環(huán)境化學課后作業(yè)

1、 第一章一、思考題1 . 什么是地球環(huán)境? 其所及空間范圍包含地球的哪些部分? 什么是環(huán)境要素? 化學物質(zhì)釋入環(huán)境后, 與之相遇并發(fā)生作用的最主要的環(huán)境要素有哪些? 可能發(fā)生的作用又有哪些? 2 . 用文字簡要描述到達地球表面的太陽輻射的狀況。地球表面接收到的太陽能如何在地表和生物圈內(nèi)進一步流動?3 . 由自然因素或人為因素引發(fā)的環(huán)境問題各有哪些特點? 考慮到當前由人為因素引起的環(huán)境污染問題日益嚴重, 是否應該在今后實施極端嚴厲的環(huán)境控制政策? 為什么?4 . 什么是污染物? 什么是沾染物? 兩者間有何區(qū)別? 什么是毒物? 什么是毒劑? 兩者間有何區(qū)別?5 . 消化道中大腸桿菌對人是無害的,

2、但進入水體后, 為何說水被污染了?6 . 空氣中乙烯濃度為1×10 - 9 ( 體積分數(shù)) 時, 對蘭花的干萼有損害作用, 但對極大多數(shù)其他生物無害, 也不觸發(fā)人的嗅覺, 當濃度達到0 .1%時, 對水果有催熟作用; 含2 .7%乙烯的混合空氣有爆炸性。此外, 處于天然成熟過程的水果能釋出乙烯; 內(nèi)燃機排氣中也含乙烯。綜合以上情況, 是否可以斷言乙烯是一種空氣污染物? 根據(jù)是什么?7 . 二氧化碳在人體中是一種正常的代謝產(chǎn)物。如果因控制失當使?jié)撏ё摽諝庵蠧O2 濃度達到20% , 則會引起工作人員中毒身亡的后果。試問這種“毒性”緣何而起? 另外, 對植物來說, 是否可認為超常高濃度

3、的氧氣是一種污染物乃至是一種毒劑?8 . 引起水體、大氣、土壤污染的主要化學物質(zhì)各有哪些?9 . 怎樣理解我們對環(huán)境化學學科所下的定義? 從實用觀點看, 它的主要任務和內(nèi)容有哪些? 其研究方法有何特點?二、計算題1 . 將表1 -2中生物圈內(nèi)各元素的質(zhì)量組成百分數(shù)換算成原子組成百分數(shù)。2 . 甲硫醇(CH3 SH) 在t1 = - 34 .8時的蒸氣壓p1 = 13 .33 kPa , t2 = - 7 .9時的p2 = 53 .32 kPa。求它的正常沸點Tb 值。3 . 求溫度為25時氯仿的飽和蒸氣壓。已知蒸氣壓計算公式p = 133 .3×10( A - B/ T) ( Pa)

4、 , 式中A、B 是由化合物本身性質(zhì)決定的常數(shù), 包括氯仿在內(nèi)的各種化合物的A、B 值可從書后參考資料2中查獲。4 . 已知氣體黏度計算公式=T1 .5/m(T + b)×10 - 6 g/ ( cm·s) , 其中T 為絕對溫度, m 和b 為常數(shù)。又已知CO2的m 和b 值分別為0 .065 和14 .7 , 求其在0時的黏度。( 讀者試設計一個可用以確定m 和b 值的實驗方案)5 . 在25 , pH = 8 .4 的水溶液中, 總氰濃度cT = 10 - 3 mol/ L , 求其中 HCN和CN - 濃度各為多少( 讀者可從3 .6 .4 .1得到計算公式, 并試

5、自查資料以獲得解題所需HCN 離解常數(shù)的數(shù)據(jù)) ?6 . 氯仿的水解反應速率常數(shù)Kh = 7 .13×10 - 10 min - 1 , 求其以年為單位的半衰期。已知氯仿水解屬于一級第二章一、思考題1 . 定性解釋從地面到外逸層底部氣溫隨高度變化的規(guī)律。2 . 地面氣溫比對流層溫度高, 舉出與此相關的三個原因。3 . 何謂“大氣窗戶”? 對于地球長波輻射來說, 是否也如太陽短波輻射一樣存在著“大氣窗戶”?4 . 大氣組分濃度表示法的復雜性表現(xiàn)在哪些方面? 大氣微量組分的常用濃度單位有哪些?5 . 存在于大氣中的水物質(zhì)有哪些方面重要的環(huán)境意義?6 . 試述大氣中顆粒物的來源和歸宿。大氣

6、顆粒物對環(huán)境產(chǎn)生什么不良影響? 為什么大氣中0 .1m 左右的氣溶膠粒子比更小或更大顆粒物更難以消除?7 . 什么是自由基? 它們有何特性? 舉例說明大氣中HO·自由基的產(chǎn)生和消除過程。為何在對流層中不能產(chǎn)生自由氧原子?8 . 森林、沼澤地、海面或都市大氣中分別富有哪些特征性氣體組分? 又發(fā)生哪些主要的大氣化學反應?9 . 什么是空氣污染指數(shù)? 閱讀你所在城市報載的空氣質(zhì)量預報, 并深切理解其中內(nèi)容。10 . 大氣點污染源和非點污染源在排污特點方面有何相異之處? 它們中哪一類較易控制? 舉例說明之。11 . 作為兩種大氣污染源, 燃煤和汽車可分別產(chǎn)生哪些污染物? 它們又分別通過什么化

7、學過程產(chǎn)生?12 . 初生污染物和次生污染物間有何區(qū)別和聯(lián)系? 舉例說明之。13 . 空氣污染物量一般只占大氣總物量很小比例, 為什么往往引起很嚴重污染問題? 一般說來, 大氣污染物對環(huán)境會產(chǎn)生什么不良影響?14 . 污染物釋入大氣后, 它在大氣中的濃度受哪些因素影響?15 . 何謂干沉積速度? 何謂干沉積率? 兩概念間有何區(qū)別和聯(lián)系?16 . 試用文字和公式表述亨利定律的內(nèi)容。在實際運用亨利定律時需注意哪些方面? 污染物在大氣中濕沉積過程與亨利定律間有何聯(lián)系?17 . 為什么SO2 在水中溶解度比N2 或O2 大許多倍? 如何理解像SO2 之類的能形成電解質(zhì)溶液的氣體溶解過程也符合亨利定律?

