江苏自考环境化学自考真题

名词解释 1、环境污染物：进入环境后使环境的正常组成和性质发生直接或间接有害于人类的变化的物质称为环境污染物。 2、优先污染物：由于化学污染物种类繁多，世界各国都筛选一些毒性强、难降解、残留时间长、在环境中分布广的污染物优先进行控制，称为优先污染物。 3、环境化学效应：在各种环境因素影响下，物质间发生化学反应产生的环境效应即为环境化学效应。 4、环境生物效应：环境因素变化导致生态系统变异而产生的后果即为环境生物效应。 5、污染物转化：是指污染物在环境中通过物理、化学或生物的作用改变存在形态或转变为另一种物质的过程。 6、光化学烟雾：含有氮氧化物和碳氢化合物等一次污染物的大气，在阳光照射下发生光化学反应而产生二次污染物，这种由一次污染物和二次污染物的混合物所形成的烟雾污染现象，称为光化学烟雾。 7、温室效应：大气中的CO2等温室气体吸收了地面辐射出来的红外光，把能量截留于大气之中，从而使大气温度升高，这种现象称为温室效应。 8、光化学反应：分子、原子、自由基或离子吸收光子而发生的化学反应，称为光化学反应。 9、酸性降水：是指通过降水，如雨、雪、雾、冰雹等将大气中的酸性物质迁移到地面的过程。 10、天然水的碱度：是指水中能与强酸发生中和作用的全部物质，亦即能接受质子H+的物质总量。 11、天然水的酸度：是指水中能与强碱发生中和作用的全部物质，亦即放出H+或经过水解能产生H+的物质的总量。 12、专属吸附：是指在吸附过程中，除了化学键的作用外，尚有加强的憎水键和范德华力或氢键在起作用。 13、专属吸附凝聚：胶体颗粒专属吸附异电子的离子化合态，降低表面电位，即产生电中和现象，使颗粒脱稳而凝聚。 14、絮团卷扫絮凝：已经发生凝聚或絮凝的聚集体絮团物，在运动中以其巨大的表面吸附卷带胶体微粒，生成更大絮团，使体系失去稳定而沉降。 15、颗粒层吸附絮凝：水溶液透过颗粒层过滤时，由于颗粒表面的吸附作用，使水中胶体颗粒相互接近而发生凝聚或絮凝。 16、分配系数：非离子性有机物可通过溶解作用分配到土壤有机质中，并经过一定时间达到分配平衡，此时有机物在土壤有机质和水中含量的比值就称为分配系数。 17、标化分配系数：以有机碳为基础表示的分配系数。 18、辛醇-水分配系数：化学物质在辛醇中质量和在水中质量的比例。 19、直接光解：这是化合物本身直接吸收了太阳能而进行分解反应。 20、间接光解：水体中存在的天然物质（如腐殖质等）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。 21、光量子产率：进行光化学反应的光子与吸收总光子数之比，称为光量子产率。 22、生物浓缩因子：有机毒物在生物体内浓度与水中该有机物浓度之比。 23、共代谢：某些有机污染物不能作为微生物的唯一碳源与能源，必须有另外的化合物存在提供微生物碳源或能源时，该有机污染物才能被降解，这种现象称为共代谢。 24、土壤胶体双电层：土壤胶体微粒具有双电层，微粒的内部称微粒核，一般带负电荷，形成一个负离子层（即决定电位离子层），其外部由于电性吸引，而形成一个正离子层（又称反离子层，包括非活动性离子层和扩散层），即合称为双电层。 25、土壤盐基饱和度：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。 26、土壤的代换性酸度：用过量中性盐溶液淋洗土壤，溶液中金属离子与土壤中H+和Al3+发生离子交换作用，而表现出来的酸度，称为代换性酸度。 27、土壤的水解性酸度：用弱酸强碱盐（如醋酸钠）淋洗土壤，溶液中金属离子可以将土壤胶体吸附的H+，Al3+代换出来，同时生成某弱酸（醋酸）。此时，所测定出的该弱酸的酸度称为水解性酸度。 28、主动转运：在需消耗一定的代谢能量下，一些物质可在低浓度侧与膜上高浓度特异性蛋白载体结合，通过生物膜，至高浓度侧解离出原物质。