環(huán)境化學習題集

1、1-1、環(huán)境污染：由于人為因素使環(huán)境的構成或狀態(tài)發(fā)生變化，環(huán)境素質或質量下降，從而擾亂和破壞了生態(tài)系統(tǒng)和人們的正常生活和生產條件。具體說，環(huán)境污染是指有害物質對大氣、水質、土壤和動植物的污染，并達到致害的程度，生物界的生態(tài)系統(tǒng)受到不適當?shù)母蓴_和破壞，不可再生資源被濫采濫用，以及因固體廢物、噪聲、振動、惡臭、放射線等造成對環(huán)境的損害。1-2、環(huán)境污染物：進入環(huán)境后使環(huán)境的正常組成和性質發(fā)生直接或間接有害于人類的變化的物質。1-3、環(huán)境效應：自然過程或人類的生產、生活活動會對環(huán)境造成污染和破壞，從而導致環(huán)境系統(tǒng)的結構和功能發(fā)生變化。1-4、造成環(huán)境污染的因素有：物理因素、化學因素和生物因素三個方面

2、，其中以化學因素為主。1-5、環(huán)境化學是研究有害化學物質在環(huán)境介質中的存在、化學特性、行為和效應、及其控制的化學原理和方法的科學。1-6、按人類社會活動不同功能產生的污染物，可分為：工業(yè)污染物、農業(yè)污染物、交通運輸污染物、生活污染物四類，（也叫四種污染源）。1-7、環(huán)境效應按環(huán)境變化的性質可分為：環(huán)境物理效應（如溫室效應、城市熱島效應、電磁輻射、噪聲等），環(huán)境化學效應和環(huán)境生物效應。1-8、污染物在環(huán)境中的遷移主要有：機械遷移、物理-化學遷移和生物遷移三種。1-9、其中物理化學遷移的主要方式有：（無機污染物的）溶解-沉淀、氧化-還原、吸附-解吸、水解、配位（螯合）；（有機污染物的）化學分解、光

3、化學分解、生物降解。1-10生物遷移的形式主要有：吸收、生物積累（生物富集、生物放大）、代謝、生長、死亡。1-11、環(huán)境問題（名詞）：是指包括一切形式的環(huán)境惡化或對生物圈的一切不利影響。2-1、按大氣溫度隨垂直高度的變化情況，一般將大氣層分為四層，按從低到高的順序分別為：對流層、平流層、中間層、熱層，再往上稱為逸散層。2-2、對流層中，大氣溫度正常情況下，高度增加，氣溫下降。2-3、氣溫垂直遞減率：對流層中氣溫T隨高度H的增加而下降，溫度隨高度下降的速率稱為氣溫垂直遞減率，約為-0.65/100m。（或：對流層中，垂直高度每上升100m，氣溫的降低值）。2-4、逆溫層：對流層中，氣溫隨高度的增

4、加而增加的一層稱為逆溫層；等溫層：氣溫不隨高度的變化而變化的一層。）2-5、氣溫的干絕熱減溫率：對一個干燥或未飽和的濕空氣氣塊，在大氣中絕熱每上升100m溫度的降低值。（約為0.98，如氣塊在大氣中下降100m，氣塊升溫 0.98，通常可近似取為1。而這個現(xiàn)象與周圍溫度無關）。2-6、大氣穩(wěn)定度：大氣垂直運動的增強或減弱。大氣穩(wěn)定度取決于氣溫垂直遞減率與氣團干絕熱減溫率的相對大小。2-7、氣溫垂直遞減率小于氣團干絕熱減溫率，即r<rd時，不論由某種氣象因素使大氣作垂直上下運動，它都是力爭恢復到原來狀。大氣的這種狀態(tài)，稱為穩(wěn)定狀態(tài)。2-8、氣溫垂直遞減率大于氣團干絕熱減溫率即r>rd

5、時 不論由某種氣象因素使大氣作垂直上下運動，它的運動趨勢總是遠離平衡，大氣的這種狀態(tài)稱為不穩(wěn)定的狀態(tài)。2-9、氣溫垂直遞減率等到于氣團干絕熱減溫率即r=rd時，氣塊因受外力作用上升或下降，氣塊溫度與外部的大氣溫度始終保持相等，氣塊被推到那里就停在那里。這時的大氣狀態(tài)稱為中性狀態(tài)。2-10、當大氣處于穩(wěn)定狀態(tài)時湍流受到抑制，大氣對污染物的擴散稀釋能力弱；當大氣處于不穩(wěn)定狀態(tài)時，湍流得到充分發(fā)展，擴散稀釋能力增強。2-11、高架源排煙的煙云可有5種擴散類型：翻卷型（波浪型）發(fā)生條件：r 0，rrd，大氣處于不穩(wěn)定狀態(tài)，對流強烈； 錐型發(fā)生條件：r 0，rrd，大氣處于中性或弱不穩(wěn)定狀態(tài)。扇型（長帶

