课后习题答案--《环境化学》 戴树桂-第二版19143.docx

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1、环境化学课后习题解答第一章绪论论2、根据环环境化学的的任务、内内容和特点点以及发展展动向，你你认为怎样样才能学好好环境化学学这门课？环境化学是是一门研究究有害化学学物质在环环境介质中中的存在、化化学特征、行行为和效应应及其控制制的化学原原理和方法法的科学。环环境化学以以化学物质质在环境中中出现而引引起环境问问题为研究究对象，以以解决环境境问题为目目标的一门门新型科学学。其内容容主要涉及及：有害物物质在环境境介质中存存在的浓度度水平和形形态，潜在在有害物质质的来源，他他们在个别别环境介质质中和不同同介质间的的环境化学学行为；有有害物质对对环境和生生态系统以以及人体健健康产生效效用的机制制和风险性

2、性；有害物物质已造成成影响的缓缓解和消除除以及防止止产生危害害的方法和和途径。环环境化学的的特点是要要从微观的的原子、分分子水平上上来研究宏宏观的环境境现象与变变化的化学学机制及其其防治途径径，其核心心是研究化化学污染物物在环境中中的化学转转化和效应应。目前，国国界上较为为重视元素素（尤其是是碳、氮、硫硫和磷）的的生物地球球化学循环环及其相互互偶合的研研究；重视视化学品安安全评价、臭臭氧层破坏坏、气候变变暖等全球球变化问题题。当前我我国优先考考虑的环境境问题中与与环境化学学密切相关关的是：以以有机物污污染为主的的水质污染染、以大气气颗粒物和和二氧化硫硫为主的城城市空气污污染；工业业有毒有害害废

3、物和城城市垃圾对对水题和土土壤的污染染。3、环境污污染物有哪哪些类别？主要的化化学污染物物有哪些？ 按环环境要素可可分为：大大气污染物物、水体污污染物和工工业污染物物。 按污污染物的形形态可分为为：气态污污染物、液液态污染物物和固体污污染物；按污染物的的性质可分分为：化学学污染物、物物理污染物物和生物污污染物。主要化学污污染物有：1.元素:如铅、镉镉、准金属属等。2.无机物：氧化物、一一氧化碳、卤卤化氢、卤卤素化合物物等3.有机化化合物及烃烃类：烷烃烃、不饱和和脂肪烃、芳芳香烃、PPAH等；4.金属有有机和准金金属有机化化合物：如如,四乙基基铅、二苯苯基铬、二二甲基胂酸酸等；5.含氧有有机化合

4、物物：如环氧氧乙烷、醚醚、醛、有有机酸、酐酐、酚等；6.含氮有有机化合物物：胺、睛睛、硝基苯苯、三硝基基甲苯、亚亚硝胺等；7.有机卤卤化物：四四氯化碳、多多氯联苯、氯氯代二噁瑛瑛；8.有机硫硫化物:硫硫醇、二甲甲砜、硫酸酸二甲酯等等；9.有机磷磷化合物:磷酸酯化化合物、有有机磷农药药、有机磷磷军用毒气气等。第二章：大大气环境化化学4.影响大大气中污染染物迁移的的主要因素素是什么? 主要有有：（1）空空气的机械械运动如风风和大气湍湍流的影响响； （2）天天气和地理理地势的影影响；（33）污染源源本身的特特性。7.大气中中有哪些重重要自由基基?其来源源如何? 大气中中主要自由由基有：HHO、HOO

5、2、R、RRO2 HO的的来源：O3的光解：O3r 2O+H2OO 2HHO HNOO2的光解：HNO2 +r HOO +NOO H2OO2的光解： HH2O2 +r 2HOHO2的来来源：主要来自自醛特别是是甲醛的光光解 H22CO +r H + HCCO H + O22 + MM HO22 + MM HCCO + O2 +M HO22 + CCO + M 亚硝酸酸酯的光解解：CH33ONO +r CH3O + NO CHH3O + O2 HO22 + HH2CO H2OO2的光解：H2O2 +r 2HHO HOO + HH2O2 HO2 + HH2OR的来源：RH + O R + HO R

6、H + HO R + H22OCH3的来来源：CHH3CHO的的光解 CCH3CHO +r CH33 + CCHO CHH3COCHH3的光解 CH3COCHH3 +rr CHH3 + CCH3COCH3O的的来源：甲甲基亚硝酸酸酯的光解解 CH33ONO +r CHH3O + NO甲基硝酸酯酯的光解 CH3ONO2 +rr CCH3O + NO2RO2的来来源：R + O22 RO229.叙述大大气中NOO转化为NNO2的各各种途径。 NO + O33 NNO2 + OO2 HO + RHH R + H22O R + O22 RO22NO + RO2 NNO2 + RRORO + O2 RC

