环境化学专业考研测试题答案
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2011环境化学专业考研测试题答案
一名词解释（每题2分，共30分）
电子活度：pE =-lg（“）将氧化剂和还原剂概念为电子给予体和电子同意体，上式 e
中、表示水溶液中电子的活度。pE是平衡状态下（假想）的电子活度，它衡量溶液接 收或迁移电子的相对趋势，在还原性很强的溶液中，其趋势是给出电子。
专属吸附作用：在吸附进程中，除化学键的作用，尚有增强的憎水键和范德华力或 氢键在起作用。用来解释吸附进程中表面电荷改变符号，乃至使离子化合物吸附在同号 电荷表面的现象。
敏化光解：一个光吸收分子可能将它的多余能量转移到一个同意体分子，致使同意 体反映，造成水中有机污染物降解，称为敏化光解。
共代谢：某些有机污染物不能作为微生物的唯一碳源和能源，必需有另外的化合物 存在提供微生物碳源和能源时，，该有机物才能被降解，这种现象称为共代谢。
湿沉降：通过降雨降雪等使大气中的颗粒物从大气中去除的进程。
可吸入颗粒物：易于通过呼吸进入呼吸道的粒子。目前国际标准化组织建议将其概 念为
Dp = 10um
二次污染物：大气中某些污染组分之间或这些组分与大气成份之间发生反映生成的
污染物。
PCBs：多氯联苯，由联苯经氯化而成，是水体中常见的有机污染物之一。
盐基饱和度：在土壤互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。
土壤酸度：酸度可分为活性酸度（来源于土壤中二氧化碳溶于水形成的碳酸和有机
酸等）和潜性酸度（来源于土壤胶体吸附的可代换性阳离子），二者能够彼此转化，在
必然条件下处于暂时平衡状态。
离子互换吸附：在吸附进程中，带负电荷的胶体每吸附一部份阳离子，同时也放出 等量的其它阳离子，因此把这种吸附称为离子互换吸附。
三致效应：包括致畸作用（使生物体发生先本性畸形的进程）；致突变作用（指生
物细胞内DNA改变，引发的遗传特性突变的作用）和致癌作用（使细胞不受控制增加的
作用）。
标化分派系数：有机毒物在沉积物与水之间的分派比率用分派系数表示，分派系数
与沉积物中有机碳的质量分数的比值称为标化分派系数。
B氧化途径：指有机物在辅酶的作用下，B位上的烟原子被氧化的现象。
拮抗作用：指联合毒物的毒性小余气中各毒物成份单独作用毒性的总和。
二公式推导（每题5分，共10分）
1 .写出天然水体碱度的组成，并推导碳酸盐水体的总碱度的表达式。
在水体中存在着各类能与强酸发生中和反映的全数物质，包括强碱、弱碱和各类碳
酸盐等强碱弱酸盐。
碳酸盐水体中，含有化学反映及平衡常数如下所示：
CO + H O 4~~> H CO *
pK =
2 2 2 3 0
H CO *^T^HCO -+ H+ 2 3
3
HCO -< T > CO 2-+ H+ 3 3
依据亨利定律及平衡常数可知：
K [HCO -]=中长・ p
3 [H + ] H CO2
KK
eg』而 KHPCO2 依据电中性原理，有:
[H+]+[总碱度]=[HCO3-]+2[CO32-]+[OH-]
联立，得：
2.推导出与大气中CO2平衡的降水的pH计算式。
在未被污染的大气中，可溶于水且含量比较大的酸性气体是二氧化碳，若是只把其
作为影响天然降水pH的因素，按照其全世界大气浓度 330mL/m3与纯水的平衡：
CO 2( g) + H 2O KH CO 2 • H 2。
CO 2 • H 2OKi H + + HCO 3 -
HCO 3 - K 2 H ++ CO 32-
式中，％-Cg水合平衡常数，即亨利系数
K1，K2一别离为二元酸CO2 • H2O的一级和二级电离常数。
它们的表达式为：
k [CO • HO]
K - 22
H p
CO 2
胃[H + ][HCO -]
K - --------- 3— + KK2K ・p
[H + ]2 H r CO2 Kw
+ --- -[H+] 1 [CO 2 • H O ]
[H + ][CO 2-] ----- 3- [HCO -] 3
各组分在溶液中的浓度为:
按电中性原理，有:
[H + ] = [OH - ] + [ HCO 3-] + 2[CO 3 2-]
上述方程联立，得：
KW K K p 2 K K K p
H _H 1_CO q H 1_2_CO 丁 2 丁 2
[H +] [ H +] [ H + ]2
［小"（…口 I PCO 2）［ H］-2I K 2pY 0
