《大氣環(huán)境化學》第二章重點習題及參考答案

1、大氣環(huán)境化學第二章重點習題及參考答案1.大氣的主要層次是如何劃分的?每個層次具有哪些特點? （1）主要層次劃分：根據(jù)溫度隨海拔高度的變化情況將大氣分為四層。（2）各層次特點：對流層：018km；氣溫隨高度升高而降低；有強烈的空氣垂直對流；空氣密度大（占大氣總質(zhì)量的3/4和幾乎全部的水汽和固體雜質(zhì)）；天氣現(xiàn)象復雜多變。平流層：1850km；平流層下部3035km以下氣溫變化不大（同溫層），3035km以上隨高度升高溫度增大(逆溫層)；有一20km厚的臭氧層，可吸收太陽的紫外輻射，并且臭氧分解是放熱過程，可導致平流層的溫度升高；空氣稀薄，水氣、塵埃的含量極少、透明度好，很少出現(xiàn)天氣現(xiàn)象，飛機在平流

2、層低部飛行既平穩(wěn)又安全；空氣的垂直對流運動很小，只隨地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生平流運動，污染物進入平流層可遍布全球。中間層： 5080km；空氣較稀薄；臭氧層消失；溫度隨海拔高度的增加而迅速降低；大氣的垂直對流強烈。熱層：80500km；在太陽紫外線照射下空氣處于高度電離狀態(tài)（電離層），能反射無線電波，人類可利用它進行遠距離無線電通訊；大氣溫度隨高度增加而升高；空氣更加稀薄，大氣質(zhì)量僅占大氣總質(zhì)量的05。熱層以上的大氣層稱為逃逸層。這層空氣在太陽紫外線和宇宙射線的作用與大氣溫度不同，大氣的壓力總是隨著海拔高度的增加而減小。2. 逆溫現(xiàn)象對大氣中污染物的遷移有什么影響？一般情況下，大氣溫度隨著高度增加而下降，

3、每上升100m，溫度降低0.6左右。即是說在數(shù)千米以下，總是低層大氣溫度高、密度小，高層大氣溫度低、密度大，顯得“頭重腳輕”。這種大氣層結(jié)容易發(fā)生上下翻滾即“對流運動”，可將近地面層的污染物向高空乃至遠方疏散，從而使城市上空污染程度減輕。因而在通常情況下，城市上空為輕度污染，對人體健康影響不大?？墒窃谀承┨鞖鈼l件下，一地上空的大氣結(jié)構(gòu)會出現(xiàn)氣溫隨高度增加而升高的反?，F(xiàn)象，從而導致大氣層結(jié)“腳重頭輕”，氣象學家稱之為“逆溫”。發(fā)生逆溫現(xiàn)象的大氣層稱為“逆溫層”。它像一層厚厚的被子罩在我們城鄉(xiāng)上空，上下層空氣減少了流動，近地面層大氣污染物“無路可走”，只好原地不動，越積越多，空氣污染勢必加重。3大

4、氣中有哪些重要污染物？說明其主要來源和消除途徑。環(huán)境中的大氣污染物種類很多，若按物理狀態(tài)可分為氣態(tài)污染物和顆粒物兩大類；若按形成過程則可分為一次污染物和二次污染物。按照化學組成還可以分為含硫化合物、含氮化合物、含碳化合物和含鹵素化合物。主要按照化學組成討論大氣中的氣態(tài)污染物主要來源和消除途徑如下：（1）含硫化合物大氣中的含硫化合物主要包括：氧硫化碳（COS）、二硫化碳（CS2）、二甲基硫（CH3）2S、硫化氫（H2S）、二氧化硫（SO2）、三氧化硫（SO3）、硫酸（H2SO4）、亞硫酸鹽（MSO3）和硫酸鹽（MSO4）等。大氣中的SO2（就大城市及其周圍地區(qū)來說）主要來源于含硫燃料的燃燒。大氣

