1、第一章绪论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
2、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.
3、如何认识人类活动对地球环境影响？答案一20 世纪以来，人类社会处于迅速发展的新时期，各方面的活动对地球环境产生了极其深刻的影响。科学家必须回答：人类赖以生存的地球环境未来将发生什么变化？这些变化对人类社会将产生什么影响？人类应当采取什么对策以适应环境的变化？人类是否可能通过调整自身的行为，包括改变生活方式、合理地组织生产活动和发展保护环境的新技术，以减少对环境的不利影响？没有对这些问题的研究和科学预测，人类社会在行将到来的重大环境问题面前将束手无策，处于困境。因此 预测人类影响下未来全球环境的变化是一个关系到人类社会可持续发展的科学难题 这一科学问题的难点首先在于，地球环境本身是一个十分庞大的
4、巨系统，它的变化是地球系统各组成部分相互作用的结果，是地球系统的整体行为。对整体地球的认识需要积累长期可靠的观测数据。直到 20 世纪 60 年代，空间遥感技术的发展才提供了从整体上来了解地球环境的可能。但是，迄今为止，人类积累的这些观测数据的年代还较短，其观测的精度还不能满足需要。同时，迄今空间技术和信息科学的水平还不能为人类提供全球环境变化的完备信息和处理能力。 其难点之二是，地球环境是一个高度复杂的非线性系统。系统的各个组成部分有着各不相同的空间和时间特征，在不同的时间和空间尺度上的变化速率和强度都不一样，但是为了维持一个相对稳定的地球系统，必然存在着各组成成分之间和组成部分内部的不同时
5、间和空间尺度上的多重耦合和多重适应过程。迄今，对这一类过程的认识甚少，且尚无成熟的数学工具来描写和处理它们。 同时，地球系统各组成部分的相互作用，是通过物理、化学和生物三大基本过程及它们之间的相互作用来实现的。这三大基本过程具有各自不同的性质，它们的研究方法也不相同，显然传统的研究方法无法处理复杂的相互作用过程。如何把这些不同性质的过程放置在一个系统中，用一类合适的数学工具来描写这三大过程及其相互作用，是一项十分艰难的工作。 问题的难点更在于，人类活动正在越来越深刻地干预上述自然过程，使它们变得更复杂。由此而产生的人与环境的相互作用过程，是更高层次上的非线性过程，它需社会科学和自然科学的结合。
6、长期以来，这两大基本科学尚无认真结合的经验和方法，需要开辟这类问题研究的科学途径。 面对日益严峻的环境问题，科学家在 20 世纪 70 年代就开始了人对地球环境影响的研究，进行着从整体上了解地球环境变化的探索 第一，建立和发展由空间遥感和地面（海面）观测站网组成的完整的全球监测系统 在 1958 年国际地球物理年的基础上，20 世纪 70 年代开始的全球大气研究计划、国际宁静太阳年、国际生物计划、人和生物圈计划、国际水文计划和国际海洋探测十年等一系列以大规模观测为主要内容的国际计划，是地球环境监测的前期工作。90 年代又开始了全球气候观测系统、全球海洋系统和全球陆地生态观测系统的设计和筹建工作
7、。这些既各自独立又彼此连接的观测系统，由空间遥感监测系统、地面监测系统和信息系统组成，旨在实现对整个地球环境的长期、立体、动态和高分辨的监测，为认识地球环境的整体行为，预测其未来变化提供观测依据。 第二，形成和发展地球系统和地球系统科学的新概念 人类面临的环境问题往往不只是涉及到地球的某一部分，而是同某些部分，甚至整个地球的各部分有联系，从而引导人们逐步开始对地球各部分之间关系的探索。最初从两两关系的研究着手，例如，海洋大气相互作用的研究 20 世纪 80 年代有了突飞猛进的发展。近年来，海岸带海陆相互作用的研究也有了很大的发展。通过这些研究，在认识地球各部分之间的联系上有了新的进步，为逐步建