8、 共存于空氣中的NH3 對SO2 在大氣水中的溶解產(chǎn)生什么影響? 為什么?18 . 詳讀教材2 .6 .3 .3 , 歸納出有關NOx 在水中溶解過程的若干要點。19 . 分子吸收光子后處于激發(fā)態(tài), 此后會有哪幾種可能的退激過程? 結果如何?20 . 什么是光離解反應? 什么是光氧化反應? 兩類反應各有何特點? 分別舉例說明之。21 . 一般說來, 對大氣污染物的防治方法有哪些? 舉例說明這些方法所依據(jù)的原理。二、計算題1 . 0、1 .013×105 Pa 下的空氣密度為多少? 假定空氣中含N2 79% , 含O2 21% , 不計其他組分, 求空氣的平均相對分子質(zhì)量。2 . 已知

9、20時水的飽和蒸汽壓為2337 Pa , 水的摩爾蒸汽熱Hv = 4 .5×104 J/ mol , 求0時水的飽和蒸汽壓。3 . 25和1 .013×105 Pa 條件下收集12 .0 L 空氣樣品并干燥之, 此后精確測得其體積為11 .50 L , 問原空氣樣品中水的質(zhì)量百分含量是多少?4 . 按法規(guī), 對大氣中SO2 的控制濃度為365g/ m3 , 這相當于以10 - 6 ( 體積分數(shù)) 為單位的濃度值是多少(以0和1 .013×105 Pa 條件下計) ?5 . 已知地球半徑為6 .4×103 km, 在距地面20 km40 km 的空間層內(nèi)壓

10、力為1 317 Pa , 溫度為- 20 (平均值) , 存在O3 的總質(zhì)量為2×1015 g , 試計算O3 的以10 - 6 (體積分數(shù)) 為計量單位的平均濃度為多少?6 . 大流量空氣顆粒物采樣器中過濾膜重量為10 .00 g , 經(jīng)過24h 采樣后, 增重至10 .10 g , 在采樣開始和結束時的空氣流速分別為1 .8 m3/ min 和1 .0 m3/ min , 求采樣點空氣中的顆粒物濃度。7 . 在25、1 .013×105 Pa 條件下, 有相對分子質(zhì)量為M、相對密度為( g/ cm3 ) 、體積為b(L) 的某低沸點純試劑, 將其放在容積為V( cm3

11、) 的真空瓶中氣化后再充入空氣, 求由此制得標準試樣的以 10 - 6 ( 體積分數(shù)) 為單位的濃度表達式。8 . 某種顆粒物在大氣中的產(chǎn)生量為200×106 t/ a , 滯留時間為2 d , 求它在大氣中的濃度(已知大氣總質(zhì)量為5 .2×1015 t , 有關滯留時間的定義見3 .2) 。9 . 大氣中HO·自由基的主要發(fā)生反應O( g) + H2 O( g ) 2HO·( g) 是一個二級反應, 在27時的反應速率常數(shù)k = 2 .8×10 - 3 L / (mol·s) , 反應活化能E = 77 kJ/ mol , 應用阿侖

12、尼烏斯公式計算溫度為- 4、高空3 km 處的速率常數(shù)。10 . 某城市可吸入顆粒物的日平均濃度值為0 .182 mg/ m3 , 求其污染分指數(shù)及空氣質(zhì)量等級。11 . 已知燃煤的質(zhì)量百分組成為77 .2%C, 5 .2% H , 1 .2% N , 2 .6% S, 5 .9% O, 7 .9%灰分, 求經(jīng)燃燒后產(chǎn)生煙氣的氣體組成。假定N2 是煙氣中唯一含氮物。12 . 按化學計量, 氣態(tài)的Cx Hy 烴與空氣( 含N2/ O2 的摩爾比設定為3 .76) 混合燃燒, 且假定N2 不參與反應, 問1 mol 燃料完全燃燒需空氣多少摩爾( 用F 表示) ? 生成的煙氣又是多少摩爾( 用M 表

13、示) ? 假定f 用10 - 6 ( 體積分數(shù)) 為單位 是1 mol 燃料經(jīng)過不完全燃燒后燃料的殘余摩爾數(shù), 則煙氣中殘余燃料濃度用10 - 6 ( 體積分數(shù)) 為單位 是F、M、f 的函數(shù), 試寫出的表達式。13 . 某廠鍋爐每小時耗用100 kg 含18%( 質(zhì)量分數(shù)) 不可燃灰分的煤, 產(chǎn)出煤渣16 kg/ h , 其中含燃料成分6%( 質(zhì)量分數(shù)) 。另有從煙道中逸出的煙氣, 內(nèi)中煙塵部分含燃料成分2 .5% (質(zhì)量分數(shù)) , 求每小時排入大氣的煙塵量為多少?14 . 已知溫度為273 K 時空氣的黏度和密度分別為170 g/ ( cm· s ) 和0 .001 3 g/ c

14、m3 , 求粒徑d = 1 m 的細菌類顆粒物在空氣中的沉降速度(顆粒物密度為2 .0 g/ cm3 ) 。15 . 為測定某地區(qū)降塵量, 一名學生取一面積為40 cm2 的敞口燒杯, 放入半杯水并在燒杯口罩上濾片, 放在空地上一個月后蒸去水, 稱量得殘渣量為20 mg , 計算以g/ ( m2 ·a) 為單位的降塵量。16 . 計算25、pH = 8 .0 的H2 SO3 水溶液中, SO2 -3 在S() 總濃度中所占的濃度分數(shù)為多少?17 . 到達地球表面的太陽輻射最短波長為290 nm, 問大氣中SO2 分子在吸收該波長光量子后, 能否引起分子中SO 鍵斷裂? 已知鍵能為5

