《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，认为环境污染主耍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，明显没冇把环境污染与自然生态、社会因索联系起來。
b、1972年发表的《人类环境宣言》屮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，提出了发展屮国家要在发展屮解决环境问题。这是联合国组织首次把环境问题与社会因素联系起來。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捉出了持续发展战略，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乂一重大转折点，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:
2CO + O2 t 2CO 2
? ? ? * “? ?
? ? 氧俄反日火山
旳 还原性气体所消耗 co 2
H 2O + Av-? {CH 2O} +o 2 （光合作用） ?J
....--. Ca 2* + CO 32^ -> CaCO 2 企
化合圣进入沉积物紂
$
、C + O2 t co?
化石燃料燃烧 消
耗氧 ________ {CH 2O} + O2 t 82 + H 2O
人类和动物呼吸
07 + 4FeO T 2Fe 2O 3
还原性矿物的亠 氧化
风化 O z
(3)氮的循环
(5)硫的循环
大气中的硫物种与比它环境圈层中硫物种的相互变化
(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，以化学物质在环境屮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冇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）的牛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屮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屮需要运用现场研究、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t己的实验操作，如此才可能学好这门课。
4.举例简述污染物在环境各圈的迁移转化过程。
以汞为例，说明其在环境各圈层的迁移转化过程，见下图。
汞在环境中的存在形态有金屈汞、无机汞化合物和有机汞化合物三种。在好氧或厌氧条件下，水体底质中某些微生物能使二价无机汞盐转变为甲基汞和二甲基汞。甲基汞脂溶性大，化学性质稳定，容易被仇类等牛物吸收，难以代谢消除, 能在食物链中逐级放大。甲基汞可进一步转化为二甲基汞。二甲基汞难溶于水，冇挥发性，易散逸到大气屮，容易被光解为甲烷、乙烷和汞，故大气屮二甲基汞存在量很少。在弱酸性水体（pH4?5）中，二甲基汞也可转化为一甲基汞。
《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屮的气态污染物主要来源和消除途径如一H:
（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?）、二甲基硫（CH3）2S、硫化氢（H2S）、二氧化硫（S02）、三氧化硫（S03）、硫酸（H2SO4）、亚硫酸盐（MS03）和硫酸盐（MS04）等。大气中的S02 （就大城市及其周围地区來说）主要來源于含硫燃料的燃烧。大气中的SO?约冇50%会转化形成H2SO4 或SO& 另外50%可以通过干、湿沉降从大气屮消除。H?S主要来自动植物机体的腐烂，即主要由植物机体屮的硫酸盐经微生物的厌氧活动述原产生。大气屮H2S主耍的去除反应为：H0+H2S^H20+SH O
（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描氧化亚氮（N2O）、一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO2）O主要讨论一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO2）, 用通式NO*表示。NO和NO2是犬气中主耍的含氮污染物，它们的人为来源主耍是燃料的燃烧。大气屮的NOx最终将转化为硝酸和硝酸盐微粒经湿沉降和干沉
降从大气屮去除。其屮湿沉降是最主要的消除方式。
（3）含碳化合物
大气屮含碳化合物主要包括：一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）以及有机的碳氢化合物（HC）和含氧坯类，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吋产生的。大气中的co可曲以下两种途径去除：土壤吸收（土壤屮生活的细菌能将co代谢为co2和CH4）；与HO自由基反应被氧化为CO2o
co2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。甲烷在大气屮主要是通过与H0自由基反应被消除：CH4 + HO->CH3 + H2O O
（4）含卤素化合物
大气屮的含卤素化合物主要是指有机的卤代坯和无机的氯化物和氟化物。
大气中常见的卤代坯以甲烷的衍生物，如甲基氯（CH3C1）、甲基（CH3Br）和甲基碘（CH3I）O它们主要由天然过程产生，主要来自于海洋。CHjCl和CH3Br 在对流层犬气中，可以和H0自由基反应。而CH3I在对流层人气中，丄耍是在太阳光作用下发生光解，产生原了碘（I）。许多卤代坯是重要的化学溶剂，也是有机合成工业的重要原料和屮间体，如三氯甲烷（CHCb）、三氯乙烷（CH3CCI3）、四氯化碳（CC14）和氯乙烯（C2H3C1）等均可通过生产和使用过程挥发进入大气, 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HC1,然后经降水而被去除。
氟氯桂类中较受关注的是一氟三氯甲烷（CFC-11或F—11）和二氟二氯甲烷（CFC—12或F—12）。它们可以用做致冷剂、气溶胶喷雾剂、电了工业的溶剂、制造塑料的泡沫发生剂和消防灭火剂等。大气中的氟氯桂类主要是通过它们的生产和使用过程进入大气的。由人类活动排放到对流层大气屮的氟氯坯类化合物，不易在对流层被去除，它们在对流层的停留时间较长，最可能的消除途径就是扩散进入
平流层。
2?大气中有哪些重要的自由基？其来源如何?
