbCl 2 无机物CONOxSO2KCN 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
第三章水环境化学 1、什么是表面吸附作用;离子交换吸附作用和专属吸附作用并说明水合 氧化物对金属离子的专属吸附和非专属吸附的区别. 2、1表面吸附:由于胶体表面具有巨大的比表面和表面能;因此固液界面 存在表面吸附作用.胶体表面积越大;吸附作用越强. 3、2离子交换吸附:环境中大部分胶体带负电荷;容易吸附各种阳离子.胶 体每吸附一部分阳离子;同时也放出等量的其他阳离子;这种作用称为离子交换吸附作用;属于物理化学吸附.该反应是可逆反应;不受温度影响;交换能力与溶质的性质;浓度和吸附剂的性质有关. 4、3专属吸附:指在吸附过程中;除了化学键作用外;尚有加强的憎水键和 范德化力或氢键作用.该作用不但可以使表面点荷改变符号;还可以使离子化合物吸附在同号电荷的表面上. 5、4水合氧化物对金属离子的专属吸附与非金属吸附的区别如下表所示. 6、 7、快速可逆请叙述氧化物表面吸附配合模型的基本原理以及与溶液中配 合反应的区别.. 8、已知Fe3+与水反应生成的主要配合物及平衡常数如下: 9、Fe3+ + H2OFeOH2+ + H+ lgK1= - 2.16 10、Fe3+ + 2H2OFeOH2+ + 2H+ lgK2= - 6.74 11、FeOH3s Fe3+ + 3OH- lgKso= - 38 12、Fe3+ + 4H2OFeOH4- + 4H+ lgK4= - 23 13、2Fe3+ + 2H2OFe2OH24+ + 2H+ lgK= - 2.91
14、请用pc-pH图表示FeOH3s在纯水中的溶解度与pH的关系. 15、解: 16、1K1=FeOH2+H+/ Fe3+=FeOH2+KW3/KsoH+2 17、pFeOH2+=3 lgKW - lgKso + 2 pH - lgK1=2 pH - 1.84 18、2K2=FeOH2+H+2/ Fe3+=FeOH2+KW3/KsoH+ 19、pFeOH2+=3 lgKW - lgKso + pH - lgK2=pH + 2.74 20、3Kso=Fe3+OH-3=Fe3+KW3/H+3 21、pFe3+=3 lgKW - lgKso + 3 pH=3 pH - 4 22、4K4=FeOH4-H+4/ Fe3+=FeOH4-H+KW3/ Kso 23、pFeOH4-=3 lg KW - lgK4 - lgKso - pH=19 - pH 24、5K=Fe2OH24+H+2/ Fe3+2=Fe2OH24+KW6/ Kso2H+4 25、pFe2OH24+=6 lg KW - lgK - 2 lgKso + 4 pH=4 pH - 5.09 26、用pc-pH图表示FeOH3s在纯水中的溶解度与pH的关系如下 4解释下列名词:分配系数;标化分配系数;辛醇-水分配系数;生物浓缩因子;亨利定律常数;水解速率;直接光解;光量子产率;生长物质代谢和共代谢. 1分配系数:在土壤-水体系中;土壤对非离子性有机化合物的吸着主要是溶质的分配过程溶解;即非离子性有机化合物可通过溶解作用分配到土壤有机质中;并经过一定时间达到分配平衡;此时有机化合物在土壤有机质和水中含量的比值称为分配系数. 2标化分配系数:有机化合物在颗粒物-水中的分配系数与颗粒物中有机碳呈正相关;以固相有机碳为基础的分配系数即标化分配系数.
