何謂大氣溫度層結(jié)？大氣地理課程知識(shí)點(diǎn)

1、何謂大氣溫度層結(jié)？

答：靜大氣的溫度在垂直方向上的分布，稱為大氣溫度層結(jié)。

2、逆溫現(xiàn)象對(duì)大氣中污染物的遷移有什么影響？

答：逆溫對(duì)大氣垂直對(duì)流運(yùn)動(dòng)形成巨大障礙，地面氣流不易

上升，使地面污染源排放出來的污染物難以借氣流上升而擴(kuò)

散。

3、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？

答：隨高度升高氣溫的降低率稱為大氣的垂直遞減率，用「表

示。干空氣在上升時(shí)溫度降低值與上升高度的比，稱為干絕

熱垂直遞減率，用「“表示。若rvr>表明大氣是穩(wěn)定的；

大氣是不穩(wěn)定的；r=r,,大氣處于平衡狀態(tài)。

4、影響大氣中污染物遷移的主要因素是什么？

答：主要有空氣的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，如風(fēng)和湍流，由于天氣形勢(shì)和

地理地勢(shì)造成的逆溫現(xiàn)象，以及污染物本身的特性等。

5、大氣中有哪些重要的吸光物質(zhì)？其吸光特征是什么？

答：①氧分子和氮分子：240nm以下的紫外光可引起。2的

光解；N2只對(duì)低于120nm的光有明顯的吸收。

②臭氧：主要吸收來自太陽波長小于290nm的紫外光。

③NO2：是城市大氣中重要的吸光物質(zhì)，在低層大氣中可以

吸收全部來自太陽的紫外光和部分可見光。

④亞硝酸和硝酸：HN02可以吸收300nm以上的光而離解；

HN03對(duì)于波長120~335nm的輻射均有不同程度的吸收。

⑤二氧化硫：由于S02的鍵能較大，240?400nm的光不能使

其離解，只能生成激發(fā)態(tài)的SO/參與許多光化學(xué)反應(yīng)。

⑥甲醛：對(duì)260?360nm波長范圍的光有吸收，醛類的光解是

大氣中HO2的重要來源之一。

⑦鹵代煌：以鹵代甲烷對(duì)大氣污染化學(xué)作用最大，在紫外光

照射下，其鹵素原子離解；若鹵代甲烷中含有一種以上的鹵

素，則斷裂的是最弱的鍵；高能量的短波長紫外光照射，可

能發(fā)生兩個(gè)鍵斷裂，應(yīng)斷兩個(gè)最弱鍵；即使是最短波長的光,

三鍵斷裂也不常見。

6、太陽的發(fā)射光譜和地面測(cè)得的太陽光譜有何不同？為什

么？

答：因?yàn)樵谔柟獾竭_(dá)地面的過程中，大氣中的各種物質(zhì)對(duì)

太陽光進(jìn)行了不同程度的吸收。（書上沒有答案，個(gè)人猜測(cè)）

7、大氣中有哪些重要自由基？其來源如何？（書上有很多

反應(yīng)方程式，很麻煩，沒有一一列出）

答:①HO：主要來自于03、HNO2的光離解，以及H2O2的

光離解。

②HCh：主要來源于醛的光離解，尤其是甲醛；亞硝酸

酯和H2O2的光解也會(huì)導(dǎo)致生成HO2o

③R：大氣中存在量最多的烷基是甲基，主要來源于乙

醛和丙酮的光解；O和HO與燒類發(fā)生H摘除反應(yīng)時(shí)也可生

成烷基自由基。

④R0：甲烷基主要來源于甲基亞硝酸酯和甲基硝酸酯的

光解。

⑤RO2：過氧烷基都是由烷基與空氣中的氧氣結(jié)合而形

成的。

8、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(duì)環(huán)境的污染。

答:大氣中主要含氮化合物有N2O、NO、NO2、NH3、HNO2、

HNO3、亞硝酸酯、硝酸酯、亞硝酸鹽、硝酸鹽和錢鹽等。

氧化亞氮（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，其惰性很大，在對(duì)流層中

穩(wěn)定，但進(jìn)入平流層中會(huì)吸收紫外光光解產(chǎn)生NO,會(huì)對(duì)臭

氧層起破壞作用。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。

大氣污染化學(xué)中所說的氮氧化物通常主要指一氧化氮

和二氧化氮，用NOx表示。它們的天然源主要是生物有機(jī)體

腐敗過程中微生物將有機(jī)氮轉(zhuǎn)化為NO,NO繼續(xù)被氧化為

NO2O另外，有機(jī)體中的氨基酸分解產(chǎn)生的氨也可被HO氧

化成NOx。NOx的人為來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。礦物燃料

燃燒過程中所產(chǎn)生的NOx以NO為主，通常占90%以上，其

余為NO2O

9、敘述大氣中NO轉(zhuǎn)化為NO2的各種途經(jīng)。

答：①以。3為氧化劑：NO+O3->NO2+O2

②在HO與煌反應(yīng)時(shí)，HO可從燃中摘除一個(gè)H而形成

烷基自由基，該自由基與大氣中的02結(jié)合生成RO2ORO2

具有氧化性，可將NO氧化成N02：

RH+HO-*R+H2O

R+C）2fRO2

NO+RC^fNO2+RO

③上一步生成的R0可進(jìn)一步與Ch反應(yīng)，Ch從R0中

靠近O的次甲基中摘除一個(gè)H,生成HO2和相應(yīng)的醛：

R0+02-RCHO+HCh

H02+N0—H0+N02

@H0和R0也可與N0直接反應(yīng)生成亞硝酸或亞硝酸

酯：

HO+NO->HNO2

RO+NO—RONO

而HNO2和RONO都極易光解產(chǎn)生NO2o

10、大氣中有哪些重要的碳?xì)浠衔?？它們可發(fā)生哪些重要

的光化學(xué)反應(yīng)？

答：①甲烷

②石油燃

③？（這個(gè)字電腦上找不著）類：

④芳香煌：

11、碳?xì)浠衔飬⑴c的光化學(xué)反應(yīng)對(duì)各種自由基的形成有什

么貢獻(xiàn)？

答：

12、說明光化學(xué)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(xué)煙霧產(chǎn)物的性質(zhì)與特征。

答：含有氮氧化物和碳?xì)浠衔锏纫淮挝廴疚锏拇髿?，在?/p>

光照射下發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)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(xué)煙霧。