7、HHO + HO2 （R比R少一一个C原子子）NO + HO2 NO22 + HHO13.说明明烃类在光光化学烟雾雾形成过程程中的重要要作用。 烷烃可可与大气中中的HO和和O发生摘摘氢反应。RH + HO R + H2ORH + O R + HOR + OO2 ROO2RO2 + NO RO + NO22RO + O2 RCHHO + HO2RO + NO2 RONNO2另外：ROO2 + HHO2 ROOOH + O2ROOH +r RO + HOO稀烃可与HHO发生加加成反应，从从而生成带带有羟基的的自由基。它它可与空气气中的O2结合成相相应的过氧氧自由基，由由于它有强强氧化性，可可将NO

8、氧氧化成NOO2，自身分分解为一个个醛和CHH2OH。如如乙烯和丙丙稀。CH = CH + HO CCH2CH2OHCH3CHH = CCH2 CH33CHCHH2OH + CH33CH(OOH)CHH2CH2CHH2OH + O2 CCH2(O2)CH2OHCH2(OO2)CH2OH + NO CH22(O)CCH2OH + NO22CH2(OO)CH22OH CH22O + CH2OHCH2(OO)CH22OH + O2 HCOCCH2OH + HO22CH2OHH + OO2 H2CO + HO22稀烃还可与与O3发生反应应，生成二二元自由基基，该自由由基氧化性性强，可氧氧化NO和和SO

9、2等生成相相应的醛和和酮。光化化学反应的的链引发反反应主要是是NO2的光解，而而烷烃和稀稀烃均能使使NO转化化为NO22，因此烃烃类物质在在光化学反反应中占有有很重要的的地位。19 答 影响酸酸雨形成的的因素主要要有：（1） 酸性污染物物的排放及及其转化条条件。（2） 大气中NHH3的含量及及其对酸性性物质的中中和性。（3） 大气颗粒物物的碱度及及其缓冲能能力。（4） 天气形势的的影响。20答 （1）依依据大气颗颗粒物按表表面积与粒粒径分布关关系得到了了三种不同同类型的粒粒度模，并并用它来解解释大气颗颗粒物的来来源与归宿宿，即爱根根核模，积积聚模，粗粗粒子模。爱根模：DDp0.05M积聚模：0

10、0.05Dp22M粗粒子模：Dp22M。第三章 水水环境化学学（P1995）4. (1) 查查表知pHH = 66.5时,= 1.710CT = 碱度 = 11.61.7110 mmmol/ll = 22.7366mmoll/l 。设加入的NNa2CO3为n mmmol/l查表知：当当pH = 8.00时, = 1.0118 CT = CT + nn -(1) CT = 碱度 -(2) 碱度= 1.6 +22 n -(3)由 (1)、（2）和和（3）解解得：n = 1.07 mmmol/l 。（2）加加入NaOOH后CTT不变碱度的增加加值就应是是加入的NNaOH的的量。A = 碱度 碱度 =

11、 22.6888 11.6 = 1.0088mmmol/ll5. 解:当pHH = 77.00时时,CO3-的浓度与与 HCOO3-的浓度相相比可以忽忽略,查表表pH = 7.000时, = 1.224,则HCOO3- = 碱度 = 22.0010-3moll/l/ll。H+ = OOH- = 10-77 moll/l。HCO33 = H+HCOO3-/K1 = 11.0010-72.00010-3/(44.5510-7) = 4.44910-4moll/l。CO3- = K2HCO3-/HH+ = 4.69910-1112.00010-3/(11.0010-7) = 9.33810-7 mo

12、ol/l。6.解: 查表 ppH = 7.5时时, 1 = 11.0699, pHH = 99.0时, 2 = 00.95992;CT1 = 碱度度1 = 66.381.0669 = 6.822 mmool/lCT2 = 碱度度2 = 00.800.9559 = 0.7667 mmmol/ll;查表知pHH = 77.587.解：由由题意知 Fe33+ + Fee(OH)2+ + Fee(OH)2+ = 1.00010-4 mool/l； （1） Fe(OOH)2+H+/FFe3+ = 8.9910-4 (2) Fe(OOH)2+H+2/Fee3+ = 4.9910-7 (3)查表知Fee(O