这一转运称为主动转运。 29、胞吞和胞饮：少数物质与膜上某种蛋白质有特殊亲和力，当其与膜接触后，可改变这部分膜的表面张力，引起膜的外包或内陷而被包围进入膜内，固体物质的这一转运称为胞吞，而液态物质的这一转运称为胞饮。 30、血脑屏障：脑毛细血管阻止某些物质(多半是有害的)进入脑循环血的结构. 31、生物富集：是指生物通过非吞食方式，从周围环境（水、土壤、大气）蓄积某种元素或难降解的物质，使其在机体内浓度超过周围环境中浓度的现象。 32、生物放大：是指在同一食物链上的高营养级生物，通过吞食低营养级生物蓄积某种元素或难降解物质，使其在机体内的浓度随营养级数提高而增大的现象。 33、生物积累：就是生物从周围环境（水、土壤、大气）和食物链蓄积某种元素或难降解物质，使其在机体中的浓度超过周围环境中浓度的现象。 34、氮的氨化：所有生物残体中的有机氮化合物，经微生物分解成氨态氮的过程称为氨化。 35、阈剂量：是指在长期暴露毒物下，会引起机体受损害的最低剂量（浓度）。 36、遗传毒物：能够直接损伤DNA或产生其他遗传学效应而使基因和染色体发生改变的外来化学物质称为遗传毒物。 37、环境内分泌干扰物：能干扰肌体天然激素的合成、分泌、转运、结合或清除的各种外源性物质称为环境内分泌干扰物。 38、原子经济性：设计合成方法时，应尽可能使用于生产加工过程的材料都进入最后的产品中。 39、超临界流体：一些物质在超临界条件下，其物理化学性质介于气体和液体之间，兼具有两种状态的特点。 简答题 1、环境污染物的类别及当前世界范围最受关注的环境污染物是什么？12 环境污染物按受污染物影响的环境要素可分为大气污染物、水体污染物、土壤污染物等；按污染物的形态可分为气体污染物、液体污染物和固体废弃物；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。 当前世界范围最关注的环境污染物是化学污染物，主要包括持久性有机污染物，具有致突变、致癌变和致畸变作用的“三致”化学污染物，以及环境内分泌干扰物。 2、简述大气中主要含氮污染物的来源及危害。27 NO和NO2是大气中主要的含氮污染污染物，它们的人为来源主要是燃料的燃烧。如果大气中NO2的浓度较高，会严重危害人类健康和引起植物光合作用的可逆衰减，此外，NOx还是导致大气光化学污染的重要污染物质。 3、简述大气中CO2的来源和危害。33 CO2的来源包括人为来源和自然来源两种，CO2的人为来源主要是来自于矿物燃料的燃烧过程。CO2的天然来源主要包括：海洋脱气、甲烷转化、动植物呼吸，以及腐败作用和燃烧作用。CO2的危害主要是造成温室效应，使近地面大气变暖。 4、简述大气中CH4消除的途径及经历的化学反应。40 甲烷在大气中主要是通过与HO·自由基反应而被消除：CH4+HO·→CH3·+H2O，此外，少量的CH4会扩散进入平流层，与氯原子发生反应：CH4+Cl·→CH3·+HCl，形成的HCl可以通过扩散进入对流层后通过降水而被清除。 5、简述大气中氟氯烃类化合物的来源、危害及消除方式。45 来源：氟氯烃类化合物是指同时含有元素氯和氟的烃类化合物，其中比较重要的是一氟三氯甲烷和二氟二氯甲烷。它们可以用作制冷剂、气溶胶喷雾剂、电子工业的溶剂、制造塑料的泡沫发生剂和消防灭火剂等。大气中的氟氯烃类化合物主要是通过它们的生产和使用过程进入大气的。 消除方式：由人类排放到对流层大气中的氟氯烃类化合物，不易在对流层被去除，在对流层的停留时间较长，它们最可能的消除途径就是扩散进入平流层。 危害：氟氯烃类化合物既可以破坏臭氧层也可以导致温室效应。 6、大气中O3吸光特征是什么？70 O3的解离能较低，相对应的光波长为1180nm。O3在紫外光和可见光范围内均有吸收带。O3对光的吸收光谱由三个带组成，紫外区有两个吸收带，即200-300nm和300-360nm，最强吸收在254nm。