由污染物與產(chǎn)物的日變化曲線可以看出，煌和NO的最

大值發(fā)生在早晨交通繁忙時(shí)刻，這時(shí)NO2濃度很低。隨著太

陽輻射的增強(qiáng)，NCh、。3的濃度迅速增大，中午時(shí)已達(dá)到較

高濃度，它們的峰值通常比NO峰值晚出現(xiàn)4?5h。由此可以

推斷NO2、03和醛是在陽光照射下由大氣光化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生

的，屬于二次污染物。早晨由汽車排放出來的尾氣是產(chǎn)生這

些光化學(xué)反應(yīng)的直接原因。傍晚交通繁忙時(shí)刻，雖然仍有較

多汽車尾氣排放，但由于日光已較弱，不足以引起光化學(xué)反

應(yīng)，因而不能產(chǎn)生光化學(xué)煙霧現(xiàn)象。

用光化學(xué)煙霧形成的機(jī)制解釋圖中各條曲線。清晨，大

量的碳?xì)浠衔锖蚇O由汽車尾氣及其他污染源排放到大氣

中，由于夜間NO被氧化的結(jié)果，大氣中已存在少量的N02。

在日出時(shí)，N02光解生成0,隨之發(fā)生一系列次級(jí)反應(yīng)。所

產(chǎn)生的HO開始氧化碳?xì)浠衔?，進(jìn)而與空氣中的02作用而

生成HO2、R02和RC(0)02等自由基。它們有效地將N0氧

化為N02,于是N02濃度上升，碳?xì)浠衔锱cNO濃度下降。

當(dāng)二氧化氮濃度達(dá)到一定值時(shí)，03開始積累。又由于自由基

與NO2所發(fā)生的終止反應(yīng)使NO2增長受到限制，當(dāng)NO向

N02轉(zhuǎn)化速率等于自由基與NO2的反應(yīng)速率時(shí)，NO2濃度達(dá)

到極大。此時(shí)03仍不斷地增加著。當(dāng)NO2濃度下降到一定

程度時(shí)，其光解而產(chǎn)生的O量不斷減少，于是就會(huì)減少03

生成速度。當(dāng)。3的增加與其消耗達(dá)到平衡時(shí)，03濃度達(dá)到

最大。下午，因日光減弱，NO2光解受到限制，于是反應(yīng)趨

于緩慢，產(chǎn)物濃度相繼下降。

光化學(xué)煙霧是高濃度氧化劑的混合物，也稱為氧化煙

霧。光化學(xué)煙霧的特征是：煙霧呈藍(lán)色，具有強(qiáng)氧化性，能

使橡膠開裂，刺激人的眼睛，傷害植物的葉子，并使大氣能

見度降低。其刺激物濃度的高峰在中午和午后，污染區(qū)域往

往在污染源的下風(fēng)向幾十到幾百公里處。

13、說明煌類在光化學(xué)煙霧形成過程中的重要作用。(回答

得較簡(jiǎn)單)

答：在光化學(xué)反應(yīng)中，自有基反應(yīng)占很重要的地位，自由基

的引發(fā)反應(yīng)主要是由NO2和醛光解而引起的。而碳?xì)浠衔?/p>

的存在是自由基轉(zhuǎn)化和增值的根本原因。

14、何謂有機(jī)物的反應(yīng)活性？如何將有機(jī)物按反應(yīng)活性分

類？

答：有機(jī)物反應(yīng)活性表示某有機(jī)物通過反應(yīng)生成產(chǎn)物的能

力?？梢杂糜袡C(jī)化合物與HO之間的反應(yīng)速度常數(shù)來反映碳

氫化合物的反應(yīng)活性。

15、簡(jiǎn)述大氣中SO2氧化的幾種途徑。

答：(1)S02的氣相氧化：①S02的直接光氧化：低層大氣

中S02吸收紫外光后形成激發(fā)態(tài)的S02分子，直接氧化成

SO3；②SO2被自由基氧化；③SO2被氧原子氧化。

(2)S02的液相氧化：S02被水吸收后，①被。3、也。2氧化:

②金屬離子對(duì)SO2液相氧化具有催化作用。

16、論述S02液相氧化的重要性，并對(duì)各種催化氧化過程進(jìn)

行比較。

答：大氣中存在著少量的水和顆粒物。SO2可溶于大氣中的

水，也可被大氣中的顆粒物所吸附，并溶解在顆粒物表面所

吸附的水中。在水中，SO2被氧化而生成硫酸，從而形成酸

雨或硫酸煙霧。硫酸與大氣中的NH4+等陽離子結(jié)合生成硫酸

鹽氣溶膠。

當(dāng)pH低于4或5時(shí)，H2O2是使S(IV)氧化為硫酸鹽的

重要途徑。pH"5或更大時(shí)，。3的氧化作用比H2O2快10倍。

而在高pH下，F(xiàn)e和Mn的催化氧化作用可能是主要的。在

所研究的濃度范圍內(nèi)，HNO2(NO2-)和NO2在所有pH條件

下對(duì)S(IV)的氧化作用都不重要。

17、說明酸雨形成的原因。

答：大氣中的S02和NOx經(jīng)氧化后溶于水形成硫酸、硝酸和

亞硝酸，這是造成降水pH降低的主要原因。(回答得較簡(jiǎn)單,

不知是否全面)

18、確定酸雨pH界限的依據(jù)是什么？

答：在未被污染的大氣中，可溶于水且含量比較大的酸性氣

體是CO2,如果只把CO2作為影響天然降水pH的因素，根

3

據(jù)CO2的全球大氣濃度330mL/m與純水的平衡：

CO2(g)+H2O^=±CO2?H2O

+

CO2?H2O<=^>H+HCO3-

+2

HCO3<Z=Z±H+CO3-

式中：KH——CO2水合平衡常數(shù)，即亨利系數(shù)；

Ki,K2——分別為二元酸CO2-H2O的一級(jí)和二級(jí)電

離常數(shù)。

它們的表達(dá)式為：

一〃一

Pco2

K[H+}[HCQ-A

1-

[CO2?H2O]

2-[HCO-]

各組分在溶液中的濃度為：

[CO2-H2O]=KHP叫

KSCO^A=-

3[H+][『]

按電中性原理有：

+2

[H]=[OH-]+[HCO3-]+2[CO3]

