水环境化学(3)-4-22

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[H 2CO 3*]、[HCO 3-]和[CO 32-]的表达式，并讨论这两个体系之间的区别。

解: 开放体系，考虑到CO 2在气液相之间的平衡，[H 2CO 3*] 不变根据亨利定律： [CO 2(aq)] = K H Pco 2 lg[H 2CO 3*] ≈ lg[CO 2(aq)] = lg K H + lg Pco 2 = - 4.9lg[HCO 3-] = lg K 1 + lg [H 2CO 3*] + pH= -11.3 + pHlg[CO 32-] = lgK 1 + lgK 2 + lg[H 2CO 3*] + 2pH= -21.6 + 2pH*][][][*][]][[32133231CO H H K HCO CO H HCO H K +--+==*][][][*][][][32221233223221CO H H KK CO CO H CO H K K +--+⋅==⋅][][][233*32--++=CO HCO CO H C T 是常数。

的总和为各种碳酸化合态浓度假设,T C TC HCO ⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=31αTC CO ⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=232αTC CO H ⎥⎦⎤⎢⎣⎡*=320α122122][][1(-+++=K H K K H α1211)][][1(-++++=H K K H α122110][][1(-++++=H K K H K α*][][][*][]][[32133231CO H H K HCO CO H HCO H K +--+==*][][][*][][][32221233223221CO H H K K CO CO H CO H K K +--+⋅==⋅][][][][21233*32+--H K K CO HCO C CO H T 和含有的表示式，，为变量表示以:,][],[*],[21023332得到，，代入把αααT C CO HCO CO H --eg oo d 2、请导出总酸度、CO 2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。

可编辑修改精选全文完整版水环境化学讲义水圈包括海洋水、大气水、陆地水。

陆地水包括：地下水：潜水，承压水，冻土水，岩石、土壤分子水。

地表水：冰帽水、径流水、湖泊水、沼泽水。

生物水。

从分子与溶液的角度看水与天然水作为分子的水的组成、结构、特性：易作溶剂：氢键、异性相吸、六边形、较大分子间隙。

作为溶液的天然水的物理化学性质粘度：流体运动过程中，分子之间形成的剪切应力的物理量，水的粘度相对较大且随温度升高而急剧减少。

离子活度（ɑ）及离子强度（L）离子活度系数：反映溶液体系中某离子表现活性的物理量。

当量数：相当于1摩尔氢离子所含电子量的物理化学量。

当量浓度：1L溶液中所有某种物质的当量数的量。

当量＝【M Zi】/|Zi| ，摩尔浓度【M Zi】＝|Zi|*当量。

一切化学反应都是当量平衡。

离子缔合体。

范德华力包括静电力、诱导力、色散力。

溶液体系中因分子与分子间碰撞作用形成的离子束称为离子缔合体。

第二章天然水化学成分最早形成于大气层（凝结核），成分的直接影响因素包括生物、土壤、岩石。

生物是最大来源；成分的间接影响因素包括气候、地貌（接触时间）、水文要素（容量、流速等）天然水主要离子化学水化学反应回顾：（1）中和反应（2）沉淀－溶解反应：CaCO3<==>Ca2++CO32-（3）氧化还原反应（4）水解反应Fe3++3OH－<==>Fe(OH)3↓Fe(OH)3+3OH－<==>Fe(OH)63－未脱水而先形成配位体（配位反应特例）（5）配位反应Fe3++CN－<==>Fe(CN)63－氰化物处理（6）置换反应（7）吸附－解吸反应：2Na++Mg(胶体)2+<==>(Na胶体Na)2++Mg2+ 2Na++Cd(胶体)2+<==>(Na胶体Na)2++Cd2+骨痛病（8）缔和反应：在离子强度很高的条件下发生。