O3在可见光范围内也有一个吸收带，波长为440-850nm。 7、大气中SO2的吸光特征是什么？72 SO2的键能为545.1kJ/mol。在它的吸收光谱中呈现出三条吸收带。第一条为340-400nm，于370处有一最强的吸收，但它是一个极弱的吸收区。第二条为240-330nm，是一个较强的吸收区。第三条从240nm开始，随波长下降吸收变得很强，它是一个很强的吸收区。 8、简述大气中卤代甲烷光解的初级过程。73 ①卤代甲烷在近紫外光照射下，其解离方程式为 CH3X+hv→CH3·+X·式中：X—代表Cl，Br,I和F。②如果卤代甲烷中含有一种以上的卤素，则断裂的是最弱的键。③高能量的短波长紫外光照射，可能发生两个键断裂，应断两个最弱键。④即使是最短波长的光，如147nm，三键断裂也不常见。 9、大气中有哪些重要的自由基，其来源如何？74 大气中存在的重要自由基有HO·，HO2·，R·（烷基），RO·（烷氧基）和RO2·（过氧烷基）等。其中以HO·和HO2·更为重要。 ①对于清洁大气而言，臭氧的光解是大气中HO·的重要来源；对于污染大气，如有HNO2和H2O2存在，它们的光解也可产生HO·。大气中HO2·主要来源于醛的光解，尤其是甲醛的光解。任何光解过程重要有H·或HCO·自由基生成，它们都可与空气中的O2结合而导致生成HO2·。 ②大气中存在量最多的烷基是甲基，它的主要来源是乙醛和丙酮的光解；O·和HO·与烃类发生H·摘除反应时也可生成烷基自由基；大气中甲氧基主要来源于甲基亚硝酸酯和甲基硝酸酯的光解；大气中的过氧烷基都是由烷基与空气中的O2结合而形成的。 10、大气中NO转化为NO2有哪些主要途径？写出有关化学反应式。78 NO可通过许多氧化过程氧化成NO2。如O3为氧化剂：NO+O3→NO2+O2；在HO·与烃反应时，HO·可从烃中摘除一个H·而形成烷基自由基，该自由基与大气中的O2结合生成RO2·。RO2具有氧化性，可将NO氧化成NO2：RH+HO·→R·+H2O R·+O2→RO2· NO+RO2·→NO2+RO· 11、简述过氧乙酰基硝酸酯（PAN）的特性及形成过程。79 PAN是由乙酰基与空气中的O2结合而形成过氧乙酰基，然后再与NO2化合生成的化合物： CH3CO·+O2→CH3C(O)OO· CH3C(O)OO·+NO2→CH3C(O)OONO2 反应的主要引发者乙酰基是由乙醛光解而产生的：CH3CHO+hv→CH3CO· 而大气中的乙醛主要来源于乙烷的氧化： 12、有机物反应活性分类的依据是什么？简述理由。97 有机物反应活性表示某种有机物通过反应生成产物的能力。有人提出依据有机物与HO·反应的速率来将有机物的反应活性进行分类。原因是大多数有机物均可与HO·发生反应，并且在光化学反应中HO·是消耗有机物的主要物质。对极易与O3反应的烯烃来说，在照射初期，与HO·反应也同样起主要作用。因此，有机化合物与HO·之间的反应速率常数大体上反映了碳氢化合物的反应活性。 13、简述酸雨形成的主要原因及形成过程经历的化学反应。115 酸雨现象是大气化学过程和大气物理过程的综合效应。酸雨中含有多种无机酸和有机酸，其中绝大部分是硫酸和硝酸，多数情况下以硫酸为主。从污染源排出来的SO2和NOx是形成酸雨的主要起始物，其形成过程为：SO2+[O]→SO3 SO3+H2O→H2SO4 SO2+H2O→H2SO3 H2SO3+[O] →H2SO4 NO+[O] →NO2 2NO2+H2O→HNO3+HNO2 式中[O]为氧化剂。大气中SO2和NOx经过氧化后溶于水形成硫酸、硝酸和亚硝酸，这是造成降水pH降低的主要原因。 14、影响酸雨形成的因素有哪些？117 ①酸性污染物的排放及其转化条件②大气中的NH3。③颗粒物酸度及其缓冲能力。④天气形势的影响。 15、说明臭氧层的作用，写出形成臭氧的反应式。