將[H+]、[HCO3-]和[CO32。代入上式,得：

["+]_Kw+KHK、p[2KHK、K?Pg1

~[H+]-[〃+]-[7/+]2

+3+

[H]-（KW+KHKJPCO2）[H]-2

KHKIpC02=0

式中：Pco2——CO2在大氣中的分壓；

Kw——水的離子積。

在一定溫度下，Kw、KH、K1、K2、都有固定值，并

可測(cè)得。將這些已知數(shù)值代入上式，計(jì)算結(jié)果得pH=5.6。

多年來國際上一直將此值看作未受污染的大氣水pH的

背景值。把pH為5.6作為判斷酸雨的界限。PH小于5.6的

降雨稱為酸雨。

19、論述影響酸雨形成的因素。

答：（1）酸性污染物的排放及其轉(zhuǎn)化條件：降水酸度的時(shí)空

分布與大氣中SO2和降水中SO42-濃度時(shí)空分布存在著一定

的相關(guān)性。即某地SO2污染嚴(yán)重，降水中SO’?一濃度就高，降

水的pH就低。

（2）大氣中的氨：降水pH決定于硫酸、硝酸與NH3以

及堿性塵粒的相互關(guān)系。NH3是大氣中唯一的常見氣態(tài)堿。

由于它易溶于水，能與酸性氣溶膠或雨水中的酸起中和作

用，從而降低了雨水的酸度。在大氣中，NH3與硫酸氣溶膠

形成中性的硫酸鍍或硫酸氫鏤。S02也可由于與NH3反應(yīng)而

減少，從而避免了進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成硫酸。有人提出，酸雨嚴(yán)重

的地區(qū)正是酸性氣體排放量大并且大氣中NH3含量少的地

區(qū)。

（3）顆粒物酸度及其緩沖能力：顆粒物對(duì)酸雨的形成有

兩方面的作用：一是所含的金屬可催化SO2氧化成硫酸；二

是對(duì)酸起中和作用。如果顆粒物本身是酸性的，就不能起中

和作用。研究結(jié)果表明，無酸雨地區(qū)顆粒物的pH和緩沖能

力均高于酸雨地區(qū)。

（4）天氣形勢(shì)的影響：如果氣象條件和地形有利于污染

物的擴(kuò)散，則大氣中污染物濃度降低，酸雨就減弱，反之則

加重。

20、什么是大氣顆粒物的三模態(tài)？如何識(shí)別各種粒子模？

答：Whitby等人依據(jù)大氣顆粒物按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，并用它來解釋大氣顆粒物的

來源與歸宿。按這個(gè)模型，可將大氣顆粒物表示成三種模結(jié)

構(gòu)：即愛根核模（2，<0.054m）、積聚模（0.05以m<q<2〃m）

和粗粒子模（以>2〃m）。

愛根核模主要來源于燃燒過程所產(chǎn)生的一次顆粒物，以

及氣體分子通過化學(xué)反應(yīng)均相成核而生成的二次顆粒物。由

于它們的粒徑小，數(shù)量多，表面積大而很不穩(wěn)定，易于相互

碰撞凝結(jié)成大粒子而轉(zhuǎn)入積聚模。也可在大氣湍流擴(kuò)散過程

中狠快被其他物質(zhì)或地面吸收而去除。積聚模主要由核模凝

聚或通過熱蒸汽冷凝再凝聚而長大。這些顆粒物多位二次污

染物，其中硫酸鹽占80%以上。它們?cè)诖髿庵胁灰子蓴U(kuò)散或

碰撞而去除。以上兩種模的顆粒物合稱為細(xì)粒子。粗粒子模

的粒子稱為粗粒子，它們多由機(jī)械過程所產(chǎn)生的揚(yáng)塵、液滴

蒸發(fā)、海鹽濺沫、火山爆發(fā)和風(fēng)沙等一次顆粒物所構(gòu)成，因

而它們的組成與地面土壤十分相近，這些粒子主要靠干沉降

和濕沉降過程而去除。從各種模粒子的形成過程可看出，細(xì)

粒子和粗粒子之間一般不會(huì)相互轉(zhuǎn)化。

21、說明大氣顆粒物的化學(xué)組成以及污染物對(duì)大氣顆粒物組

成的影響。（內(nèi)容太多，很麻煩）

22、大氣顆粒物中多環(huán)芳煌的種類、存在狀態(tài)以及危害性如

何？

答:多環(huán)芳燒（PAH）是由若干個(gè)苯環(huán)彼此稠合在一起或是

若干個(gè)苯環(huán)和戊二烯稠合在一起的化合物。它們的蒸汽壓由

分子中環(huán)的多少?zèng)Q定，環(huán)多的蒸汽壓低，環(huán)少的蒸汽壓高。

因而環(huán)少的易于以氣態(tài)形式存在，環(huán)多的則在固相顆粒物

中。大氣顆粒物中含量較多，并已證實(shí)有較強(qiáng)致癌性的PAH

為苯并（a）笛（BaP）,其他活化致癌的PAH有苯并（a）意、

苯并（e）的、荀并（1,2,3-cd）單等。PAH大多出現(xiàn)在城

市大氣中，其中代表性的致癌PAH含量大約為20〃g/m3,有

些特殊的大氣和廢氣中含量更高。大氣中的PAH是由存在于

燃料或植物中較高級(jí)的烷燃在高溫下分解而形成的。這些高

級(jí)煌可裂解為較小的不穩(wěn)定的分子和殘?jiān)?，它們?cè)龠M(jìn)一步反

應(yīng)便可生成PAHoPAH幾乎只在固相中出現(xiàn)。PAH能同大

氣中的臭氧、氮氧化物等相互作用而形成二次污染物，甚至

有些多環(huán)芳煌本身既不致癌，又不致突變，但在可引起光化

學(xué)煙霧形成的條件下，生成了致癌、致突變化合物。

23、何謂溫室效應(yīng)和溫室氣體？

答：CO2如溫室的玻璃一樣，它允許來自太陽的可見光射到

地面，也能阻止地面重新輻射出來的紅外光返回外空間。因

此，CO2起著單向過濾器的作用。大氣中的CO2吸收了地面

輻射出來的紅外光，把能量截留于大氣之中，從而使大氣溫

度升高，這種現(xiàn)象稱為溫室效應(yīng)。能夠引起溫室效應(yīng)的氣體,

稱為溫室氣體。

24、說明臭氧層破壞的原因和機(jī)理。

答：臭氧層破壞的原因：人類活動(dòng)范圍擴(kuò)大到平流層，超音

速飛機(jī)向平流層中排放出水蒸氣、氮氧化物等污染物；制冷

劑、噴霧劑等惰性物質(zhì)的廣泛應(yīng)用，會(huì)使這些物質(zhì)長時(shí)間地

滯留在對(duì)流層中，在一定條件下，會(huì)進(jìn)入平流層從而破壞臭

氧層。

臭氧層破壞的機(jī)理：

臭氧層的消耗過程，其一為光解，主要是吸收波長為

21Onm<2<290nm的紫外光的光解：q+。2+。

另一個(gè)消耗過程是：Q+0-2Q

正常情況下，臭氧的損耗和生成過程同時(shí)存在，處于動(dòng)