13、H)3的KSP = 3.210-388代入(1)得H+ = 1.910-3moll/l (pH =2.722)Fe33+ = 3.22104H+3 = 33.21041.910-33 = 66.2410-5 mool/l； Fee(OH)2+ = 4.910-7Fee3+/H+2 = 44.910-7 KSPH+/ KKW3 = 115.68810-31.910-3 = 8.47710-6moll/l； Fee(OH)2+ = 8.9910-4Fee3+/H+ = 8.910-4 KSPH+2/ KW3 = 228.488(1.9910-3)2 = 22.9210-5moll/l。19.解：H

14、g2+ +2HH2O = 2H+ + HHg(OHH)2 lg KK= -66.3 得得: K = 100-6.3 得 （1）由物料守恒恒得：HHg2+ + Hgg(OH)20 = 1.010-5 mool/l (2)由电荷守恒恒得：HH+ + 2Hgg2+ = CllO4- + OH- Hg2+水解体系系显酸性,OH-100-7,与ClO44-的浓度度相比可忽忽略不计。可得：HH+ + 2Hgg2+ClOO4- = 210-5 （33）（1）、（22）、（33）联立求求解得：H+ = 10-44.7；则则pH = -lggH+ = -lg110-4.7 = 4.7。21.解：已知 PPbCO

15、33(S) + HTT2- = PbT- + HHCO3- KK = 44.0610-2 （1）；由（1）可可得： （22）25.解：水中的溶溶解氧为：0.322mg/ll,故其ppO2 = 00.32105 Pa天然水的ppE = 20.775 + lg( pO2/1.1103105)0.255H+= 20.75 + lg(0.332105/1.1103105)0.2551.010-7 = 20.75 + (-00.547) = 13.21。氧化还原式式：1/22O2 + 22H+ (100-7moll/l)+ 2e = HH2O EE0 = 00.8155V根据Nerrnst方方程式，上上

16、述反应可可写成：在湖中H22O可看作作是常量,lg(Red/Oxx),在在方程中为为1。得：F = 2.3303RTT/0.0059,将将E0 = 00.8155和F = 2.3303RTT/0.0059代入入Nernnst方程程式得:Eh = E0 00.0599/2 = 0.8815 0.003 = 0.7885V 27.解：（1）SSO42- + 9H+ + 88e = HS- + 44H2O（t）G0 = 122.6 2377.24 + 742.0 = 1944.2 ( kj)又G00 = 2.3003nRTT(pE00)lgK = lggHS- llgSOO42- lgHH+9lge

17、8又lgKK = nnpE08 pE00 = llgHSS- llgSOO42- + 910.00 + 88pE lgHS- llgSOO42- + 8pEE = 84.255 990 = 56 HHS- + SO442- = 1.0010-410 当 pEpE0 时,溶溶液给出电电子的倾向向很高。 HSS- C总 = 11.010-4 mool/l。 lgHS- = 4.00 由(1)得llgSOO42- = 52 + 8 pE。20当 ppEppE0 时, 溶液接受受电子的倾倾向很强。 SOO42- C总 = 11.010-4 mool/l。 lgSO42- = 4.0 由由(1)得得lg

18、HHS- = -60 pE。29.解：已知苯并并a芘芘 Koww = 1106Koc = 0.663Koww = 00.63106 = 66.3105Kp = Koc0.2(1f)XSOC + fXfOC = 6.330.22(100.7)0.055 + 00.700.100 = 4.610430.解：已知 KKa = 00, HH+ = 10-88.4 Kn = 11.6 Kb = 44.910-7Kh = KaH+ + Kn + KKbKw/H+ = 0 + 1.6 + 4.910-710-5.6 = 1.6 (d-11)32.解：Koc = 0.63Koow Kp = Kooc0.2(1

19、f)XSSOC + fXfOC = 0.6633.01050.22(100.70)0.022 + 00.700.055 = 6.844103Kh = Kn +w(KAH+ + KBOH-) = 0.005 + 0.422(1.7100-8 + 2.610610-66) = 1.144 (d-1)KT = Kh+ Kp + KKB = 11.14 + 2440.002 + 0.2 = 1.82 (d-1)。33.解： 由Tomaas模型知知：L = LL0exp-（k11 + kk3）x/uu = 22.112expp-(00.94+0.177)6103/4.66103 = 19.114mg/l