8、立地球系统变化的整体观打下了一定的基础。80 年代中期，形成了地球系统的概念，提出地球系统科学这一新兴的前沿科学领域。所谓地球系统科学，就是研究地球系统运行机制、变化规律和控制其变化机理的科学。它的目的就是为全球环境变化预测提供科学基础。 第三，探索地球系统模式的建立和进行全球和区域环境可预测能力的研究 面对日益严重的全球环境问题，本世纪逐步实现客观定量的环境预测。20 世纪 80 年代以来，利用不断发展的空间遥感技术和地面观测系统，积累了大量的地球环境信息。在迅速发展的计算机和信息技术的支持下，正在探索建立复杂的包括大气、海洋、陆地和生物圈的地球系统的数值模式，以建立定量和客观的环境预测工具
9、。 第四，探索和发展新一代环境工程学 随着对全球环境问题研究的不断深入，针对某些有明确结论的重大环境问题，采取科学对策，并发展新一代环境工程学是又一重要的探索。南极臭氧洞成因的科学学说，获得了 1996 年度的诺贝尔化学奖，并形成了全球一致的限制氟化物排放的国际公约，发展了相应的无氟制冷技术。通过上述协议和公约的实施，到 2050 年，平流层臭氧含量减少的趋势将明显变慢。这是一个典型的全球性环境工程。它说明，人类是可以通过调整自身的行为，减少对环境的不良影响的。 第五，组建了以全球环境变化预测为目标的三大国际研究计划 为进一步加强人与环境的相互作用的研究，1996 年开始建立称之为国际全球变化
10、的人文学研究计划。它以研究人类在全球环境变化中的作用及环境对人类社会的影响为主要内容，目标是提出人类社会和全球环境协调发展的战略。这些重大的国际合作计划的实施和发展正在为解决全球环境变化预测的科学难题提供重要的观测和实验研究的基础。充分应用这些重要科学成果，探索全球环境变化中最基本的科学难题，即地球系统中三大相互作用过程：地球系统各组成成分的相互作用，物理、化学和生物过程的相互作用以及人与环境的相互作用，建立多重耦合和适应过程的理论和模式，将是探索这一科学难题的可能途径。答案二地球环境系统即为生物圈，生物圈有五大圈层组成：大气圈 水圈 生物圈 土壤圈 岩石圈 这五大圈层受到人类影响 也就影响了
11、整个地球环境系统例如：大气圈,人类的工业化，是的矿物质燃料使得 co2 so2 等气体大量进入大气中 是的大气吸收的地面的长波辐射增多，形成保温层 这就是我们说的温室效应生物圈：人类的砍伐，屠杀野生动物，造成生态系统的破坏，食物链的断裂或减少，是的生态系统的物质循环，能量流动受到影响 造成灾害 各种生态系统的恢复力减弱 抗破坏力减弱土壤圈：树木的砍伐造成水土流失，人们盲目施肥 造成土壤污染水圈：水的污染就不用说了岩石圈：人类活动的原因 引发酸雨，溶洞腐蚀 ，砍伐造成风沙肆虐 风化现象加剧 而且五大圈层相辅相成，一个受到影响会引发其他的影响，进而造成自然灾害，造成生命财产损失，人类的活动最终的苦
12、果还要人类自己承受。3. 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？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。氧 循环呼吸作用的功能恰如一个“发动机”，维持着细胞的活动，并保证细胞进行各种活动时能提供足够量的可利用的化学能。碳 循环碳是构成生物体和贮藏光能的主要元素，在自然界中以碳水化合物、脂肪、蛋白质等有机体和CO2、碳酸盐等无机体的形式存在，并在大气圈、水圈、生物圈、岩石圈和化石燃料(石油、煤等)等环境因素中进行碳循环，如图 11 所示。光合生物通过光合作用吸收大
13、气中的 CO2 和 H20 形成碳水化合物，同时释放氧气。碳水化合物通过食物链逐级往高的营养级流动，并转换为不同的形式。同时，动物通过呼吸作用吸入 O2 而放出 CO2，生物残体被微生物分解，矿化时也释放出 CO2，这些经过生命系统的 CO2 又重新返回空气中。此外，化石燃料的燃烧，自然界的火山喷发、地震也会将固定的碳元素以 CO2 的形式释放到大气中。另外，CO2 通过扩散作用在大气和水体之间循环，进入水体中的 CO2 会被吸收形成新的碳酸盐岩石，也可以通过死亡动植物的遗骸进入地壳形成化石燃料。碳循环对环境的影响主要表现在大气中的 CO2 含量。大气中 CO2 的体积分数虽然只有 0.035