6、型）發(fā)生條件：r 0，rrd，出現(xiàn)逆溫層，大氣處于穩(wěn)定狀態(tài)。屋脊型（上揚型）發(fā)生條件：排放口上方r 0，rrd，大氣處于不穩(wěn)定狀態(tài)；排放口下方r 0，rrd，大氣處于穩(wěn)定狀態(tài)。漫煙型（熏煙型）發(fā)生條件：排放口上方r 0，rrd， 大氣處于穩(wěn)定狀態(tài)；排放口下方r 0，rrd，大氣處于不穩(wěn)定狀態(tài)。2-12、城市熱島效應：城市內大量人工構筑的混凝土路面、各種建筑墻面等，改變了下墊面的熱屬性，這些人工構筑物吸熱快而熱容量小，在相同的太陽輻射條件下，它們比自然下墊面（綠地、水面等）升溫快，因而其表面的溫度明顯高于自然下墊面。其次城市中機動車輛多交通擁擠，加上工業(yè)生產以及大量的人群活動，產生了大量的氮氧化

7、物、二氧化碳、粉塵等，這些物質可以大量地吸收環(huán)境中熱輻射的能量，產生眾所周知的溫室效應，引起城市大氣的進一步升溫。 第三、城市人工熱源較多，工廠、機動車、居民生活等，燃燒各種燃料、消耗大量能源，都會向大氣排放廢熱。由于上述原因，使得城市氣溫明顯高于周圍郊區(qū)氣溫。2-13、光化學第一定律或格羅塞斯德雷珀（GrothousDraper）定律：“只有被體系吸收的光，對發(fā)生光化學反應才是有效的。”2-14、光化學第二定律或斯塔克愛因斯坦（StarkEinstein）定律：“在光化學反應的初級過程中，體系每吸收一個光子，只能活化一個分子（或原子）?！?-15、根據(jù)光化學第二定律，吸收1mol光子能活化1

8、mol分子。1mol光子的能量稱為1愛因斯坦（E）。當波長的單位用nm時,1mol光子的能量E1.196×105/ kJ/mol。2-16、在光化學反應中，只有當分子吸收的光能超過化學鍵能時，才有可能使化學鍵斷裂而發(fā)生解離反應。已知化學鍵的鍵能，根據(jù)式：E N0h N0hc/可以計算對應的光的波長，只有當體系吸收的光的波長小于等于該值時，才可能使該化學鍵斷裂，這一波長稱為該化學鍵的斷裂波長。2-17、O3 主要分布于高度為1560km之間的大氣層中，在1535km的范圍內濃度最高，其濃度分布由下列四個反應控制：O2 h O OO O2 M O3 MO3 h O2 OO O3 2O22

9、-18、在50km以下，O3起著重要的吸光作用，對太陽輻射的200300nm的紫外線的強烈吸收。O3吸收紫外輻射后發(fā)生離解反應。O3 h O2 OO3主要吸收來自太陽波長小于290nm的紫外光，對于波長大于290nm的光吸收較弱，因此波長大于290nm的紫外光有可能透過臭氧層進入對流層并輻射到地面。2-19、一次污染物（原生污染物）：由污染源直接排放出的污染物； 二次污染物（次生污染物）：由一次污染物經過某些化學變化后的產物。2-20光化學煙霧：經研究表明光化學煙霧是由汽車尾氣排放物和燃燒石油引起的。隨著工業(yè)的發(fā)展和汽車使用量的增加，光化學煙霧已成為工業(yè)發(fā)達國家嚴重的空氣污染問題。美國生物有機

10、化學家HaggenSmit認為：光化學煙霧是由烴類化合物和氮氧化物，在光照條件下發(fā)生光化學反應后的反應物和產物的混合物，屬于大氣中的二次污染物。其特征是具有強烈的刺激性，白色煙霧，有時帶紫色或黃褐色，可使大氣能見度降低，具有強烈的氧化性，導致某些物質損壞，如橡膠龜裂、植物葉片變白面枯萎，使人的眼睛紅澀疼痛，刺激人的喉嚨，并損害人的肺部功能。2-21：光化學煙霧的形成機理（文字敘述）（l）NO向NO2轉化是產生“光化學煙霧”的關鍵：空氣中痕量的NO2來源于燃料燃燒，低層大氣中一旦NO2出現(xiàn)，在光化學作用下，NO2發(fā)生光解反應產生O3，NO和O3作用又產生是NO2，而低層大氣中O3主要是由NO2的

11、光解產生。因此，大氣中NO2、O3和NO之間的反應形成了循環(huán)。此反應前已述及，但如果天氣中僅僅發(fā)生氮氧化物的光化學反應，尚不致產生光化學煙霧，主要是受下面因素決定的。（2）碳氫化合物是產生“光化學煙霧”的主要成分：在氮氧化物，空氣體系的光化學反應中，要使O3在空氣中能不斷積累，必然存在著能使NO向NO2轉化而不消耗O3，從而使NO2濃度不斷提高的因素。觀測和實驗發(fā)現(xiàn)，被污染的大氣中有碳氫化合物出現(xiàn)時，出現(xiàn)自由基的轉化和增殖，生成大量新的自由基，如HO、R、RO、RO2、RCO、RC（O）O2等，使得污染大氣中的NO能快速地向NO2轉化而不消耗O3，使O3的濃度大大增加，進而形成一系列的帶有氧化