大气中存在的重要自由基有HO、HO2、R (烷基)、R0 (烷氧基)和R02
(过氧烷基)等。它们的来源如下：
(1)HO来源
对于清洁大气而言，03的光离解是犬气中H0的重要來源：
O3 + hv —> 0 + 0,
0 + H2T2H0
对于污染大气，如有HNCh和H2O2存在，它们的光离解也可产生HO：HN02 + hv I H0 七NO
H2O2 + hv I 2H0
其屮HNCh的光离解是大气屮HO的重要来源。
(2)HO?的來源
大气中HO?主耍来源于醛的光解，尤其是甲醛的光解：
H.CO + hv^H +HCO
H +O2+M T H02 + M
HCO + a T HO, + CO
任何光解过程只要有H或HCO自由基生成，它们都可与空气中的02结合而导致生成HO?。亚硝酸酯和H2O2的光解也可导致生成H02：
CH.0N0 + hv T CHQ + NO
CH3O + O T H02 + H2CO
H2O2+hv^2HO
HO + H2O2 ―心+比。
如体系屮冇CO存在:
HO + CO T C02 + H
H + O2 T H02
(3)R的来源
大气中存在量最多的烷基是甲基，它的主要来源是乙醛和丙酮的光解: CH.CHO + hv T CH. + HCO
CH、COCH3 + hv t CH、+ CH.CO
这两个反应除生成CH3外，还生成两个拨基自rfl基HCO和CHsCOo
0和H0与坯类发生H摘除反应时也可生成烷基口由基：
RH+O T R+HO
RH+HO T R+H?。
(4)R0的來源
大气屮甲氧基主要来源于甲基亚硝酸酯和甲基硝酸酯的光解：
CH.ONO + hv T CHQ + NO
CHRONO? + hv T CHQ + NO2
(5)RO2的来源
大气屮的过氧烷基都是由烷基与空气屮的02结合而形成的：
R +。2 ~》R0-)
3.大气中有哪些重要的碳氢化合物？它们可发生哪些重要的光化学反应？
甲烷、石油姪、帖类和芳香坯等都是大气屮重要的碳氢化合物。它们可参与许多光化学反应过程。
(1)烷坯的反应：与H0、0发生H摘除反应，生成R氧化成RO?与NO反应
RH + OH - R + H2O
RH + O - R + HO
R + 02 f R02
R02 + NO f RO + NO2
(2)烯坯的反应：与OH主要发生加成、脱氢或形成二元自由基
加成：RCH=CH2 + 0H -> RCH(OH)CH2
RCH(OH)CH2 + O2 f RCH(OH)CH2O2
RCH(OH)CH2O2 + NO f RCH(OH)CH2O + NO2
o- + NO 2 脱氢：RCH=CH 2 + HO f RCHCH 2 + H 2O
生成二元自由基:
二元t 由基能量很高，可进一步分解为两个自由基以及一些稳定产物。另外, 它可氧化N0和SO2等:
?O—O /R 3
?c
\ R4
+ o=c
*4
R1R2COO + NO
R1R2CO + NO2 R1R 2COO + SO 2 R 1R 2CO + SO 3 (3)环桂的氧化：以环己烷为例 H0 + 02
+ 00?