態(tài)平衡，臭氧濃度保持恒定。然而，由于水蒸氣、氮氧化物、

氟氯燃等污染物進(jìn)入平流層，它們能加速臭氧損耗過程，破

壞臭氧層的穩(wěn)定狀態(tài)。這些污染物在加速03損耗過程中起

催化作用。將直接參加破壞03的物種稱為活性物種或催化

活性物種，已知的這類物種有：N0x（NO、NO2）、HOX（H、

HO、HO2）、ClOx（Cl、ClO）o

超音速飛機(jī)排放的NO是平流層中NOX的人為來源，它

破壞臭氧層的機(jī)理為：

NO+q9N.+QNQ+OfNO+O?總反應(yīng)

。3+0—>20]

平流層中的HOx主要是由H20>CH4或H2與。反應(yīng)而

生成的：

“2。+。-2H0

C&+OTCH3+HO

H2+O^H+HO

HO破壞03的機(jī)理為：

HO+O3-》H+a

//O2+O-”O(jiān)+Q

總反應(yīng)O3+O―>20,

ClOx的人為來源是制冷劑，如F-H(CFCb)和F-12(CF2C12)

等氟氯燒。它們?cè)诓ㄩL175?220nm的紫外光照射下會(huì)產(chǎn)生

C1：

CFCl3+hv^CFCl2+Cl

CF2Cl2+hv^CF2Cl+Cl

光解所產(chǎn)生的Cl可破壞03,其機(jī)理為：

ci+Oy―>a0+。2

CIO+O―>CI+O)

總反應(yīng)Q+Of2O2

第三章P195

1.請(qǐng)推導(dǎo)出封閉和開放體系碳酸平衡中[H2c03*]、[HCO3]

和[CO3*]的表達(dá)式，并討論這兩個(gè)體系之間的區(qū)別。

解：(1)在封閉體系中，存在著以下平衡：

H2CGb^H++H83-4=―+呼。門

[H2co3]

①

+2

HCO3』H+CO3-K,」"」效，

-[HCO-]

②

2

CT=[H2CO3*]+[HCO3-]+[CO3-]

③

°CT

一呼。31

a\c

⑤

?

將①②③式分別代入④式，得：

a_1H2CO；]___________1__________1

'^~CT-舊COJ]9。產(chǎn)]i*聲2

[H2CO*][W2CO3*]["I["T

[H+]2

+2+

[H]+Kl[H]+KiK2

同理KJH+]

[〃+]2+(["1+&/

+2+

[H]+KX[H]+K]K2

CT[4+F

[H2c03*]=ga0=

￥2

[H]+K[[H"]+KtK2

[H8小而舟骷布

[CO32']=CaCTK1K2

r2+2+

[H]+Ki[H]+KlK2

(2)在開放體系中，應(yīng)用子利定律:

[CO2(aq)]=KHPCO]

[H2CO3*]=[CC>2(^)]=KHPCOQ

[H2CO；]_1

?T-八HPco

?0?02

乂，凡⑺

[HCCh>KJ/。。；]=KRHPC。。

'[H+][H+]

??M_[H+][CO.2-]

?A9=-----------------——

■[HCO~]

?「COB']-匕["。。3]_K[K2KHpcO]

LJ[H+]_[H+]2

(3)碳酸平衡的封閉體系和開放體系之間的區(qū)別：

在封閉體系中，[H2co3*]、[HCCh]和903月可隨pH值

的變化而改變，但總的碳酸量CT始終保持不變；而對(duì)于開

放體系來說，[HCCh]、[CChL]和CT均隨pH值的變化而變

化，但[H2c03*]總保持與大氣相平衡的固定數(shù)值。

2.請(qǐng)導(dǎo)出總酸度、CO2酸度、無機(jī)酸度、總堿度、酚酸堿度

和苛性堿度的表達(dá)式作為總碳酸量和分布系數(shù)(a)的函數(shù)。

解：由酸度的定義可知：

總酸度=[H+]+[HCO31+2[H2co3*HOH-]

+

=[H+]+%CT+2?0CT-KW/[H]

++

=CT(%+2%)+[H]-Kw/[H]

無機(jī)酸度=[H+HHCO3-]-2[CO32)[OIT]

++

=[H]-?,CT-2a2CT-Kw/[H]

++

二-CT(%+2%)+[H]-Kw/[H]

游離C02酸度=[H+]+[H2co3*HCO32)[OIT]

++

=[H]+a0CT-a2CT-KW/[H]

++

二(?-a)

CT02+[H]-Kw/[H]

同理總堿度=[OH[+[HCC)3-]+2[CO32)[H+]

++

=CT(%+2%)+Kw/[H]-[H]

酚醐堿度=[OH-]+[CO32)[H2co3*HH+]

++

二(6Z-6Z)

CT2O+Kw/[H]-[H]

苛性堿度=[OH-]-[HCO3-]-2[H2cO3*]-[H+]

++

=-CT(%+2a2)+Kw/[H]-[H]

3.向某一含有碳酸的水體中加入重碳酸鹽，問：①總酸度、

②總堿度、③無機(jī)酸度、④酚獻(xiàn)堿度和⑤CO2酸度是增加、

減少還是不變。

答：由酸堿度的表達(dá)式：

++

總酸度=CT(即+2劭)+[H]-Kw/[H]

++

總堿度=CT(%+2a2)+Kw/[H]-[H]

++

無機(jī)酸度二-Cr(%+2%)+[H]-Kw/[H]

++

酚醐堿度=CT(。2-劭)+Kw/[H]-[H]

++

CO2酸度=CT(?0-?2)+[H]-Kw/[H]

可知，當(dāng)加入重碳酸鹽時(shí)，%增大，

???總酸度、總堿度均增大，無機(jī)酸度減小，而酚獻(xiàn)酸度

和C02酸度不變。

4.在一個(gè)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的碳酸鈉才能使水體pH

上升至8.0o若用NaOH強(qiáng)堿進(jìn)行堿化，又需加多少堿？

解：(1)加入Na2c03時(shí):

I5

D」堿度][io切〃-1]1.6X(10-1)

A=1.07(mmol/1)

1+&xi(r〃+vH1+10-365X1065

即：若用Na2cCh進(jìn)行堿化，需力口Na2co31.07mmol/l。

++

(2)由總堿度=CT(%+2%)+Kw/[H]-[H]得：

CT=-1—{[總堿度]+田+]-一]}

%+2a2

]

令a=

%+2a2

當(dāng)pH在5?9范圍內(nèi)、堿度210-3moi/i時(shí)，［H+］、［OH］項(xiàng)可

以忽略不計(jì)，得：

CT二a［堿度］

當(dāng)加入NaOH強(qiáng)堿進(jìn)行堿化時(shí)，CT不變，查碳酸平衡系數(shù)表

3-3得:

pH=6.5時(shí)，a=1.71

pH=8.0時(shí)，a=1.018

CT=a[堿度]=1.6X1.71=2.736(mmol/l)