12、性、刺激性的中間產物和最終產物，從而導致光化學煙霧的生成。光化學煙霧形成的機理（反應式表示）光化學煙霧的形成是由NO2的光解反應開始的。NO2 + hv NO + O（O + O2 + M O3 + M O3 +NO NO2 +O2）醛的光解反應也產生自由基：RCHO+ hv RCO + H空氣中碳氫化合物的存在引起自由基的轉化和增殖：RHORHORHHO RH2OHO 2HO2RO 2RO2RCOO 2RC（O）OO產生的自由基將NO氧化為NO2：NOHO2NO2HONORO2NO2ROROO2HO2RCHONORC（O）O2NO2RC（O）ORC（O）OCO2R而生成的NO2進一步光解產生

13、原子O，O與O2結合生成O3，造成O3的積累。NO2與自由基結合生成PAN，硝酸等。2-22、大氣中二氧化硫的氧化方式有：光化學氧化、液相氧化、多相催化氧化三種形式。2-23、硫酸煙霧型：硫酸煙霧型污染又稱煤煙型污染。它主要是由于燃煤而排放的SO2、顆粒物以及由SO2氧化形成的硫酸霧、 硫酸鹽顆粒物造成的大氣污染。屬于還原型煙霧。而光化學煙霧屬于氧化型煙霧。2-24、酸雨：凡pH小于5.6的大氣降水，統(tǒng)稱為酸雨。包括雨、雪、濕塵降等。定義的依據(jù)：大氣中CO2的背景濃度為330ml/m3,如果大氣中沒有其他污染物，CO2溶于降水中，達到飽和，H2CO3的可參照開放體系，根據(jù)亨利定律計算，然后根據(jù)

14、碳酸的電離平衡常數(shù)計算H2-25、酸雨形成的原因、危害及防止酸雨的對策酸雨現(xiàn)象是大氣化學過程和大氣物理過程的綜合效應。酸雨中含有多種無機酸和有機酸，其中大部分是硫酸和硝酸，多數(shù)情況下以硫酸為主。從污染源排放出的二氧化硫和氮氧化物是形成酸雨的起始物。SO2+OSO3 SO3+H2OH2SO4SO2+H2OH2SO3 H2SO3+OH2SO4NO+ONO2 NO2+H2OHNO2+HNO3O代表各種氧化劑，如臭氧，各種自由基，過氧化物等。酸雨對環(huán)境的影響是嚴重的，使土壤酸化，植物營養(yǎng)物質容易流失，使土壤貧脊化（土壤肥力降低）；地表水酸化，水體中的重金屬含量增加，破壞水體生態(tài)平衡；植物生長受到損壞，

15、造成大片森林死亡；對文化古跡、建筑物具有腐蝕作用。對策：主要從調整能源結構，大力開發(fā)利用水能、核能、太陽能等清潔能源，減少化石燃料的燃燒，減少二氧化硫和氮氧化物的排放。改革改進燃燒技術，提高生產效率，減少能源消耗。加強管理2-26、溫室效應太陽輻射的能量，大部分集中于波長較短的可見光波段，它可以自由地穿過大氣層，并為地面所吸收。但地面變熱后再發(fā)出的輻射，能量都集中在波長較長的紅外線波段，而這些紅外輻射，卻很容易被大氣層中的二氧化碳、甲烷和水蒸汽等吸收。大氣層吸收了地面發(fā)射出的輻射能后，溫度自然會上升。溫度上升的結果使大氣層本身也發(fā)放出強烈的熱輻射，這些射向四面八方的熱輻射，一部分固然會射向太空

16、，但另一部分卻返回地面，稱為逆向輻射，造成地面所感受的總輻射將較大氣層中不存在二氧化碳、甲烷等時為多。大氣中二氧化碳、甲烷等氣體含量越多，大氣吸收和逆向輻射的能量越多，造成大氣和地球表面的“均衡溫度”自然上升，直至發(fā)生的輻射能量再次與入射的能量相等為止。這種增溫的效果就是通常所說的“溫室效應”。能引起溫室效應的氣體叫溫室氣體。大氣層中二氧化碳、甲烷、水蒸汽等溫室氣體的存在，是造成 “溫室效應”的直接原因。溫室效應的危害：由于CO2等溫室氣體引起的“溫室效應”使氣溫上升，最近有報告提出每l0年地球氣溫至少要上升0.3-0.80C，相應全球海平面由于兩極冰雪的融化，在今后5O年將上升20-150c