+ NO OO-
+ H 2O
(4) 芳香姪的氧化
(a)单环芳姪：主要是与H0发生加成反应和氢原子摘除反应。
生成的自由基可与NO?反应，生成硝基卬苯:
加成反应生成的口由基也可与02作用，经氢原了摘除反应，生成HO2和甲 酚：
CH 3
H0 用 0H
H 表示
NO 2 + H 2O
02+ HO2
(5)瞇、醇、酮、醛的反应
它们在大气中的反应主要是与H0发生氢原子摘除反应:
CH3OCH3 + H0 -> CH3OCH2 + H 20
CH3CH2OH + HO — CH3CHOH + H 2O
生成过氧门由基:
NO 2
CH 3C(O)CHO
它可转变为相应的醍
:
CH 3
OH
H (b)多环芳光：恵的氧化可转变为相应的酿
表示
H
H
CH3COCH3 + HO I CH3COCH2 + H2O
CH3CHO + HO-> CH3CO + H2O
上述四种反应所生成的自曲基在有O2存在下均可生成过氧自由基，与RO2有相类似的氧化作用。
4.说明绘类在光化学烟雾形成过程中的重要作用。
光化学烟雾形成过程是由多种自由基参与的一系列反应，NO?和醛的光解叮引发0、H 口由基的产生，而姪类RH的存在乂是口由基转化和增殖为数量大，种类多的根本原因。桂类在光化学烟雾形成过程屮片有很重要的地位。
RH + 0 -> R + H0
RH + HO -> R + H2
H + Ch t H02
R. + O2 -RO?
RCO + O2 — RC(O)OO
其中R为烷基、RO?为过氧烷基，RCO为酰基、RC(O)OO[RC(O)O2]为过氧酰基。通过如上途径生成的HO2、RO?和RC(O)O2均可将NO氧化成NO2。
5.确定酸雨pH界限的依据是什么？
pH为5.6作为判断酸雨的界限。依据以下过程得出：在未污染大气中，可溶于水且含量比较大的酸性气体是C02,所以只把CO2作为影响天然降水pH的因索，根据CO?的全球大气浓度330ml/m3与纯水的平衡：
K H
C02 (g) + H20 ■- co2 + H2O
心.+
C02 + H20 ■H + HCO3
HCO3' ■ 心 -H+ + co32'
根据电中性原理：[H4] = [OH'] + [HCOs-] + 2[CO32_],将用匕H、K]、K2. [H ] 表达的式子代入，得：
[H+]3 _ (心 + K H K^CO2)[『]_ 2K H K1K2pco2=0
在一定温度下，心、心、K]、K2. pg都有固定值，将这些已知数值带入
上式，计算结果是pH=5.6o
6.什么是大气颗粒物的三模态？如何识别各种粒子模?
Whitby等人依据大气颗粒物表面积与粒径分布的关系得到了三种不同类型的粒度模。按这个模型，可把大气颗粒物表示成三种模结构，即爱根（Aitken）核模（DpV0.05ym）、积聚模（0.05屮n
（1）爱根核模主要源于燃烧产生的一次颗粒物以及气体分了通过化学反应均相成核而生成的二次颗粒物。曲于它们的粒径小、数量多、表面积大而很不稳定，易于相互碰撞结成大粒子而转入积聚模。也可在大气湍流扩散过程屮很快被其他物质或地面吸收而去除。
（2）积聚模主耍由核模凝聚或通过热蒸汽冷凝再凝聚长大。这些粒子多为二次污染物，其中硫酸盐占80%以上。它们在大气中不易由扩散或碰撞而去除。积聚模与爱根核模的颗粒物合称细粒子。
（3）粗粒子模的粒子称为粗粒子，多由机械过程所产生的扬尘、液滴蒸发、海盐溅沫、火山爆发和风沙等一次颗粒物所构成，因此它的组成与地面土壤十分相近，主要靠干沉降和湿沉降过程而去除。
《水环境化学》重点习题及参考答案
1 ?请推导出封闭和开放体系碳酸平衡中[H2CO3*]> [HCO3]
和[CO32]的表达式，并讨论这两个体系之间的区别。
解：
（I）封闭体系（溶解性CO2与人气没有交换）屮存在下列平衡
CO2 + H2O H2CO3* pKo=1.46
H2CO3* HCO3' + H+ pK]=6.35
HCO「CO32' + H+pK2=10.33
其中K|=[HCO3】[H+] / [H2CO3*] , K2=[CO32 ][H*]/[HCO3 ]
用5、山和（12分别表示三种碳酸化合态在总量屮所占比例，得下面表达式
?o= [H2CO3*]/{[H2CO3*] + [HCO3] + [CO32-]}
?1= [HCO3]/{[H2CO3*] + [HCO3-] + [CO32-]}
?2= [CO32- ]/{[H2CO3*] + [HCO3-] + [CO32-]}
把K|、K2的表达式代入以上三式，得
ao=(l+K I/[H+] + K1K2/[H-]2)-1