5、中的SO2約有50%會轉(zhuǎn)化形成H2SO4或SO42-，另外50%可以通過干、濕沉降從大氣中消除。H2S主要來自動植物機體的腐爛，即主要由植物機體中的硫酸鹽經(jīng)微生物的厭氧活動還原產(chǎn)生。大氣中H2S主要的去除反應為：HO + H2S H2O + SH。（2）含氮化合物大氣中存在的含量比較高的氮的氧化物主要包括氧化亞氮（N2O）、一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO2）。主要討論一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO2），用通式NOx表示。NO和NO2是大氣中主要的含氮污染物，它們的人為來源主要是燃料的燃燒。大氣中的NOx最終將轉(zhuǎn)化為硝酸和硝酸鹽微粒經(jīng)濕沉降和干沉降從大氣中去除。其中濕沉降是最主要的消除方式。

6、（3）含碳化合物大氣中含碳化合物主要包括：一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）以及有機的碳氫化合物（HC）和含氧烴類，如醛、酮、酸等。CO的天然來源主要包括甲烷的轉(zhuǎn)化、海水中CO的揮發(fā)、植物的排放以及森林火災和農(nóng)業(yè)廢棄物焚燒，其中以甲烷的轉(zhuǎn)化最為重要。CO的人為來源主要是在燃料不完全燃燒時產(chǎn)生的。大氣中的CO可由以下兩種途徑去除：土壤吸收（土壤中生活的細菌能將CO代謝為 CO2 和 CH4）；與HO自由基反應被氧化為CO2。CO2的人為來源主要是來自于礦物燃料的燃燒過程。天然來源主要包括海洋脫氣、甲烷轉(zhuǎn)化、動植物呼吸和腐敗作用以及燃燒作用等。甲烷既可以由天然源產(chǎn)生，也可以由人為源產(chǎn)生。除了燃燒

7、過程和原油以及天然氣的泄漏之外，產(chǎn)生甲烷的機制都是厭氧細菌的發(fā)酵過程。反芻動物以及螞蟻等的呼吸過程也可產(chǎn)生甲烷。甲烷在大氣中主要是通過與HO自由基反應被消除：CH4 + HOCH3 + H2O。（4）含鹵素化合物大氣中的含鹵素化合物主要是指有機的鹵代烴和無機的氯化物和氟化物。大氣中常見的鹵代烴以甲烷的衍生物，如甲基氯（CH3Cl）、甲基溴（CH3Br）和甲基碘（CH3I）。它們主要由天然過程產(chǎn)生，主要來自于海洋。CH3Cl和CH3Br在對流層大氣中，可以和HO自由基反應。而CH3I在對流層大氣中，主要是在太陽光作用下發(fā)生光解，產(chǎn)生原子碘（I）。許多鹵代烴是重要的化學溶劑，也是有機合成工業(yè)的重要

8、原料和中間體，如三氯甲烷（CHCl3）、三氯乙烷（CH3CCl3）、四氯化碳（CCl4）和氯乙烯（C2H3Cl）等均可通過生產(chǎn)和使用過程揮發(fā)進入大氣，成為大氣中常見的污染物。它們主要是來自于人為源。在對流層中，三氯甲烷和氯乙烯等可通過與HO自由基反應，轉(zhuǎn)化為HCl，然后經(jīng)降水而被去除。氟氯烴類中較受關(guān)注的是一氟三氯甲烷（CFC11或F11）和二氟二氯甲烷（CFC12或F12）。它們可以用做致冷劑、氣溶膠噴霧劑、電子工業(yè)的溶劑、制造塑料的泡沫發(fā)生劑和消防滅火劑等。大氣中的氟氯烴類主要是通過它們的生產(chǎn)和使用過程進入大氣的。由人類活動排放到對流層大氣中的氟氯烴類化合物，不易在對流層被去除，它們在對流

