戴樹貴-環(huán)境化學課后習題及答案.doc

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環(huán)境化學思考題與習題及答案 第一章 緒論 作業(yè)習題： l 根據(jù)環(huán)境化學的任務、內(nèi)容和特點以及其發(fā)展動向，你認為怎樣才能學好環(huán)境化學這門課程？ l 環(huán)境污染物有哪些類別？主要的化學污染物有哪些？ 討論習題： l 如何認識現(xiàn)代環(huán)境問題的發(fā)展過程？ 思考題： l 舉例簡述污染物在環(huán)境各圈的遷移轉化過程。 第二章 水環(huán)境化學 作業(yè)習題： l 請推導出封閉和開放體系碳酸平衡中、和的表達式，并討論這兩個體系之間的區(qū)別。 l 請導出總酸度、酸度、無機酸度、總酸度、酚酞酸度和苛性酸度的表達式作為總碳酸量和分布系數(shù)（）的函數(shù)。 l 在一個pH為6.5、堿度為1.6mmol/L的水體中，若加入碳酸鈉使其堿化，問需加多少mmol/L的碳酸鈉才能使水體pH上升至8.0。若用強堿進行堿化，又需要加多少堿？（1.07mmol/L，1.08mmol/L） l 具有2.0010-3mol/L堿度的水，pH為7.00，請計算、、和的濃度各是多少？（＝4.4910-4mol/L、＝2.0010-3mol/L、＝9.3810-7mol/L和＝1.0010-7mol/L） l 若有水A，pH為7.5，其堿度為6.38 mmol/L，水B的pH為9.0，堿度為0.80 mmol/L，若以等體積混合，問混合后的pH值為多少？（pH＝7.58） l 溶解1.0010-4mol/L的于1L具有防止發(fā)生固體沉淀作用所需最小濃度的水中，假定溶液中僅形成和，而沒有形成。請計算平衡時該溶液中、、、和pH。{=6.2410-5mol/L、=2.9210-5mol/L、=8.4710-6mol/L、pH =2.72} l 請敘述天然水中存在哪幾類顆粒物？ l 什么是表面吸附作用、離子交換吸附作用和專屬吸附作用？并說明水合氧化物對金屬離子的專屬吸附和非專屬吸附的區(qū)別。 l 用Langmuir方程描述懸浮物對溶質(zhì)的吸附作用，假設溶液平衡濃度為3.0010-3mol/L，溶液中每克懸浮物固體吸附溶質(zhì)為0.5010-3mol/L，當平衡濃度降至1.0010-3mol/L時，每克吸附劑吸附溶質(zhì)為0.2510-3mol/L，問每克吸附劑可以吸附溶質(zhì)的限量是多少？[1.0010-3mol/(Lg)] l 請敘述水環(huán)境中促成顆粒物絮凝的機理。 l 含鎘廢水通入H2S達到飽和并調(diào)整pH值為8.0，請算出水中剩余鎘離子濃度（已知CdS的溶度積為7.910-27）。（＝6.810-20mol/L） l 已知Fe3+與水反應生成的主要配合物及平衡常數(shù)如下： 請用pc－pH圖表示在純水中的溶解度與pH的關系。 { , , , , } l 已知。溶液中存在、、、和等形態(tài)，且忽略和離子強度效應，求1.010-5mol/L的溶液在25℃時的pH值。（pH＝4.7） l 在pH＝7.00和的介質(zhì)中。HT2-與固體PbCO3（s）平衡，其反應如下： 問作為HT2-形態(tài)占NTA的分數(shù)。（2.99％） l 請敘述有機配體對重金屬遷移的影響。 l 什么是電子活度pE，以及它和pH的區(qū)別。 l 從湖水中取出深層水，其pH＝7.0，含溶解氧濃度為0.32mg/L，請計算pE和Eh。（pE＝13.2，Eh＝0.78V） l 在厭氧消化池中和pH＝7.0的水接觸的氣體含65％的CH4和35％的CO2，請計算pE和Eh。 l 在一個pH為10.0的體系中（25℃），其反應為： 已知其標準自由能值（kJ/mol）：-742.0，：12.6，：-237.2，水溶液中質(zhì)子和電子的值為零。 （1）請給出該體系的pE0。（pE0＝4.25） 如果體系化合物的總濃度為1.010-4mol/L，那么請給出下圖中①、②、③和④和的關系式。