當(dāng)pH=8.0時(shí)，［堿度］=J=*=2.68(mmol/1)

a1.018

堿度增加量就是應(yīng)加的堿量：

△A=2.68-1.6=1.08(mmol/l)

即：若用NaOH強(qiáng)堿進(jìn)行堿化,需加NaOH1.08mmol/lo

5.具有2.00X103moVl堿度的水，pH為7.00,請(qǐng)計(jì)算：

［H2c03*］、［HCO3-］、［CO3勺和［OH］的濃度各是多少？

解：由pH=7.00得：

[OH]=1.0X10-7(mol/l)

pH=7.00時(shí)，堿度主要由HC03一引起

3

A[HC03-]=2.0X10-(mol/l)

由=曳曄。3]=4.45X10-7得：

[H2co3]

[H2c03*]=區(qū)SXixioFx小=449x10_4(mol/1)

K|4.45x1。-'

由^10^11=4.69XIO-11得：

[HCO~]

[83止叼〃。。門=4.69x1?！筙20X1CT3=938xl().7⑺。]/])

[〃+]l.OxlO-7

7.溶解1.00X104mol/l的Fe(NO3)3于IL具有防止發(fā)生固體

沉淀Fe(OH)3作用所需最小[H+]濃度的水中，假定溶液中僅

形成Fe(OH)2+和Fe(OH)2+而沒有形成Fe2(OH)24+。請(qǐng)計(jì)算平

+

衡時(shí)該溶液中[Fe3+]、[Fe(OH)2+]、[Fe(OH)2]>[H+]和pH。

解：對(duì)于Fe3+分步水解，存在以下水解平衡：

Fe3++HgCkFe(0H)2++H+

K,產(chǎn)叫]嘰8小叱①

[Fe3+]

2+++

Fe(OH)+HsOFe(OH)2+H

3[Fe(OH)2+]

3+3

Fe(OH)3+^Fe+3H2O^i=I^=9.ixio

3+2++4

又[Fe]+[Fe(OH)]+[Fe(OH)2]=1.00X10

④

由①②③④式可解得：

[Fe3+]=6.24X10-5(mol/l)

[Fe(OH)2+]=2.92X10-5(mol/l)

+6

[Fe(OH)2]=8.4X10-(mol/l)

[H+]=1.9X10-3(moVl)

pH=2.72

8.請(qǐng)敘述水中主要有機(jī)和無機(jī)污染物的分布和存在形態(tài)。

答：(1)水中主要的有機(jī)污染物有：農(nóng)藥、多氯聯(lián)苯

(PCBs)、鹵代脂肪燒、醛類、單環(huán)芳香族化合物、苯酚類

和甲酚類、酗酸酯類、多環(huán)芳煌類(PAH)、亞硝胺和其他化

合物等。這些有機(jī)污染物大部分難以降解，難溶于水、但易

溶于有機(jī)溶劑和脂肪，能強(qiáng)烈分配到沉積物有機(jī)質(zhì)和生物脂

肪中，即使在水中濃度很低，在水生生物體內(nèi)和沉積物中的

濃度仍然可以很高。這些有毒、難降解的有機(jī)物，通過遷移、

轉(zhuǎn)化、富集或食物鏈循環(huán)，危及水生生物及人體健康。

(2)水中危害較大的無機(jī)污染物主要是一些金屬污染

物，包括：鎘、汞、鉛、碑、銘、銅、鋅、銘、銀和鉞等。

通過各種途徑進(jìn)入水體中的金屬，絕大部分將迅速轉(zhuǎn)入沉積

物或懸浮物內(nèi)。重金屬對(duì)魚類和其它水生生物的毒性，不是

與溶液中重金屬的總濃度相關(guān)，主要取決于游離(水合)的

金屬離子，對(duì)鎘則主要取決于游離Cd2+濃度，對(duì)銅則主要取

決于游離CM+及其氫氧化物。而大部分穩(wěn)定配合物及其與膠

體顆粒結(jié)合的形態(tài)則是低毒的，不過脂溶性金屬配合物是例

外，因?yàn)樗鼈兡苎杆偻高^生物膜，并對(duì)細(xì)胞產(chǎn)生很大的破壞

作用。

9.什么叫優(yōu)先污染物?我國優(yōu)先控制污染物包括哪幾類？

答：（1）為了制定污染物的控制標(biāo)準(zhǔn)，在眾多污染物中

篩選出潛在危險(xiǎn)大的作為優(yōu)先研究和控制對(duì)象，稱之為優(yōu)先

污染物。

（2）我國優(yōu)先控制的污染物包括：揮發(fā)性鹵代烽類、

苯系物、氯代苯類、多氯聯(lián)苯、酚類、硝基苯類、苯胺類、

多環(huán)芳煌類、醐酸酯類、農(nóng)藥、丙烯月青、亞硝胺類、氧化物、

金屬及其化合物，共14類。

10.請(qǐng)敘述天然水體中存在哪幾類顆粒物？

答：天然水體中存在的顆粒物有：礦物微粒和粘土礦物、

金屬水合氧化物、腐殖質(zhì)、水體懸浮沉積物和其它顆粒物（藻

類、細(xì)菌、病毒、表面活性劑、油滴等）。

H.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(duì)金屬離子的專屬吸附和非專屬吸

附的區(qū)別。

答：（1）表面吸附作用是由于膠體具有巨大的比表面和

表面能，使固液界面存在的吸附作用，屬于一種物理吸附，

膠體表面積越大，所產(chǎn)生的表面吸附能越大，膠體的吸附作

用也就越強(qiáng)。

離子交換吸附是由于環(huán)境中大部分膠體帶負(fù)電荷，容易

吸附各種陽離子，在吸附過程中，膠體每吸附一部分陽離子,

同時(shí)也放出等量的其他陽離子，故稱為離子交換吸附，它屬

于物理化學(xué)吸附。

專屬吸附是指在吸附過程中，除了化學(xué)鍵的作用外，尚

有加強(qiáng)的憎水鍵和范德化力或氫鍵在起作用。專屬吸附作用

不但可使表面電荷改變符號(hào)，而且可以使離子化合物吸附在

同號(hào)電荷的表面上。

(2)水合氧化物對(duì)金屬離子的專屬吸附作用和非專屬

吸附作用的區(qū)別表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

一是發(fā)生吸附的表面凈電荷的符號(hào)，對(duì)于非專屬吸附，

其膠體表面發(fā)生吸附的凈電荷為負(fù)電荷，而對(duì)于專屬吸附，

其在中性表面甚至在與吸附離子帶相同電荷符號(hào)的表面也

能進(jìn)行吸附作用。

二是對(duì)于非專屬吸附，金屬離子所起的作用為反離子的

吸附作用，而對(duì)于專屬吸附，金屬離子所起的作用為配位離

子的作用。

三是吸附時(shí)所發(fā)生的反應(yīng)不同，非專屬吸附發(fā)生的反應(yīng)