15、.64×105 J/ mol。第三章一、思考題1 . 為什么水的分子結構特別牢固, 以致在地球環(huán)境條件下長久存在而不分解?2 . 為什么在水分子間能產(chǎn)生氫鍵締合? 在數(shù)值上, 水的氫鍵鍵能比起共價鍵鍵能不足120 倍, 為什么氫鍵的存在會成為水的諸多特異性質(zhì)的決定因素?3 . 水本身化學性質(zhì)穩(wěn)定, 構成自然循環(huán)的過程又大多是物理相變過程, 為什么說水循環(huán)有特殊的環(huán)境意義? 在自然環(huán)境和社會環(huán)境中反復循環(huán)的水為什么特別容易受到污染?4 . 對天然水體作分層研究有何實踐意義?5 . 舉實例闡明研究污染物在水體中存在形態(tài)的實踐意義。6 . 封閉的和開放的碳酸體系有何異同? 有何必要將同一體

16、系分作兩類進行討論和研究?7 . 酸度與pH、堿度與pOH 的概念間有何區(qū)別和聯(lián)系? 在碳酸體系水溶液中, 總酸度、總堿度和總無機碳量三參數(shù)間有何數(shù)值關系?8 . 在天然水水樣( 視作封閉體系) 中, 加入少量下列物質(zhì)時: ( a ) HCl , ( b ) NaOH , ( c ) Na2CO3 ,(d ) NaHCO3 , ( e ) CO2 , ( f) AlCl3 , ( g) Na2SO4 , 其堿度如何變化?9 . 與存在于天然水體中顆粒物相關的水質(zhì)參數(shù)有哪些? 它們各自的意義為何?10 . 查閱有關資料, 概要地敘述海水水樣中鹽度和含氯量的測定方法。11 . 什么是地下水? 試述

17、地下水水質(zhì)特點及形成這些特點的相應環(huán)境條件。12 . 為什么說地下水是一種十分寶貴的水資源? 一般地下水不易發(fā)生污染, 但一旦發(fā)生, 又不如地表水那樣易凈化,為什么?13 . 試述海洋、河流、地下水中主要污染物的種類和來源。14 . 為什么說水質(zhì)僅具有相對意義? 以絕對純水充作飲水,是否對人體健康有益無害?15 . 基層環(huán)境監(jiān)測站的實驗室分析人員應掌握哪些最基本的水環(huán)境污染物分析方法?16 . 什么是有關水質(zhì)的非專一性參數(shù)? 這類參數(shù)的測定與水質(zhì)形態(tài)分析相比較, 各具什么目的? 什么情況下要考慮測定有關水質(zhì)的非專一性參數(shù)? 什么情況下要考慮進行有關水質(zhì)的形態(tài)分析?17 . BOD 測定數(shù)據(jù)在實

18、際應用方面有何意義和局限性? 后來發(fā)展起來的COD 測定參數(shù)是否能完全替代BOD 參數(shù)? 某工業(yè)廢水經(jīng)過光化學氧化處理后, 測得COD 值反而比原廢水高, 試分析其中原因。是否可以認為在某些場合中應用COD 值來衡量水質(zhì)也有其不當之處?18 . 河流底泥中有哪些常見的化學沉積物? 它們是如何形成的?19 . 天然水體中有哪些物質(zhì)通常呈膠體形態(tài)? 親水膠粒和疏水膠粒有何特征性區(qū)別? 決定疏水膠粒表面電荷性質(zhì)(正電或負電)的主要因素有哪些?20 . 外加電解質(zhì)對膠體系統(tǒng)的穩(wěn)定性產(chǎn)生什么影響? 其中的機理是什么? 試解釋加入過量凝結劑或絮凝劑后, 反而達不到預期凝聚目的的原因。21 . 天然水體中發(fā)

19、生的吸附作用有哪幾種類型? 各自的吸附機理為何? 表征吸附平衡的常用等溫線方程有哪兩種類型? 如何設計實驗程序以求得等溫線方程的常數(shù)值。22 . 無機鹽類污染物進入水體后會使水的酸堿性發(fā)生怎樣的變化? 舉例說明之。23 . 分別舉例說明什么是發(fā)生在水體中的直接光分解反應和間接光分解反應。24 . 如何利用有關配合平衡的知識來研究金屬在天然水體中的存在形態(tài)問題? 試舉例說明之。25 . 天然水體中所含腐殖質(zhì)來源何方? 它的主要組分有哪些? 在化學結構方面它有哪些特點? 說明天然水體中腐殖質(zhì)的環(huán)境意義。26 . 表征氧化還原平衡的能斯特方程改用電子活度參數(shù)表述后, 有何應用上的便利? 以表格方式列

20、舉pE和pH 兩概念的類同和相異之點。27 . 如何從氧化還原反應的機理來理解水體中所發(fā)生的這類反應一般都進行得比較緩慢?28 . 各級處理廢水或污水的方法分別適用于去除水中哪一類污染物?二、計算題1 . 體積為Vs 毫升的水樣在用滴定法測定酚酞堿度時, 耗用了摩爾濃度為M 的標準鹽酸Vp 毫升, 求以CaCO3 濃度( mg/ L)為單位的酚酞堿度值表達式。2 . 用0 .02 mol/ L HCl 滴定100 mL 水樣以測定其堿度。酚酞指示劑變色時, 耗用了3 .00 mL HCl , 再滴定至甲基橙指示劑變色時, 又用去12 .00 mL HCl , 求酚酞堿度、總堿度、碳酸鹽堿度和重

21、碳酸鹽堿度的值(以mg/ L CaCO3 計值) 。3 . 總堿度 Alk = 2 .00×10 - 3 mol H+ / L 的25水樣, 其pH = 7 .00 , 試計算水樣中CO2 ( aq) 、 HCO-3 和CO2 -3 濃度值。4 . 對某水源作水樣分析結果如下:項目濃度/ mg ·L - 1項目濃度/ mg· L - 1Ca2 +Mg2 +Na +K +7022142H CO -3SO2 -4Cl -p H18711817( 7 .5 )分別計算水樣的碳酸氫鈣、碳酸氫鎂、硫酸鈣、硫酸鎂諸硬度值(以mol CaCO3 / L為單位) 。5 . 某工業(yè)