0.,= (1 + [H+]/ Ki +K2/ [H+] y1
a2=(l + [H，]2/K1K2+[H']/K2)-1
设C T= [H2CO3*] + [HCOsl + [CO32 ],则冇
[H2CO3*] = C T(1 + Ki/[HJ + K|K2/[H+]2)J
[HCO3 ] = C T(1 +[H+]/ K] + K2/ [H+] )d
[CO32-]=C T(1+ [H+]2/ KK2 + [H+]/ K2)-!
(2)开放体系中CO2在气相和液相Z间平衡，各种碳酸盐化合态的平衡浓度对表示为PCO2 和pH 的函数。
依亨利定律：[CO2(aq)] = K H Pco2
溶液中，碳酸化合态相应为：
C T = [CO2]/ ct()= K H'P CO?/ a。
[HCO；]= (aj/ a())K n P C o2= (K|/[H])K W P CO2
[CO32 ]= (a2/ a0 ) K H?P CO2= (KiK2/[H+]2)K ir P CO2
(3)比较封闭体系和开放体系可发现，在封闭体系中，[H2CO3*]、[HCOsT [CO32']等可随pH值变化，但总的碳酸量C T始终不变。而对于开放体系C T> [HCO3-]> [CO32 ]均随pH值改变而变化，但[H2CO3*J总保持与大气相平衡的固定数值。
2.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：总碱度= Kw/ [H+] + C T(ai + 2ci2)?[H+]
C T= —}—{[总碱度]+ [H+] - [OH ]}
a\ + 2ai
1
z
令a= --------------
a\ + lai
当pH在5?9范围内、[碱度]^10 3mol/L时,[H1]. [OH ]项可以忽略不计,得到简化式:
C T=a[碱度]
当pH=6.5 时,查教材P110 表得a!=0.5845, a2=8.669X 10? 则a=1.71, C T =a[碱度]=1.71 X 1.6=2.736mmol/L 若加入碳酸钠将水的pH升至&0,查表得^=1.018,此时C T值与碱度值均有变化。设加入的碳酸钠量为△ [CO32 ]，则有
Ci + MCO3勺/ {[碱度]+ 2A[CO32-]}
即2.736+ A[CO32']= 1.018 {1.6 + 2A[CO32']}
解得，△?03勺=1.069 mmol/L
若加入氢氧化钠将水的pH升至&0,其C T值并不变化，可得：
[碱度]=C T/OI'=2.736/1.018 = 2.688 mmol/L
碱度增加值就是应加入的氢氧化钠强碱量：
A[OH_]=2.688-1.6= 1.088 mmol/L
3.什么是表面吸附作用、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：由丁?胶体表面具有巨人的比表面和表面能，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，同吋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徳化力或氢键作用。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迫荷的表面上。
(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。
4.已知Fe負与水反应生成的主要配合物及平衡常数如下:
Fe3+ + H2O ———Fe(OH)2+ + H+lgK]=? 2.16
Fe3+ + 2H2O ——Fe(OH)2+ + 2H+lgK2=? 6.74
Fe(OH)3(s)——Fe3+ + 3OH IgK S o=?38
Fe3* + 4H2O ——Fe(OH)4 + 4H+lgK4=?23
2Fe3+ + 2H2O —Fe2(OH)24+ + 2H+IgK= - 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)K] = [Fe(OH0][H']/ [Fe31 ] = [Fe(OH)24]K w3/K S o[H']2 p[Fe(OH)2+] = 3 lgKw - lgK S0 + 2pH-lgK】
=2 pH -1.84
(2)K2=[Fe(OH)2+][H+]2/ [Fe3'] = [Fe(OH)2+]K w3/K so[H+] p[Fc(OH)2+] = 3 lgK\\「lgK S0 + pH ?