（當pEpE0，；當當pEpE0，） l 解釋下列名詞：分配系數(shù)；標化分配系數(shù)；辛醇－水分配系數(shù)；生物濃縮因子；亨利定律常數(shù)；水解速率；直接光解；間接光解；光量子產(chǎn)率；生長物質(zhì)代謝和工代謝。 l 某水體中含有300mg/L的懸浮顆粒物，其中70％為細顆粒（d<50μm），有機碳含量為10％，其余的粗顆粒有機碳含量為5％。已知苯并[a]芘的Kow為106，請計算該有機物的分配系數(shù)。（K＝4.6104） l 一個有毒化合物排入至pH＝8.4，T＝25℃水體中，90％的有毒物質(zhì)被懸浮物所吸著，已知酸性水解速率常數(shù)Ka＝0，堿性催化水解速率常數(shù)Kb＝4.910-7L/(dmol)，中性水解速率常數(shù)Kh＝1.6d-1，請計算化合物的水解速率常數(shù)。 l 某有機污染物排入pH＝8.0，T＝20℃的江水中，該江水中含懸浮顆粒物500mg/L，其有機碳含量為10％。 （1）若該污染物分子量為129，溶解度為611mg/L，飽和蒸汽壓為1.21Pa（20℃），請計算該化合物的亨利定律常數(shù)（），并判斷揮發(fā)速率是受液膜控制或氣膜控制。（KH＝2.610-1，受氣膜控制） （2）假定Kg＝3000cm/h，求該污染物在水深1.5m處揮發(fā)速率常數(shù)（Kv）。（Kv＝0.05d-1） l 某有機污染物溶解在一個含有200mg/L懸浮物、pH＝8.0和T＝20℃的水體中，懸浮物中細顆粒為70％，有機碳含量為5％，粗顆粒有機碳含量為2％，已知此時該污染物的中性水解速率常數(shù)Kh＝0.05d-1，酸性催化水解速率常數(shù)Ka＝1.7L/(mold)，堿性催化水解速率常數(shù)Kb＝2.610-6L/(dmol)，光解速率常數(shù)Kp＝0.02h-1，污染物的辛醇－水分配系數(shù)Kow＝3.0105，并從表中查到生物降解速率常數(shù)KB＝0.20d-1，忽略顆粒物存在對揮發(fā)速率和生物降解速率的影響，求該有機污染物在水體中的總轉化速率常數(shù)。（KT＝1.76d-1） l 某河段流量Q＝2160000m3/d，流速為46km/d，T=13.6℃，耗氧系數(shù)K1＝0.94d-1，復氧系數(shù)K2＝1.82 d-1，BOD沉浮系數(shù)K3＝0.17 d-1，起始斷面排污口排放的廢水約為10104m3/d，廢水中含BOD5500mg/L，溶解氧為0 mg/L，上游河水BOD50 mg/L，溶解氧為8.95 mg/L，求排污口下游6km處河水的BOD5和氧虧值。（BOD5＝20.0mg/L，DO=3.7 mg/L） 討論習題： l 向某一含有碳酸的水體加入重碳酸鹽，問：①總酸度、②總堿度、③無機酸度、④酚酞堿度和⑤酸度，是增加、減少還是不變。 l 請敘述水中主要有機和無機污染物的分布和存在形態(tài)。 l 請敘述氧化物表面吸附配合模型的基本原理以及與溶液中配合反應的區(qū)別。 l 請說明膠體的凝聚和絮凝之間的區(qū)別。 l 請敘述腐殖質(zhì)的分類及其在環(huán)境中的作用。 l 請敘述有機物在水環(huán)境中的遷移、轉化存在哪些重要過程。 l 請敘述有機物水環(huán)境歸趨模式的基本原理。 思考題： l 什么叫優(yōu)先污染物？我國優(yōu)先控制污染物包括哪幾類？ l 請敘述水中顆粒物可以哪些方式進行聚集。 l 有一個垂直湖水，pE隨湖的深度增加將起什么變化？ l 請說明湖泊富營養(yǎng)化預測模型的基本原理。 第三章 大氣環(huán)境化學 作業(yè)習題： l 何謂大氣溫度層結？ l 逆溫現(xiàn)象對大氣中污染物的遷移有什么影響？ l 何謂大氣垂直遞減率和干絕熱垂直遞減率？如何用其判斷大氣穩(wěn)定度？ l 大氣中有哪些重要的吸光物質(zhì)？其吸光特征是什么？ l 大氣中有哪些重要的自由基？其來源如何？ l 敘述大氣中轉化為的各種途徑。 l 大氣中有哪些重要的碳氫化合物？它們可發(fā)生哪些重要的光化學反應？ l 說明光化學煙霧現(xiàn)象，解釋污染物與產(chǎn)物的日變化曲線，并說明光化學煙霧產(chǎn)物的性質(zhì)和特征。 l 說明烴類在光化學煙霧形成過程中的重要作用。 l 何謂有機物的反應活性？