14、%，但其稳定性，尤其是化石燃料燃烧排放大量的 CO2 对全球气候变化产生了不可忽视的影响。氮循环氮是构成生命物质蛋白质和各种氨基酸的主要元素，也是大气的主要组成成分。虽然大气中自由氮含量占 79，却不能直接被生物利用，只有将氮制造成硝酸盐进入土壤，才能被植物吸收，最终通过食物链进入各类生命体。氮循环主要是在大气、水体、生物和土壤之间进行，如图 12 所示。大气中的氮进入土壤和植物有以下几种方法：人工固氮。人类通过工业手段，将大气中的氮合成氨或铵盐，即合成氮肥，供植物利用；非生物固氮。如雷雨天气的闪电现象而产生的电离作用，能将大气中的氮氧化成硝酸盐，随降雨过程进入土壤，以及火山喷发出的岩浆所固定
15、的氮，植物吸收这些进入土壤的氮；植物固氮。寄生的豆科植物和其他少数高等植物根部的根瘤固氮菌具有固定大气中的氮的能力。氮循环在环境问题中有着十分重要的地位，如缺少蛋白质会造成营养不良，化石燃料燃烧排放的氮氧化物会污染大气，过度使用含氮化肥会污染水体。磷循环天然水中的磷是通过矿石风化侵蚀、淋溶、细菌的同化和异化作用等自然因素引入的。作为人为来源，主要是含于城市污水中的合成洗涤剂含磷组分排入水体。与含氮肥料易从土壤流失进入水体的情况不同，土壤中磷肥的溶解度很小，经水流作用而迁移的能力也很小。图 2-24 所示为水体中磷的各种存在形态和各形态间相互转化的途径。其中悬浮粒子态磷（包括无机的和有机的）大多
16、存在于细菌或动植物残骸的碎屑之中。溶解态磷中的正磷酸盐部分（PO43-、HPO42-、H2PO4-）可作为营养物质被水中藻类多量摄取，所以这种形态的磷具有很大环境意义，且在正常水体中浓度很低（如前所述，这类盐的溶解度也是很小的）。聚合磷酸盐是合成洗涤剂组分之一，其作用是络合水中 Ca2+、Mg2+等离子，使之不以碳酸盐形态沉积下来。水体中聚合磷酸盐的形态主要有 P2O74-、P3O105-、HP3O92-、CaP2O72-等。可溶性有机磷酸物主要有葡萄糖-6-磷酸、2- 磷酸甘油酸、磷肌酸等形态。自然界中的物质由各种化学元素组成。这些物质在生态系统的各个组成部分之间不断进行着循环。其中，碳、氢
17、、氧、氮、磷、硫是自然界中的主要元素，也是构成生命有机体的主要物质。它们在自然界的良性循环，保证了生态系统的稳定性。硫循环硫是氨基酸和蛋白的重要组成成分，它以硫键的形式把蛋白质分子连接起来。硫循环由自然作用和人类活动所推动，主要在大气、海洋和陆地之间进行。自然作用的循环过程是：陆地上，地壳中的硫通过火山喷发和岩石内的硫在风化作用下，以H2S、SO2 或硫酸盐的形式进入大气；海底火山爆发时产生的硫分别逸入大气和溶入海洋；大气、水分和土壤中的硫被植物所吸收，并进入动物体内，当生物残骸被微生物分解时生成 H2S 回到大气；海洋中的生物遗骸腐败后，其储存的硫重新释放到海水中，当海浪飞溅时，硫又进入大气
18、。大气中的硫或硫酸根离子，通过降水、沉降、和地表面吸收等过程回到陆地和海洋，并被植物吸收；地表径流的冲刷使土壤中的硫进入河流、海洋，最终沉积于海底。人类作用的循环过程是：地壳中含硫的化石燃料和金属矿物在人类使用的过程中，通过燃烧和冶炼将硫还原成 H2S 和氧化成 SO2，排入大气，或者随着酸性废水排放到土壤和水体。硫的自然循环过程在没有外界的强烈干预时，在生态系统中基本处于一种稳定和平衡的状态。当人类无制约使用化石燃料时，会向大气排放出大量的 SO2，从而破坏了硫的正常循环，形成严重的环境污染。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
19、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
20、、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
21、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。6. 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汞在环境中的存在形态有金属汞、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