9、層的停留時間較長，最可能的消除途徑就是擴散進入平流層。4. 影響大氣中污染物遷移的主要因素是什么?答:由污染源排放到大氣中的污染物在遷移過程中要受到各種因素的影響。 （1）風和大氣湍流的影響，風可使污染物向下風向擴散稀釋，湍流可使污染物向各方向擴散，在大氣湍流混合層中，存在動力亂流和熱力亂流兩種擾動趨勢，均影響著大氣污染物的遷移。尤其是亂流混合層的最大高度影響著污染物的遷移過程，在夏季和白天其最大混合層高度較高，污染物易擴散稀釋，在冬季和夜間多發(fā)生逆溫情形，其最大混合層高度較低，污染物不易擴散稀釋。 (2)天氣形勢和地理形勢的影響，天氣形勢指大范圍氣壓分布的狀況，影響著局部地區(qū)的氣象條件。污染

10、物的擴散條件與大型的天氣形勢和局部氣象條件均有聯(lián)系。如因大氣壓分布不均，在高壓區(qū)存在著下沉氣流，由此使氣溫絕熱上升，形成上熱下冷的逆溫現(xiàn)象，于是污染物會長時間的積累在逆溫層中而不擴散。由于不同地形地貌之間的物理性質(zhì)存在著很大差異，從而引起熱狀況在水平方向上分布不均。這種熱力差異在弱的天氣系統(tǒng)條件下就有可能產(chǎn)生局部環(huán)流。局部環(huán)流造成局部逆溫，致使污染物不易擴散稀釋，形成嚴重的污染現(xiàn)象。5. 大氣中有哪些重要的吸光物質(zhì)?其吸光特征是什么?(1)氧分子和氮分子： 平流層的反應(2)臭氧：高空： （3）NO2： 對流層的反應（4）亞硝酸和硝酸：初級過程： 初級過程：（5）二氧化硫： 不離解，可生成激發(fā)

11、態(tài)，參與許多光化學反應。 （6）甲醛：初級過程： （7）鹵代烴： 近紫外線碳鹵鍵斷裂順序為：C-F>C-H>C-Cl>C-Br >C-I6. 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?答：太陽的發(fā)射光譜是連續(xù)的，而地面?zhèn)鹊玫奶柟庾V不是連續(xù)的，因為在大氣中有許多吸光物質(zhì)吸收了太陽光的部分光能。7大氣中有哪些重要的自由基？其來源如何？大氣中存在的重要自由基有HO、HO2、R（烷基）、RO（烷氧基）和RO2（過氧烷基）等。它們的來源如下：（1）HO來源對于清潔大氣而言，O3的光離解是大氣中HO的重要來源：對于污染大氣，如有HNO2和H2O2存在，它們的光離解也可產(chǎn)

12、生HO： 其中HNO2的光離解是大氣中HO的重要來源。（2）HO2的來源大氣中HO2主要來源于醛的光解，尤其是甲醛的光解：任何光解過程只要有H或HCO自由基生成，它們都可與空氣中的O2 結(jié)合而導致生成HO2。亞硝酸酯和H2O2 的光解也可導致生成HO2：如體系中有CO存在：（3）R的來源大氣中存在量最多的烷基是甲基，它的主要來源是乙醛和丙酮的光解：這兩個反應除生成CH3外，還生成兩個羰基自由基HCO和CH3CO。O和HO與烴類發(fā)生H摘除反應時也可生成烷基自由基：（4）RO的來源大氣中甲氧基主要來源于甲基亞硝酸酯和甲基硝酸酯的光解：（5）RO2的來源大氣中的過氧烷基都是由烷基與空氣中的O2結(jié)合而