是陽離子交換，專屬吸附是配位體交換。

四是發(fā)生吸附時(shí)所要求的pH值不同，非專屬吸附要求

pH大于零電位點(diǎn)，而專屬吸附時(shí)pH值可為任意值。

五是吸附發(fā)生的位置不同，非專屬吸附發(fā)生在膠體的擴(kuò)

散層，而專屬吸附發(fā)生在膠體的內(nèi)層。

六是二者對(duì)于表面電荷的影響不同，非專屬吸附發(fā)生后

對(duì)表面電荷沒有影響，而專屬吸附使負(fù)電荷減少、正電荷增

加。

12.請(qǐng)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(yīng)的區(qū)別。

答：氧化物表面吸附配合模型的基本點(diǎn)是把氧化物表面

對(duì)H+、OH、金屬離子、陰離子等的吸附看作是一種表面配

合反應(yīng)。其實(shí)質(zhì)內(nèi)容就是把具體表面看作一種聚合酸，其大

量羥基可以產(chǎn)生表面配合反應(yīng)，但在配合平衡過程中需將鄰

近基團(tuán)的電荷影響考慮在內(nèi)，并在這一點(diǎn)上區(qū)別于溶液中的

配合反應(yīng)。

13.用Langmuir方程描述懸浮物對(duì)溶質(zhì)的吸附作用，假

設(shè)溶液平衡濃度為3.00X103mol/L,溶液中每克懸浮物固體

吸附溶質(zhì)為0.50X10-3mol/L,當(dāng)平衡濃度降至LOOX

103mol/L時(shí)，每克吸附劑溶質(zhì)為0.25X103mol/L,問每克

吸附劑可以吸附溶質(zhì)的限量是多少？

解：由Langmuir方程即工=4+與，可知

GGGC

1_1A1

0.5x10-3一亭./3x107

11AI

0.25xW3―萬+/1Xi。-

解以上兩式，得：

A=300X10-3

G°=1.00X10-3mol/（L.g）

14.請(qǐng)說明膠體的凝聚和絮凝之間的區(qū)別。

答：由電介質(zhì)促成的膠體顆粒的聚集稱凝聚；由聚合物

促成的膠體顆粒的聚集稱絮凝。

15.請(qǐng)敘述水中顆粒物可以哪些方式進(jìn)行聚集？

答：水中顆粒物的聚集方式有：壓縮雙電層凝聚、專屬

吸附凝聚、膠體相互凝聚、“邊對(duì)面”絮凝、第二極小值絮

凝、聚合物粘結(jié)架橋絮凝、無機(jī)高分子絮凝、絮團(tuán)卷掃絮凝、

顆粒層吸附絮凝和生物絮凝等。

16.請(qǐng)敘述水環(huán)境中促成顆粒物絮凝的機(jī)理。

答：水環(huán)境中促成顆粒物絮凝的機(jī)理主要有異向絮凝、

同向絮凝和差速沉降絮凝。

（1）異向絮凝：由顆粒的熱運(yùn)動(dòng)即布朗運(yùn)動(dòng)推動(dòng)下使

顆粒發(fā)和碰撞而絮凝。

（2）同向絮凝：是在水流速度梯度（G）的剪切作用下,

顆粒產(chǎn)生不同的速度而發(fā)生碰撞和絮

凝。

（3）差速沉降絮凝：在重力作用下，沉降速度不同的

顆粒會(huì)發(fā)生碰撞而

絮凝。

17.含鎘廢水通入H2S達(dá)到飽和并調(diào)整pH值為8.0,請(qǐng)算出

水中剩余鎘離子濃度（已知CdS的溶度積為7.9XIO?）。

解：由pH=8.0得，[H+]=1.0X10-8mol/1

2=&MF=7.9x10-27x10-16

[Cd+]=6.8x10-2。

’-0.1((-0.1x1.16x10-22(mol/1)

18.已知Fe3+與水反應(yīng)生成的主要配合物及平衡常數(shù)如下:

Fe3++H2@^Fe(OH)2++H+lgKi=-2.16

3+

Fe+2H2@^Fe(OH)2+2H+lgK2=-6.74

)(3+

Fe(OH3^^Fe+3OH-lgKso=-38

3++

Fe+4H20^Fe(OH)4+4HlgK4=-23

3+4++

2Fe+2H^Fe2(OH)2+2HlgK=-2.91

請(qǐng)用pc-pH圖表示Fe（OH）3（s）在純水中的溶解度與pH的關(guān)

系。

3+

解：由Fe(OH)忝戶Fe+3OHlgKso=-38得

[Fe3+][OH]3=10-38.,.p[Fe3+]=3pH-4①

同理，由各級(jí)平衡常數(shù)可推出：

2++

[Fe(OH)][H]lQ_2A()

[Fe3+],

++2

[Fe(OH)2][H]1q.6.74

[Fe3+]

[Fe(OH)-][H+]423

--------4r-------=1U

[Fe力

4++2

[Fe2(OH)2][H]10.291

[+]2'

將①代入以上各式，可得:

p[Fe(OH)2+]=-1.84+2pH

+

p[Fe(OH)2]=2.74+pH

p[Fe(OH)4]=19-pH

4+

p[Fe2(OH)2]=2pH-5.1

20.請(qǐng)敘述腐殖質(zhì)的分類及其在環(huán)境中的作用。

答：(1)根據(jù)腐殖質(zhì)在酸溶液和堿溶液中的溶解度，腐

殖質(zhì)可分為三類：腐殖酸、富里酸和腐黑物。其中腐殖酸是

可溶于稀堿液但不溶于酸的部分，分子量由數(shù)千到數(shù)萬；富

里酸為可溶于酸又可溶于堿的部分，分子量由數(shù)百到數(shù)千；

腐黑物為不能被酸和堿提取的部分。

(2)腐殖質(zhì)與環(huán)境中有機(jī)物之間的作用主要有：吸附

效應(yīng)、溶解效應(yīng)、對(duì)水解反應(yīng)的催化作用、對(duì)微生物過程的

影響以及光敏效應(yīng)和猝滅效應(yīng)等。腐殖質(zhì)與金屬離子生成配

合物是其最重要的環(huán)境性質(zhì)之一，許多研究表明，重金屬在

天然水體中主要以腐殖酸的配合物形式存在。

21.在pH=7.00和[HCO3-]=L25X10-3mol/l的介質(zhì)中，HT2

與固體PbCO3平衡，其反應(yīng)如下：

PbCO3(s)田產(chǎn)PbT+HCOyK=4.06X102

問作為HT?-形態(tài)占NTA的分?jǐn)?shù)。

解：k_IPbTHHC。,]