20、。查表知: 13时,C饱和和 = 110.600mg/ll ； 114时，C饱和和 = 110.377mg/ll。由间插法计计算13.6时的C饱和和。（1）110.600(100.6010.337)6/100 = 110.466 (2) 10.337+(110.60010.37)4/100 = 110.466D0 = C饱和C0 = 110.4668.555 = 1.911(mg/l)D = DD0exp(- k22x/u )kk1 L0/(k1+k3-k2)eexp- (k11+k3)x/uuexxp(- k2 x/uu ) = 1.991exp-(1.826)/446(0.99422.11

21、2)/(0.944+0.1171.82)expp-(00.94+0.177)6/466exxp(-11.826/466)= 3.77mg/ll。第五章 生生物体内污污染物质的的运动过程程及毒性1.在试验验水中某鱼鱼体从水中中吸收有机机污染物质质A的速率率常数为118.766h-1,鱼体体消除A的的速率常数数为2.33810-2h-1；设AA在鱼体内内起始浓度度为零，在在水中的浓浓度可视作作不变。计计算A在该该鱼体内的的浓缩系数数及其浓度度达到稳态态浓度955%时所需需的时间。（7788.22；5.224d）解：A在在鱼体内的的起始浓度度为零，且且在水中的的浓度可视视为不变，相相当于t时，BCF

22、 = Cf/Cw = kka/ke BCFF = kka/ke = 118.766/2.33810-2 = 788.2； 稳稳态浓度为为 得：0.995 = 1 eexp(-2.38810-2t) 0.005 = exp(-2.33810-2t)两边取lnn得：-22.9966 = - 2.33810-2 t ,解得：t = 125.88(hh) = 5.255(d)。 2.(11) COO2；(2) CH3COOHH ； (3) NH33； (4) CoAASH; (5) H2O； (6) CH33COSCCoA ； (7) HOOOCCH22-COCCOOH ；(8) HH2O ； (9)

23、 CoAASH ； (100) CHH2COOHH ；(11)三羧酸循循环；（112） NNO2- ；（113）硝化化。HOCCOOOHCH2COOOH1.土壤中中两个最活活跃的组分分是土壤胶胶体和土壤微生生物。2.物体表表面的分子子与该物体体内部的分分子所处的的条件是不不相同的。物物体内部的的分子在各各方面都与与它相同的的分子相接接触，受到到的吸引力力相等；而处处于表面的的分子所受受到的吸引引力是不相相等的，3. 即合合称为双电电，决定电电位层与液液体间的电电位差通常常叫做热力力电位，在在一定的胶胶体系统内内它是不变变的；4.在非活活动性离子子层与液体体间的电位位差叫电动动电位，它它的大小视

24、视扩散层厚厚度而定，随随扩层厚度度增大而增增加。5. 由于于胶体的比比表面和表表面能都很很大，为减减小表面能能，胶体具具有相互吸吸引、凝聚聚的趋势，这这就是胶体体的凝聚性性。6. 在土土壤溶液中中，胶体常常常带负电电荷，即具具有负的电电动电势，所所以胶体微微粒又因相相同电荷而而互相排斥斥，电动电电位越高，胶胶体微粒呈呈现出的分分散性也越越强。7. 影响响土壤凝聚聚性能的主主要因素是是土壤胶体体的电动电电位和扩散散层厚度，8. 在土土壤胶体双双电层的扩扩散层中，补补偿离子可可以和溶液液中相同电电荷的离子子以离子价价为依据作作等价交换换，称为离离子交换9. 土壤壤是由固体体、液体和和气体三相相共同

25、组成成的多相体体系，10. 胶胶体具有吸吸附性的原原因是什么么？物体表表面的分子子与该物体体内部的分分子所处的的条件是不不相同的。物物体内部的的分子在各各方面都与与它相同的的分子相接接触，受到到的吸引力力相等；而而处于表面面的分子所所受到的吸吸引力是不不相等的，表面分子具有一定的自由能，即表面能。物质的比表面积越大，表面能也越大。吸附性能越强11当土壤壤胶体上吸吸附的阳离离子有一部部分为致酸酸离子，则则这种土壤壤为盐基不不饱和土壤壤。12. 在在土壤交换换性阳离子子中，盐基基离子所占占的百分数数称为土壤壤盐基饱和和度：13.细胞胞壁对金属属离子的固固定作用不不是植物的的一个普遍遍耐性机制制14