22、转变为甲基汞和二甲基汞。甲基汞脂溶性大，化学性质稳定，容易被鱼类等生物吸收，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，有挥发性，易散逸到大气中，容易被光解为甲烷、乙烷和汞，故大气中二甲基汞存在量很少。在弱酸性水体（pH45）中，二甲基汞也可转化为一甲基汞。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、HO 2、R、RO 2HO 的来源：O 3 的光解：O 3r 2 O+H
23、2O 2HO HNO 2 的光解： HNO2 +r HO +NO H 2O2 的光解： H2O2 +r 2HOHO2 的来源： 主要来自醛特别是甲醛的光解H2CO +r H + HCOH + O2 + M HO2 + MHCO + O2 +M HO2 + CO + M 亚硝酸酯的光解：CH 3ONO +r CH3O + NOCH3O + O2 HO2 + H2CO H 2O2 的光解：H 2O2 +r 2HOHO + H2O2 HO2 + H2OR 的来源：RH + O R + HORH + HO R + H2OCH3的来源：CH 3CHO 的光解 CH 3CHO +r CH 3 + CHO
24、CH3COCH3的光解 CH 3COCH3 +r CH 3 + CH3COCH3O 的来源：甲基亚硝酸酯的光解 CH 3ONO +r CH 3O + NO甲基硝酸酯的光解 CH 3ONO2 +r CH 3O + NO2RO2 的来源：R + O2 RO29.叙述大气中 NO 转化为 NO2 的各种途径。 NO + O 3 NO2 + O2 HO + RH R + H2OR + O2 RO2NO + RO2 NO2 + RORO + O2 RCHO + HO2 （R比 R 少一个 C 原子）NO + HO2 NO2 + HO13.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
25、和 O 发生摘氢反应。RH + HO R + H2ORH + O R + HOR + O2 RO2RO2 + NO RO + NO2RO + O2 RCHO + HO2RO + NO2 RONO2另外：RO 2 + HO2 ROOH + O2ROOH +r 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 CH2CH2OHCH3CH = CH2 CH3CHCH2OH + CH3CH(OH)CH2CH2CH2OH
26、+ O2 CH2(O2)CH2OHCH2(O2)CH2OH + NO CH2(O)CH2OH + NO2 CH2(O)CH2OH CH2O + CH2OHCH2(O)CH2OH + O2 HCOCH2OH + HO2CH2OH + 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
27、） 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。（4） 天气形势的影响。20 什么是大气的三模态？如何识别各种粒子膜？答 （1）依据大气颗粒物按表面积与粒径分布关系得到了三种不同类型的粒度模，并用它来解释大气颗粒物的来源与归宿，即爱根核模，积聚模，粗粒子模。爱根模：Dp0.05M积聚模：0.05Dp2M粗粒子模：Dp2M。第三章 水环 境化学（P195）4.(1) 查表知 pH = 6.5 时, = 1.710CT = 碱度 = 1.61.710 mmol/l = 2.736mmol/l 。设加入的 Na2CO3 为 n mmol/l查表知：当 pH =