22、廢水中含150 mg/ L 乙二醇, 100 mg/ L 苯酚, 40 mg/ L 硫化物( 以S2 - 計) 和125 mg/ L 乙二胺合一水,試計算該廢水的ThOD，ThOC比值。6 . 某水樣的COD 值為252 mg/ L , 如果測定中取水樣量為25 mL , 則需消耗多少毫克K2 Cr2 O7 ?7 . 含95%水分的某湖泊沉積物中加入混凝劑, 經(jīng)沉降后, 上澄液與沉降污泥的體積比為12 , 此時污泥中含水量的百分數(shù)為多少?8 . 球形粒子直徑0 .06 mm, 密度2 .5 g/ cm3 , 20時水的黏度為1 .005×10 - 3 (Pa·s ) , 計

23、算該粒子在水中的沉降速度。9 . 對于含有機物的某天然水樣作活性炭吸附試驗, 每次試驗的水樣量為1 L , 結果如下。試按弗里德里胥方程處理數(shù)據(jù)并求出方程中的常數(shù)值?；钚蕴坑昧? g水相平衡濃度/ mg· L- 1活性炭用量/ g水相平衡濃度/ mg· L - 10 .00 .0010 .0103 .273 .272 .770 .1000 .5001 .861 .3310 . 在地表水中, 由Fe( OH) 3( s) 通過以下反應生成Fe3 + : Fe (OH )3 ( s) + 3H+ Fe3 + + 3H2 O ( K = 9 .1×103 )Fe3 +

24、的水合產(chǎn)物進一步水解產(chǎn)生Fe ( H2 O) 5 OH 2 + 、 Fe ( H2 O) 4 ( OH )2 + 和 Fe2 ( H2 O)8 (OH ) 2 4 + ,各分步反應的平衡常數(shù)分別為8 .9×10 - 4 、5 .5×10 - 4 和1 .6× 103 , 試寫出各水解反應方程并計算pH= 7 .00 的天然水體中這些含鐵組分的濃度。11 . 在含CaF2 (s ) 的中性水溶液中, 計算CaF+ 和CaOH + 離子對的濃度。已知Ksp = Ca2 + F- 2 = 5×10 - 11K1 =CaF + /Ca2 + F - = 10K2

25、 =CaOH + /Ca2 + OH - = 2512 . 氧化還原反應中若發(fā)生一個電子遷移, 問兩個半反應間的標準電極電位值差應有多大才能使全反應在標準狀態(tài)下趨于完全( 設定全反應的反應平衡常數(shù)K > 104 時即可認為反應趨于完全) ?13 . 有半反應1/8NO -3 +5/4H + + e=1/8N H+4 +3/8H2 O , 求其標準電極電位值及 值。14 . 從pH = 7 .4 的水樣中測得Cr( ) = 0 .5nmol/ L , Cr( ) = 0 .3nmol/ L , 求處于平衡狀態(tài)的p E 值和 值。已知鉻的兩種形態(tài)間轉換反應為:CrO2 -4 + 6H+ +

26、3e Cr(OH ) +2 + 2H2 O K = 1066 .115 . 氧氣按下式還原為水:14O2 + H+ + e12H2 O ( = 1 .229V) 。求p E、pH 和po2 三者間的關系式。第四章一、思考題1 . 在自然環(huán)境中, 土壤是如何形成的? 土壤具有哪些基本環(huán)境機能?2 . 土壤的主要組分有哪些, 這些組分是如何形成或產(chǎn)生的? 試對土壤膠體的生物化學結構做一描述。3 . 土壤中的原生礦物和次生礦物間有何區(qū)別? 在決定土壤性質(zhì)方面, 哪一類礦物更為重要? 為什么?4 . 土壤中黏土類礦物(次生鋁硅酸鹽)具有怎樣的化學結構? 具有11 型和21 型結構的黏土礦物間有何不同特

27、性?5 . 土壤中的腐殖質(zhì)是怎樣產(chǎn)生的? 它們具有什么特性和環(huán)境意義?6 . 為什么含氮肥料多作成銨鹽形態(tài)使用? 多量施用NH4 NO3 肥料, 對于翻耕情況良好且富有好氧細菌的土壤的酸度會發(fā)生什么影響?7 . 以下過程對土壤酸堿性分別產(chǎn)生什么影響? ( 1) 植物根部攝取金屬陽離子; (2 ) 以飽和CO2 的水溶液瀝取土壤樣品; (3 ) 土中黃鐵礦氧化。8 . 土壤保留水分的能力和消除污染物的能力由何而生?9 . 什么是同晶置換現(xiàn)象? 土壤中黏土在什么條件下可發(fā)生同晶置換? 其中有什么規(guī)律?10 . 土壤膠粒表面永久性電荷和pH 制約性電荷是如何形成的? 什么是等電點? 土壤膠體系統(tǒng)中哪

28、些組分的荷電性質(zhì)與其等電點有關?11 . 土壤污染物有哪幾類? 比較起來, 在污染程度和后果方面孰輕孰重?12 . 土壤中的黏土礦物通過什么力的作用吸附外來的金屬離子或非極性的有機分子?13 . 影響農(nóng)藥在土壤中被吸附的主要因素有哪些? 弗里德里胥吸附等溫線方程用于土壤吸附農(nóng)藥的場合有何特異之處?14 . 影響農(nóng)藥在土壤中殘留性的主要因素有哪些? 既然農(nóng)藥污染環(huán)境的問題非常突出, 為何農(nóng)民不愿舍棄農(nóng)藥? 在權衡利弊之下, 你認為有哪些途徑可能解決這方面矛盾?15 . 土壤膠體陽離子交換容量(CEC) 的含義是什么? 其值大小與哪些因素有關?16 . 試對汞污染物在土壤和水體中的遷移行為作一比較