17、m，果真如此的話，世界一些沿海平原、低地、域市將受到威脅?！皽厥倚边€會引起地球生態(tài)系統(tǒng)變化。 目前盡管對溫室效應的看法并不一致，但由于能源需要的增加，大氣中CO2，含量明顯上升，CO2對全球氣候的影響是一個需要重視的問題。對策：1、技術措施：能源結構調整、產業(yè)結構調整，開發(fā)清潔能源，減少能源消耗等；加強CO2的回收利用。2、增加綠色植被，加大CO2的消耗。3、管理措施。4、加強國際合作，減少溫室氣體的排放。2-27試述臭氧的環(huán)境效應：大氣中臭氧的環(huán)境效應要分兩個方面來論述，一是近地表大氣層中的臭氧主要來自人為排放和在光化學煙霧的形成過程中產生，是光化學煙霧的主要產物之一。臭氧具有強氧化性，

18、低層大氣中臭氧濃度過高時，可對人類和動物造成危害。其影響主要是破壞人和動物的肺部和氣管，當其濃度為o.2-0.5ppm時，可察覺其對眼、喉、肺的刺激，同時，臭氧濃度過高時。對于動物的心臟、肝臟，也觀察到一些變化。因此，其對動物的毒性是致命的，臭氧的毒性在于它具有極強的氧化能力。低層大氣中的臭氧濃度過高，對植物的葉片損傷嚴重，其作用主要是進入葉片的氣孔，滲入海綿體，引起傷害。葉片損傷后，影響光合作用，典型特征是:葉子的正面被侵蝕褪色，或呈淺斑點，或呈虛線狀，出現(xiàn)一小塊、一小塊死細胞。臭氧的濃度過高，同樣對工業(yè)材料如: 紡織品和合成橡膠等造成嚴重損害。二是在距離地面大約15-30公里（平流層內）的

19、大氣區(qū)域形成相對穩(wěn)定的臭氧層，平流層中臭氧能吸收大量來自太陽的紫外線，是地球上的生命的“保護傘”。由于平流層中臭氧層的存在，使具有殺傷生命能力的紫外線被大量吸收，余下的少量紫外線卻能夠促進生物健康成長。可以說，有了臭氧，才有地球生命的存在。平流層中臭氧的減少意味著生態(tài)系統(tǒng)平衡的嚴重破壞。另外臭氧具有極強的氧化能力和殺傷能力，用人工方法制造臭氧可用來凈化空氣和水，采用臭氧凈化的優(yōu)點為：氧化能力強，反應速度快，可分解有機物質，用臭氧處理水，不產生二次污染，能達到消毒、去味、脫色、氧化水中有機化合物的效果；臭氧的殺菌能力很強，可用于凈化空氣，并脫除惡臭；臭氧也可用于食品保鮮。 2-28、臭氧層破壞的

20、機理、危害及對對策二十世紀八十年代初發(fā)現(xiàn)南極上空平流層中出現(xiàn)臭氧層空洞，其后果將使大量紫外光直接輻射到地球上，使皮膚癌發(fā)病率增加，生態(tài)平衡遭破壞，農業(yè)減產，核酸與蛋白質受到破壞，微生物被殺死; 空氣、天然水的凈化效率被降低，氣候發(fā)生改變等等一系列災難性后果。 造成大氣中臭氧濃度降低的原因，從環(huán)境化學的角度看，有以下幾個方面:(1).氮氧化物對臭氧層的破壞: 在平流層中飛行的飛機排放廢氣是的NO和對流層中一部分NO進入平流層破壞臭氧。O3NO NO2O2（1）NO2O NOO2（2）總反應:（1)(2)： O3 O 2O2 相當于NO加速了臭氧的分解。(2).氯氟烴類（CFCl）物質臭氧的破壞：

21、CF2Cl2hv CF2Cl Cl CFCl3hv CFCl2 Cl O3 Cl ClOO2 (3)ClO O ClO2 (4)(3)+(4): O3 O 2O2 相當于Cl加速了臭氧的分解（3）氫氧自由基HO對臭氧在破壞HOO3 O2HO2 (5)HO2O O2HO (6) (5)+(6): O3 O 2O2 相當于HO加速了臭氧的分解對策：1·人工修補臭氧空洞，在南極釋放人工臭氧，再依靠大氣化學反應，自行修補; 2·開發(fā)新型燃料。開發(fā)無污染的燃料如氫燃料，或使用電力，停止使用礦物和石油燃料; 3·減少或停止使用氟氯烴，代之以新的對環(huán)境影響極小且易控制的物質，如

22、以新型致冷劑代替氟利昂。 總之，臭氧性質活潑，分解半衰期短，要保護大氣中臭氧層不被破壞，就要在全球范圍內采取切實的步驟減少大氣污染物的水平，以求大氣的化學組成在全球范圍內正在改變的趨勢有所緩和并制止，否則，后果不堪設想。2-29、氣溶膠體系：是指微小的固體或液體顆粒分散在氣體中形成的分散體系。在環(huán)境科學中經常指的就是顆粒物。大氣中的氣溶膠主要分為三類：（1）煙（FUME SMOKE）是固態(tài)氣溶膠。如某些物質在高溫下蒸發(fā)或升華進入大氣 后，再冷凝成固體微粒，如煤煙（炭粒）、鉛煙等。（2）霧：有薄霧（MIST）和濃霧（FOG）之分。是液態(tài)氣溶膠。是由液態(tài)物質飛濺、噴射等霧化而成或過飽和蒸汽冷凝而成