13、形成的：8. 大氣中有哪些重要含氮化合物？說明它們的天然來源和人為來源及對環(huán)境的污染。大氣中含氮化合物有N2O、NO、NO2、HNO2、HNO3、亞硝酸酯、硝酸酯、亞硝酸鹽。N2O主要來自天然源，即環(huán)境中的含氮化合物在微生物作用下分解而產(chǎn)生的。土壤中的含氮化肥經(jīng)微生物分解可產(chǎn)生N2O，這是人為產(chǎn)生N2O的原因之一。它在對流層中十分穩(wěn)定，幾乎不參與任何化學反應，進入平流層后，由于吸收來自太陽的紫外光而光解產(chǎn)生NO，會對臭氧層起破壞作用。NOX主要是生物有機體腐敗過程中微生物將有機氮轉(zhuǎn)化成為NO，NO繼續(xù)被氧化成NO2。另外，有機體中的氨基酸分解產(chǎn)生的氨也可被HO·氧化成為NOX。人為來

14、源：主要是礦物燃料的燃燒。城市大氣中的NOX主要來自汽車尾氣和一些固定排放源。NOX在大氣光化學過程起著重要的作用，NO、NO2、O3之間存在的光化學循環(huán)是大氣光化學過程的基礎。過氧乙?；跛狨ナ怯梢阴；c空氣中的O2結(jié)合而形成過氧乙?；?，然后再與NO2化合生成的化合物。9. 敘述大氣中NO轉(zhuǎn)化為NO2的各種途徑，（1）NO的直接氧化：（2）NO在烴參與下間接氧化：在一個烴被HO氧化的鏈循環(huán)中，往往有2個NO被氧化成NO:，同時HO還得到了復原。因而此反應甚為重要。這類反應速度很快，能與O3氧化反應竟爭。在光化學煙增，從而迅速地將NO氧化成NO2。霧形成過程中，由于HO引發(fā)了烴類化合物的鏈式反

15、應，而使得RO2、H2O數(shù)量大增，從而迅速地將NO氧化成NO2。10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？甲烷、石油烴、萜類和芳香烴等都是大氣中重要的碳氫化合物。它們可參與許多光化學反應過程。（1）烷烴的反應：與HO、O發(fā)生H摘除反應，生成R氧化成RO2與NO反應RH + OH R + H2ORH + O R + HOR + O2 RO2RO2 + NO RO + NO2（2）烯烴的反應：與OH主要發(fā)生加成、脫氫或形成二元自由基加成：RCH=CH2 + OH RCH(OH)CH2RCH(OH)CH2 + O2 RCH(OH)CH2O2RCH(OH)CH2O2 + NO

16、RCH(OH)CH2O + NO2脫氫：RCH=CH2 + HO RCHCH2 + H2O生成二元自由基：二元自由基能量很高，可進一步分解為兩個自由基以及一些穩(wěn)定產(chǎn)物。另外，它可氧化NO和SO2等：R1R2COO + NO R1R2CO + NO2R1R2COO + SO2 R1R2CO + SO3（3）環(huán)烴的氧化：以環(huán)己烷為例（4）芳香烴的氧化單環(huán)芳烴：主要是與HO發(fā)生加成反應和氫原子摘除反應。生成的自由基可與NO2反應，生成硝基甲苯：加成反應生成的自由基也可與O2作用，經(jīng)氫原子摘除反應，生成HO2和甲酚：生成過氧自由基：（b）多環(huán)芳烴：蒽的氧化可轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳孽赊D(zhuǎn)變?yōu)橄鄳孽海?）醚、

17、醇、酮、醛的反應它們在大氣中的反應主要是與HO發(fā)生氫原子摘除反應：CH3OCH3 + HO CH3OCH2 + H2OCH3CH2OH + HO CH3CHOH + H2OCH3COCH3 + HO CH3COCH2 + H2OCH3CHO + HO CH3CO + H2O上述四種反應所生成的自由基在有O2存在下均可生成過氧自由基，與RO2有相類似的氧化作用。11. 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?碳氫化合物的存在是自由基轉(zhuǎn)化和增殖的根本原因： 氧化：氫摘除：再氧化，還原HO：另有醛脫氫：再氧化：如此循環(huán)往復，各種自由基得到增殖和轉(zhuǎn)化。13說明烴類在光化學煙霧形成過程中