如何將有機物按反應活性分類？ l 簡述大氣中氧化的幾種途徑。 l 說明酸雨形成的原因。 l 確定酸雨pH界限的依據(jù)是什么？ l 論述影響酸雨形成的因素。 l 什么是大氣顆粒物的三模態(tài)？如何識別各種粒子模？ l 說明大氣顆粒物的化學組成以及污染物對大氣顆粒物組成的影響。 l 大氣顆粒物中多環(huán)芳烴的種類，存在狀態(tài)以及危害性如何？ l 何謂溫室效應和溫室氣體？ 討論習題： l 影響大氣中污染物遷移的主要因素是什么？ l 太陽的發(fā)射光譜和地面測得的太陽光譜有何不同？為什么？ l 論述液相氧化的重要性，并對各種催化氧化過程進行比較。 l 大氣中有哪些重要含氮化合物？說明它們的天然和人為來源及對環(huán)境的污染。 思考題： l 碳氫化合物參與的光化學反應對各種自由基的形成有什么貢獻？ l 說明臭氧層破壞的原因和機理。 第四章 土壤環(huán)境化學 作業(yè)習題： l 什么是土壤的活性酸度與潛性酸度？試用它們二者的關系討論我國南方土壤酸度偏高的原因。 l 土壤的緩沖作用有哪幾種？舉例說明其作用原理。 l 什么是鹽基飽和度？它對土壤性質(zhì)有何影響？ l 試比較土壤陽、陰離子交換吸附的主要作用原理與特點。 l 比較DDT和林丹在環(huán)境中的遷移、轉化與歸趨的主要途徑，并舉例說明其原理。 討論習題： l 土壤有哪些主要成分？并說明它們對土壤的性質(zhì)與作用有哪些影響？ l 舉例說明影響農(nóng)藥在土壤中進行擴散和質(zhì)體流動的因素有哪些？ 思考題： l 土壤中重金屬向植物體內(nèi)轉移的主要方式及影響因素有哪些？ l 植物對重金屬污染產(chǎn)生耐性作用的主要機制是什么？ 第五章 生物體內(nèi)污染物質(zhì)的運動過程及毒性 作業(yè)習題： l 在試驗水中某魚體從水中吸收有機污染物質(zhì)A的速率常數(shù)為18.76h-1，魚體消除A的速率常數(shù)為2.3910-2h-1；設A在魚體內(nèi)起始濃度為零，在水中的濃度可視作不變。計算A在該魚體內(nèi)的濃縮系數(shù)及其濃度達到穩(wěn)定濃度95％時所需的時間。（788.2，5.24d） l 在通常天然水中微生物降解丙氨酸的過程如下，在其括號內(nèi)填寫有關的化學式和生物轉化途徑名稱，并說明這一轉化過程將對水質(zhì)帶來什么影響。 l 已知氨氮硝化數(shù)學模式適用于某一河段，試從下表中該河段的有關數(shù)據(jù)，寫出這一模式的具體形式。 河段設置的端面 流經(jīng)時間（h） 氨氮濃度（mg/L） 被硝化的氨氮濃度（mg/L） Ⅰ 0 2.86 0 Ⅱ 2.37 2.04 0.63 Ⅲ 8.77 0.15 2.65 l 解釋下列名詞概念： ①被動擴散；②主動轉運；③腸肝循環(huán)；④血腦屏障；⑤半數(shù)有效劑量（濃度）；⑥閾劑量（濃度）；⑦助致癌物；⑧促癌物；⑨酶的可逆和不可逆抑制劑。 討論習題： l 在下列微生物降解烷基叔胺過程的括號內(nèi)，填寫有關的酶名、化學式或轉化途徑名稱。 l 試說明化學物質(zhì)致突變、致癌和抑制酶活性的生物化學作用機理。 l 在水體底泥中有下圖所示反應發(fā)生，填寫圖中和有關光分解反應中所缺的化學式或輔酶簡式。圖中的轉化對汞的毒性有何影響。 思考題： l 比較下列各對化合物中微生物降解的快慢，指出所依據(jù)的定性判別規(guī)律。 l 用查閱到的新資料，說明毒物的聯(lián)合作用。 l 試簡要說明氯乙烯致癌的生化機制和在一定程度上防御致癌的解毒轉化途徑。（提示： 環(huán)氧氯乙烯在氯乙烯致癌機制中起重要作用） 第六章 典型污染物在環(huán)境各圈層中的轉歸與效應 作業(yè)習題： l 砷在環(huán)境中存在的主要化學形態(tài)有哪些？其主要轉化途徑有哪些？ l 為什么Hg2+和在人體內(nèi)能長期滯留？舉例說明它們可形成哪些化合物？ l 簡述多氯聯(lián)苯PCBs在環(huán)境中的主要分布、遷移與轉化規(guī)律。 討論習題： l 表面活性劑有哪些類型？對環(huán)境和人體健康的危害是什么？ l 根據(jù)多環(huán)芳烴形成的基本原理，分析討論多環(huán)芳烴產(chǎn)生與污染的來源有哪些？ 