lgK2=pH + 2.74
(3)1^0=[Fe3+][OH]3 = [Fe3+]K W3/[H+]3
p[Fe3l] = 3 lgK w? lgKso + 3 pH = 3 pH ? 4
(4)K4=[Fe(OH)4-][H+]4/ [Fe3+] = [Fe(OH)4-][H+]K w3/ 心
p[Fe(OH)4 ] = 3 Ig K w?嵌?lgK S0 -pH=19-pH
(5)K=[Fc2(OH)24+][H+]2/ [Fe3+]2=[Fe2(OH)24+]K w6/ 阳屮丁p[Fe2(OH)24+] = 61g Kw ? lgK ? 2
lgKs。+ 4 pH=4 pH ? 5.09
用pc-pH图表示Fe(OH)3⑸在纯水中的溶解度与pH的关系如下：
pH
图3 —lFe（OH）3（s）在水中溶解图
5.解释下列名词：分配系数；标化分配系数；辛醇一水分
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：在土壤一水体系屮，十?壤对非离了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丿IJ分配到土壤有机质屮，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一水中的分配系数与颗粒物屮有机碳呈正相关, 以固相冇机碳为茶础的分配系数即标化分配系数。
（3）辛醇一水分配系数：有机化合物的正辛醇■水分配系数（K＜）w）是指平衡状态下化合物在正辛醇和水相屮浓度的比值。它反映了化合物在水相和有机相之间的迁移能力，是描述有机化合物在环境中行为的重要物理化学参数。Kow与化合物的水溶性、土壤吸附常数和生物浓缩因子等密切相关。
（4）生物浓缩因子：冇机毒物在生物体内浓度与水中该冇机物浓度Z比。
（5）亨利定律常数：通常可理解为非电解质稀溶液的气一水分配系数。
（6）水解速率：反映某一物质在水屮发牛水解快慢程度的一个参数。
（7）直接光解：化合物木身直接吸收太阳能而进行分解反应。
（8）光量子产率：分子被活化后，它对能进行光反应，也可能通过光辐射的形式进行“去活化”再回到基态，进行光化学反应的光了数占?吸收光了数Z比称为光量了产率。
（9）生长物质代谢和共代谢：牛物降解过程中，一些有机污染物作为食物源提供能量和提供酶催化反应分解有机物，这称为牛长物质代谢。某些有机污染物不能作为微牛物的唯—?碳源与能源，必须有另外的化合物存在提供微牛物碳源或能源时，该有机物才能被降解, 这种现彖称为共代谢。
6.请叙述有机物在水环境中的迁移、转化存在哪些重要过程。（1）负载过程：污水排放速率、大气沉降以及地表径流引入有机毒物至天然水体均将直接影响污染物在水中的浓度。
（2）形态过程：
①酸碱平衡：天然水中pH决定着冇机酸或碱以中性态存在的分数，因而影响挥发及其他作用。
②吸着作用：疏水有机化合物吸着至悬浮物上，由于悬浮物质的迁移而影响它们以后的归趋。（3）迁移过程：
①沉淀一溶解作用：污染物的溶解度范围町限制污染物在迁移、转化过程中的可利川性或者实质上改变其迁移速率。
②对流作用：水力流动可迁移溶解的或者被悬浮物吸附的污染物进入或排出特定的水生生态
系统。
③挥发作用：有机污染物可能从水体进入人气，因而减少其在水屮的浓度。
④沉积作用：污染物被吸附沉积于水体底部或从底部沉积物屮解吸，均可改变污染物的浓
度。
（4）转化过程：
①生物降解作用：微生物代谢污染物并在代谢过程中改变它们的毒性。
②光解作用：污染物对光的吸收有可能导致影响它们毒性的化学反应的发生。
③水解作用：一个化合物与水作用通常'产牛较小的、简单的有机产物。
④氧化还原作用：涉及减少或增加电了在内的冇机污染物以及金属的反应都强烈地影响坏境参数。
《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：
（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
习题 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、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 CH3O + NO ②亚硝酸酯的光解：CH3ONO +ｈr CH3O + O2HO2 + H2CO ③H2O2的光解：H2O2+ｈr 2HO
《环境化学》(戴树桂-第二版)课后习题解答
《环境化学》（戴树桂第二版）课后部分习题解答 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；
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