28、 8.0 时, = 1.018 CT = CT + n -(1) CT = 碱度 -(2) 碱度= 1.6 +2 n -(3)由 (1)、 （2）和（3）解得：n = 1.07 mmol/l 。（2）加入 NaOH 后 CT 不变LmolT/68.20.17碱 度碱度的增加值就应是加入的 NaOH 的量。A = 碱度 碱度 = 2.688 1.6 = 1.088mmol/l5.解:当 pH = 7.00 时,CO 3-的浓度与 HCO 3-的浓度相比可以忽略,查表 pH = 7.00 时, = 1.224,则HCO 3- = 碱度 = 2.0010 -3mol/l/l。H+ = OH- = 1
29、0-7 mol/l。HCO3 = H+HCO3-/K1 = 1.0010-72.0010-3/(4.5510-7) = 4.4910-4mol/l。CO3- = K2HCO3-/H+ = 4.6910-112.0010-3/(1.0010-7) = 9.3810-7 mol/l。6.解: 查表 pH = 7.5 时, 1 = 1.069, pH = 9.0 时, 2 = 0.9592;CT1 = 碱度 1 = 6.381.069 = 6.82 mmol/lCT2 = 碱度 2 = 0.800.959 = 0.767 mmol/l; LmolCTT /79.32.08.61混 合 后 Lol/5
30、9.320.8.6碱 度查表知 pH = 7.58.1.7碱 度T7.解：由题意知 Fe3+ + Fe(OH)2+ + Fe(OH)2+ = 1.0010-4 mol/l； （1）Fe(OH)2+H+/Fe3+ = 8.910-4 (2)Fe(OH)2+H+2/Fe3+ = 4.910-7 (3)SPWKHFeOFe333查表知 Fe(OH)3 的 KSP = 3.210-38代入(1)得H + = 1.910-3mol/l (pH =2.72)Fe 3+ = 3.2104H+3 = 3.21041.910-33 = 6.2410-5 mol/l；Fe(OH)2+ = 4.910-7Fe3+/
31、H+2 = 4.910-7 KSPH+/ KW3 = 15.6810-31.910-3 = 8.4710-6mol/l；Fe(OH)2+ = 8.910-4Fe3+/H+ = 8.910-4 KSPH+2/ KW3 = 28.48(1.910-3)2 = 2.9210-5mol/l。19.解：Hg 2+ +2H2O = 2H+ + Hg(OH)2 lg K= -6.3 得: K = 10-6.3得 （1）)(0HgK )(10023.6OHg由物料守恒得：Hg 2+ + Hg(OH)20 = 1.010-5 mol/l (2)由电荷守恒得：H + + 2Hg2+ = ClO4- + OH- H
32、g 2+水解体系显酸性,OH -10 -7,与ClO 4-的浓度相比可忽略不计。可得：H + + 2Hg2+ClO 4- = 210-5 （3）（1） 、 （2） 、 （3）联立求解得：H + = 10-4.7；则 pH = -lgH+ = -lg10-4.7 = 4.7。21.解：已知 PbCO3(S) + HT2- = PbT- + HCO3- K = 4.0610-2（1） ；由（1）可得： （2）:23HTCOPbK可 得 KHCOPbT32%9.1025.06.42 332 HKPb） 得 ：由 （25.解：水中的溶解氧为：0.32mg/l,故其 pO2 = 0.32105 Pa天然
33、水的 pE = 20.75 + lg( pO2/1.103105)0.25 H+= 20.75 + lg(0.32105/1.103105)0.25 1.010-7 = 20.75 + (-0.547) = 13.21。氧化还原式：1/2O 2 + 2H+ (10-7mol/l)+ 2e = H2O E0 = 0.815V根据 Nernst 方程式，上述反应可写成： Relg30.xh dnFTE在湖中 H2O 可看作是常量,lg(Red/Ox), 在方程中为 1。069.3.lg0ERTK根 据得：F = 2.303RT/0.059,将 E0 = 0.815 和 F = 2.303RT/0.