18、的重要作用。光化學煙霧形成共有三步過程: 光引發(fā)、鏈傳遞、鏈終止. 其中鏈傳遞過程實質(zhì)是烴類的存在使得自由基轉(zhuǎn)化和增殖推波助瀾致使鏈式反應往返加劇:14. 何謂有機物的反應活性?如何將有機物按反應活性分類?所謂的有機物的反應活性是指有機物的反應能力?？梢愿鶕?jù)有機物的反應速率、產(chǎn)物產(chǎn)率以及在混合物中暴露的效應等來描述。有人提出依據(jù)有機物與HO反應的速率來對有機物的反應活性進行分類。原因是大多數(shù)有機物均可與HO發(fā)生反應，并且在光化學反應中HO是消耗有機物的主要反應。對極易與O3反應的烯烴來說，在光照初期，與HO反應也同樣起主要作用。因此，有機化合物與HO之間的反應速度常數(shù)大體上反映了碳氫化合物的反

19、應活性。反應活性大致有如下順序:有內(nèi)雙健的烯烴二烷基或三烷基芳烴和有外雙鍵的烯烴乙烯單烷基芳烴C5以上的烷烴C2-C5的烷烴.15 簡述大氣中SO2氧化的幾種途徑。(2)液相氧化：被O3氧化：被H2O2：金屬離子的催化作用: 空氣中的Mn2+、Fe2+、NH4+的催化作用會加速SO2的氧化。16. 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)與特征。答：所謂光化學煙霧是指含有NOX和HC等一次污染物的大氣，在陽光照射下發(fā)生光化學反應而產(chǎn)生二次污染物，這種由一次污染物和二次污染物的混合物所形成的煙霧污染現(xiàn)象，稱為光化學煙霧。光化學煙霧在白天生成，傍晚消失。污染高峰

20、出現(xiàn)在中午或稍后。一次污染物CH 和一氧化氮的最大值出現(xiàn)在早晨交通繁忙時刻，隨著NO濃度的下降，NO2濃度增大，O3和醛類等二次污染物隨著陽光增強和NO2、HC濃度降低而積聚起來。它們的峰值一般要比NO峰值的出現(xiàn)要晚4-5小時。二次污染物PAN濃度隨時間的變化與臭氧和醛類相似。特征：藍色煙霧，強氧化性，具有強刺激性，使大氣能見度降低，在白天生成傍晚消失， 高峰在中午。17 說明酸雨形成的原因？酸雨中含有多種無機酸和有機酸，其中絕大部分是硫酸和硝酸，多數(shù)情況下以硫酸為主。從污染源排放出來的SO2和NOX是形成酸雨的主要起始物。其形成過程為：大氣中的SO2和NOx經(jīng)氧化后溶于水形成硫酸、硝酸和亞硝

21、酸，這是造成降水pH降低的主要原因。大氣顆粒物中Mn, Cu, V等是酸性氣體氧化的催化劑；大氣光化學反應生成的O3和HO2等又是使SO2氧化的氧化劑。18確定酸雨pH界限的依據(jù)是什么？國際上把pH為5.6作為判斷酸雨的界限。依據(jù)以下過程得出：在未污染大氣中，可溶于水且含量比較大的酸性氣體是CO2，所以只把CO2作為影響天然降水pH的因素，根據(jù)CO2的全球大氣濃度330ml/m3與純水的平衡：CO2 (g) + H2OCO2 + H2O CO2 + H2OH+ + HCO3-HCO3- H+ + CO32-根據(jù)電中性原理：H+OH- + HCO3- + 2CO32-，將用KH、K1、K2、H+