《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
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、
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。 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Al3+释放出来，变成代换性Al3+，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 2 CO3、H3PO4、H4SiO4、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。 Na2CO3 + 2HCl2NaCl + H2CO3 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。 H2CO3 + Ca(OH)2CaCO3 + 2H2O 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 NH2 COOH + HCl NH3Cl R CH COOH
+ NaOH + H 2O R CH NH 2COOH R CH NH 2COONa （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
第三章水环境化学 1．请推导出封闭和开放体系碳酸平衡中[H2CO3*]，[HCO3-]和[CO32-]的表达式，并讨论这两个体系之间的区别。 答：（1）封闭体系（溶解性CO2与大气没有交换）中存在下列平衡 CO2+H2O H2CO3* pK0=1.46 H2CO3*HCO3-+H+pK1=6.35 HCO3-CO32-+H+pK2=10.33 其中，K1=[HCO3-][H+]/[H2CO3*]，K2=[CO32-][H+]/[HCO3-] 用α0、α1和α2分别表示三种碳酸化合态在总量中所占比例，得下面表达式 α0= [H2CO3*]/{[H2CO3*] + [HCO3-] + [CO32-]} α1= [HCO3-]/{[H2CO3*] + [HCO3-] + [CO32-]} α2= [CO32- ]/{[H2CO3*] + [HCO3-] + [CO32-]} 把K1、K2的表达式代入以上三式，得 α0= （1 + K1/[H+] + K1K2/[H+]2）-1 α1= （1 + [H+]/ K1 + K2/ [H+] ）-1 α2= （1 + [H+]2/ K1K2 + [H+]/ K2）-1 设C T = [H2CO3*] + [HCO3-] + [CO32-]，则有 [H2CO3*] = C T（1 + K1/[H+] + K1K2/[H+]2）-1 [HCO3-] = C T（1 + [H+]/ K1 + K2/ [H+] ）-1
[CO32- ] = C T（1 + [H+]2/ K1K2 + [H+]/ K2）-1 （2）开放体系中CO2在气相和液相之间平衡，各种碳酸盐化合态的平衡浓度可表示为P CO2和pH的函数。 依亨利定律：[CO2（aq）]＝K H·P CO2 溶液中，碳酸化合态相应为： C T = [CO2]/ α0= K H·P CO2/ α0 [HCO3-]= （α1/ α0）K H·P CO2= （K1/[H+]）K H·P CO2 [CO32-]= （α2/ α0 ）K H·P CO2= （K1K2/[H+]2）K H·P CO2（3）比较封闭体系和开放体系可发现，在封闭体系中，[H2CO3*]、[HCO3-]、[CO32-]等可随pH值变化，但总的碳酸量C T始终不变。而对于开放体系C T、[HCO3-]、[CO32-]均随pH值改变而变化，但[H2CO3*]总保持与大气相平衡的固定数值。 2．请导出总酸度、CO2酸度、无机酸度、总碱度、酚酞碱度和苛性碱度的表达式作为总碳酸量和分布系数（α）的函数。 答：总酸度=[H+]+[HCO3-]+2[H2CO3]-[OH-]=C T（α1+2α0）+[H+]-Kw/[H+] CO2酸度=[H+]+[H2CO3]-[CO32-]-[OH-]=C T（α0-α2）+[H+]-Kw/[H+] 无机酸度=[H+]-[HCO3-]-2[CO32-]-[OH-]=-C T（α1+2α2）+[H+]-Kw/[H+] 总碱度=[HCO3-]+2[CO32-]+[OH-]-[H+]=C T（α1+2α2）+Kw/[H+]-[H+] 酚酞碱度=[OH-]+[CO32-]-[HCO3-]-[H+]=C T（α2-α0）+Kw/[H+]-[H+] 苛性碱度=[OH-]-[HCO3-]-2[H2CO3]-[H+]=C T（α1-2α0）+Kw/[H+]-[H+] 3．向某一含有碳酸的水体加入重碳酸盐，问：总酸度、总碱度、无机酸度、酚酞碱度
