环境化学复习

发布 2022-01-10 22:24:28 阅读 6481

考试范围:

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掌握。

同时具有应用环境化学的基本理论去分析、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。

概论。1.谈一谈当今人类面临的环境问题包括哪些(4-5个)?

1)大气污染

主要污染物有悬浮颗粒物、一氧化碳、臭氧、二氧化硫、铅等;

全球有11亿人口生活在空气污染城市中;

世界卫生组织2023年公布的世界十大空气严重污染城市中,我国有七个,太原和北京分别名列第一和第三。全球污染的322大城市中,前十名:太原、米兰、北京、乌鲁木齐、墨西哥、兰州、重庆、济南、石家庄、德黑兰。

2)臭氧层破坏。

2023年9月报道,南极上空臭氧空洞的面2720x104km2,近南极大陆面积的1倍;

臭氧层耗散导致:**癌、白内障、白血病等。

3)全球变暖。

北极海冰区域大约每10年收缩9%, 海平面上世纪平均上升了10到20厘米;

20世纪90年代是自19世纪中期开始温度记录工作以来最温暖的十年,在记录上最热的几年依次是:2023年,20xx年,20xx年,20xx年和2023年。

美国人口仅占全球人口的3%-4而所排放的二氧化碳却占全球排放量的25%以上。美国曾于2023年11月签署了《京都议定书》。但小布什**以“减少温室气体排放将会影响美国经济发展”和“发展中国家也应该承担减排和限排温室气体的义务”为借口,宣布拒绝执行《京都议定书》。

4)酸雨侵袭(so3+h2o→h2so4 so2+hv→so2·)

世界各国皆有不同程度的酸雨侵袭;

我国酸雨覆盖率以国土面积计已近40%,并有半数以上城市受酸雨之害;

5)水体污染与水资源短缺。

在世界范围内已经确定存在于饮水中的有机污染物达1100多种,每年至少有1500万人死于水污染引起疾病;

我国淡水资源总量为2.8万亿立方米, 仅次于巴西、俄罗斯和加拿大,居世界第四位。但人均水量只相当世界人均占有量的1/4, 居世界第110位。

。水质恶化使水资源更趋于紧张。

6)土壤、固体废物污染。

据污染源普查的资料统计,目前全国污染土壤达3 亿亩。

根据09年相关环境资料,对30万公顷基本农田保护区土壤有害重金属抽样监测,其中3.6万公顷土壤重金属超标,超标率:12.1%。

20xx年2月21日,***正式批复《国家重金属污染综合防治“十二五”规划》,这是中国第一个“十二五”专项规划;

7)土地荒漠化。

全球有19.6*108hm2土地正趋于荒漠化,2.5亿人直接受害。我国风蚀与荒漠化的土地面积达33x104hm2,约占我国国土面积的18.2%,每年造成经济损失540亿元;

土地退化导致:沙尘暴健康危害、自然疫源性疾病、水土流失与土壤营养物流失、土壤酸化(酸雨)等;

8)绿色屏障锐减。

世界森林面积每年减少1986×104hm2;

中国森林面积居世界第5位,人均森林面积屈居世界第119位,人均森林面积0.128公顷;

9)物种减少。

大面积砍伐森林、过度捕猎野生动物、工业化和城市化、无控制的旅游、水土气的污染、全球变暖;

10)海洋污染。

污水、垃圾和化工废物等直接流入海洋;

海洋污染造成赤潮频繁发生;

11)人口激增。

2.什么是次生环境问题?

人类活动引起的次生环境问题,也叫第二环境问题,分为环境污染和环境破坏两大类。

3.什么是环境容量?

environmental capacity,特定环境单元在不影响其特定环境功能的情况下,能够容纳污染物的最大量。这里的特定环境功能一般以环境质量标准为依据。

4.北京地区土壤镉的背景值为而农田土壤规定的镉环境质量标准为则该土壤的环境容量为。

生物浓缩因子或富集系数,是表示水体中化合物在水和生物之间的分布,通常用来表示生物对化合物富集的能力; bcf= 生物体内某种物质的平衡浓度(mg/l)/环境中该物质的平衡浓度(mg/l)

half life,污染物进入生物体内后,在代谢和排泄作用下,使污染物在生物体内削减到初始浓度的一半所需要的时间,即生物半衰期。

6.多种化学物质作用于生物机体所产生的联合毒作用分为几种类型?

协同作用(synergism):在环境中同时存在二种以上污染物时,一种污染物的存在会导致另一种污染物的毒性或危害性增加。也称相乘作用。

拮抗作用(antagonism):一种污染物质的毒性能够被另一种物质所抑制,使其效果相互抵消或减弱的现象,称为拮抗作用。大量的实验结果表明,金属间存在着广泛的拮抗作用;

独立作用:指各毒物对机体的入侵途径、作用部位、作用机理等均不相同,因而在其联合作用中各毒物生物学效应彼此无关、互不影响。即独立作用的毒性低于相加作用,但高于其中单项毒物的毒性。

7.环境阈值(threshold value): 是指生物接触毒物后,使机体产生异常生理、生化的或者某种潜在的病理学改变的最小剂量。

从阈值量开始到刚好引起受试验动物死亡的剂量为止,定为毒物的毒性作用带,毒物的毒性作用带越窄,表明毒性就越大;