26、. 植植物对重金金属污染产产生耐性由由植物的生生态学特性性、遗传学学特性和重重金属的物物理化学性性质等因素素所决定，15土壤中中污染物主主要是通过过植物根系系根毛细胞胞的作用积积累于植物物茎、叶和和果实部分分。由于该该迁移过程程受到多种种因素的影影响，污染染物可能停停留于细胞胞膜外或穿穿过细胞膜膜进入细胞胞质。16. 污污染物由土土壤向植物物体内迁移移的方式主主要包括被被动转移和和主动转移移两种。17. 现现已证明，MT是动物及人体最主要的重金属解毒剂。18.农药药在土壤中中的迁移主主要是通过过扩散和质质体流动两两个过程。在在这两个过过程中，农农药的迁移移运动可以以蒸汽的和和非蒸汽的的形式进行

27、行。19.风速速、湍流和和相对湿度度在造成农农药田间的的挥发损失失中起着重重要的作用用。20. 生生物膜主要要是由磷脂脂双分子层层和蛋白质质镶嵌组成成21. 一一般，脂/水分配系系数越大，扩扩散系数也也越大，而而容易扩散散通过生物物膜。22. 机机体的主要要蓄积部位位是血浆蛋蛋白、脂肪肪组织和骨骨骼。23. 物物质在生物物作用下经经受的化学学变化，称称为生物转转化或代谢谢。24.生物物转化、化化学转化和和光化学转转化构成了了污染物质质在环境中中的三大主主要转化类类型。25. 酶酶是一类由由细胞制造造和分泌的的，以蛋白白质为主要要成分的，具具有催化活活性的生物物催化剂。26. 在在酶催化下下发生

28、转化化的物质称称为底物或或基质27酶催化化作用的三三个特点：(1).催催化具有专专一性一种种酶只能对对一种底物物或一种底底物起催化化作用，促促进一定的的反应，生生成一定的的代谢产物物。(2).酶酶催化效率率高一般酶酶催化反应应的速率比比化学催化化剂高100710133倍。(3).酶酶催化需要要温和的外外界条件如如强酸、强强碱、高温温等都能使使酶催化剂剂失去活性性。28. 受受氢体如果果为细胞内内的分子氧氧，就是有氧氧氧化，而若若为非分子子氧的化合合物就是无氧氧氧化。29. 就就微生物来来说，好氧氧微生物进进行有氧氧氧化，厌氧氧微生物进进行无氧氧氧化。30环境中中污染物质质的微生物物转化速率率，

29、决定于于物质的结结构特征和和微生物本本身的特征征，同时也也与环境条条件有关。31毒理学学把毒物剂剂量(浓度)与引起个个体生物学学的变化，如如脑电、心心电、血象象、免疫功功能、酶活活性等的变变化称为效效应；32把引起起群体的变变化，如肿肿瘤或其他他损害的发发生率、死死亡率等变变化称为反反应。33把引起起群体的变化化，如肿瘤瘤或其他损损害的发生生率、死亡亡率等变化化称为反应应。34阈剂量量(浓度)是指在长长期暴露毒毒物下，会会引起机体体受损害的的最低剂量量(浓度)。最高允允许剂量(浓度)是指长期期暴露在毒毒物下，不不引起机体体受损害的的最高剂量量(浓度)。35.在光光化学烟雾雾形成的反反应机制中中

30、，终止反反应的含义义是什么？终止反应有有：RC(O)O22 + NNO2 RC(O)O22NO2 (k=66.893310-2)RC(O)O2NO2 RRC(O)O2 + NNO2 (kk=2.114310-8)如何理解?答:终止反反应就是使使反应机制制中的引发发济失去活活性，不再再具有进行行链增长的的功能。在上述反应应中：RCC(O)OO2 + NNO2 RC(O)O22NO2，RC(O)O22与NO2结合，失失去继续进进行链增长长的作用，故故属于终止止反应。而RC(OO)O2NO2 RRC(O)O2 + NNO2 属于于终止反应应的逆反应应，实际是是释放出可可进行链增增长的活性性自由基，但但因其反应应述率常数数(k=22.143310-8)比终终止反应述述率常数(k=6.89310-2)小得得多，不会会影响正常常的终止反反应，而又又属于终止止反应的逆逆反应，故故总称为终终止反应。36.试解解释图2-14光化化学烟雾日日变化曲线线。该烟雾雾属于氧化化性还是还还原性烟雾雾？37.影响响污染物在在大气中扩扩散的主要要因素是什什么？逆温温现象对大大气中污染染物的迁移移有什么影影响？P16.22-4行；P18.1-2行行。38.大气气中空气气气块的稳定定性是密度度层结和温温度层结共共同作用决决定的。39.