《环境化学》（戴树桂第二版）课后部分习题解答 第一章绪论 2、根据环境化学的任务、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；
环境问题不?限于环境污染，?们对现代环境问题的认识有个由浅?深，逐渐完善的发展过程。 a、在20世纪60年代?们把环境问题只当成?个污染问题，认为环境污染主要指城市和?农业发展带来的对??、?质、?壤、固体废弃物和噪声污染。对?地沙化、热带森林破环和野?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?然?态、社会因素联系起来。 b、1972年发表的《?类环境宣?》中明确指出环境问题不仅表现在?、?、?壤等的污染已达到危险程度，?且表现在对?态的破坏和资源的枯竭；也宣告?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?次把环境问题与社会因素联系起来。然?，它并未从战略?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?动。 c、20世纪80年代?们对环境的认识有新的突破性发展，这?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?20世纪90年代，?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《?约环境与发展宣?》、《21世纪议程》等重要?件。它促使环境保护和经济社会协调发展，以实现?类的持续发展作为全球的?动纲领。这是本世纪?类社会的又?重?转折点，树?了?类环境与发展关系史上新的?程碑。
（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?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?命过程的主要营?。 （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?法基础上发展起来的，以化学物质在环境中出现?引起的环境问题为研究对象，以解决环境问题为?标的?门新兴学科。环境化学是?门研究有害化学物质在 环境介质中的存在、化学特性、?为和效应及其控制的化学原理和?法的科学。
第一章 绪 论 1.1 复习笔记 【知识框架】 【重点难点归纳】 一、环境化学 1．环境问题 环境污染是指由于人为因素使环境的构成或状态发生变化，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的过程。 造成环境污染的因素有物理的、化学的和生物的三方面，其中化学的为主要因素。 2．环境化学 环境科学是指在原有各相关学科的基础上产生了一门以研究环境质量及其控制和改善为目的的综合性新学科。它主要是运用自然科学和社会科学有关学科的理论、技术和方法来研究环境问题。 环境问题 环境化学 环境化学的任务、内容与特点 环境化学 元素的生物地球化学循环 环境化学的发展动向 人类社会活动不同功能产生的污染物 环境污染物的类别 化学污染物 环境污染物 环境效应及其影响因素 环境污染物在环境各圈的迁移转化过程简介 绪论
（1）环境化学的任务、内容与特点 ①环境化学的学科定义 环境化学是在化学科学的传统理论和方法的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。环境化学主要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。 ②环境化学的研究内容 a．有害物质在环境介质中存在的浓度水平和形态； b．潜在有害物质的来源，以及它们在个别环境介质中和不同介质间的环境化学行为； c．有害物质对环境和生态系统以及人体健康产生效应的机制和风险性； d．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。 ③环境化学的特点 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。 （2）元素的生物地球化学循环 物质循环可分为内生的循环和外生的循环。物质循环常基于元素的循环，包括氧、碳、氮、磷和硫等营养元素的生物地球化学循环。 （3）环境化学的发展动向 ①环境分析化学； ②各圈层环境化学； ③污染控制化学。 二、环境污染物
《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。