22、表達的式子代入，得：H+3 (KW + KHK1pCO2) H+ 2KHK1K2pCO20在一定溫度下，KW、KH、K1、K2、pCO2都有固定值，將這些已知數(shù)值帶入上式，計算結(jié)果是pH5.6。19. 論述影響酸雨形成的因素。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(zhuǎn)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)大氣形勢的影響。20什么是大氣顆粒物的三模態(tài)？如何識別各種粒子模？Whitby等人依據(jù)大氣顆粒物表面積與粒徑分布的關(guān)系得到了三種不同類型的粒度模。按這個模型，可把大氣顆粒物表示成三種模結(jié)構(gòu)，即愛根（Aitken）核模（

23、Dp<0.05m）、積聚模（0.05m<Dp<2m）和粗粒子模（Dp>2m）。識別各種粒子模主要靠其動力學徑度和其來源級及去除方式。愛根核模來源于燃燒過程或均相反應成核的細小粒子，其凝聚可成二次污染物豹積聚模，兩者均可通過大氣湍流和地面物質(zhì)吸收而去除;粗粒子模多由機械過程產(chǎn)生粒徑較粗的顆粒物，可通過干濕沉降去除。21. 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。（1）無機穎粒物:天然來源的無機顆粒物，主要有含硅和氧的土壤粒子·、火山灰、巖石粉末數(shù)及含有如鋅、銻、硒、錳和鐵等的化合物，由海洋釋放出的氯化鈉粒子、硫酸鹽粒子、鎂化合物等。不同粒徑的顆

24、粒物其化學組成差異很大。·如硫酸鹽粒子，其粒徑屬于積聚模，為細粒子，主要是二次污染物。土壤粒子大都屬于粗模、為粗粒子，其成分與地殼組成元素十分相近。(2)有機顆粒物：有機穎粒物是指大氣中的有機物質(zhì)凝聚而形成的順粒物或有機質(zhì)吸附在其它穎粒物上面而形成的順粒物。大氣顆粒污染物主要是有毒或有害的有機顆粒物。有機顆粒污染物種類繁多，結(jié)構(gòu)也極其復雜。已檢瀏到的主要有燒烴、烯烴、芳烴和多環(huán)芳烴等各種烴類。另外還有少量的亞硝胺、雜氮環(huán)化合物、環(huán)酮、醌類、酚類和有機酸等。這些有機顆粒物主要是由礦物燃料燃燒、廢棄物焚化等各種高沮燃燒過程所形成的。在各類燃燒過程中已鑒定出的化合物有300多種。按類別分為

25、多環(huán)芳香族化合物、芳香族化合物、含氮、氧、硫、磷類化合物、羰基化合物、脂肪族化合物、羰基化合物和鹵化物等。有機籟粒物多數(shù)是由氣態(tài)一次污染物通過凝聚過程轉(zhuǎn)化而來的。轉(zhuǎn)化速率比SO2轉(zhuǎn)化為硫酸鹽顆粒物要小。一次污染物轉(zhuǎn)化為二次污染物時，通常都含有COOH、CHO，CH2ONO、C（O）SO2、C（O）OSO2等基團，這是由于轉(zhuǎn)化反應過程中有HO、HO2和CH3O等自由基參與的結(jié)果. 有機城粒物的粒徑一般都較小，屬于愛根?；蚍e聚模。22. 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?多環(huán)芳烴化合物(PAH)系若干苯環(huán)聯(lián)接或稠合在一起形成的聯(lián)苯或稠環(huán)化合物，或是若干個苯環(huán)和戊二烯稠合在一起的化

26、合物。其環(huán)少的以氣態(tài)形式存在，環(huán)多的則在固相顆粒物中。大氣顆粒物中所含最多的PAH是苯并芘、苯并苊、苯并熒蒽及茚并芘等。在多環(huán)芳烴化合物PAH中，有一些物質(zhì)已經(jīng)被確認有致癌、致崎和致突變的三致作用。23. 何謂溫室效應和溫室氣體?溫室效應：CO2象溫室的玻璃一樣，允許太陽光中可見光照射到地面，并阻止地面重新輻射的紅外光返回外空間，CO2起單向過濾器作用，大氣中CO2吸收了地面輻射出來的紅外光，把能量截留于大氣中，從而使大氣溫度升高，這種現(xiàn)象稱為溫室效應。能引起溫室效應的氣體稱溫室氣體。有二氧化碳、甲烷、一氧化碳、二氯乙烷、臭氧、四氯化碳和氟氯烴 CFC 11，CFC 12等都是溫室氣體。24.