―[HT2]

將K、[HCOH代入，即得：

[PbT]_K_4.06x10-2_32.48

[HT2-]-[//CO/]-1.25x10-一-|-

即Pbr與游離的NTA比值約為32.48則

作為HT2-形態(tài)占NTA的分?jǐn)?shù)為：一?一xio(^=2.99%

32.48+1

22.請(qǐng)敘述有機(jī)配體對(duì)重金屬遷移的影響。

答：有機(jī)配位體對(duì)重金屬遷移的影響主要有兩方面的影

響：

(1)影響顆粒物對(duì)重金屬的吸附：加入配位體可能以

下列方式影響吸附：①由于和金屬離子生成配合物，或與表

面爭(zhēng)奪可給吸附位，使吸附受到抑制；②如果配位體能形成

弱配合物，并且對(duì)固體表面親和力很小，則不致引起吸附量

的明顯變化。③如果配位體能生成強(qiáng)配合物，并同時(shí)對(duì)固體

表面具有實(shí)際的親和力，則可能會(huì)增大吸附量。

(2)影響重金屬化合物的溶解度：重金屬和羥基的配

合作用，提高了重金屬氫氧化物的溶解度。

23.什么是電子活度pE,以及它和pH的區(qū)別。

答：(1)還原劑和氧化劑可以定義為電子給予體和電子

接受體，則定義

pE=-lg(ae)

ae——水溶液中電子的活度。

(2)pH是在酸堿反應(yīng)的基礎(chǔ)上提出來的，是溶液中氫

離子活度的負(fù)對(duì)數(shù)，表征溶液的酸堿性；而pE是在氧化還

原反應(yīng)的基礎(chǔ)上提出來的，是水溶液中電子活度的負(fù)對(duì)數(shù)，

表征溶液的氧化還原性質(zhì)。

24.有一個(gè)垂直湖水，pE隨湖的深度增加將起什么變化？

（已經(jīng)改正）

答：在垂直湖水中，pE隨湖的深度增加將減小。在湖泊

表層水，是與大氣接觸的富氧區(qū)，氧化性強(qiáng)，其電子活度低,

接受電子的傾向強(qiáng)，pE值大。隨著湖水深度的增加，逐步過

渡到缺氧區(qū)，還原性增強(qiáng)，電子濃度增大，接受電子的傾向

減弱，提供電子的能力強(qiáng)，pE值減小。

25.從湖水中取出深層水，其pH=7.0,含溶解氧濃度為

0.32mg/l,請(qǐng)計(jì)算pE和Eh。

-8

pE°=+20.75,KH=1.26xiomol/L.pa

麗]=032x10-3

解:=0.008xlO5Pa

KH—32X1.26X10-8

1/4O2+H書1/2H2OpE°=+20.75

pE=pE°+lg{[Po2]1/4[H+]}

0.008x1()5：

=20.75+ig[(]xl.0xl0-7

1.013xlO5

=13.2

26.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CCh,請(qǐng)計(jì)算pE和Eh。

解：I/8CO2+H+宛^1/8CH4+1/4H2OpE0=+2.87

斤.。J%,】町“+]一0?35、1口+]

pE=pE+lg——:——j—=2.87+lg(——)8fH]

().65

=2.87一卜0.27-p”

=-4.16

28.解釋下列名詞：分配系數(shù)、標(biāo)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)代謝和共代謝。

答：分配系數(shù)：有機(jī)毒物在沉積物中的平衡濃度和在水

中的平衡濃度的比值。

標(biāo)化分配系數(shù)：以有機(jī)碳為基礎(chǔ)表示的分配系數(shù)。

辛醇-水分配系數(shù)：化學(xué)物質(zhì)在辛醇中濃度和在水中

濃度的比例。

生物濃縮因子：有機(jī)毒物在生物體內(nèi)濃度與水中該

有機(jī)物濃度之比。

亨利定律常數(shù)：有機(jī)毒物在空氣中的摩爾濃度與其

在水中的濃度之比。

水解速率：有機(jī)物通過水解作用的消失率。

直接光解：化合物本身直接吸收了太陽能而進(jìn)行的

分解反應(yīng)。

間接光解：又稱敏化光解，水體中存在的天然物質(zhì)被

陽光激發(fā)，又將其激發(fā)態(tài)的能量轉(zhuǎn)移給

化合物而導(dǎo)致的分解反應(yīng)。

光量子產(chǎn)率：分子吸收光子被活化后，它可能進(jìn)行光

反應(yīng)，也可能通過光

輻射的形式進(jìn)行“去活化”，再回到基態(tài)，進(jìn)

行光化學(xué)反應(yīng)的光子占吸收總光子數(shù)之比，

稱為光量子產(chǎn)率。

生長代謝：有些有機(jī)污染物可以作為微生物的唯一碳

源與能源使微生物生長代謝，這種現(xiàn)象稱

為生長代謝。

共代謝：某些有機(jī)物不能作為微生物的唯一碳源與

能源，必須有另外的化合物存在提供微生

物碳源或能源時(shí)，該有機(jī)物才能被降解，

此現(xiàn)象稱為共代謝。

29.某水體中含有300mg/l的懸浮顆粒物，其中70%為細(xì)顆

粒，有機(jī)碳含量為10%,其余的粗顆粒有機(jī)碳含量為5%。

已知苯并[a]花的K°w為106,請(qǐng)計(jì)算該有機(jī)物的分配系數(shù)。

6

1?:KOc=0.63Kow=0.63X10

Kp=Koc[0.2(l-f)XL.+fXL]

=0.63X106X[0.2(1-0.7)X0.05+0.7X0.1]

=4.6X104

30.一個(gè)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=4.9XI0，L/(d.mol),中性水解

速率常數(shù)Kh=1.6dL請(qǐng)計(jì)算化合物的水解速率常數(shù)。

+

解：Kh=KN+aw（Ka[H]+Kb[OH-]）

=1.6+0.1X(OX10-8.4+49xio-7X10-5.6)

=L6(d”

31.某有機(jī)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(jī)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(20C),請(qǐng)計(jì)算該化合物的亨利定律常數(shù)

(Pa-m3/mol),并判斷揮發(fā)速率是受液膜控制或氣膜控制。

(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)o

解:(1)KH=1.21X129/611=2.6XIO1Pa?m3/mol

VKH<1.0130Pa?m3/mol

???揮發(fā)作用主要受氣膜控制，此時(shí)可用Kv二K，Kg簡(jiǎn)化

式求Kvo

0.263000x10-2

（2）K=KKR=履Kg=0.05（d」）

vs1

"eR,8.314x293.151.5x

24

32.某有機(jī)污染物溶解在一個(gè)含有200mg/L懸浮物、pH=8.0

和T=20C的水體中，懸浮物中細(xì)顆粒為70%,有機(jī)碳含量

為5%,粗顆粒有機(jī)碳含量為2%,已知此時(shí)該污染物的中

1

性水解速率常數(shù)Kh=0.05d,酸性催化水解速率常數(shù)