P122 臭氧层对地球上生命的出现、发展以及维持地球上的生态平衡起着重要的作用。由于臭氧层能吸收99%以上的来自太阳的紫外辐射，从而使地球上的生物不会受到紫外辐射的伤害。 平流层中的臭氧来源于平流层中O2的光解：O2+hv（λ≤243nm）→O·+O· O·+O2+M→O3+M 16、什么是大气颗粒物的三模态？说明其与来源的关系。P131-132 Whitby等人依据大气颗粒物按表面积与粒径分布的关系得到了三种不同类型的粒度模，并且用它来解释大气颗粒物的来源与归宿。按这个模型，可把大气颗粒物表示成三种模结构，即Aitken核模（DP＜0.05μm)、积聚模（0.05μm＜DP＜2μm）和粗粒子模（DP＞2μm）。 Aitken核模主要来源于燃烧过程所产生的一次颗粒物，以及气体分子通过化学反应均相成核而生成的二次颗粒物。积聚模主要由核模凝聚或通过热蒸汽冷凝再凝聚而长大。这些颗粒物多为二次污染物，其中硫酸盐占80%以上，它们在大气中不易由扩散或碰撞而去除。以上两种模的颗粒物合成位细粒子。粗粒子模的粒子称为粗粒子，它们多由机械过程所产生的扬尘、液滴蒸发、海盐溅沫、火山灰风沙等一次颗粒物所构成，因而它们的组成与地面土壤十分相近，这些粒子主要靠干沉降和湿沉降过程而去除。 17、何谓富营养化现象？湖泊营养水平的判断标准是什么？169 富营养化是指生物所需的氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等缓流水体，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖，水体溶解氧量下降，鱼类及其他生物大量死亡的现象。 通常使用N/P值的大小来判断湖泊的富营养化状况。当N/P值大于100时，属贫营养湖泊状况。当N/P值小于10时，则认为属富营养状况。 18、简述诱发沉积物中重金属释放的主要因素。178 ①盐浓度升高；②氧化还原条件的变化；③降低Ph；④增加水中配合剂的含量。 19、简述腐殖质的结构特点及在环境中的作用。209 天然水中对水质影响最大的有机物是腐殖质，它是由生物体物质在土壤、水和沉积物中转化而成。腐殖质是有机高分子物质，相对分子质量在300-30000以上。腐殖质在结构上的显著特点是除含有大量苯环外，还含有大量羧基、醇基和酚基。 腐殖质与环境中有机物之间的作用主要涉及吸附效应、溶解效应、对水解反应的催化作用、对微生物过程的影响以及光敏效应和猝灭效应等。但腐殖质与金属离子生产配合物是它们最重要的环境性质之一。 20、简述有机配体对颗粒物吸附重金属的影响。212 ①由于和金属离子生成配合物，或与表面争夺可给吸附位，使吸附受到抑制；②如果配体能形成弱配合物，并且对固体表面亲和力很小，则不致引起吸附量的明显变化；③如果配体能生成强配合物，并同时对表面具有实际的亲和力，则可能增大吸附量。 21、简述有机物在水环境中迁移转化的重要过程。214 有机物污染物在水环境中的迁移转化主要取决于有机污染物本身的性质以及水体的环境条件。有机污染物一般通过吸附作用、挥发作用、水解作用、光解作用、生物富集和生物降解作用等过程进行迁移转化。 22、简述土壤的组成及形成原因。266 土壤是由固态、液态和气态三相共同组成的多相体系。土壤固相包括土壤矿物质和土壤有机质；土壤液相是指土壤中水分及其水溶物；土壤有无数孔隙充满空气，即土壤气相。 土壤矿物质是岩石经物理风化和化学风化形成的；土壤有机质主要来源于动植物和微生物残体；土壤水分主要来自大气降水和灌溉；土壤空气组成与大气基本相似，主要成分都是N2，O2，CO2。 23、简述土壤活性酸度和潜性酸度的差别。275 土壤的活性酸度是土壤中氢离子浓度的直接反应，又称为有效浓度，通常用pH表示。土壤潜性酸度的来源是土壤胶体吸附的可代换性H+和Al3+。