27、 臭氧層破壞的化學機理:平流層O2光解,臭氧層形成：（平流層中氮氧化物來源：一氧化二氮的氧化、超音速和亞音速飛機的排放、宇宙射線的分解，還有HOx.ClOx.）總反應臭氧的消耗： （光解） （生成O3的逆反應）當水蒸氣、氮氧化物、氟氯烴等進入平流層后加速O3 的消耗，起到催化的作用。導致臭氧層破壞的催化反應過程：總反應Y - 直接參加破壞O3的催化活性物種，包括NOX、HOX · 、ClOX ·等。第四章 土壤環(huán)境化學答案1、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?答：（1）土壤是由固相、液相和氣相組成的多相體系。固相主要包括礦物質(zhì)和有機質(zhì)，其中，直徑小

28、于1µm的固體顆粒稱為土壤膠體，土壤膠體的電性、分散性和凝聚性及比表面積巨大等特性，對土壤的理化性質(zhì)有重要的影響。土壤礦物質(zhì)風化是產(chǎn)生土壤固體顆粒及養(yǎng)分的來源，土壤有機質(zhì)是土壤的重要組成部分，是土壤形成的主要標志。（2）固相是土壤的骨架，固相間存在大小不等的孔隙。（3）小孔隙主要含水，大孔隙主要含空氣，兩者的數(shù)量互為消長，但主要受含水量的控制。2、什么是土壤的活性酸和潛性酸度?試用它們兩者的關(guān)系討論我國南方土壤酸度偏高的原因。答:（1）活性酸度指土壤溶液中H+的濃度。（2）潛性酸度指土壤膠體吸附的可代換性H+和Al3+，通過離子交換作用進入土壤溶液時，產(chǎn)生H+引起的酸度。（3）我國南

29、方(即長江以南)的土壤多為酸性和強酸性，酸度偏高的原因是，南方多雨，土壤膠體吸附的鹽基離子容易流失，致酸離子H+和Al3+進入土壤溶液，使酸度升高。3、土壤的緩沖作用有哪幾種?舉例說明其作用原理。答：一是由土壤膠體的陽離子交換作用是土壤產(chǎn)生緩沖性的主要原因。例如，土壤膠體吸附的鹽基離子可以交換土壤溶液中的H+，土壤膠體吸附的H+和堿性物質(zhì)的陽離子相交換可以中和OH-。還有土壤中的Al3+離子在酸性條件下可以生成鏈式多核多氫基水合物，因而對堿起緩沖作用。土壤膠體M+HCl=土壤膠體H+MCl，土壤膠體H+MOH=土壤膠體M+H2O二是土壤溶液中弱酸及鹽的存在，構(gòu)成緩沖體系。例如，碳酸及其鈉鹽可以

30、抑制土壤酸度的提高。三是土壤中兩性物質(zhì)的存在。例如，蛋白質(zhì)、氨基酸、胡敏酸、無機磷酸等對酸堿都有緩沖能力。4、什么是鹽基飽和度?它對土壤性質(zhì)有何影響?答:(1)鹽基飽和度指土壤可交換性陽離子中鹽基離子所占的百分數(shù)。(2)土壤膠體吸附的陽離子全為鹽基離子時土壤稱為鹽基飽和土壤，土壤具有中性或堿性反應。(3)土壤膠體吸附的陽離子部分為致酸離子時，土壤膠體呈鹽基不飽和狀態(tài)，稱為鹽基不飽和土壤。土壤為酸性。5、試比較土壤陽、陰離子交換吸附的主要作用原理與特點。答：(1)陽離子交換吸附作用原理及特點 原理：土壤的有機膠體或礦質(zhì)膠體，在通常情況下帶負電荷，能夠以庫侖引力吸附陽離子，產(chǎn)生陽離子的吸附過程；土