环境化学课后答案
第一章绪论 1．如何认识现代环境问题的发展过程？ 环境问题不止限于环境污染，人们对现代环境问题的认识有个由浅入深，逐渐完善的发展过程。 a、在20世纪60年代人们把环境问题只当成一个污染问题，认为环境污染主要指城市和工农业发展带来的对大气、水质、土壤、固体废弃物和噪声污染。对土地沙化、热带森林破环和野生动物某些品种的濒危灭绝等并未从战略上重视，明显没有把环境污染与自然生态、社会因素联系起来。 b、1972年发表的《人类环境宣言》中明确指出环境问题不仅表现在水、气、土壤等的污染已达到危险程度，而且表现在对生态的破坏和资源的枯竭；也宣告一部分环境问题源于贫穷，提出了发展中国家要在发展中解决环境问题。这是联合国组织首次把环境问题与社会因素联系起来。然而，它并未从战略高度指明防治环境问题的根本途径，没明确解决环境问题的责任，没强调需要全球的共同行动。 c、20世纪80年代人们对环境的认识有新的突破性发展，这一时期逐步形成并提出了持续发展战略，指明了解决环境问题的根本途径。 d、进入20世纪90年代，人们巩固和发展了持续发展思想，形成当代主导的环境意识。通过了《里约环境与发展宣言》、《21世纪议程》等重要文件。它促使环境保护和经济社会协调发展，以实现人类的持续发展作为全球的行动纲领。这是本世纪人类社会的又一重大转折点，树立了人类环境与发展关系史上新的里程碑。
2．你对于氧、碳、氮、磷、硫几种典型营养性元素循环的重要意义有何体会？ （1）氧的循环： （2）碳的循环：
（4）磷的循环
（6）体会：氧、碳、氮、磷和硫等营养元素的生物地球化学循环是地球系统的主要构成部分，它涉及地层环境中物质的交换、迁移和转化过程，是地球运动和生命过程的主要营力。 3．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
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定位世界地球日，6月5日定位世界环境日。 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: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、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待，没有认识到生态破坏的问题.； 20世纪70
《环境化学》（戴树桂第二版）课后部分习题解答 第一章绪论
4、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。 5、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
环 境 化 学 课 后 答 案 第一章绪论 1．如何认识现代环境问题的发展过程？ 环境问题不止限于环境污染，人们对现代环境问题的认识有个由浅入深，逐渐完善的发展过程。 a、在20世纪60年代人们把环境问题只当成一个污染问题，认为环境污染主要指城市和工农业发展带来的对大气、水质、土壤、固体废弃物和噪声污染。对土地沙化、热带森林破环和野生动物某些品种的濒危灭绝等并未从战略上重视，明显没有把环境污染与自然生态、社会因素联系起来。 b、1972年发表的《人类环境宣言》中明确指出环境问题不仅表现在水、气、土壤等的污染已达到危险程度，而且表现在对生态的破坏和资源的枯竭；也宣告一部分环境问题源于贫穷，提出了发展中国家要在发展中解决环境问题。这是联合国组织首次
把环境问题与社会因素联系起来。然而，它并未从战略高度指明防治环境问题的根本途径，没明确解决环境问题的责任，没强调需要全球的共同行动。 c、20世纪80年代人们对环境的认识有新的突破性发展，这一时期逐步形成并提出了持续发展战略，指明了解决环境问题的根本途径。 d、进入20世纪90年代，人们巩固和发展了持续发展思想，形成当代主导的环境意识。通过了《里约环境与发展宣言》、《21世纪议程》等重要文件。它促使环境保护和经济社会协调发展，以实现人类的持续发展作为全球的行动纲领。这是本世纪人类社会的又一重大转折点，树立了人类环境与发展关系史上新的里程碑。 2．你对于氧、碳、氮、磷、硫几种典型营养性元素循环的重要意义有何体会？ （1）氧的循环： （2）碳的循环：