思考題： l 試述PCDD是一具有什么化學結構的化合物？并說明其主要污染來源。 第七章 有害廢物及放射性固體廢物 作業(yè)習題： l 舉例說明有害廢物的判定原則。 l 已知土壤中廢物三氯乙烯的起始濃度為0.005g/cm3，其蒸汽通過土壤的擴散系數(shù)約為0.039cm3/s。試估算在土壤干燥而可忽略土中毛細管作用的傳輸情況下，土內(nèi)三氯乙烯向大氣揮發(fā)的日損失量。（3.3g/cm2） 討論習題： l 放射性核素的半衰期為1620年，試計算：的衰變常數(shù)（）；求此核素100年后剩余的百分數(shù)，那時，它的放射性水平實際上有無變化。（4.2810-4a-1，95.6％） 思考題： l 代表性核工業(yè)中放射性固體廢物的主要類型及其所含的主要核素有哪些？ 思考題、習題答案 第一章緒論 2、根據(jù)環(huán)境化學的任務、內(nèi)容和特點以及發(fā)展動向，你認為怎樣才能學好環(huán)境化學這門課？ 環(huán)境化學是一門研究有害化學物質(zhì)在環(huán)境介質(zhì)中的存在、化學特征、行為和效應及其控制的化學原理和方法的科學。環(huán)境化學以化學物質(zhì)在環(huán)境中出現(xiàn)而引起環(huán)境問題為研究對象，以解決環(huán)境問題為目標的一門新型科學。其內(nèi)容主要涉及：有害物質(zhì)在環(huán)境介質(zhì)中存在的濃度水平和形態(tài)，潛在有害物質(zhì)的來源，他們在個別環(huán)境介質(zhì)中和不同介質(zhì)間的環(huán)境化學行為；有害物質(zhì)對環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)以及人體健康產(chǎn)生效用的機制和風險性；有害物質(zhì)已造成影響的緩解和消除以及防止產(chǎn)生危害的方法和途徑。環(huán)境化學的特點是要從微觀的原子、分子水平上來研究宏觀的環(huán)境現(xiàn)象與變化的化學機制及其防治途徑，其核心是研究化學污染物在環(huán)境中的化學轉化和效應。目前，國界上較為重視元素（尤其是碳、氮、硫和磷）的生物地球化學循環(huán)及其相互偶合的研究；重視化學品安全評價、臭氧層破壞、氣候變暖等全球變化問題。當前我國優(yōu)先考慮的環(huán)境問題中與環(huán)境化學密切相關的是：以有機物污染為主的水質(zhì)污染、以大氣顆粒物和二氧化硫為主的城市空氣污染；工業(yè)有毒有害廢物和城市垃圾對水題和土壤的污染。 3、環(huán)境污染物有哪些類別？主要的化學污染物有哪些？ 按環(huán)境要素可分為：大氣污染物、水體污染物和工業(yè)污染物。 按污染物的形態(tài)可分為：氣態(tài)污染物、液態(tài)污染物和固體污染物； 按污染物的性質(zhì)可分為：化學污染物、物理污染物和生物污染物。 主要化學污染物有： 1.元素:如鉛、鎘、準金屬等。2.無機物：氧化物、一氧化碳、鹵化氫、鹵素化合物等 3.有機化合物及烴類：烷烴、不飽和脂肪烴、芳香烴、PAH等； 4.金屬有機和準金屬有機化合物：如,四乙基鉛、二苯基鉻、二甲基胂酸等； 5.含氧有機化合物：如環(huán)氧乙烷、醚、醛、有機酸、酐、酚等； 6.含氮有機化合物：胺、睛、硝基苯、三硝基甲苯、亞硝胺等； 7.有機鹵化物：四氯化碳、多氯聯(lián)苯、氯代二噁瑛； 8.有機硫化物:硫醇、二甲砜、硫酸二甲酯等； 9.有機磷化合物:磷酸酯化合物、有機磷農(nóng)藥、有機磷軍用毒氣等。 第二章：大氣環(huán)境化學 4.影響大氣中污染物遷移的主要因素是什么? 主要有：（1）空氣的機械運動如風和大氣湍流的影響； （2）天氣和地理地勢的影響；（3）污染源本身的特性。 7.大氣中有哪些重要自由基?其來源如何? 