34、059 代入 Nernst 方程式得:Eh = E0 0.059/2 = 0.815 0.03 = 0.785V 27.解：（1）SO 42- + 9H+ + 8e = HS- + 4H2O（t） G 0 = 12.6 237.24 + 742.0 = 194.2 ( kj)又 G 0 = 2.303nRT(pE 0) 25.49831.8.23.2nRTpE8924eHSOKlgK = lgHS - lgSO 42- lgH+ 9lge 8又lgK = npE 08 pE0 = lgHS- lgSO 42- + 910.0 + 8pE lgHS - lgSO 42- + 8pE = 84.2
35、5 90 = 56 HS- + SO42- = 1.010-410 当 pEpE 0 时,溶液给出电子的倾向很高。 HS - C 总 = 1.010-4 mol/l。 lgHS - = 4.0 由(1) 得 lgSO42- = 52 + 8 pE。20 当 pEpE 0 时, 溶液接受电子的倾向很强。 SO 42- C 总 = 1.010-4 mol/l。 lgSO 42- = 4.0 由(1) 得 lgHS- = -60 pE。29.解：已知苯并a芘 Kow = 106Koc = 0.63Kow = 0.63106 = 6.3105Kp = Koc0.2(1f)X SOC + fXfOC =
36、 6.30.2(10.7) 0.05 + 0.700.10 = 4.610430.解：已知 Ka = 0, H+ = 10-8.4 Kn = 1.6 Kb = 4.910-7Kh = KaH+ + Kn + KbKw/H+ = 0 + 1.6 + 4.910-710-5.6 = 1.6 (d-1)32.解：Koc = 0.63Kow Kp = Koc0.2(1f)X SOC + fXfOC = 0.633.01050.2(10.70) 0.02 + 0.700.05 = 6.84103PTWCK142.018.60.213PTKh = Kn +w(K AH+ + KBOH-) = 0.05 +
37、 0.42(1.710-8 + 2.610610-6) = 1.14 (d-1)KT = Kh + Kp + KB = 1.14 + 240.02 + 0.2 = 1.82 (d-1)。33.解： 12.021655040 qQL由 Tomas 模型知：L = L0exp-（k 1 + k3）x/u = 22.12exp-(0.94+0.17)6103/4.6103 = 19.14mg/l。LmgC/805269.0查表知: 13时,C 饱和 = 10.60mg/l ； 14时，C 饱和 = 10.37mg/l。由间插法计算 13.6时的 C 饱和 。 （1）10.60(10.6010.37)
38、6/10 = 10.46(2) 10.37+(10.6010.37)4/10 = 10.46D0 = C 饱和 C 0 = 10.468.55 = 1.91(mg/l)D = D0exp(- k2x/u )k 1 L0/(k1+k3-k2)exp- (k1+k3)x/u exp(- k2 x/u ) = 1.91exp-(1.826)/46(0.9422.12)/(0.94+0.171.82)exp-(0.94+0.17)6/46exp(-1.826/46)= 3.7mg/l。第四章 土壤环境化学1.土壤中两个最活跃的组分是土壤胶体和土壤微生物。2.物体表面的分子与该物体内部的分子所处的条件是
39、不相同的。物体内部的分子在各方面都与它相同的分子相接触，受到的吸引力相等；而处于表面的分子所受到的吸引力是不相等的，3. 即合称为双电，决定电位层与液体间的电位差通常叫做热力电位，在一定的胶体系统内它是不变的； 4.在非活动性离子层与液体间的电位差叫电动电位，它的大小视扩散层厚度而定，随扩层厚度增大而增加。5. 由于胶体的比表面和表面能都很大，为减小表面能，胶体具有相互吸引、凝聚的趋势，这就是胶体的凝聚性。 在土壤溶液中，胶体常常带负电荷，即具有负的电动电势，所以胶体微粒又因相同电荷而互相排斥，电动电位越高，胶体微粒呈现出的分散性也越强。 影响土壤凝聚性能的主要因素是土壤胶体的电动电位和扩散层