当这些离子处于吸附状态时，是不显酸性的，但当它们通过离子交换作用进入土壤溶液之后，即可增加土壤溶液的H+浓度，使土壤pH降低。只有盐基不饱和土壤才有潜性酸度，其大小与土壤代换量和盐基饱和度有关。 土壤活性酸度是土壤酸度的根本起点和现实表现。土壤胶体是H+和Al3+的贮存库，潜性酸度是活性酸度的储备。土壤的潜性酸度往往比活性酸度大得多。 24、简述重金属在土壤—植物体系中迁移的影响因素。280 重金属在土壤-植物体系中的迁移、转化机制非常复杂，影响因素很多，主要有土壤的理化性质，重金属的种类、浓度及在土壤中的存在形态，植物种类、生长发育期，复合污染，施肥等。 25、简述土壤理化性质对重金属在土壤—植物体系中迁移的影响。280 土壤的理化性质主要通过影响重金属在土壤中存在的形态而影响重金属的生物有效性。土壤的理化性质主要包括pH、土壤质地、土壤的氧化还原电位、土壤中有机质含量等。①一般说来土壤pH越低，重金属被解吸得越多，其活动性就越强，从而加大了土壤中的重金属向生物体内迁移的数量。②一般来说，质地黏重的土壤对重金属的吸附力强，降低了重金属的迁移转化能力。③一般来说，在还原条件下，很多重金属易产生难溶性的硫化物，而在氧化条件下，溶解态和交换态含量增加。④土壤中有机质含量影响土壤颗粒对重金属的吸附能力和重金属的存在形态，有机质含量较高的土壤对重金属的吸附能力高于有机质含量低的土壤。 26、DDT在环境中迁移转化的主要途径有哪些？296 DDT在土壤中移动不明显，易被吸附；可通过根系渗入植物体。DDT在土壤中生物降解主要按还原、氧化和脱氯化氢等机理进行；DDT的另一个降解途径是光解。 27、简述林丹在环境中迁移转化的主要途径。297 ①从土壤和空气转入水体②挥发而进入大气③在土壤生物体内积累④植物积累 28、氨进行硝化和反硝化的条件是什么？341 氨在有氧的条件下通过微生物作用，氧化成硝酸盐的过程称为硝化。硝酸盐在通气不良条件下，通过微生物作用而还原的过程称为反硝化。 29、镉在环境中有哪些主要存在形态？397 镉在环境中易形成各种配合物或螯合物。镉污染的另一个特点是价态总是保持在+2价，随着水体氧化还原性和pH的变化，受影响的只是与Cd(Ⅱ)相结合的基团：在氧化性淡水体中，主要以Cd2+形式存在；在海水中主要以CdClx2-x形态存在；当pH＞9时，CdCO3是主要存在形式；而在厌氧的水体环境中，大多都转化为难溶的CdS了。 30、砷在环境中有哪些主要存在形态？401 砷在环境中的重要存在形态有五价无机砷化合物、三价无机砷化合物、一甲基胂酸及其盐、二甲基胂酸及其盐、三甲基胂氧化物、三甲基胂、胂胆碱、砷甜菜碱、砷糖等。 31、简述持久性有机污染物的重要特征。404 ①能在环境中持久地存在；②能蓄积在食物链中对有较高营养等级的生物造成影响；③能够经过长距离迁移到达偏远的极地地区；④在相应环境浓度下会对接触该物质的生物造成有害或有毒效应。 32、简述持久性有机污染物对自然环境和生物体的污染。404 POPs一般都具有毒性，包括致癌性、生殖毒性、神经毒性、内分泌干扰特性等，它严重危害生物体，并且由于其持久性，这种危害一般都会持续一段时间。更为严重的是，一方面POPs具有很强的亲脂憎水性，能够在生物器官的脂肪组织内产生生物积累，沿着食物链逐级放大，从而使在大气、水、土壤中低浓度存在的污染物经过食物链的放大作用，而对处于最高营养级的人类的健康造成沿着的负面影响；另一方面，POPs具有半挥发性，能够在大气环境中长距离迁移并通过所谓的“全球蒸馏效应”和“蚱蜢跳效应”沉积到地球偏远极地地区，从而导致全球范围的污染传播。 33、简述多氯代二苯并二恶英（PCDD）的迁移转化途径。416 ①地表径流及生物体富集是水体中PCDD的重要迁移方式。②光化学分解是PCDD在环境中转化的主要途径。 34、简述多环芳烃（PAH）在环境中的迁移、转化途径