大氣中主要自由基有：HO、HO2、R、RO2 HO的來源：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的來源：① 主要來自醛特別是甲醛的光解 H2CO +ｈr H + HCO H + O2 + M HO2 + M HCO + O2 +M HO2 + CO + M ② 亞硝酸酯的光解：CH3ONO +ｈr CH3O + NO CH3O + O2 HO2 + H2CO ③ H2O2的光解：H2O2 +ｈr 2HO HO + H2O2 HO2 + H2O R的來源：RH + O R + HO RH + HO R + H2O CH3的來源：CH3CHO的光解 CH3CHO +ｈr CH3 + CHO CH3COCH3的光解 CH3COCH3 +ｈr CH3 + CH3CO CH3O的來源：甲基亞硝酸酯的光解 CH3ONO +ｈr CH3O + NO 甲基硝酸酯的光解 CH3ONO2 +ｈr CH3O + NO2 RO2的來源：R + O2 RO2 9.敘述大氣中NO轉化為NO2的各種途徑。 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少一個C原子） NO + HO2 NO2 + HO 13.說明烴類在光化學煙霧形成過程中的重要作用。 烷烴可與大氣中的HO和O發(fā)生摘氫反應。 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 稀烴可與HO發(fā)生加成反應，從而生成帶有羥基的自由基。它可與空氣中的O2結合成相應的過氧自由基，由于它有強氧化性，可將NO氧化成NO2，自身分解為一個醛和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 稀烴還可與O3發(fā)生反應，生成二元自由基，該自由基氧化性強，可氧化NO和SO2等生成相應的醛和酮。光化學反應的鏈引發(fā)反應主要是NO2的光解，而烷烴和稀烴均能使NO轉化為NO2，因此烴類物質(zhì)在光化學反應中占有很重要的地位。 19 答 影響酸雨形成的因素主要有： （1） 酸性污染物的排放及其轉化條件。 （2） 大氣中NH3的含量及其對酸性物質(zhì)的中和性。 （3） 大氣顆粒物的堿度及其緩沖能力。 （4） 天氣形勢的影響。 20 答 （1）依據(jù)大氣顆粒物按表面積與粒徑分布關系得到了三種不同類型的粒度模，并用它來解釋大氣顆粒物的來源與歸宿，即愛根核模，積聚模，粗粒子模。 愛根模：Dp＜0.05μM 積聚模：0.05＜Dp＜2μM 粗粒子模：Dp＞2μM。 第三章 水環(huán)境化學（P195） 4. (1) 查表知pH = 6.5時, α= 1.710 CT = [堿度]α = 1.61.710 mmol/l = 2.736mmol/l 。 設加入的Na2CO3為n mmol/l 查表知：當pH = 8.0時, α` = 1.018 CT ` = CT + n ----------(1) CT `= [堿度]`α` --------(2) [堿度]`= 1.6 +2 n --------(3) 由 (1)、（2）和（3）解得：n = 1.07 mmol/l 。 （2）∵加入NaOH后CT不變 堿度的增加值就應是加入的NaOH的量。 △A = [堿度]` － [堿度] = 2.688 － 1.6 = 1.088mmol/l 5. 解:當pH = 7.00時,CO3-的濃度與 HCO3-的濃度相比可以忽略,查表pH = 7.00時, α= 1.224, 則[HCO3-] = [堿度] = 2.0010-3mol/l/l。 [H+] = [OH-] = 10-7 mol/l。 [HCO3※] = [H+][HCO3-]/K1 = 1.0010-72.0010-3/(4.5510-7) = 4.4910-4mol/l。 [CO3-] = K2[HCO3-]/[H+] = 4.6910-112.0010-3/(1.0010-7) = 9.3810-7 mol/l。 6.解: 查表 pH = 7.5時, α1 = 1.069, pH = 9.0時, α2 = 0.9592; CT1 = [堿度]α1 = 6.381.069 = 6.82 mmol/l CT2 = [堿度]α2 = 0.800.959 = 0.767 mmol/l; 查表知pH = 7.58 7.