29、。17 . 土壤吸附呈陰離子狀態(tài)金屬的機理是什么? 哪些有害金屬的陰離子可通過這種機理被滯留于土壤之中?18 . 不在重金屬之列的鋁有很重要的土壤環(huán)境行為, 查找和閱讀有關資料, 并就此論題寫一份讀書報告。二、計算題1 . 某土壤樣品中有機質(zhì)的元素百分組成為碳58%、氫5%、氧36% , 求有機質(zhì)的最簡化學式。2 . 土壤中200kg NaNO3 經(jīng)反硝化作用脫氮后, 消耗多少摩爾H + 離子?3 . 土壤上方大氣中二氧化碳分壓pCO2 = 33 .4 Pa, 土壤溶液的pH = 8 .5 , t = 25 , 求土壤溶液的總堿度。4 . 土壤空氣中二氧化碳分壓pCO2 = 3×10

30、3 Pa, 求土壤溶液的pH 值。假定不考慮土壤溶液中其他組分對pH 值的影響。5 . 根據(jù)表4 6 中農(nóng)藥樂果(C5 H12 O3 NPS2 相對分子質(zhì)量為299 .26 ) 的蒸氣壓數(shù)據(jù)和水中溶解度數(shù)據(jù), 計算其在液、氣兩相間的分配系數(shù)D 值, 并與表中列出值D = 2 .5×108 比較。6 . 某殺蟲劑在農(nóng)田中一年一度使用的劑量為5 .0 kg/ ha , 已知該農(nóng)藥的半衰期為一年, 且施藥后100%進入農(nóng)田, 求經(jīng)過5 年后田中農(nóng)藥的累積殘留量。7 . 下表給出了有關農(nóng)藥2 , 4 , 5 T( 2 , 4 , 5 三氯苯氧乙酸) 在土壤樣品中的吸附試驗數(shù)據(jù), 以此作出擬合

31、曲線, 確定是朗格繆爾吸附方程還是弗里德里胥吸附方程適用于吸附試驗數(shù)據(jù), 并求出方程參數(shù)。初始濃度/ g/ mL平衡濃度/ g/ mL溶液體積/ mL土樣質(zhì)量/ g5102550115361530701010101010555558 . 考慮土壤組分針鐵礦FeOO H 吸附外來Cu2 + 離子的能力。已知針鐵礦表面總鐵濃度和土壤溶液中總銅濃度皆為10 - 6 mol/ L , pH = 7 .0 ,又假定不存在CuO H 形態(tài)物, 且各有關平衡常數(shù)為:KA1 =FeOH H+ / FeOH+2 pKA1 = 6 .0KA2 =FeO - H + / FeOH pKA2 = 8 .8KSCu =

32、FeOCu + H+ / FeOH Cu2 + pKSCu = - 8 .0求被吸附在FeOOH 之上銅的濃度百分數(shù)。9 . 應用朗格繆爾方程計算森林土壤中鎘的平衡吸附量。已知土壤溶液中鎘的平衡濃度c = 10 - 6 mol/ L , 方程表達式x/m=abc/(1 + ac)中a = 47 .19 L/ mg , b= 0 .002 4 mg/ g( 土壤) 。10 . 一份土壤試樣在含NH+4 溶液中達成平衡, 再用Na + 將NH +4 置換出來后作分析。結果表明, 結合在樣品上的NH +4 總量為33 .8 mmol , 經(jīng)Na+ 置換并干燥后的試樣重87 .2 g , 求該土壤對一

33、價陽離子的交換容量CEC 值(用mmol/ 100g 干試樣作單位) 。11 . 應用表4 9 中有關數(shù)據(jù)計算含10%伊利石和3%腐殖酸的中性土壤的陽離子交換容量CEC 值。12 . 土壤陽離子交換容量CEC 值與土深有關。已知06 cm 表土中可交換Ca2 + 量為1 .13×10 - 2 mol/ kg ,求1ha (108 cm2 ) 表土的Ca2 + 交換容量( kg/ ha )。設定土壤密度為1 .3 g/ cm3 。13 . 已知土壤溶液中有如下兩平衡反應: Al(O H) 3( s) Al3 + + 3OH - Al(O H) 3( s) + H2 O Al (OH )

34、 -4 + H+試用熱力學計算方法求pH 分別為5 和8 時土壤溶液中 Al3 + /Al( OH) -4 的比值。已知Al (OH ) 3( s) 、Al3 + 、Al( OH) -4 的值分別為- 1 144 .3 kJ/ mol、- 481 .8 kJ/ mol 和- 1 302 .5 kJ/ mol。第五章一、思考題1 . 以一個天然水池為生態(tài)系統(tǒng)實例, 通過觀察列舉其中生物和非生物的各種組分, 描述這些組分間是如何互相依賴、互相作用的。2 . 酶在活的生物體中起什么作用? 對種類繁多的酶可作怎樣的分類? 控制酶催化反應速度的因素有哪些? Michaelis- Menten 方程的表達

35、式和含義為何?3 . 在水生生態(tài)系統(tǒng)中細菌是怎樣生活的? 細菌與其他有生命物體及無生命物質(zhì)間存在怎樣的關系?4 . 在利用水體環(huán)境中食物進行好氧呼吸的過程中, 細菌體內(nèi)發(fā)生哪些生化反應? 這些反應間的能量供需關系是怎樣的?5 . 闡述以下各概念之間的區(qū)別和聯(lián)系:BOD5 、BODu 、BOD20 、CBOD、NBOD、IDOD。6 . 試通過推導求得如下關系式:BODu =BOD5/(1 - e - 5 k1)7 . 影響耗氧生化反應速率常數(shù)k1 的主要因素有哪些? 這些因素的變化如何影響k1 值的大小?8 . 地球化學循環(huán)對生物圈維持其功能有何意義? 生物群體對循環(huán)又產(chǎn)生什么影響?9 . 試