AgCl+Cl －<==>AgCl2－标准海水矿化度35.5g/L ，碱金属一般不发生配位反应。

复习题与思考题1. 名词解释（1）阳离子交换容量；（2）弥散通量；（3）水文地球化学；（4）水动力弥散；（5）弥散问题数学模型；（6）大陆效应；地下水污染；（7）碱度；（8）酸度；（9）硬度；（10）永久硬度；（11）暂时硬度；（12）碳酸盐硬度；（13）非碳酸盐硬度；（14）生化耗氧量（BOD）；（15）化学耗氧量（COD）（16）物理吸附；（17）化学吸附；（18）离子交替吸附作用；（19）阳离子交换容量；（20）同位素效应；（21）同位素分馏；（22）同位素交换反应；（23）射性同位素的半衰期；（24） TDS；（25）全等溶解；（26）非全等溶解；2.思考并回答下列问题绪论（1）试说明水文地球化学的含义。

（2）试说明水文地球化学作为一个独立学科的发展历史。

（3）说明水文地球化学的研究意义。

第一章地下水的化学成分（1）试说明水的结构特征。

（2）水有那些特异性质，试分别对其予以说明。

（3）地下水的化学成分有那几类，分别予以简要说明。

（4）通常有哪些方法可用来对水质分析结果进行检验？（5）地下水化学成分的图示方法有哪些？试分别予以简要说明。

第二章地下水化学成分的形成作用（1）怎样根据化学反应的自由能资料计算反应的平衡常数？（2）水溶液中组分活度系数的计算方法主要有哪些？试说明其适用条件。

（3）试说明影响矿物在水中溶解度的因素。

（4）试分别说明纯水中石膏、萤石、石英、三水铝石溶解度的计算方法。

（5）试说明矿物稳定场图的绘制方法。

（6）试定性地说明为什么在CO2-H2O系统中水溶液显酸性，而在CaCO3-H2O系统中水溶液显碱性。

（7）已知H2CO3的一、二级电离常数分别为K a1和K a2，试导出CO2──H2O系统中：溶解碳总量为C T、氢离子浓度为[H+]时，H2CO3、HCO3-和CO32-含量的计算公式。

若25℃时，K a1=10-6.35、K a2=10-10.33，试分析说明上述组分中那一种组分在什么样的pH区间内含量最大？（8）在CO2分压（p）已知的CO2—H2O系统中，已知下述反应的平衡常数分别为CO2分压为10-3.5（atm），水的离子积为10-14，且上述反应均已达到平衡状态。

环境化学复习题库（含答案）环境化学复习题库第一章绪论一、填空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、环境化学研究的对象是: 环境污染物。

3、环境中污染物的迁移主要有机械、物理-化学和生物迁移三种方式。

4、人为污染源可分为_工业_、__农业_、__交通_、和__生活_。

5、如按环境变化的性质划分，环境效应可分为环境物理、环境化学、环境生物三种。

二、选择题1、属于环境化学效应的是 AA热岛效应 B温室效应 C土壤的盐碱化 D噪声A _污染水体后引起的 2、五十年代日本出现的痛痛病是由___A CdB HgC PbD 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 CdB HgC PbD As 三、问答题1、举例说明环境效应分为哪几类,2、举例简述污染物在环境各圈的迁移转化过程。

第二章大气环境化学一、填空题1、写出下列物质的光离解反应方程式:(1)NO + hν NO + O 2(2)HNO+ hν HO + NO 或HNO+ hν H + NO 2 2 2(3)HNO+ hν HO + NO 3 2(4)HCO + hν H + HCO 或HCO + hν H + CO 222(5)CHX + hν CH + X 332、大气中的NO可以转化成 HNO 、 NO和 HNO 等物质。

23333、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。

4、乙烯在大气中与O的反应机理如下: 3CH(O)CH 232第 1 页共 10 页环境化学复习题库+ CH == CH HCO+HCOO O322225、大气颗粒物的去除与颗粒物的粒度、化学组成和性质有关，去除方式有和湿沉降两种。

干沉降6、制冷剂氯氟烃破坏臭氧层的反应机制是:CFmCln + hv CFmCln-1 + ClCl + O O + ClO 32ClO +O O + Cl 27、当今世界上最引人瞩目的几个环境问题中的____温室效应_____、___臭氧层破坏_______、光化学烟雾___等是由大气污染所引起的。