解：由題意知 [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) 查表知Fe(OH)3的KSP = 3.210-38 代入(1)得[H+] = 1.910-3mol/l (∵pH =2.72) ∴[Fe3+] = 3.2104[H+]3 = 3.21041.910-33 = 6.2410-5 mol/l； [Fe(OH)2+] = 4.910-7[Fe3+]/[H+]2 = 4.910-7 KSP[H+]/ KW3 = 15.6810-31.910-3 = 8.4710-6mol/l； [Fe(OH)2+] = 8.910-4[Fe3+]/[H+] = 8.910-4 KSP[H+]2/ KW3 = 28.48(1.910-3)2 = 2.9210-5mol/l。 19.解：Hg2+ +2H2O = 2H+ + Hg(OH)2 lg K= -6.3 得: K = 10-6..3 得 （1） 由物料守恒得：[Hg2+] + [Hg(OH)20] = 1.010-5 mol/l (2) 由電荷守恒得：[H+] + 2[Hg2+] = [ClO4-] + [OH-] ∵Hg2+水解體系顯酸性,∴[OH-]＜10-7,與[ClO4-]的濃度相比可忽略不計。 可得：[H+] + 2[Hg2+]≈[ClO4-] = 210-5 （3） （1）、（2）、（3）聯(lián)立求解得：[H+] = 10-4.7；則pH = -lg[H+] = -lg10-4.7 = 4.7。 21.解：已知 PbCO3(S) + HT2- = PbT- + HCO3- K = 4.0610-2 （1）；由（1）可得： （2） 25.解：∵水中的溶解氧為：0.32mg/l,故其pO2 = 0.32105 Pa 天然水的pE = 20.75 + lg{( pO2/1.103105)0.25 [H+]} = 20.75 + lg{(0.32105/1.103105)0.25 1.010-7} = 20.75 + (-0.54－7) = 13.21。 氧化還原式：1/2O2 + 2H+ (10-7mol/l)+ 2e－ = H2O E0 = 0.815V 根據(jù)Nernst方程式，上述反應可寫成： 在湖中H2O可看作是常量,lg([Red]/[Ox]),在方程中為1。 得：F = 2.303RT/0.059,將E0 = 0.815和F = 2.303RT/0.059代入Nernst方程式得: Eh = E0 － 0.059/2 = 0.815 － 0.03 = 0.785V 27.解：（1）SO42- + 9H+ + 8e = HS- + 4H2O（t） ∵ ▽G0 = 12.6 － 237.24 + 742.0 = －194.2 ( kj) 又∵ ▽G0 = －2.303nRT(pE0) ∵lgK = lg[HS-] －lg[SO42-] －lg[H+]9－lg[e]8 又∵lgK = npE0 8 pE0 = lg[HS-] －lg[SO42-] + 910.0 + 8pE ∴ lg[HS-] －lg[SO42-] + 8pE = 84.25 － 90 = －56 [HS-] + [SO42-] = 1.010-4 10 當 pE＜＜pE0 時,溶液給出電子的傾向很高。 ∴ [HS-] ≈ C總 = 1.010-4 mol/l。 ∴ lg[HS-] = －4.0 由(1)得lg[SO42-] = 52 + 8 pE。 20當 pE＞＞pE0 時, 溶液接受電子的傾向很強。 ∴ [SO42-] ≈ C總 = 1.010-4 mol/l。 ∴ lg[SO42-] = －4.0 由(1)得lg[HS-] = -60－ pE。 29.解：已知苯并[a]芘 Kow = 106 Koc = 0.63Kow = 0.63106 = 6.3105 Kp = Koc[0.2(1－f)XSOC + fXfOC] = 6.3[0.2(1－0.7)0.05 + 0.700.10] = 4.6104 30.解：已知 Ka = 0, [H+] = 10-8.4 Kn = 1.6 Kb = 4.910-7 Kh = Ka[H+] + Kn + KbKw/[H+] = 0 + 1.6 + 4.910-710-5.6 = 1.6 (d-1) 32.