（3）氮的循环 （4）磷的循环 （5）硫的循环 （6）体会：氧、碳、氮、磷和硫等营养元素的生物地球化学循环是地球系统的主要构成部分，它涉及地层环境中物质的交换、迁移和转化过程，是地球运动和生命过程的主要营力。 3．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（尤其是碳、氮、硫、磷）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）我对学好这门课的观点：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。
1.循环经济中3R 原则的三个英文单词是 ， ， 。 2.环境因素变化导致生态系统变异而产生的后果称为 。 3.产生氧化性光化学烟雾的两种主要物质是 ， 。 4.全球变暖问题除CO 2外，还应考虑具有温室效应的 和 的作用。 5.水环境中胶体颗粒的吸附作用大体可分为表面吸附、 和 。 6.水环境中促成颗粒物相互碰撞产生凝聚作用的三种机理分别是 ， ， 。 7.如果土壤胶体上吸附的阳离子有一部分为致酸离子，则这种土壤为 土壤。 8.污染物由土壤向植物体内迁移的方式主要包括 和 两种。 9.物质在生物作用下经受的化学变化，称为 。 10.受氢体如果为细胞内的分子氧，则生物氧化中有机物的氧化类型为 ，若为非分子氧的化合物就是 。 11.毒理学把毒物剂量(浓度)与引起个体生物学的变化，如脑电、心电、血象、免疫功能、酶活性等的变化称为 ； 一、 回答下列问题（每题6分，共30分） 1.影响大气中污染物质迁移的主要因素是什么？ 2.什么是电子活度pE ？它和pH 的区别是什么？ 3.影响重金属在土壤-植物体系中转移的主要因素是什么？举例说明。 4.请详细说明污染物质在肌体内有哪些转运过程。 5.1953年发生在日本熊本县的水俣病的致病的烷基汞物质有哪些？从化合物结构看，有什么特征？ 三、下列是光化学烟雾形成的一个简化机制，按序号分别写出哪几个属于引发反应、自由基传递反应和终止反应，在该机制中，控制光化学烟雾形成速率的是哪一类？(15分) 四、下图是水解速率与pH 的关系，Mabey 等把水解速率归纳为由酸性或碱性催化和中性过程，因而水解速率可表示为：{} ][][][][c OH K K H K c K B N A h -+++= 在以一种催化为主时，其它两种催化可忽略不计， 试证明： (a)lgK h =lgK A —pH ； (b)lgK h =lgK N ； (c)lgK h =lgK B K W +Ph 。（15分） 式中：K h —某一pH 值下准一级水解速率常数； K A 、K N 、K B —分别为酸性催化、中性过 程和碱性催化的二级反应水解速率常数； K W —水的离子积；
第三章水环境化学 1、什么是表面吸附作用,离子交换吸附作用和专属吸附作用并说明水合氧化物对金属离子 的专属吸附和非专属吸附的区别. (1)表面吸附:由于胶体表面具有巨大的比表面和表面能,因此固液界面存在表面吸附作用. 胶体表面积越大,吸附作用越强. (2)离子交换吸附:环境中大部分胶体带负电荷,容易吸附各种阳离子.胶体每吸附一部分 阳离子,同时也放出等量的其他阳离子,这种作用称为离子交换吸附作用,属于物理化学吸附.该反应是可逆反应,不受温度影响,交换能力与溶质的性质,浓度和吸附剂的性质有关. (3)专属吸附:指在吸附过程中,除了化学键作用外,尚有加强的憎水键和范德化力或氢键 作用.该作用不但可以使表面点荷改变符号,还可以使离子化合物吸附在同号电荷的表面上. (4)水合氧化物对金属离子的专属吸附与非金属吸附的区别如下表所示. 