36、舉例說明大氣環(huán)境系統(tǒng)中某物質(zhì)的輸入量大于輸出量所引起的環(huán)境后果。10 . 分布在地殼、大氣、水體和生物體內(nèi)的碳分別有哪些主要化學形態(tài)? 其中哪些又是具有較強環(huán)境活性的?11 . 呼吸作用和光合作用在碳循環(huán)和氧循環(huán)中起什么作用?12 . 自然環(huán)境中生產(chǎn)者( 或自養(yǎng)者) 有哪幾類? 它們各自通過何種方式進行生產(chǎn)?13 . 研究微生物的呼吸作用有何環(huán)境方面實際意義? 試全面比較微生物的好氧呼吸過程和厭氧呼吸過程。14 . 影響化學污染物在生態(tài)系統(tǒng)中遷移和分布的主要因素有哪些? 舉例說明之。15 . 用你自己的語言來定義生物攝取、生物蓄積和生物半衰期、生物濃集和生物濃集因子、生物放大、生物轉化、生物降

37、解等概念, 并與書中所作的定義相比較。16 . 有機物的生物氧化反應次序由哪些因素決定? 其中哪一個是主要因素?17 . 解釋: ( 1) 為什么在厭氧條件下的水體中不易產(chǎn)生甲基汞? ( 2 ) 為什么具有低pH 值的水體中容易產(chǎn)生甲基汞?18 . 什么是降解作用? 它有哪些類別? 為什么說微生物降解對有機污染物在環(huán)境中的歸宿有重要意義?有機物分子結構與生物可降解性之間有哪些規(guī)律性的相關關系? 除此之外, 影響生物降解的因素還有哪些?19 . 判斷以下化合物中哪一個最易生物降解: CH3 (CH2 ) 10 CO2 H、(CH3 ) 3 C(CH2 )2 CO2 H、CH3 (CH2 ) 10

38、 CH3和 (CH2 ) 10 CH3 ( 表示苯環(huán)) ?20 . 人工合成有機物通常不如天然有機物容易降解, 為什么? 某化學污染物在大氣中難以發(fā)生生物降解,那么在土壤或水環(huán)境介質(zhì)中是否較易發(fā)生生物降解, 為什么?21 . 生物降解反應大致有哪幾類? 各舉一個書中未載入的例子闡明之。22 . 寫出正辛烷逐步達到徹底降解全過程中的各反應方程式。正辛烷在過程中脫去幾個氫原子? 又產(chǎn)生幾個乙酸分子?23 . 天然水體具有自凈能力的含義是什么? 為什么說溶解氧是河流自凈中最有力的生態(tài)因素之一? 在受納有機物的河水中, 其溶解氧的變化規(guī)律如何? 氧垂曲線的形狀由哪兩個主要因素決定? 簡述曲線形狀變化的

39、內(nèi)含意義。24 . 試由書中(5 -14) 式出發(fā), 推導求得如下計算式:式中tc 表示一條河流從有機物受納點至氧不足極限點間河水流經(jīng)的時間。25 . 何謂環(huán)境毒物? 環(huán)境毒物與環(huán)境污染物兩者間含義上有何異同之處?二、計算題1 . 在有機污染物濃度相當高時, l g 細菌酶通過細菌作用分解污染物的速率極大值vmax = 20 g/ d。當污染物濃度為15 mg/ L , 同樣細菌酶為l g 的條件下, 分解速率為1/2vmax 。求當污染物濃度為5 mg/ L ,細菌酶量為2g時, 污染物被細菌分解的速率。2 . 求算單位質(zhì)量的酶催化生物反應的反應速率為0 .8 vmax 和0 .2 vmax

40、 時所需底物濃度比。3 . 在葡萄糖銨培養(yǎng)基中培養(yǎng)5×105 個大腸桿菌300 min ,對數(shù)增殖期即告終結, 此時菌數(shù)為3 .5×107個。已知平均增代時間為40 min ,求誘導期為多少分鐘?4 .大腸菌最大增殖速率k0 與溫度的關系如下,試利用阿侖尼烏斯關系式k0 = Ae - E/ RT , 通過作圖來確定該系統(tǒng)中的生化反應活化能E。溫度 /t 22 27 32 37 42 k0/ h - 1 0 .34 0 .56 0 .73 1 .05 0 .815 . 廢水水樣在20條件下測得BOD5 = 200 mg/ L , 求BODu 和BOD1 。已知耗氧速率常數(shù)k1

41、 = 0 .23 d - 1 。6 . 有一股20的生活污水, 其耗氧反應速率常數(shù)k1 = 0 .23 d - 1 , 求經(jīng)過3 , 5 , 20 天后水中有機物量的剩余百分數(shù)各為多少?7 . BOD 試驗中得到如下數(shù)據(jù),求BODu ( 用L0 表示) 及生化反應速度常數(shù)k10 ( 其值與式( 5-3) 中k1 值相關, 有k10 = k1/ 2 .3 )。時間t/ dLt ( BOD ,mg/ L)時間t/ dLt (BOD, mg/ L)241016620解題時可用Thomas 斜率法, 有關系式: ( t/Lt ) 1/ 3 = ( 2 .3k10 L0 ) - 1/ 3 +（k102/

42、 3/3 .43L01/ 3）t8 . 試求標準狀態(tài)下(25和1 .013×105 Pa )葡萄糖厭氧發(fā)酵生成1 mol 乙醇時放出多少熱量?9 . 假定水中有機物CH2 O厭氧發(fā)酵產(chǎn)生15 .0 L CH4 ( 以25和正常氣壓條件下計) , 求進行需氧呼吸時,同樣數(shù)量CH2 O被氧化時所需氧量。10 . 在一條被空氣中氧飽和的水溫為25的小河中, 不慎掉入一個包裝10 kg 葡萄糖的布袋, 此后發(fā)生生物降解作用, 引起河水中溶解氧降低。問這些葡萄糖徹底降解引起耗氧量相當于幾升水中的全部飽和溶解氧量?11 . 有一流量為20m3/s 的河流, 河水的BOD = 0 .5 mg/ L