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
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； [c]—反应物浓度。
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。
广西龙江镉污染事件 原因：镉含量超《地表水环境质量标准》类标准约80倍。气态颗粒物一次大量吸入可引起急性肺炎和肺水肿；慢性中毒引起肺纤维化和肾脏病变。接触镉的工业有镉的冶炼、喷镀、焊接和浇铸轴承表面，核反应堆的镉棒或覆盖镉的石墨棒作为中子吸收剂，镉蓄电池和其他镉化合物制造等。日本报告"痛痛病"（1931-1973日本富山县，关节痛开始，骨骼软化萎缩，自然骨折）是因长期摄食被硫酸镉污染水源引起的一种慢性镉中毒。治理：中和法（氢氧化镁）、铁氧化沉淀法，金属还原法。聚合氯化铝将离子状态的镉固化，是治理龙江河镉污染最重要的措施之一，而烧碱则是将调节河水PH值促进聚合氯化铝发生反应的重要物质。 八大公害事件 马斯河谷烟雾事件： 多诺拉烟雾事件： 伦敦烟雾事件： 洛杉矶光化学烟雾： 水俣病事件： 痛痛病事件： 四日哮喘事件： 米糠油事件： 第一章：绪论 环境问题：是指包括一切形式的环境恶化或对生物圈的一切不利影响。 环境污染：由于人为因素使环境的构成或状态发生变化，导致环境素质下降，从而扰乱和破坏生态系统和人们正常的生活和生产条件。 环境化学是在化学学科的传统理论和方法的基础上发展起来，以化学物质在环境中出现和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。研究有害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。 环境污染物的迁移转化（15）： 迁移过程transport processes 机械迁移：运移（富集、分散） 物理化学迁移：溶解-沉淀、氧化-还原、水解、配位或螯合、吸附-解吸等作用实现迁移；有机污染物还可通过化学分解、光分解和生物分解进行迁移。 生物迁移：生物体吸收、代谢、生长、死亡，以及通过食物链传递产生的放大和积累等作用实现迁移。 转化过程： 物理过程：蒸发、渗透、凝聚、吸附、放射元素蜕变等。 化学过程：氧化-还原、水解、配位或螯合、光化学氧化等。 生物过程：生物体吸收、生物代谢等。 第二章：大气环境化学 第一节大气中污染物的迁移 一、大气的组成 氮（78.09%）、氧（20.95%）、氩（0.9%）、CO2（0.03%）、稀有气体（CH4、SO2、NH3、CO、O3）<0.1%、水（正常范围1-3%）。
第二章大气环境化学 一、选择题 1．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（）。 A．Γ＞0 B．Γ＝0 C．Γ＜0 D．无法判断 【答案】C 【解析】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。这可由垂直递减率（Γ）的变化情况来判断。随高度升高气温的降低率为大气垂直递减率，通常用下式表示： Γ＝－dT/dz 上式可表征大气的温度层结。式中，T为热力学温度K；z为高度。 在对流层中，一般而言，Γ＞0，但在一定条件下会出现反常现象。当Γ＝0时，称为等温气层；当Γ＜0时，称为逆温气层。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的发展起着阻碍作用。 2．根据Whittby三模态模型，粒径小于（）μm的粒子称为Aitken核膜。
A．0.05 B．0.1 C．1 D．2 【答案】A 【解析】依据大气颗粒物按表面积与粒径分布的关系可把大气颗粒物表示成三种模结构：①Aitken核模（D p＜0.05μm），主要来源于燃烧过程所产生的一次颗粒物，以及气体分子通过化学反应均相成核而生成的二次颗粒物；②积聚模（0.05μm＜D p＜2μm），主要由核模凝聚或通过热蒸气冷凝再凝聚而长大；③粗粒子模（D p＞2μm），粗粒子模的粒子称为粗粒子，多由机械过程所产生的扬尘、液滴蒸发、海盐溅沫、火山灰和风沙等一次颗粒物所构成，因而它们的组成与地面土壤十分相近，这些粒子主要靠干沉降和湿沉降过程而去除。 3．酸雨是指pH（）的雨、雪或其他形式的降水。 A．＜6.0 B．＜7.0 C．＜5.6 D．＜5.0 【答案】C 【解析】酸雨是指pH值小于5.6的雨、雪、雾、雹等大气降水。它可分为“湿沉降”与“干沉降”两大类，前者指的是所有气状污染物或粒状污染物，随着雨、雪、雾或雹等降水型态而落到地面，后者是指大气中的酸性物质在气流的作用下直接迁移到地面的过程。这两种过程共同称为酸沉降。