快速可逆请叙述氧化物表面吸附配合模型的基本原理以及与溶液中配合反应的区别。 2、已知Fe3+与水反应生成的主要配合物及平衡常数如下: Fe3+ + H2OFe(OH)2+ + H+ lgK1= - 2.16 Fe3+ + 2H2OFe(OH)2+ + 2H+ lgK2= - 6.74 Fe(OH)3(s) Fe3+ + 3OH- lgKso= - 38 Fe3+ + 4H2OFe(OH)4- + 4H+ lgK4= - 23 2Fe3+ + 2H2OFe2(OH)24+ + 2H+ lgK= - 2.91 请用pc-pH图表示Fe(OH)3(s)在纯水中的溶解度与pH的关系. 解: (1)K1=[Fe(OH)2+][H+]/ [Fe3+]=[Fe(OH)2+]KW3/Kso[H+]2 p[Fe(OH)2+]=3 lgKW - lgKso + 2 pH - lgK1=2 pH - 1.84 (2)K2=[Fe(OH)2+][H+]2/ [Fe3+]=[Fe(OH)2+]KW3/Kso[H+] p[Fe(OH)2+]=3 lgKW - lgKso + pH - lgK2=pH + 2.74 (3)Kso=[Fe3+][OH-]3=[Fe3+]KW3/[H+]3 p[Fe3+]=3 lgKW - lgKso + 3 pH=3 pH - 4 (4)K4=[Fe(OH)4-][H+]4/ [Fe3+]=[Fe(OH)4-][H+]KW3/ Kso p[Fe(OH)4-]=3 lg KW - lgK4 - lgKso - pH=19 - pH (5)K=[Fe2(OH)24+][H+]2/ [Fe3+]2=[Fe2(OH)24+]KW6/ Kso2[H+]4 p[Fe2(OH)24+]=6 lg KW - lgK - 2 lgKso + 4 pH=4 pH - 5.09 用pc-pH图表示Fe(OH)3(s)在纯水中的溶解度与pH的关系如下 4解释下列名词:分配系数;标化分配系数;辛醇-水分配系数;生物浓缩因子;亨利定律常数;水解速率;直接光解;光量子产率;生长物质代谢和共代谢. (1)分配系数:在土壤-水体系中,土壤对非离子性有机化合物的吸着主要是溶质的分配过程(溶解),即非离子性有机化合物可通过溶解作用分配到土壤有机质中,并经过一定时间达到分配平衡,此时有机化合物在土壤有机质和水中含量的比值称为分配系数. (2)标化分配系数:有机化合物在颗粒物-水中的分配系数与颗粒物中有机碳呈正相关,以固相
《绪论》部分重点习题及参考答案 1．如何认识现代环境问题的发展过程？ 环境问题不止限于环境污染，人们对现代环境问题的认识有个由浅入深，逐渐完善的发展过程。 a、在20世纪60年代人们把环境问题只当成一个污染问题，认为环境污染主要指城市和工农业发展带来的对大气、水质、土壤、固体废弃物和噪声污染。对土地沙化、热带森林破环和野生动物某些品种的濒危灭绝等并未从战略上重视，明显没有把环境污染与自然生态、社会因素联系起来。 b、1972年发表的《人类环境宣言》中明确指出环境问题不仅表现在水、气、土壤等的污染已达到危险程度，而且表现在对生态的破坏和资源的枯竭；也宣告一部分环境问题源于贫穷，提出了发展中国家要在发展中解决环境问题。这是联合国组织首次把环境问题与社会因素联系起来。然而，它并未从战略高度指明防治环境问题的根本途径，没明确解决环境问题的责任，没强调需要全球的共同行动。 c、20世纪80年代人们对环境的认识有新的突破性发展，这一时期逐步形成并提出了持续发展战略，指明了解决环境问题的根本途径。 d、进入20世纪90年代，人们巩固和发展了持续发展思想，形成当代主导的环境意识。通过了《里约环境与发展宣言》、《21世纪议程》等重要文件。它促使环境保护和经济社会协调发展，以实现人类的持续发展作为全球的行动纲领。这是本世纪人类社会的又一重大转折点，树立了人类环境与发展关系史上新的里程碑。
2．你对于氧、碳、氮、磷、硫几种典型营养性元素循环的重要意义有何体会？ （1）氧的循环： （2）碳的循环：
