測試題答案

　　一 名詞解釋(每題2分,共30分)

　　電子活度： 將氧化劑和還原劑定義為電子給予體和電子接受體，上式中 表示水溶液中電子的活度。 是平衡狀態(tài)下(假想)的電子活度，它衡量溶液接收或遷移電子的相對趨勢，在還原性很強的溶液中，其趨勢是給出電子。

　　專屬吸附作用：在吸附過程中，除了化學(xué)鍵的作用，尚有加強的憎水鍵和范德華力或氫鍵在起作用。用來解釋吸附過程中表面電荷改變符號，甚至使離子化合物吸附在同號電荷表面的現(xiàn)象。

　　敏化光解：一個光吸收分子可能將它的過剩能量轉(zhuǎn)移到一個接受體分子，導(dǎo)致接受體反應(yīng)，造成水中有機污染物降解，稱為敏化光解。

　　共代謝：某些有機污染物不能作為微生物的唯一碳源和能源，必須有另外的化合物存在提供微生物碳源和能源時，，該有機物才能被降解，這種現(xiàn)象稱為共代謝。

　　濕沉降：通過降雨降雪等使大氣中的顆粒物從大氣中去除的過程。

　　可吸入顆粒物：易于通過呼吸進(jìn)入呼吸道的粒子。目前國際標(biāo)準(zhǔn)化組織建議將其定義為

　　≦ 二次污染物：大氣中某些污染組分之間或這些組分與大氣成分之間發(fā)生反應(yīng)生成的污染物。

　　PCBs：多氯聯(lián)苯，由聯(lián)苯經(jīng)氯化而成，是水體中常見的有機污染物之一。

　　鹽基飽和度：在土壤交換性陽離子中鹽基離子所占的百分?jǐn)?shù)稱為土壤鹽基飽和度。

　　土壤酸度：酸度可分為活性酸度(來源于土壤中二氧化碳溶于水形成的碳酸和有機酸等)和潛性酸度(來源于土壤膠體吸附的可代換性陽離子)，二者可以互相轉(zhuǎn)化，在一定條件下處于暫時平衡狀態(tài)。

　　離子交換吸附：在吸附過程中，帶負(fù)電荷的膠體每吸附一部分陽離子，同時也放出等量的其它陽離子，因此把這種吸附稱為離子交換吸附。

　　三致效應(yīng)：包括致畸作用(使生物體發(fā)生先天性畸形的過程);致突變作用(指生物細(xì)胞內(nèi)DNA改變，引起的遺傳特性突變的作用)和致癌作用(使細(xì)胞不受控制增長的作用)。

　　標(biāo)化分配系數(shù)：有機毒物在沉積物與水之間的分配比率用分配系數(shù)表示，分配系數(shù)與沉積物中有機碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的比值稱為標(biāo)化分配系數(shù)。

　　β氧化途徑：指有機物在輔酶的作用下，β位上的煙原子被氧化的現(xiàn)象。

　　拮抗作用：指聯(lián)合毒物的毒性小余氣中各毒物成分單獨作用毒性的總和。

　　二 公式推導(dǎo)(每題5分,共10分)

　　1.寫出天然水體堿度的組成，并推導(dǎo)碳酸鹽水體的總堿度的表達(dá)式。

　　在水體中存在著各種能與強酸發(fā)生中和反應(yīng)的全部物質(zhì)，包括強堿、弱堿和各種碳酸鹽等強堿弱酸鹽。

　　碳酸鹽水體中，含有化學(xué)反應(yīng)及平衡常數(shù)如下所示：

　　pK0=1.46

　　依據(jù)亨利定律及平衡常數(shù)可知：

　　依據(jù)電中性原理，有：

　　聯(lián)立，得：

　　2.推導(dǎo)出與大氣中CO2平衡的降水的pH計算式。

　　在未被污染的大氣中，可溶于水且含量比較大的酸性氣體是二氧化碳，如果只把其作為影響天然降水pH的因素，根據(jù)其全球大氣濃度330mL/m3與純水的平衡： 式中，KH—CO2水合平衡常數(shù)，即亨利系數(shù)

　　K1，K2—分別為二元酸 的一級和二級電離常數(shù)。

　　它們的表達(dá)式為：

　　各組分在溶液中的濃度為：

　　按電中性原理，有：

　　上述方程聯(lián)立，得：

　　式中： _ CO2 在大氣中的分壓

　　Kw 水的離子積

　　三 簡答題(每題5分,共25分)