Ka=1.7L/(mol.d),堿性催化水解速率常數(shù)Kb=2.6X

106L/(mol.d),光解速率常數(shù)Kp=0.02h/，污染物的鋅醇-水

5

分配系數(shù)KOW=3.0X10,并從表中查到生物降解速率常數(shù)

KB=0.20d〃，忽略顆粒物存在對(duì)揮發(fā)速率和生物降解速率的

影響，求該有機(jī)污染物在水體中的總轉(zhuǎn)化速率常數(shù)。

解：KL=0.02h-i=0.02X24=0.48d1

4

Cp=200mg/L=2.00X10kg/L

K&)=KbU°)Q；T-T。)

(5)1

g,(20)=(25)。產(chǎn)25。)=020*I.072-=0.14d

水解速率常數(shù)：

Kh=KA[H+]+KN+KBKW/[H+]

=1.7X1XIO%。05+2.6X106X1014/1.0X10-8=2.65d1

①未考慮吸著影響時(shí)

KT=Kvm+Kb+KL+Kh

=0.9+0.14+0.48+2.65=4.17d1

②考慮吸著影響時(shí)

Kp=0.63Kow[0.2(l-f)X：c+fX(')C]

=0.63X3.0X105(0.2X0.3X0.02+0.7X0.05)

=6.84X10-3

K'T=KT/(CPKP+1)

=4.17/(2X10-4X6.84X103+l)=1.76d-1

33.某河段流量Q=2160000m3/d,流速為46km/d,T=13.6℃,

耗氧系數(shù)Ki=0.94dL復(fù)氧系數(shù)K2=L82dLBOD沉浮系數(shù)

143

K3=0.17d,起始段面排污口排放的廢水約為10X10m/d,

廢水中含BOD5500mg/L,溶解氧為Omg/L,上游河水BOD5

為Omg/L,溶解氧為8.95mg/L,求排污口下游6km處河水

的BODs和氧虧值。

解:①混合液中溶解氧：2L6*895+1x0=8.55mg/L

21.6+1

混合液的pH值：2L6x0+lx500=22.12mg/L

21.6+1

混合液的BODu值：22.R=22.32mg/L

1-e

②13.6C時(shí)飽和溶解氧濃度為10.35mg/L,則

Do=10.35-8.55=1.80mg/L

+k3)x-(0.94+0.17)x6

③L="=22.32xe-46-=20.0mg/L

LX-k2XLT-+3r2

④D=2-一空一面丁=67]

k、+七一k、

1.82x60.94x22.32-094+0I7X6-生

=1.80xJk{e46-e46]

0.94+0.17-1.82

=3.37mg/L

35.請(qǐng)敘述有機(jī)物在水環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化存在哪些重要過程。

答：有機(jī)物在水環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化的重要過程主要有吸

附分配作用、揮發(fā)作用、水解作用、光解作用、生物富集和

生物降解作用等。

（1）吸附分配作用：研究表明，顆粒物從水中吸著憎

水有機(jī)物的量與顆粒物中有機(jī)質(zhì)含量密切相關(guān)。

（2）揮發(fā)作用：是有機(jī)物從溶解態(tài)轉(zhuǎn)入氣相的一種重

要的遷移過程。

（3）水解作用：是有機(jī)化合物與水之間最重要的反應(yīng)。

對(duì)于許多有機(jī)物來說，水解作用是其在環(huán)境中消失的重要途

徑。

(4)光解作用：是有機(jī)污染物真正的分解過程，因?yàn)?/p>

它不可逆地改變了反應(yīng)分子，強(qiáng)烈地影響水環(huán)境中某些污染

物的歸趨。

(5)生物降解作用：生物降解是引起有機(jī)污染物分解

的最重要的環(huán)境過程之一。水環(huán)境中化合物的生物降解依賴

于微生物通過酶催化反應(yīng)分解有機(jī)物。生物降解作用可分為

生長代謝和共代謝。

一、土壤有哪些主要成分？并說明它們對(duì)土壤的性質(zhì)與作

用有哪些影響？

答：1：土壤的礦物質(zhì)：

(1)原生礦物質(zhì)，是各種巖石受到不同的物理風(fēng)化未經(jīng)

過化學(xué)風(fēng)化的碎屑物，原來的化學(xué)組成和潔凈構(gòu)造

都沒有變化。

(2)次生礦物質(zhì)，由原生礦物質(zhì)經(jīng)化學(xué)風(fēng)化后形成的新

礦物。

2：土壤有機(jī)質(zhì)：含碳有機(jī)化合物，主要來源于動(dòng)植物殘

體。

3：土壤水分：主要來自大氣降水和灌溉，是植物養(yǎng)分的

主要來源，也是進(jìn)入土壤的各種污染物向其他環(huán)境遷

移的媒介

4：土壤中的空氣：N2、02、C02,是一不連續(xù)體系。

二、什么是土壤的活性酸度和潛性酸度？試用它們二者的關(guān)

系討論我國南方土壤酸度偏高的原因。

答：1：土壤的活性酸度：土壤溶液中H+濃度的直接反映，

又稱有效酸度，通常用pH表示。

2：潛性酸度：土壤膠體吸附的可代換性H+和AF+,通

過離子交換作用進(jìn)入溶液之后，增加土壤溶液的

[H+],所帶來的酸度為潛性酸度。

3：二者關(guān)系：是同一個(gè)平衡體系的兩種酸度，二者可

以相互轉(zhuǎn)化，在一定條件下，處于暫時(shí)平衡狀態(tài)，

土壤活性酸度是土壤酸度的根本起點(diǎn)和現(xiàn)實(shí)表現(xiàn)，

潛性酸度則是活性酸度的貯備。

4：我國南方土壤酸度偏高的原因：南方土壤礦物質(zhì)中

代換性AF+含量較高，這是土壤中潛性酸度的主要

來源，AP+在土壤中發(fā)生水解生成較多H+,提高土

壤的酸度。如：AF++3H2O=A1(OH)3+3H+

所以，南方土壤酸度偏高。

三、壤的緩沖左右有哪幾種？舉例說明其作用原理。

1：土壤溶液的緩沖作用：

土壤溶液中含有的有機(jī)酸等弱酸及其鹽類，構(gòu)成一個(gè)

良好的緩沖體系，對(duì)酸堿具有緩沖作用，如Na2co3,

當(dāng)加入鹽酸時(shí)：Na2co3+2HCl=2NaCl+H2co3,生成中

性鹽與碳酸，大大抑制了土壤酸度的