（4）磷的循环
（6）体会：氧、碳、氮、磷和硫等营养元素的生物地球化学循环是地球系统的主要构成部分，它涉及地层环境中物质的交换、迁移和转化过程，是地球运动和生命过程的主要营力。 3．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
环境化学课后答案戴树桂主编第二版章 集团文件发布号：（9816-UATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-
第三章水环境化学 1、什么是表面吸附作用,离子交换吸附作用和专属吸附作用并说明水 合氧化物对金属离子的专属吸附和非专属吸附的区别. 2、(1)表面吸附:由于胶体表面具有巨大的比表面和表面能,因此固液 界面存在表面吸附作用.胶体表面积越大,吸附作用越强. 3、(2)离子交换吸附:环境中大部分胶体带负电荷,容易吸附各种阳离 子.胶体每吸附一部分阳离子,同时也放出等量的其他阳离子,这种作用称为离子交换吸附作用,属于物理化学吸附.该反应是可逆反应,不受温度影响,交换能力与溶质的性质,浓度和吸附剂的性质有关. 4、(3)专属吸附:指在吸附过程中,除了化学键作用外,尚有加强的憎水 键和范德化力或氢键作用.该作用不但可以使表面点荷改变符号,还可以使离子化合物吸附在同号电荷的表面上. 5、(4)水合氧化物对金属离子的专属吸附与非金属吸附的区别如下表 所示. 6、 7、快速可逆请叙述氧化物表面吸附配合模型的基本原理以及与溶液中配 合反应的区别。 8、已知Fe3+与水反应生成的主要配合物及平衡常数如下: 9、Fe3+ + H2OFe(OH)2+ + H+ lgK1= - 2.16 10、Fe3+ + 2H2OFe(OH)2+ + 2H+ lgK2= - 6.74 11、Fe(OH)3(s) Fe3+ + 3OH- lgKso= - 38 12、Fe3+ + 4H2OFe(OH)4- + 4H+ lgK4= - 23
13、2Fe3+ + 2H2OFe2(OH)24+ + 2H+ lgK= - 2.91 14、请用pc-pH图表示Fe(OH)3(s)在纯水中的溶解度与pH的关系. 15、解: 16、(1)K1=[Fe(OH)2+][H+]/ [Fe3+]=[Fe(OH)2+]KW3/Kso[H+]2 17、p[Fe(OH)2+]=3 lgKW - lgKso + 2 pH - lgK1=2 pH - 1.84 18、(2)K2=[Fe(OH)2+][H+]2/ [Fe3+]=[Fe(OH)2+]KW3/Kso[H+] 19、p[Fe(OH)2+]=3 lgKW - lgKso + pH - lgK2=pH + 2.74 20、(3)Kso=[Fe3+][OH-]3=[Fe3+]KW3/[H+]3 21、p[Fe3+]=3 lgKW - lgKso + 3 pH=3 pH - 4 22、(4)K4=[Fe(OH)4-][H+]4/ [Fe3+]=[Fe(OH)4-][H+]KW3/ Kso 23、p[Fe(OH)4-]=3 lg KW - lgK4 - lgKso - pH=19 - pH 24、(5)K=[Fe2(OH)24+][H+]2/ [Fe3+]2=[Fe2(OH)24+]KW6/ Kso2[H+]4 25、p[Fe2(OH)24+]=6 lg KW - lgK - 2 lgKso + 4 pH=4 pH - 5.09 26、用pc-pH图表示Fe(OH)3(s)在纯水中的溶解度与pH的关系如下 4解释下列名词:分配系数;标化分配系数;辛醇-水分配系数;生物浓缩因子;亨利定律常数;水解速率;直接光解;光量子产率;生长物质代谢和共代谢. (1)分配系数:在土壤-水体系中,土壤对非离子性有机化合物的吸着主要 是溶质的分配过程(溶解),即非离子性有机化合物可通过溶解作用分配到土壤有机质中,并经过一定时间达到分配平衡,此时有机化合物在土壤有 机质和水中含量的比值称为分配系数.