环境化学(带附件)环境化学是一门研究化学物质在环境中的存在、迁移、转化、归趋和影响的科学。

它是环境科学与化学的交叉学科，旨在揭示化学物质与环境的相互作用规律，为环境保护和污染控制提供科学依据。

本文将从环境化学的定义、研究内容、研究方法和发展趋势等方面进行阐述。

一、环境化学的定义环境化学是研究化学物质在环境中的行为、效应及其与环境相互作用的科学。

它关注化学物质在空气、水、土壤、生物等环境介质中的分布、迁移、转化、降解和生物可利用性等方面。

环境化学的研究对象包括自然环境中存在的化学物质和人类活动排放的化学物质。

二、环境化学的研究内容1.环境分析化学：研究环境中化学物质的检测、测定和监控方法，为环境化学研究提供数据支持。

2.环境污染化学：研究污染物的来源、排放、迁移、转化和归宿，探讨污染物的环境行为和生态效应。

3.环境生物化学：研究生物体与化学物质相互作用的规律，探讨化学物质对生物体的毒性、代谢和生物降解等过程。

4.环境催化化学：研究催化剂在环境污染物降解和资源化中的作用，为环境污染控制提供技术支持。

5.环境地球化学：研究地球表层环境中化学元素的分布、迁移和循环，探讨化学物质在地质历史演变中的作用。

6.环境化学污染控制：研究化学污染物的治理技术、政策和法规，为环境管理提供科学依据。

三、环境化学的研究方法1.采样与分析方法：采用现场采样、实验室分析和仪器检测等技术，获取化学物质在环境中的浓度、形态和分布等数据。

2.模型模拟方法：建立数学模型，模拟化学物质在环境中的迁移、转化和归趋过程，预测污染物的影响范围和程度。

3.实验室模拟方法：通过实验室模拟环境条件，研究化学物质的环境行为和生物效应。

4.现场监测方法：利用遥感、传感器等技术，实时监测环境中化学物质的浓度和分布。

5.联合研究方法：结合多种研究手段，从不同角度探讨化学物质与环境相互作用的过程和机制。

四、环境化学的发展趋势1.环境纳米化学：研究纳米材料在环境化学污染控制中的应用，探讨纳米技术在环境保护领域的潜力。

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、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。

名词解释1、环境污染——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，就叫环境污染。

2、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。

3、污染物的迁移——指污染物在环境中所发生的空间位移及其所有引起的富集、分散和消失的过程。

4、化学污染物——是指由人类活动产生的天然环境化学组分共存和相互作用又可能产生不良生态效应或健康效应的化学物质。

5、环境污染化学——主要研究化学污染物在生态环境体系中的来源、转化、归宿及生态效应的学科。

又分为大气、水体和土壤三个部分。

6、光化学烟雾——碳氢化合物和氮氧化物等一次污染物在强烈太阳光作用下发生化学反应而生成一些氧化性很强的二次污染物（如臭氧、PAN，硝酸等），这些反应物和产物的混合物所形成的烟雾，称光化学烟雾。

7、温室效应——大气具有易使太阳短波辐射到达地面而拦截地表向外放出长波辐射的作用，而使地球表面温度升高的现象。

8、积聚膜——DP在 0.05～2 um范围内，主要来源于爱根核膜的凝聚，燃烧过程所产生蒸汽冷凝、凝聚，以及由大气化学反应所产生的各种气体分子转化成的二次气溶胶等。

积聚膜的粒子不易被干、湿沉降去除，主要的去除途径是扩散，这两种膜合称为细粒子。

9、爱根核膜——粒径小于0 .05um，主要来源于燃烧过程所产生的一次气溶胶粒子和气体分子通过化学反应均相成核转换的二次气溶胶粒子，所以又称成核型。

10、酸雨——由于酸性物质的湿沉降而形成的。

11、粗粒子膜——DP大于2um，主要来源于机械过程所造成的扬尘，海盐溅沫、火山灰和风砂等一次气溶胶粒子，主要靠干沉降和雨水冲刷去除。

12、敏化光解——水体中存在的天然物质被阳光激发，又将其激发态的能量转移给化合物而导致的分解反应。

13、生物富集——是指生物通过非吞食方式，从周围环境蓄积某种元素或难降解物质，使其在机体内浓度超过周围环境中浓度的现象。