23、。（3）煙霧：（SMOG）是固液混合氣溶膠，當煙和霧同時形成時就成為煙霧。2-30、總懸浮顆粒物（TSP）：用標準大容量顆粒采樣器在濾膜上所收集到的顆粒物的總質量，通常稱為總懸浮顆粒物，用TSP表示。飄塵：粒徑小于10mm，可在大氣中長期飄浮的顆粒物，其粒徑小于10mm。降塵：在總懸浮顆粒物中，粒徑大于10mm的粒子由于自身的重力作用會很快沉降下來，稱為降塵?？晌雺m（可吸入粒子）：可通過呼吸系統(tǒng)進入呼吸道的粒子，ISO定為Dp10mm的粒子。2-31大氣顆粒物的危害：降低大氣能見度，降低光照；增強大氣中某些氣體組成的反應性；顆粒物被人吸入時，積存在呼吸道和肺部，危害人體健康。有些煙霧具有強烈

24、氧化性和刺激性，對動植物和人類的危害都十分嚴重。2-32、大氣顆粒物的自然清除過程：雨水沖刷、被植物或其它物體捕獲、自然沉降。3-1、水體：水體是地表被水覆蓋的自然綜合體，是指河流、湖泊、沼澤、水庫、地下水、冰川、海洋等貯水體的總稱。水體不僅包括水，而且還包括水中的懸浮物質、溶解物質、底泥及水生生物等完整的生態(tài)系統(tǒng)。3-2、水質：主要是指水相的性質，也就是水的質量。3-3、水質指標按指標的內涵分為：專一性指標（具體指水中某一種物質的含量。如Pb的含量、Hg的含量、CN的含量、F的含量等）和綜合性指標（用來反映某一類物質相對含量的指標：如電導率、COD、BOD5等）。按指標的性質分為：感官指標(

25、如色度、嗅、味、濁度、透明度等)、一般化學指標（如pH、硬度、Fe、Al、Cu、氯化物、硫酸鹽等）、毒理學指標（如As、Cd、Hg、CN、F等）、細菌學指標和放射性指標3-4、天然水中的主要離子有HCO3-、Cl-、SO42-、NO3和Ca2+、Na+、K+、Mg2+稱為天然水體中的八大離子，這些離子大約占水中離子成分的95%99%。海水中以Cl-、Na+占優(yōu)勢，湖水中以Na+、SO42-、Cl-占優(yōu)越；地下水一般硬度較高，即Ca2+、Mg2+含量高。3-5、懸浮物SS（Suspended Substance)：懸浮物是指水體中成固體狀態(tài)的不溶物質。它是水體污染基本指標之一。3-6、3-6、溶

26、解氧DO（Dissolved Oxygen)：氧在某水體中的實際濃度。 影響溶解氧的主要因素：復氧作用、光合作用、呼吸作用、有機物氧化作用。3-7、是溶于水中的分子態(tài)氧。一般以每升水中所含氧的毫克數(shù)表示。其大小與水的溫度、大氣壓力、水的化學組成、特別是與水中有機污染物密切相相關。3-7、生物（或生化）需氧量（BOD）：在一定體積的水中有機物降解所需耗用的氧的量。 表示水中有機物經微生物分解時所需的氧量，用單位體積的水樣中有機物所消耗氧的量（毫克/升）表示。是間接表示水中有機物污染程度的一個指標。BOD越大，表示水中需氧有機物質越多，實際工作中由于有機物的分解完全所需時間很長，一般以20培養(yǎng)5天

27、，一升水中消耗溶解氧的毫克數(shù)來表示（O2,mg/L）。亦稱5日生化需氧量(即BOD5)。3-8、化學需氧量COD(Chemical Oxygen Demand)：表示化學氧化劑水中有機物質時，根據(jù)所消耗的氧化劑的量來計算相當于消耗多少溶解氧。是評定水質污染的重要綜合指標之一。COD的數(shù)值越大，表示水中有機物污染越嚴重。目前用重鉻酸鉀(K2Cr2O7) 為氧化劑測定工業(yè)廢水的COD；用高錳酸鉀(KMnO4)作為氧化劑測定生活污水、地表水的COD現(xiàn)改稱高錳酸鹽指數(shù)。PI (Permanganate Index)。3-9、總有機碳TOC (Total Organic Carbon)：水體中所有有機污

28、染物的含碳量，也是評價水體中需氧有機污染物的一個綜合指標。總需氧量TOD (Total Oxygen Demand)：有機物中除含碳外，尚含有氫、氮、硫等元素，當有機物全部被氧化時，碳被氧化為二氧化碳、氫、氮及硫則被氧化為水、一氧化氮、二氧化硫等，此肘的需氧量稱為總需氧量。3-10、水體總堿度（Alkalinity）：水中能與強酸發(fā)生中和反應的全部物質的量，即能接受質的物質的總量。3-11、堿度的測定：(雙指示劑連續(xù)滴定，滴定至酚酞指示劑由紅色變?yōu)闊o色，消耗標準酸PmL,再加入甲基橙指示劑，用標準酸滴定至橙紅色，消耗標準酸MmL, T=P+M)（1）M0，即PT，水樣中只含有氫氧化物；氫氧化物