40、厚度， 在土壤胶体双电层的扩散层中，补偿离子可以和溶液中相同电荷的离子以离子价为依据作等价交换，称为离子交换 土壤是由固体、液体和气体三相共同组成的多相体系， 胶体具有吸附性的原因是什么？物体表面的分子与该物体内部的分子所处的条件是不相同的。物体内部的分子在各方面都与它相同的分子相接触，受到的吸引力相等；而处于表面的分子所受到的吸引力是不相等的，表面分子具有一定的自由能，即表面能。物质的比表面积越大，表面能也越大。吸附性能越强当土壤胶体上吸附的阳离子有一部分为致酸离子，则这种土壤为盐基不饱和土壤。 在土壤交换性阳离子中，盐基离子所占的百分数称为土壤盐基饱和度： 细胞壁对金属离子的固定作用不是植
41、物的一个普遍耐性机制 植物对重金属污染产生耐性由植物的生态学特性、遗传学特性和重金属的物理化学性质等因素所决定， 土壤中污染物主要是通过植物根系根毛细胞的作用积累于植物茎、叶和果实部分。由于该迁移过程受到多种因素的影响，污染物可能停留于细胞膜外或穿过细胞膜进入细胞质。 16. 污染物由土壤向植物体内迁移的方式主要包括被动转移和主动转移两种。 17. 现已证明，MT 是动物及人体最主要的重金属解毒剂。18. 农药在土壤中的迁移主要是通过扩散和质体流动两个过程。在这两个过程中，农药的迁移运动可以蒸汽的和非蒸汽的形式进行。 风速、湍流和相对湿度在造成农药田间的挥发损失中起着重要的作用。生物膜主要是由
42、磷脂双分子层和蛋白质镶嵌组成 一般，脂/水分配系数越大，扩散系数也越大，而容易扩散通过生物膜。 机体的主要蓄积部位是血浆蛋白、脂肪组织和骨骼。 物质在生物作用下经受的化学变化，称为生物转化或代谢。 生物转化、化学转化和光化学转化构成了污染物质在环境中的三大主要转化类型。 酶是一类由细胞制造和分泌的，以蛋白质为主要成分的，具有催化活性的生物催化剂。 在酶催化下发生转化的物质称为底物或基质酶催化作用的三个特点： (1).催化具有专一性 一种酶只能对一种底物或一种底物起催化作用，促进一定的反应，生成一定的代谢产物。 (2).酶催化效率高 一般酶催化反应的速率比化学催化剂高 1071013 倍。(3)
43、. 酶催化需要温和的外界条件 如强酸、强碱、高温等都能使酶催化剂失去活性。 受氢体如果为细胞内的分子氧，就是有氧氧化，而若为非分子氧的化合物就是无氧氧化。 就微生物来说，好氧微生物进行有氧氧化，厌氧微生物进行无氧氧化。环境中污染物质的微生物转化速率，决定于物质的结构特征和微生物本身的特征，同时也与环境条件有关。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效应； 把引起群体的变化，如肿瘤或其他损害的发生率、死亡率等变化称为反应。 把引起群体的变化，如肿瘤或其他损害的发生率、死亡率等变化称为反应。 阈剂量(浓度) 是指在长期暴露毒物下，会引起机
44、体受损害的最低剂量(浓度)。最高允许剂量( 浓度)是指长期暴露在毒物下，不引起机体受损害的最高剂量(浓度) 。第五章 生物体内污染物质的运动过程及毒性1.在试验水中某鱼体从水中吸收有机污染物质 A 的速率常数为 18.76h-1,鱼体消除 A 的速率常数为 2.3810-2h-1；设 A 在鱼体内起始浓度为零，在水中的浓度可视作不变。计算 A 在该鱼体内的浓缩系数及其浓度达到稳态浓度 95%时所需的时间。 （788.2；5.24d）解：A 在鱼体内的起始浓度为零，且在水中的浓度可视为不变，相当于 t时，BCF = Cf/Cw = ka/ke BCF = k a/ke = 18.76/2.3810-2 = 788.2；