解：Koc = 0.63Kow Kp = Koc[0.2(1－f)XSOC + fXfOC] = 0.633.0105[0.2(1－0.70)0.02 + 0.700.05] = 6.84103 Kh = Kn +αw(KA[H+] + KB[OH-]) = 0.05 + 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： 由Tomas模型知： L = L0exp[-（k1 + k3）x/u] = 22.12exp[-(0.94+0.17)6103/4.6103] = 19.14mg/l。 查表知: 13℃時,C飽和 = 10.60mg/l ； 14℃時，C飽和 = 10.37mg/l。 由間插法計算13.6℃時的C飽和。（1）10.60－(10.60－10.37)6/10 = 10.46 (2) 10.37+(10.60－10.37)4/10 = 10.46 D0 = C飽和－C0 = 10.46－8.55 = 1.91(mg/l) D = D0exp(- k2x/u )－[k1 L0/(k1+k3-k2)][exp{- (k1+k3)x/u}－exp(- k2 x/u )] = 1.91exp{-(1.826)/46}－[(0.9422.12)/(0.94+0.17－1.82)][exp{-(0.94+0.17)6/46}－exp(-1.826/46) = 3.7mg/l。 第五章 生物體內(nèi)污染物質(zhì)的運動過程及毒性 1.在試驗水中某魚體從水中吸收有機污染物質(zhì)A的速率常數(shù)為18.76h-1,魚體消除A的速率常數(shù)為2.3810-2h-1；設A在魚體內(nèi)起始濃度為零，在水中的濃度可視作不變。計算A在該魚體內(nèi)的濃縮系數(shù)及其濃度達到穩(wěn)態(tài)濃度95%時所需的時間。（788.2；5.24d） 解：∵A在魚體內(nèi)的起始濃度為零，且在水中的濃度可視為不變，相當于t→∞時， BCF = Cf/Cw = ka/ke ∴ BCF = ka/ke = 18.76/2.3810-2 = 788.2； 穩(wěn)態(tài)濃度為 得：0.95 = 1－ exp(-2.3810-2t) 0.05 = exp(-2.3810-2t) 兩邊取ln得：-2.996 = - 2.3810-2 t ,解得：t = 125.88(h) = 5.25(d)。 2.(1) CO2 ；(2) CH3COOH ； (3) NH3； (4) CoASH; (5) H2O； (6) CH3COSCoA ； (7) HOOCCH2-COCOOH ； (8) H2O ； (9) CoASH ； (10) CH2COOH ；(11)三羧酸循環(huán)；（12） NO2- ；（13）硝化。 HOCCOOH CH2COOH 1.土壤中兩個最活躍的組分是土壤膠體和土壤微生物。 2.物體表面的分子與該物體內(nèi)部的分子所處的條件是不相同的。物體內(nèi)部的分子在各方面都與它相同的分子相接觸，受到的吸引力相等；而處于表面的分子所受到的吸引力是不相等的， 3. 即合稱為雙電，決定電位層與液體間的電位差通常叫做熱力電位，在一定的膠體系統(tǒng)內(nèi)它是不變的； 4.在非活動性離子層與液體間的電位差叫電動電位，它的大小視擴散層厚度而定，隨擴層厚度增大而增加。 5. 由于膠體的比表面和表面能都很大，為減小表面能，膠體具有相互吸引、凝聚的趨勢，這就是膠體的凝聚性。 6. 在土壤溶液中，膠體常常帶負電荷，即具有負的電動電勢，所以膠體微粒又因相同電荷而互相排斥，電動電位越高，膠體微粒呈現(xiàn)出的分散性也越強。 7. 影響土壤凝聚性能的主要因素是土壤膠體的電動電位和擴散層厚度， 8. 在土壤膠體雙電層的擴散層中，補償離子可以和溶液中相同電荷的離子以離子價為依據(jù)作等價交換，稱為離子交換 9. 土壤是由固體、液體和氣體三相共同組成的多相體系， 10. 膠體具有吸附性的原因是什么？物體表面的分子與該物體內(nèi)部的分子所處的條件是不相同的。物體內(nèi)部的分子在各方面都與它相同的分子相接觸，受到的吸引力相等；而處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。