31、壤膠體上吸附的陽離子被其他陽離子相交換，從土壤膠體上釋放到土壤溶液中，另一種陽離子吸附到土壤膠體上，這一過程稱為陽離子的解吸過程。土壤膠體負電荷一旦形成，陽離子交換吸附作用就開始進行，吸附和解吸過程是一個動態(tài)過程，一定條件下，達到平衡狀態(tài)。 特點：陽離子交換吸附過程以離子價為依據(jù)進行等價交換，受質(zhì)量作用定律支配，是一個可逆反應過程。 (2)陰離子交換吸附作用原理與特點 原理：在特定的條件下，土壤膠體帶正電荷，因庫侖引力作用而吸附陰離子，被吸附的陰離子與其他陰離子相交換，產(chǎn)生陰離子交換吸附作用。 特點：土壤膠體上發(fā)生的陰離子交換吸附較陽離子弱。陰離子交換吸附同樣以離子價為基礎進行等價交換，受質(zhì)量

32、作用定律支配，是一個可逆反應，但陰離子交換吸附常伴隨著化學沉淀反應，使問題復雜化。6、在土壤中重金屬向植物體內(nèi)轉(zhuǎn)移的主要方式及影響因素有哪些? 答：(1)土壤中重金屬向植物體內(nèi)轉(zhuǎn)移的主要方式有，主動轉(zhuǎn)移和被動轉(zhuǎn)移兩種。(2)影響因素主要有，植物和土壤種類、重金屬形態(tài)、重金屬在植物體內(nèi)的遷移能力。7、植物對重金屬污染產(chǎn)生耐性作用的主要機制是什么?答:(1)植物根系改變根際化學性狀、.原生質(zhì)泌溢作用等限制重金屬離子的跨膜吸收。(2)重金屬與植物細胞壁相結(jié)合。(3)酶系統(tǒng)的作用；（4）形成重金屬硫蛋白或植物絡合素。8、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?答:(1)影響農(nóng)藥在土壤中

33、擴散的因素主要有:土壤水分含量，土壤的吸附，土壤的緊實度，土壤溫度，土壤表面的氣流速度，農(nóng)藥種類等。 農(nóng)藥的擴散隨水分含量的增加而變化。例如，林丹在土壤中的揮發(fā)，當土壤含單分子層水時，農(nóng)藥就不再揮發(fā)。吸附對農(nóng)藥在土壤中的擴散有影響。例如，2，4-D，因土壤對它的化學吸附，使其有效擴散系數(shù)降低了。土壤緊實度影響土壤孔隙率和界面特性。研究證明，當壤砂土的緊實度由1.39增加為1.62g/cm3。，土壤的充氣孔隙率由0.302減小為0.189，使二溴乙烷的表觀擴散系數(shù)由4.49×10-4 cm2/s，降低為2.07 ×10-4 cm2/s。溫度增高的總效應是擴散系數(shù)增大。例如，當溫度由20提高到40時，林丹的總擴散系數(shù)增加10倍。氣流速度可直接或間接影響農(nóng)藥的揮發(fā)。例如，氣流速度由2mL/s增加到8mL/s時，狄氏劑的揮發(fā)量增加0.51倍。不同農(nóng)藥的擴散行為不同。例如，樂果的擴散隨土壤水分含量增加而迅速增大;乙拌磷隨土壤水分的變化而擴散系數(shù)變化很小。(2)影響質(zhì)體流動的因素主要有，土壤對農(nóng)藥的吸附，有機質(zhì)含量、農(nóng)藥種類。農(nóng)藥與土壤間的吸附最強的移動最困難。例如，農(nóng)藥在土壤中的移