43、。在河旁有相鄰的A 廠和B廠, A 排放BOD =40 mg/ L的污水10 000m3 / d ,B 排放BOD = 25 mg/ L 的污水5 000 m3/ d , 現(xiàn)假定A 廠BOD 排放濃度減半, 則二廠污水與河水完全混合后的BOD 值將降低多少?12 . 人體一次性攝入某重金屬100 mg ,假定生物半衰期為10天,求100 天后機體內(nèi)重金屬殘留量。13 . 為進行某重金屬毒理試驗, 每天喂食小鼠D = 1 .0 mg , 連續(xù)喂給n= 100 d , 若吸收率f = 5% , 生物消除常數(shù)k = 6 .93×10 - 2 d - 1 , 求100 天后該金屬在小鼠體內(nèi)的

44、累積量An 計算公式:（ An = f D（1 - enk/1 - e - k）。第六章一、思考題1 . 名詞解釋( 并闡明同一題中兩概念之間的異同處)(1) 取樣和采樣; (2 ) 樣品和試樣; (3) 直讀式分析儀器和間讀式分析儀器; ( 4) 準確度和精密度; (5 ) 靈敏度和檢測限; (6) 系統(tǒng)誤差和偶然誤差。2 . 簡述環(huán)境分析對象物的特點。在制定分析工作方案時應針對這些特點分別作何考慮?3 . 國家標準分析法中最常用的測定金屬的方法有哪幾種? 測定非金屬或有機物的常用方法又各有哪幾種?4 . 為測定某一環(huán)境質(zhì)量參數(shù)是否應擇先采用國家標準法?為什么?據(jù)你看來,國家標準法可能存在哪

45、些局限性?5 . 對某確定分析對象和分析方法來說, 如果方法的靈敏度不足, 可采用哪些實用的方法予以彌補?6 . 將適配的上下兩事項用直線聯(lián)結起來。水樣組分氟化物 酚 鎘 油脂前處理方法分析方法萃取-原子吸收 蒸餾-離子選擇性電 極萃-取非分散紅外 蒸餾-比色二、計算題1 . 用原子吸收分光光度法測定某水樣中銅的濃度、平行測定四次的結果為0 .1021 m g/ L , 0 .1025 m g/ L ,0 .1019 m g/ L , 0 .1023 m g/ L , 求標準偏差、相對標準偏差以及95%置信度下的置信區(qū)間。2 . 為用分光光度法分析廢水中Fe3 + 而需制作校準曲線, 實測結果

46、為:標準溶液濃度c/ m g· L - 1吸光度A標準溶液濃度c/ m g· L - 1吸光度A0 .51 .02 .00 .1270 .2410 .4583 .04 .00 .6680 .876試求直線回歸方程, 又若測得某實際試樣的吸光度為0 .492 , 試求其中含F(xiàn)e3 + 的濃度為多少?3 . 某實驗室分析人員對含1g/ L吡啶( C5H5N , MW = 79 .1)的去離子水溶液做CODCr值測定, 測得結果CODCr = 36 .4 m g/ L試通過計算求其氧化率(%)。并就CODCr水質(zhì)參數(shù)的特點, 對結果進行討論。第七章一、思考題1 . 對于含硫酸工業(yè)

47、廢水, 擬使用塊狀石灰石中和處理, 問由此是否能達到處理水pH = 6 的排放標準? 為什么?2 . 礦山酸性排水如何形成? 引起什么環(huán)境問題? 對一個廢礦井, 考慮用什么方法可以避免其繼續(xù)產(chǎn)生酸性排水?3 . 水體中氰化物來源何方? 氰化物在水體中有哪些自凈過程? 以堿性氯化法處理含氰廢水為何要分步調(diào)節(jié)pH 值?4 . 全面考慮地表水中氨的危害性有哪些? 說出水體中NH +4 可能通過怎樣的系列過程轉化為N2 。5 . 分析水樣中總氨濃度時, 需先調(diào)高水樣的pH 值至9 .5 , 然后用蒸餾法使氨釋出并吸收于硼酸溶液之中。試問這樣的預處理過程有何意義? 其中的原理是什么?6 . 天然水體在什

48、么情況下會產(chǎn)生H2 S 或NH3 氣體? 為什么H2 S 多發(fā)生于海洋沉積物? NH3 又多發(fā)生于土壤溶液?7 . 湖泊沉積物中硫化物是通過什么過程形成的? 為什么在冬天季節(jié)易在湖底生成黑色硫化物沉積, 在夏天則易生成白色碳酸鈣沉積?8 . 分別闡述CO、NOx 和SO2 在大氣中的主要發(fā)生源和遷移轉化途徑, 寫出有關化學反應方程式。9 . NOx 在哪些方面的環(huán)境化學行為顯示出其比SO2 具有更為廣泛的不良環(huán)境效應?9 . NOx 在哪些方面的環(huán)境化學行為顯示出其比SO2 具有更為廣泛的不良環(huán)境效應?10 . CO、NOx 、SO2 對人體的危害性分別表現(xiàn)在哪些方面? 它們分別對哪些職業(yè)性或

49、非職業(yè)性群體的健康構成威脅?11 . 對煙氣中所含NOx 和SO2 污染物的治理方法有哪些? 為什么含NOx 廢氣的治理多用干法而含SO2廢氣的治理多用濕法? 為什么對這兩類污染物的治理迄今還缺少十分完滿的方法?12 . 為處理汽車排氣所使用的催化劑針對排氣中什么有害組分? 試闡明其中的化學原理。13 . 分析測定空氣樣品中CO、NOx、SO2 濃度的主要方法有哪些? 簡述這些方法的原理。14 . 有關重金屬在水體中的存在形態(tài)方面有何共性? 列舉影響重金屬在水體中遷移的主要因素。15 . 含重金屬廢水的治理方法一般有哪些? 它們的各自特點是什么? 含重金屬廢水的分析方法一般有哪些? 它們的各自