式中：PCO_ W在大气中的分压
Kw 水的离子积
三简答题（每题5分，共25分）
1 .写出天然水体的八大离子，并解释电中性原理。
天然水中的主要离子组成：K+、Na+、Ca2+、Mg2+、HCO.、NO.、Cl-、SOj-为天然水中
常见的8大离子，占天然水中离子总量的95〜99%。
在所有溶液或其他体系中，阳离子所带正电荷与阴离子所带负电荷总量相等，代数
和为0，体系对外呈电中性。
2 .简述丙酮酸的生物转化进程。
在有氧氧化条件下，丙酮酸通过酶促反映转化为乙酰辅酶A，它与草酰乙酸经酶促 [CO • H O ] = K p
2 2 H CO 2
[HCO -]二
3 K [CO • HO ] _ K 1KHpc0c
1 [H+] 2 \H+]02
[CO 2-]二 K [HCO -]
--- 0 2 - K 2KH5 2
[H + ]2
[H +]= 反映生成丙酮酸，再经酶促反映生成草酰乙酸，与上述丙酮酸持续转变成的乙酰辅酶A
生成柠檬酸，再进行新一轮的转化，称为TCA循环。在无氧条件下丙酮酸通过酶促反映， 往往以其自身作为受氢体被还原为乳酸，或以其转化的中间产物做受氢体，发生不完全 氧化生成低级的有机酸、醇及二氧化碳等。
3 .大气中HO •自由基的主要来源。
对于清洁大气而言，O3的光离解是大气中HO的重要来源；
O + hv ——> O + O
3 2
O + H O ——> 2 HO 2
对于污染大气，如有HNOJDH2O2存在，它们的光离解也能够产生HO：
HNO + hv ——> HO + NO
2
H O + hv ——> 2HO
22
其中，HNO2的光离解是大气中HO的重要来源。
4 .简述土壤的酸碱性。
土壤中存在着各类化学和生物化学反映，使之表现出不同的酸碱度。其酸度可分为
活性酸度（来源于土壤中二氧化碳溶于水形成的碳酸和有机酸等）和潜性酸度（来源于
土壤胶体吸附的可代换性阳离子），二者能够彼此转化，在必然条件下处于暂时平衡状
态。土壤中碱度主要来源于碳酸盐碱度和重碳酸盐碱度，当土壤胶体上吸附的阳离子饱
和度增加到必然程度时，会引发互换性离子的水解作用，使土壤呈碱性。
5 .简述汞的甲基化进程。
辅酶为甲基钻铵素，此辅酶把负甲基离子传递给汞离子形成甲基汞，本身变成水合 钻氨素，后者由于其中的钻被辅酶FADH还原，并失去水而转变成五个氨配位的一价钻 2
氨素，最后，辅酶甲基四叶氢酸将正甲基离子转于五配位钻氨素，并从其一价钻上取得
二个电子，以负甲基离子与之络合，完成甲基钻铵素的再生，使汞的甲基化能够顺利进
四计算题（每题10分，共20分）
1 .含镉废水通入口$达到饱和并别离调整pH值为时水中剩余镉离子的浓度。
2
H 2s 2H ++ S 2-
K1 2=[H+]2%R[H2s]=心2=*10-23
KSP=勺 2*[H2s]= *10-24
pH 值为时，[S2-]=*10-8
[Cd2+]= KSP/[S2-]=*10-19
2 .计算水的氧化还原限度，并计算在氧饱和时天然水体的pE,相应的氧化反映的
pE0=+
水的氧化限度
i
pE = pEo + lg{pO 4 [H+]}
2
pE = - pH+20.75
水的还原限度： 行。
1O + H ++
e< ，H O pE0=+20.7
2 2 H ++ e ^~—> 1H pE0= ^ 2 2
pE = pEo + lg[H+]
pE = - pH
氧饱和时，水中p=*105Pa,将田+]=10-7代入氧化限度式，得，pE = 13.58 。2
五综合题（每题15分,共15分）
从环境化学角度综合分析我国酸雨的地域散布和形成进程。
我国酸性降水主如果由于硫氧化物的排放引发的。其形成进程为：
SO + [O]——> SO
2 3
SO + H O ——> H SO
3 2 2 4
SO + H O ——> H SO
4 2 2 3
HSO + O ——> H SO
3 2 4
NO + [O]——> NO
2
2NO + H O ——> HNO + HNO
22 3 2
式中：[O]表示各类氧化剂。
影响酸雨地域散布不同的主要因素有：
1 .酸性污染物的排放及其转化条件：我国西南地域煤中含硫量高，而且很少通过脱
硫处置，直接用作燃料燃烧，二氧化硫排放量很高，再加上那个地域气温高，湿度大，
有利于二氧化硫的转化，因此造成了大面积的强酸性降雨区。
2 .大气中的氨：主要来自于有机物分解和农田施用的含氮肥料的挥发，随pH值的 上升而增大，我国北方地域土壤pH值高于南方，而且土壤偏酸性的地域，风沙扬尘的 缓