29、堿度 (以CaCO3計, mg/L) （CHClP×50.05 ×1000）÷V水樣碳酸鹽堿度重碳酸鹽堿=0（2）PM，(P>1/2T)水樣中含有氫氧化物和碳酸鹽；氫氧化物堿度(以CaCO3計, mg/L) CHCl（PM）×50.05 ×1000÷V水樣碳酸鹽堿度(以CaCO3計, mg/L) CHCl2M×50.05 ×1000÷V水樣重碳酸鹽堿=0（3） PM，水樣中只含有碳酸鹽；氫氧化物堿度重碳酸鹽堿度=0 碳酸鹽堿度(以CaCO3計, mg/L) CHCl2M×50.05 

30、15;1000÷V水樣（4）PM，水樣中含有碳酸鹽和重碳酸鹽；氫氧化物堿度0 碳酸鹽堿度(以CaCO3計, mg/L) CHCl2P×50.05 ×1000÷V水樣重碳酸鹽堿度(以CaCO3計, mg/L) CHCl (MP)×50.05 ×1000÷V水樣（5）P0，水樣中只含有重碳酸鹽：氫氧化物堿度碳酸鹽堿度=0重碳酸鹽堿度(以CaCO3計, mg/L) CHClM×50.05 ×1000÷V水樣3-12、酸度（Acidity)：水中能與強堿發(fā)生中和反應的物質的量。包括：強酸、弱酸、強酸弱堿

31、鹽。測定：(1)甲基橙酸度（強酸酸度）：以甲基橙作指示劑，用標準氫氧化鈉溶液滴定至溶液由橙紅色變?yōu)槌赛S色為終點。(pH約為3.7)甲基橙酸度或強酸酸度(以CaCO3計, mg/L) （CNaOHVNaOH×50.05 ×1000)÷V水樣(2)總酸度(酚酞酸度)： 另取一份水樣，以酚酞作指示劑，用標準氫氧化鈉溶液滴定至溶液由無色變?yōu)榉奂t色為終點。(pH約為8.3)酚酞酸度或總酸度(以CaCO3計, mg/L)（CNaOHVNaOH×50.05 ×1000）÷V水樣3-13、水體對氰化物的自凈作用：1）揮發(fā)作用：CN CO2 H2O H

32、CN HCO32）化學氧化和微生物分解：水中氰化物可在細菌參與下，首先被氧氣氧化，然后在細菌作用下繼續(xù)分解最終生成硝酸根或二氧化碳。 O2 NH4 NO2 NO3 HCN CNO HCOOH CO2 H2O3-14：堿性氯化法處理含氰廢水：堿性氯化法（化學氧化法之一，使用次氯酸鈉和氯氣作藥劑，常常被一些小廠使用）第一階段：調節(jié)pH為10.511.0，加入或氯氣，反應0.52小時：（次氯酸鈉為藥劑）NaCNNaOClH2O CNCl2NaOH（氯氣為藥劑）NaCNCl2CNCl NaCl CNCl進一步水解： CNCl 2NaOH NaCNO NaCl H2O 第二階段：用硫酸調節(jié)pH為8090

33、，繼續(xù)通入氯氣反應1小時：2 NaCNO4NaOHCl2 2CO26 NaClN2H2O本法可使廢水中的氰濃度降低至05PPM3-15、 含氰廢水臭氧氧化法處理：CNO3 CNO2CO22H2O ， 2CNO3O3H2O 2HCO33O2臭氧氧化在堿性介質中進行較快，但堿性越強臭氧消耗越多，因而在弱堿性介質中并連續(xù)調節(jié)pH，可使臭氧消耗降低。此法不產生污泥，不產生二次污染，能增加水中溶解氧，并能起殺菌毒作用，但費用較高。3-16、含氰廢水綜合回收法： 此法適用于高濃度含氰廢水的處理，首先利用氰在酸性條件下容易形成揮發(fā)性氫氰酸的特點，在酸性條件下，采用水蒸氣蒸餾，將蒸餾出的氫氰酸用含有鐵屑的碳酸

34、鉀溶液吸收，反應生成黃血鹽： 4HCN2K2CO3 4KCN2CO22H2O 2HCNFe Fe（CN）2H2 4KCN Fe（CN）2 K4 Fe（CN）63-17、水體富營養(yǎng)化問題及其危害（10分）：水體富營養(yǎng)化問題是由于N、P等植物營養(yǎng)物質過多地排入水體后引起的二次污染現(xiàn)象。（2分）其主要表現(xiàn)為水體中藻類大量繁殖，藻類本身阻塞水道，魚類生存空間縮小，水體生色，透明度降低，其分泌物又能引起水臭、水味，在給水處理中造成各種困難。更重要的是富營養(yǎng)化還可能破壞水體生態(tài)系統(tǒng)原有的平衡。（4分）藻類繁生使有機物的生產速度遠遠超過有機物的消耗速度，從而使水體中有機物積蓄，促進細菌類微生物繁殖，一系列異