物質(zhì)的比表面積越大，表面能也越大。吸附性能越強 11當土壤膠體上吸附的陽離子有一部分為致酸離子，則這種土壤為鹽基不飽和土壤。 12. 在土壤交換性陽離子中，鹽基離子所占的百分數(shù)稱為土壤鹽基飽和度： 13. 細胞壁對金屬離子的固定作用不是植物的一個普遍耐性機制 14. 植物對重金屬污染產(chǎn)生耐性由植物的生態(tài)學特性、遺傳學特性和重金屬的物理化學性質(zhì)等因素所決定， 15土壤中污染物主要是通過植物根系根毛細胞的作用積累于植物莖、葉和果實部分。由于該遷移過程受到多種因素的影響，污染物可能停留于細胞膜外或穿過細胞膜進入細胞質(zhì)。 16. 污染物由土壤向植物體內(nèi)遷移的方式主要包括被動轉移和主動轉移兩種。 17. 現(xiàn)已證明，MT是動物及人體最主要的重金屬解毒劑。 18. 農(nóng)藥在土壤中的遷移主要是通過擴散和質(zhì)體流動兩個過程。在這兩個過程中，農(nóng)藥的遷移運動可以蒸汽的和非蒸汽的形式進行。 19. 風速、湍流和相對濕度在造成農(nóng)藥田間的揮發(fā)損失中起著重要的作用。 20. 生物膜主要是由磷脂雙分子層和蛋白質(zhì)鑲嵌組成 21. 一般，脂/水分配系數(shù)越大，擴散系數(shù)也越大，而容易擴散通過生物膜。 22. 機體的主要蓄積部位是血漿蛋白、脂肪組織和骨骼。 23. 物質(zhì)在生物作用下經(jīng)受的化學變化，稱為生物轉化或代謝。 24. 生物轉化、化學轉化和光化學轉化構成了污染物質(zhì)在環(huán)境中的三大主要轉化類型。 25. 酶是一類由細胞制造和分泌的，以蛋白質(zhì)為主要成分的，具有催化活性的生物催化劑。 26. 在酶催化下發(fā)生轉化的物質(zhì)稱為底物或基質(zhì) 27酶催化作用的三個特點： (1).催化具有專一性 一種酶只能對一種底物或一種底物起催化作用，促進一定的反應，生成一定的代謝產(chǎn)物。 (2).酶催化效率高 一般酶催化反應的速率比化學催化劑高107—1013倍。 (3).酶催化需要溫和的外界條件 如強酸、強堿、高溫等都能使酶催化劑失去活性。 28. 受氫體如果為細胞內(nèi)的分子氧，就是有氧氧化，而若為非分子氧的化合物就是無氧氧化。 29. 就微生物來說，好氧微生物進行有氧氧化，厭氧微生物進行無氧氧化。 30環(huán)境中污染物質(zhì)的微生物轉化速率，決定于物質(zhì)的結構特征和微生物本身的特征，同時也與環(huán)境條件有關。 31毒理學把毒物劑量(濃度)與引起個體生物學的變化，如腦電、心電、血象、免疫功能、酶活性等的變化稱為效應； 32把引起群體的變化，如腫瘤或其他損害的發(fā)生率、死亡率等變化稱為反應。 33把引起群體的變化，如腫瘤或其他損害的發(fā)生率、死亡率等變化稱為反應。 34閾劑量(濃度)是指在長期暴露毒物下，會引起機體受損害的最低劑量(濃度)。最高允許劑量(濃度)是指長期暴露在毒物下，不引起機體受損害的最高劑量(濃度)。 35.在光化學煙霧形成的反應機制中，終止反應的含義是什么？ 終止反應有：RC(O)O2 + NO2 RC(O)O2NO2 (k=6.89310-2) RC(O)O2NO2 RC(O)O2 + NO2 (k=2.14310-8) 如何理解? 答:終止反應就是使反應機制中的引發(fā)濟失去活性，不再具有進行鏈增長的功能。 在上述反應中：RC(O)O2 + NO2 RC(O)O2NO2，RC(O)O2與NO2結合，失去繼續(xù)進行鏈增長的作用，故屬于終止反應。 而RC(O)O2NO2 RC(O)O2 + NO2 屬于終止反應的逆反應，實際是釋放出可進行鏈增長的活性自由基，但因其反應述率常數(shù)(k=2.14310-8)比終止反應述率常數(shù)(k=6.89310-2)小得多，不會影響正常的終止反應，而又屬于終止反應的逆反應，故總稱為終止反應。 36.試解釋圖2-14光化學煙霧日變化曲線。該煙霧屬于氧化性還是還原性煙霧？ 37.影響污染物在大氣中擴散的主要因素是什么？逆溫現(xiàn)象對大氣中污染物的遷移有什么影響？ P16.2-4行；P18.1-2行。 38.大氣中空氣氣塊的穩(wěn)定性是密度層結和溫度層結共同作用決定的。 39.