8.化学元素的生物效应: 对生物体来说,任何物质包括机体需要的大量和微量元素,只有在符合生物生理代谢平衡所需要的适合含量时才是有益的,过量和不足对生物体都会引起危害。

土壤环境化学部分。

一、填空。1. 土壤在湿热气候条件下,原生矿物迅速脱盐基、脱硅,主要形成高岭石。再迸一步脱硅的结果,矿物质彻底分解,造成铁铝氧化物的富集,称为红土化作用。

2. 土壤中的空气主要成分包括n2、o2和co2;当处于还原条件下,土壤空气中还含有少量还原性气体,如ch4、h2s、h2、nh3等。

3. 土壤中两个最活跃的组分是土壤胶体和土壤微生物,它们对污染物在土壤中的迁移、转化有重要作用。

4. 土壤胶体微粒的内部一般带负电荷,形成一个负离子层,其外部由于电性吸引,而形成一个正离子层,合称为双电层。

5. 土壤胶体可变电荷的**?

1)粘粒矿物晶面上oh基中h+的解离; 2)腐殖质上某些官能团的解离; 3)含水氧化铁和水铝石表面分子中oh的解离; 4)含水氧化硅( h2sio3)的解离;

6. 土壤胶体吸附的阳离子,可与土壤溶液中的阳离子以离子价为依据进行等价交换。同价离子中,离子半径越大,水化离子半径就越小,因而具有较强的交换能力。

7. 土壤的可交换性阳离子有两类:一类是致酸离子,包括h+和al3+;另一类是盐基离子。

8. 土壤的潜性酸度往往比活性酸度大得多,土壤的潜性酸度分为代换性酸度和水解酸度;

9. 土壤中主要氧化还原体系包括:铁体系fe(iii)-fe(ii), 锰体系mn(iv)-mn(ii),硫体系so42-, h2s 氮体系no3-(no2-、n2、nh4+),碳体系co2、ch4等。

二、问答题。

1. 何为同晶取代?

同晶取代:当硅酸盐粘土矿物形成时,晶格内的组成离子,常被另一种大小相近、电荷符号相同的离子所取代(al3+~fe3+,si4+, mg2+),取代后的晶体构造并未改变。

2. 土壤胶体的性质有哪些?

土壤胶体具有巨大的比表面和表面能。

土壤胶体的电性:土壤胶体微粒具有双电层,微粒的内部一般带负电荷,形成一个负离子层,其外部由于电性吸引,而形成一个正离子层,合称为双电层。

3. 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。

土壤盐基饱和度=交换性盐基总量/阳离子交换总量。

4. 潜性酸度及其**:土壤潜性酸度是土壤胶体吸附的可代换性h+和al3+的反映。

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值降低。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。

5. 土壤缓冲性能?与哪些性质有关?

是指土壤具有缓和其酸碱度发生激烈变化的能力,它可以保持土壤反应的相对稳定,为植物生长和土壤生物的活动创造比较稳定的生活环境,所以土壤的缓冲性能是土壤的重要性质之一。

土壤溶液的缓冲作用:土壤溶液中含有碳酸、硅酸、磷酸、腐殖酸和其他有机酸等弱酸及其盐类,构成一个良好的缓冲体系,对酸碱具有缓冲作用。碳酸及其钠盐。

当加入盐酸时,碳酸钠与它作用,生成中性盐和碳酸,大大抑制了土壤酸度的提高。na2co3+2hcl=2nacl+ h2co3土壤酸碱性当加大ca(oh)2时,碳酸与它作用,生成溶解度较小的碳酸钙,限制了土壤碱度。h2co3+ca(oh)2= caco3+ 2h2o土壤中的某些有机酸(如氨基酸、胡敏酸等)是两性物质,具有缓冲作用,如氨基酸含氨基和羧基可分别中和酸和碱,从而对酸和碱都具有缓冲能力。

r-ch(nh2)(cooh)+hcl= r-ch(nh3cl)(cooh)r-ch(nh2)(cooh)+naoh= r-ch(nh2)(coona)+ h2o。

土壤胶体的缓冲作用土壤胶体吸附有各种阳离子,其中盐基离子和氢离子能分别对酸和碱起缓冲作用。对酸的缓冲作用(以m代表盐基离子)土壤胶体-m+ hcl=土壤胶体-h+ mcl对碱的缓冲作用土壤胶体-h+ moh=土壤胶体-m+ h2o土壤胶体的数量和盐基代换量越大,土壤的缓冲性能就越强。因此,砂土掺粘土及施用各种有机肥料,都是提高土壤缓冲性能的有效措施。

在代换量相等的条件下,盐基饱和度愈高,土壤对酸的缓冲能力愈大;反之,盐基饱和度愈低,土壤对碱的缓冲能力愈大。

铝离子对碱的缓冲作用:在ph<5的酸性土壤里,土壤溶液中al3+有6个水分子围绕着,当加大碱类使土壤溶液中oh-离子增多时,铝离子周围的6个水分子中有。

一、二个水分子离解出h+,与加人的oh-中和,并发生如下反应:2al(h2o)63++2oh-=al2(oh-)2(h2o)84+ +4h2o水分子离解出来的oh-则留在铝离子周围,这种带有oh-离子的铝离子很不稳定,它们要聚合成更大的离子团,在ph>5.5,铝离子开始形成al(oh)3沉淀,失去缓冲能力。

一般土壤缓冲能力的大小顺序是:腐殖质土》粘土》壤土》砂土。

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