35、養(yǎng)生物的食物鏈都會有所發(fā)展，使水體耗氧是大大增加；生長在光照所不及的水層深處的藻類因呼吸作用也大量耗氧；沉于水底的死亡藻類在厭氧分解過程中促使大量厭氧菌繁殖；富含氨氮的水體開始使硝化細菌繁殖，在缺氧狀態(tài)下又轉向反硝化過程。最后將導致水底有機物的消耗速度超過其生長速度，使其處于腐化污染狀態(tài)，并逐漸向上層擴展，嚴重時，可使一部分水體區(qū)域完全變成腐化區(qū)。這樣由富營養(yǎng)化引起有機體大量生長的結果，反過來又走向其反面，藻類、植物及水生生物、魚類等趨于衰亡甚至絕跡。這些現(xiàn)象可能周期性交替出現(xiàn)，一些水庫、湖泊的沉積就是由此造成的。（4分）3-18、湖水的營養(yǎng)化程度可用總磷、總氮、葉綠素A的含量和透明度來衡量。

36、3-19、含氮化合物的轉化：(硝化與反硝化)：硝化與亞硝化：蛋白質中的氮降解為氨氮（NH3），是硝化作用的起點，在有氧條件下，第一步在亞硝化菌作用下氨氧化為亞硝酸：NH3H2O NH4OH 2NH43O2 2NO22H2O4H第二步在硝化菌作用下亞硝酸氧化為硝酸： 2NO2O2 2NO3反硝化和脫氮作用：在厭氧條件下，發(fā)生無機氮的還原。少數(shù)自養(yǎng)菌能利用葡萄糖使硝酸鹽被還原，生成N2O或N2，稱為反硝化C6H12O66KNO3 6CO23H2O6KOH3N2O5C6H12O6 24KNO3 30CO2 18H2O24KOH12N23-20、生物除磷：厭氧階段聚磷細菌釋放出積貯的磷酸鹽，使含磷化合

37、物成為溶解性磷；好氧階段聚磷細菌大量大量吸收并積貯溶解性磷化合物中的磷，合成ATP與聚磷酸鹽，（隨活性污泥沉淀去除）3-21、常用含重金屬廢水的處理方法有：1） 沉淀法(如含汞廢水的沉淀處理常用加入硫體物生成HgS，然后通過重力沉降或過濾、或氣浮的方法分離。在堿性條件下，加入硫化鈉，汞的去除率最高可達999，出水含汞量最低可達1020微克升；含鎘廢水在pH為9.512.5的堿性條件下，可生成Cd（OH）2沉淀，在pH大于11 時，沉淀后水中的鎘可降低到0.00075 mgL。如果廢水含有Fe2或Al3，則在pH為8.5時，使鎘與Fe(OH)2或 Al(OH)3共沉淀，除鎘效果更好。也可采用石灰

38、和硫化鈉分步二級沉淀法，先用石灰調節(jié)pH至5.06.5，再加硫化鈉，鎘和其它金屬以硫化物形式沉淀下來，廢水中的鎘可由4401000 mgL降低至0.008 mgL)2） 凝聚法：通過加入凝聚劑（絮凝劑）如：明礬、鐵鹽、石灰、鋁鹽等，形成絮凝沉淀可去除汞、鉛、鎘等許多重金屬。3） 離子交換法：離子交換法是一種深度處理方法，對重金屬的去除率較高，用陰離子交換樹脂可去除呈配合陰離子狀態(tài)的重金屬，用陽離子交換樹脂可去除呈陽離子狀態(tài)的重金屬。4） 吸附法3-22、需氧有機污染物：水體中一些有機污染物在發(fā)生生物降解的過程中，需要消耗水體中的溶解氧，故將這類有機污染物稱為需氧有機污染物，簡稱需氧污染物。3-

39、23、需氧有機污染物在氧氣充足的條件下，有機物在微生物作用下發(fā)生有氧（好氧）降解，最終產物主要為二氧化碳和水，有機氮轉化為亞硝酸根和硝酸根，有機硫轉化為硫酸根；如果水體中有機污染物濃度高，有機物開始發(fā)生有氧降解，但水中的溶解氧很快被消耗完，并來不及補充，這時變成無氧條件，有機物開始發(fā)生無氧（厭氧）降解，產生發(fā)酵，降解產物中除二氧化碳和水外，還有小分子的有機酸、醇、酮、甲烷、巰基化合物（RSH）、吲哚、甲基吲哚、氨、硫化氫等，使水體發(fā)臭發(fā)黑。3-24、一般溫度增加，水中DO下降；水中鹽度增加，DO下降；表層水中DO大于深層水中的DO。有機物分解耗氧和生物呼吸耗氧而使溶氧值下降；大氣的溶解(曝氣作