50、特點是什么?16 . 為分析水底沉積物中的汞含量, 可先用王水將試樣中的HgS 溶出, 試問在溶解過程中發(fā)生了哪些化學反應?17 . 環(huán)境中放射性來源于哪些方面? 分別舉例說明之。18 . 放射性活度、輻照量和劑量三者在概念上有何區(qū)別和聯(lián)系? 降低人體外輻照劑量和內(nèi)輻照劑量的途徑有哪些?19 . 多數(shù)放射性核素的射線能量在( 28 ) MeV 范圍間, 而、射線能量大多小于1MeV。相比之下, 為什么射線穿透機體的能力反而小? 一般射線可被皮膚阻擋, 是否由此可以認為射線沒有危險性,為什么?20 . 試述放射性監(jiān)測的目的和內(nèi)容。哪些核素是環(huán)境放射性監(jiān)測的主要對象?21 . 向所在地的市級大醫(yī)院

51、作社會調(diào)查, 了解該院使用醫(yī)用同位素的以下情況: 來源、管理、應用(及與之相關的原理)、防護措施、監(jiān)測方法、劑量控制、廢棄物處理等。二、計算題1 . 有一股含0 .4% NaOH 的工廠廢水, 現(xiàn)考慮加水調(diào)至pH = 9 .0 后稀釋排放, 求稀釋倍數(shù)為多少? 試問這種水處理方法是否可取?2 . 用氯氣處理某工業(yè)含氰廢水。已知水量為10 m3/ d , 含CN - 濃度為500 mg/ L , 為將水中全部氰轉為氮氣, 需用多少氯氣?3 . 據(jù)實驗測定結果, 1 mg 氨氮氧化為NO -2 ,耗氧3 .22 mg ,進一步氧化為NO -3 時, 又耗用1 .11 mg O2 , 試將此結果與理

52、論值相比較。4 . 氨的硝化反應: 在動力學上屬連串反應, 若已知( 1 ) 反應起始t = 0 時, NH3 的濃度計作1 , NO -2 和NO -3 濃度為零; (2 ) 前后兩反應的速率常數(shù)k1 = 1 .47/ d , k2 = 4 .90/ d; ( 3) 兩反應都是一級反應, 求經(jīng)過一天、兩天后, 三者的濃度分別為多少?5 . 以下是由某二級水處理工廠提供的有關含氮廢水處理的數(shù)據(jù)( 其中基氏氮是有機氮和氨氮的總和) 。試確定水處理過程中總氮和有機氮的去除百分數(shù)各為多少?進水濃度/ mg ·L - 1出水濃度/ mg· L - 1進水濃度/ mg· L

53、 - 1出水濃度/ mg· L - 1基氏氮NH340308 .29NO -2NO -004206 . 溫度為25近中性水中含硫總濃度cT = 2 g/ L( 以H2 S 形態(tài)計) , 求水面上方空氣中H2 S 的分壓。已知H2 S的一級電離系數(shù)K1 = 10 - 7 .1 , 亨利常數(shù)KH = 1 .0×10 - 6 mol/ ( L·Pa ) 。7 . 汽車每km行程耗用密度為0 .57 kg/ L的汽油2 .35 L ,該汽油中含鉛0 .5 g/ L , 又行駛時有9 .0%的燃料按以下不完全燃燒反應生成CO: 2C8 H18 + 17O2 16CO + 1

54、8H2 O ,求全年行車19 000 km, 由尾氣泄出鉛和一氧化碳各為多少?8 . 在一個模擬燃燒的研究性反應器中, 含有1 .00 mol CO , 0 .55 molO2 和2 .05 molN2 。求在CO +1/2O2CO2 反應達到平衡時反應器中各組分的摩爾數(shù)。已知上述反應在2 000 K 和1 .013×105 Pa 條件下進行, 反應平衡常數(shù)Kp = 766。9 . 焦炭煉鐵過程中產(chǎn)生CO 和CO2 氣體, 其中反應方程為:Fe3 O4 ( s) + CO( g) =3FeO( s ) + CO2 ( g) , 反應平衡常數(shù)Kp1FeO( s ) + CO( g)=

55、Fe ( s) + CO2 (g ) , 反應平衡常數(shù)Kp2已知Kp1 和Kp2 與溫度間關系式為: ln Kp1 = 4 .411 -(3 731 .4/T) ln Kp2 = - 2 .5857 +(2137/T)求在多高溫度下兩反應平衡常數(shù)相等, 此時煙氣中pCO2 / pCO之比為多少?10 . 在游泳池畔抽煙的管理員會同時吸入有害的CO和Cl2氣體, 并在肺中引發(fā)下列反應而發(fā)生光氣中毒:CO + Cl2 = COCl2 ( 在37體溫下, 反應的自由焓變Go = - 5 .82×104 J/ mol )。假定兩種氣體在肺內(nèi)的分壓pCO = 0 .1Pa , pCl2 = 1

56、0 - 4 Pa , 試通過計算并從熱力學角度來探討中毒的危險程度。已知肺內(nèi)含1×10 - 6 (體積分數(shù)) 光氣即開始產(chǎn)生中毒癥候。11 . 已知大氣中引生NO 的反應N2 + O2 = 2NO , 試用熱力學方法計算此反應產(chǎn)生NO在大氣中的本底濃度。設定反應溫度為25, NO的標準生成自由焓為86 .6 kJ/ mol。12 . 按上題中給出的反應, 計算在pN2 = 0 .9×105 Pa , pO2 = 0 .1×105 Pa 和2 000燃燒條件下,生成NO的平衡濃度.已知作為溫度函數(shù)的反應平衡常數(shù)Kp=21.9exp(- 181542/RT )。13 . 鍋爐燃煤產(chǎn)生NO 的排放率為11 .95 kg/ min (假定無NO2 排放) , 若用煤的熱值為26 MJ/ kg ,又某排放標準規(guī)定NO2 的排放率不得超過260g NO2 /106 kJ , 問為使鍋爐不超標排放, 應將其氮氧化物的排放量削減多少?14 . 燃燒過程中發(fā)生反應N2 + O2 2NO , 已知反應速度由下式給定: d NO/ d t = 7 .07×1013 exp( - 642 000/ T) N2 O2 1/ 2 。在反應溫度T、壓力P和反應時間te 一定的條件下, 求生成最大濃度NO時,