　　1.寫出天然水體的八大離子，并解釋電中性原理。

　　天然水中的主要離子組成：K+、Na+、Ca2+、Mg2+、HCO3-、NO3-、Cl-、SO42- 為天然水中常見的8大離子，占天然水中離子總量的95~99%。

　　在所有溶液或其他體系中，陽離子所帶正電荷與陰離子所帶負(fù)電荷總量相等，代數(shù)和為0，體系對外呈電中性。

　　2.簡述丙酮酸的生物轉(zhuǎn)化過程。

　　在有氧氧化條件下，丙酮酸通過酶促反應(yīng)轉(zhuǎn)化為乙酰輔酶A，它與草酰乙酸經(jīng)酶促反應(yīng)生成丙酮酸，再經(jīng)酶促反應(yīng)生成草酰乙酸，與上述丙酮酸持續(xù)轉(zhuǎn)變成的乙酰輔酶A生成檸檬酸，再進(jìn)行新一輪的轉(zhuǎn)化，稱為TCA循環(huán)。在無氧條件下丙酮酸通過酶促反應(yīng)，往往以其自身作為受氫體被還原為乳酸，或以其轉(zhuǎn)化的中間產(chǎn)物做受氫體，發(fā)生不完全氧化生成低級的有機酸、醇及二氧化碳等。

　　3.大氣中 自由基的主要來源。

　　對于清潔大氣而言，O3的光離解是大氣中HO的重要來源;

　　對于污染大氣，如有HNO2和H2O2存在，它們的光離解也可以產(chǎn)生HO：

　　其中，HNO2的光離解是大氣中HO的重要來源。

　　4.簡述土壤的酸堿性。

　　土壤中存在著各種化學(xué)和生物化學(xué)反應(yīng)，使之表現(xiàn)出不同的酸堿度。其酸度可分為活性酸度(來源于土壤中二氧化碳溶于水形成的碳酸和有機酸等)和潛性酸度(來源于土壤膠體吸附的可代換性陽離子)，二者可以互相轉(zhuǎn)化，在一定條件下處于暫時平衡狀態(tài)。土壤中堿度主要來源于碳酸鹽堿度和重碳酸鹽堿度，當(dāng)土壤膠體上吸附的陽離子飽和度增加到一定程度時，會引起交換性離子的水解作用，使土壤呈堿性。

　　5.簡述汞的甲基化過程。

　　輔酶為甲基鈷銨素，此輔酶把負(fù)甲基離子傳遞給汞離子形成甲基汞，本身變?yōu)樗�合鈷氨素，后者由于其中的鈷被輔酶FADH2還原，并失去水而轉(zhuǎn)變?yōu)槲鍌�氨配位的一價鈷氨素，最后，輔酶甲基四葉氫酸將正甲基離子轉(zhuǎn)于五配位鈷氨素，并從其一價鈷上取得二個電子，以負(fù)甲基離子與之絡(luò)合，完成甲基鈷銨素的再生，使汞的甲基化能夠順利進(jìn)行。

　　四 計算題(每題10分,共20分)

　　1. 含鎘廢水通入H2S達(dá)到飽和并分別調(diào)整pH 值為8.0時水中剩余鎘離子的濃度。

　　K1，2=[H+]2[S2-]/[H2S]=K1*K2=1.16*10-23

　　KSP= K1，2*[H2S]= 1.16*10-24

　　pH 值為8.0時，[S2-]=1.16*10-8

　　[Cd2+]= KSP2/[S2-]=6.8*10-19

　　2.計算水的氧化還原限度，并計算在氧飽和時天然水體的pE，相應(yīng)的氧化反應(yīng)的pE0=+20.75

　　水的氧化限度

　　水的還原限度：

　　pE0=0.00

　　氧飽和時，水中 0.21*105Pa,將[H+]=10-7代入氧化限度式，得， 五 綜合題 (每題15分,共15分)

　　從環(huán)境化學(xué)角度綜合分析我國酸雨的地域分布和形成過程。

　　我國酸性降水主要是由于硫氧化物的排放引起的。其形成過程為：

　　式中：[O]表示各種氧化劑。

　　影響酸雨地域分布差異的主要因素有：

　　1.酸性污染物的排放及其轉(zhuǎn)化條件：我國西南地區(qū)煤中含硫量高，并且很少經(jīng)過脫硫處理，直接用作燃料燃燒，二氧化硫排放量很高，再加上這個地區(qū)氣溫高，濕度大，有利于二氧化硫的轉(zhuǎn)化，因此造成了大面積的強酸性降雨區(qū)。

　　2.大氣中的氨：主要來自于有機物分解和農(nóng)田施用的含氮肥料的揮發(fā)，隨pH值的上升而增大，我國北方地區(qū)土壤pH值高于南方，而且土壤偏酸性的地區(qū)，風(fēng)沙揚塵的緩沖能力低，這可以解釋我國酸雨多發(fā)生在南方。

　　3.顆粒物酸度及緩沖能力：經(jīng)實驗繪制緩沖曲線發(fā)現(xiàn)，無酸雨地區(qū)顆粒物的pH值和緩沖能力均高于酸雨區(qū)。

　　4.天氣形勢的影響：如果氣象條件和地形有利于污染物的擴散，則大氣中污染濃度降低，酸雨就減弱，反之就加重。重慶和貴陽一帶氣象條件和多山的地形不利于污染物的擴散，所以成為強酸性降雨區(qū)。