40、用)，水生植物的光合作用釋放氧氣使水體富氧。耗氧作用和復氧作用的消長決定了水中氧的實際含量。3-25、用于配制合成洗滌劑的表面活性劑主要是陰離子型的烷基苯磺酸鈉，按分子中烷基是帶支鏈的或是直鏈的又分為支鏈烷基苯磺酸鈉（ABS）和直鏈烷基苯磺酸鈉（LAS）兩類，ABS是生物不易降解的物質，使發(fā)泡問題十分嚴重，LAS在有氧狀態(tài)下，可經生物降解，使直鏈烷基碳數(shù)降低到56個，發(fā)泡性即消失。3-26、水環(huán)境中顆粒物的吸附作用、吸附類型有：表面吸附、離子交換、專屬吸附3-27、重金屬從沉積物或懸浮物中重新釋放，以溶解狀態(tài)進入水溶液中，會造成二次污染。誘發(fā)重金屬釋放因素：（1）鹽度升高：堿金屬、堿土金屬離子

41、可將被吸附在顆粒物表面的重金屬離子交換出來。（2）氧化還原條件變化（3）pH值降低（4）形成配合物（5）生物作用3-28、重金屬溶度積都很小只要水環(huán)境中有S2存在，幾乎所有重金屬都可從水溶液中除去。有關計算：H2SH+ HS- K1=8.9×10-8 HS- H+ S2- K2=1.3×10-15H2S 2H+ S2- K1,2=H+2S2-/H2S=K1K2=1.16×10-22在H2S飽和的水溶液中，H2S=0.1mol/LH+2S2-=K1K2H2S=1.16×10-23 所以S2-1.16×10-23/H+2重金屬離子深度M=Ksp/S

42、2-= KspH+2/1.16×10-233-29、電子活度ae與pE以ae表示水溶液中電子的活度，穩(wěn)定水體系中ae的變化范圍高達20個數(shù)量級，象pH一樣，用其負對數(shù)表示比較方便：定義：pE=-lg(ae)pE越小，電子活度越高，體系提供電子的能力越強，水體的還原性越強；反之，pE越大，電子活度越低，體系接受電子的能力越強，水體的氧化性越強E=0.059pE（T298K，R8.314F96500）有關上述公式的計算3-30、天然水體的pE和決定電位天然水體中有許多氧化還原電對、是一個復雜的混合氧化還原體系。O2H2O、Fe(III)-Fe(II)、Mn(IV)-Mn(II)、S(VI

43、)-S(II)、各種有機物等。其電位介于其中各個單體系之間，且接近含量較高的單體系電位。若某個單體系的含量比其他體系高得多，則該體系的電位幾乎等于混合復雜體系的電位，稱之為“決定電位”。一般天然水體：DO是“決定電位”物質；而在有機物積累的厭氧環(huán)境中，有機物是“決定電位”物質。介于二者之間，則其決定電位為溶解氧體系和有機物體系的結合。1/4O2+H+ +e 1/2H2O pE0=20.75若水中溶解氧與大氣中氧達到溶解平衡：pO2=0.21atm，中性水溶液pH=7.0 ，pE=13.584-1、土壤是由固體、液體和氣體三相組成的多相體系。土壤固相包括土壤礦物質和有機質，其中土壤礦物質占固體質

44、量的90%以上。4-2、土壤溶液中，膠體常帶負電性。4-3、土壤活性酸度：是土壤溶液中氫離子濃度的直接反映，又稱為有效酸度，通常用pH表示。4-4、土壤潛性酸度：土壤膠體吸附的可代換性H+和Al3+。當這些離子處于吸附狀態(tài)時，不顯酸性，但當它們通過離子交換進入土壤溶液時，可增加土壤溶液的H+濃度，降低pH值。4-5、土壤的潛性酸度往往比活性酸度大得多。4-6、土壤堿度：土壤溶液的堿度主要來源于CO32-和HCO3-的堿金屬（Na+、K+）和堿土金屬（Ca2+、Mg2+）的鹽類。碳酸鹽堿度和重碳酸鹽的總和稱土壤的總堿度。4-7、一般旱地土壤的氧化還原電位Eh在+400+700mV之間，土壤氮素主

45、要以NO3-存在；水田土壤的Eh在-200+300mV之間；土壤溶液的Eh400mV，反硝化開始發(fā)生；土壤溶液的Eh-200mV，H2S大量產生；重金屬生成硫化物沉淀，遷移能力降低。4-8、土壤元素背景值：就是指在未受污染的情況下，天然土壤中各元素的自然含量。 4-9、土壤膠體對重金屬的吸附：土壤膠體對重金屬的吸附能力與金屬離子的性質及膠體的種類有關； 同一類的土壤膠體對陽離子的吸附與陽離子的價態(tài)有關，陽離子價態(tài)越高，電荷越多，土壤膠體與陽離子的靜電作用也越強，吸引力越大，結合強度越大；而價態(tài)相同離子的水合半徑小，吸附能力強。4-10、重金屬的羥基配位和氯配位的作用，可提高難溶重金屬化合物的溶解度，同時減弱了土壤膠體對重金屬的吸附，增加重金屬在土壤中的遷移能力。腐殖酸中富里酸 - 重金屬配合物易溶于水，能夠有效地阻止了重金屬難溶鹽的沉淀。4-11、在高