《环境化学》戴树桂(完整版)-课后习题答案
《绪论》部分重点习题及参考答案 1．如何认识现代环境问题的发展过程？ 环境问题不止限于环境污染，人们对现代环境问题的认识有个由浅入深，逐渐完善的发展过程。 a、在20世纪60年代人们把环境问题只当成一个污染问题，认为环境污染主要指城市和工农业发展带来的对大气、水质、土壤、固体废弃物和噪声污染。对土地沙化、热带森林破环和野生动物某些品种的濒危灭绝等并未从战略上重视，明显没有把环境污染与自然生态、社会因素联系起来。 b、1972年发表的《人类环境宣言》中明确指出环境问题不仅表现在水、气、土壤等的污染已达到危险程度，而且表现在对生态的破坏和资源的枯竭；也宣告一部分环境问题源于贫穷，提出了发展中国家要在发展中解决环境问题。这是联合国组织首次把环境问题与社会因素联系起来。然而，它并未从战略高度指明防治环境问题的根本途径，没明确解决环境问题的责任，没强调需要全球的共同行动。 c、20世纪80年代人们对环境的认识有新的突破性发展，这一时期逐步形成并提出了持续发展战略，指明了解决环境问题的根本途径。 d、进入20世纪90年代，人们巩固和发展了持续发展思想，形成当代主导的环境意识。通过了《里约环境与发展宣言》、《21世纪议程》等重要文件。它促使环境保护和经济社会协调发展，以实现人类的持续发展作为全球的行动纲领。这是本世纪人类社会的又一重大转折点，树立了人类环境与发展关系史上新的里程碑。
（5）硫的循环 （6）体会：氧、碳、氮、磷和硫等营养元素的生物地球化学循环是地球系统的主要构成部分，它涉及地层环境中物质的交换、迁移和转化过程，是地球运动和生命过程的主要营力。 3．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，
《环境化学(第二版)》(戴树桂)知识点汇总及课后习题答案
1.循环经济中3R 原则的三个英文单词是 ， ， 。 2.环境因素变化导致生态系统变异而产生的后果称为 。 3.产生氧化性光化学烟雾的两种主要物质是 ， 。 4.全球变暖问题除CO 2外，还应考虑具有温室效应的 和 的作用。 5.水环境中胶体颗粒的吸附作用大体可分为表面吸附、 和 。 6.水环境中促成颗粒物相互碰撞产生凝聚作用的三种机理分别是 ， ， 。 7.如果土壤胶体上吸附的阳离子有一部分为致酸离子，则这种土壤为 土壤。 8.污染物由土壤向植物体内迁移的方式主要包括 和 两种。 9.物质在生物作用下经受的化学变化，称为 。 10.受氢体如果为细胞内的分子氧，则生物氧化中有机物的氧化类型为 ，若为非分子氧的化合物就是 。 11.毒理学把毒物剂量(浓度)与引起个体生物学的变化，如脑电、心电、血象、免疫功能、酶活性等的变化称为 ； 一、 回答下列问题（每题6分，共30分） 1.影响大气中污染物质迁移的主要因素是什么？ 2.什么是电子活度pE ？它和pH 的区别是什么？ 3.影响重金属在土壤-植物体系中转移的主要因素是什么？举例说明。 4.请详细说明污染物质在肌体内有哪些转运过程。 5.1953年发生在日本熊本县的水俣病的致病的烷基汞物质有哪些？从化合物结构看，有什么特征？ 三、下列是光化学烟雾形成的一个简化机制，按序号分别写出哪几个属于引发反应、自由基传递反应和终止反应，在该机制中，控制光化学烟雾形成速率的是哪一类？(15分) 序号 反应 速率常数（min -1） 1 NO 2 + hv NO+O 0.533（假设） 2 NO + O 3 NO 2 + O 2 2.659×10-5 3 RC(O)O 2NO 2 RC(O)O 2 + NO 2 2.143×10-8 4 O H RO HO RH O 222 +−→−+ 3.775×10-3 5 O H O O RC HO RCHO O 22)(2 +−→−+ 2.341×10-2 6 O + O 2 +M O 3 + M 2.183×10-11 7 HO 2 + NO NO 2 + HO 1.214×10-2 8 CO HO RO hv RHCO O ++−−→−+2222 1.91×10-10 9 222`2HO CHO R NO NO RO O ++−→−+ 1.127×10-2 10 22222)(CO RO NO NO O O RC O ++−→−+ 1.127×10-2 11 HO + NO 2 HNO 3 1.613×10-2 12 RC(O)O 2 + NO 2 RC(O)O 2NO 2 6.893×10-2 四、下图是水解速率与pH 的关系，Mabey 等把水解速率归纳为由酸性或碱性催化和中性过程，因而水解速率可表示为： {} ][][][][c OH K K H K c K B N A h -+++= 在以一种催化为主时，其它两种催化可忽略不计，试证明： (a)lgK h =lgK A —pH ； (b)lgK h =lgK N ； (c)lgK h =lgK B K W +Ph 。（15分） 式中：K h —某一pH 值下准一级水解速率常数； K A 、K N 、K B —分别为酸性催化、中性过 程和碱性催化的二级反应水解速率常数； K W —水的离子积； [c]—反应物浓度。