环境化学(戴树桂)课后习题参考答案

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． 2． 《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 3． 天然水的基本特征组成； 4． 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。 5． 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。 6． 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 7． 大气中污染物的特征； 8． 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)； 9． 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 10． 土壤组成与性质(吸附、酸碱性、缓冲性及氧化还原性质)； 11． 污染物在土壤-植物体系中的迁移及其机制(重金属、氮磷)； 12． 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 13． 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。 14． 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。 15． 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。 16． 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。 17． 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 18． 重金属元素(汞、砷)形态； 19． 微生物对水环境中化学物质的作用； 20． 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，天然水的基本特征及污染物的存在形态、水中无机及有机污染物的迁移转化、土壤的组成与性质、污染物在土壤－植物体系中的迁移及其机制，熟悉污染物在机体内的转运、污染物质的生物富集、放大、和积累，污染物质的生物转化与毒性，了解典型污染物在环境各圈层中的转归与效应、有害废物及放射性固体废物的种类及毒性。同时具有应用环境化学的基本理论去解决一些较复杂的环境问题的能力，具有一定的研究性思维和潜力，并且对环境化学的热点领域研究的最新发展有一定了解。 主要参考书目 《环境化学》，南京大学出版社，王晓蓉编著，1993 《环境化学》，高等教育出版社，戴树桂，1997年3月第一版，2004年2月第九次印刷 环境化学课后习题答案 戴树桂 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 ② HNO2的光解： HNO2 +ｈr HO +NO ③ H2O2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 H + O2 + M HO2 + M HCO + O2 +M HO2 + CO + M ② 亚硝酸酯的光解：CH3ONO +ｈr CH3O + NO CH3O + O2 HO2 + H2CO ③ H2O2的光解：H2O2 +ｈr 2HO HO + H2O2 HO2 + H2O R的来源：RH + O R + HO RH + HO R + H2O CH3的来源：CH3CHO的光解 CH3CHO +ｈr CH3 + 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。 ① NO + O3 NO2 + O2 ② HO + RH R + H2O R + O2 RO2 NO + RO2 NO2 + RO RO + O2 R`CHO + HO2 （R`比R少一个C原子） NO + HO2 NO2 + 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 + H2O RH + O R + HO R + O2 RO2 RO2 + NO RO + NO2 RO + O2 R`CHO + HO2 RO + NO2 RONO2 另外：RO2 + HO2 ROOH + O2 ROOH +ｈr RO + HO 稀烃可与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O2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NO2，自身分解为一个醛和CH2OH。如乙烯和丙稀。 CH = CH + HO CH2CH2OH CH3CH = CH2 CH3CHCH2OH + CH3CH(OH)CH2 CH2CH2OH + O2 CH2(O2)CH2OH CH2(O2)CH2OH + NO CH2(O)CH2OH + NO2 CH2(O)CH2OH CH2O + CH2OH CH2(O)CH2OH + O2 HCOCH2OH + HO2 CH2OH + O2 H2CO + HO2 稀烃还可与O3发生反应，生成二元自由基，该自由基氧化性强，可氧化NO和SO2等生成相应的醛和酮。光化学反应的链引发反应主要是NO2的光解，而烷烃和稀烃均能使NO转化为NO2，因此烃类物质在光化学反应中占有很重要的地位。 19 论述影响酸雨形成的因素 答 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NH3的含量及其对酸性物质的中和性。 （3） 大气颗粒物的碱度及其缓冲能力。