环境化学答案73006

第一章绪论4. 根据环境化学的任务、内容和特点以及其发展动向，你认为怎样才能学好环境化学这门课程（1）环境化学的任务、内容、特点：环境化学是在化学科学的传统理论和方法基础上发展起来的，以化学 物质在环境中出现而引起的环境问题为研究对象，以解决环境问题为目标的一门新兴学科。环境化学是一 门研究有害化学物质在环境介质中的存在、化学特性、行为和效应及其控制的化学原理和方法的科学。它 既是环境科学的核心组成部分，也是化学科学的一个新的重要分支。（2）环境化学的发展动向：国际上较为重视元素的生物地球化学循环及其相互耦合的研究；重视化学品安 全评价；重视臭氧层破坏、气候变暖等全球变化问题。我国优先考虑的环境问题中与环境化学密切相关的 是：以有机物污染为主的水质污染；以大气颗粒物和二氧化硫为主的城市空气污染；工业有毒有害废弃物 和城市垃圾对大气、水和土地的污染等。（3）学好这门课的观点：环境化学包含大气、水体和土壤环境化学多个分支学科，研究有害化学物质在大 气、水体和土壤环境中的来源、存在、化学特性、行为和效应及其控制的化学原理和方法。这就决定了环 境化学研究中需要运用现场研究、实验室研究、实验模拟系统研究和计算机模拟研究相结合的系统研究方 法，主要以化学方法为主，还要配以物理、生物、地学、气象学等其他学科的方法。因此，要求研究人员 具有较广泛的各相关学科的理论知识和实验动手能力。我们在日常学习中应当以开阔的视野，除了环境化 学之外，广泛涉猎各相关学科，并注重培养自己的实验操作，如此才可能学好这门课。5、环境污染物有哪些类别当前世界范围普遍关注的污染物有哪些特征答：环境污染物的类别： 环境污染物按受污染物影响的环境要素可分为大气污染物、水体污染物、土壤污染物等；按污染物的形态，可分为气体污染物、液体污染物和固体污染物；按污染物的性质，可分为化学污染物、物理污染物和 生物污染物；按污染物在环境中物理、化学性状的变化， 可分为一次污染物和二次污染物（一次污染物称为原生污染物，二次污染物又称为次生污染物）。当前世界范围最关注的化学污染物主要是持久性有机污染物，具有致突变、致癌变和致畸变作用的所谓“三致”化学污染物，以及环境内分泌干扰物。6.举例简述污染物在环境各圈的迁移转化过程。以汞为例，说明其在环境各圈层的迁移转化过程，见下图。汞在环境中的存在形态有金属汞、无机汞化合物和有机汞化合物三种。在好氧或厌氧条件下，水体底质中 某些微生物能使二价无机汞盐转变为甲基汞和二甲基汞。甲基汞脂溶性大，化学性质稳定，容易被鱼类等 生物吸收，难以代谢消除，能在食物链中逐级放大。甲基汞可进一步转化为二甲基汞。二甲基汞难溶于水， 有挥发性，易散逸到大气中，容易被光解为甲烷、乙烷和汞，故大气中二甲基汞存在量很少。在弱酸性水 体（pH45）中，二甲基汞也可转化为一甲基汞。C电.卜(CHHgiACH，Hg+aHg- |HCXh-增加，显然匚珏醴哽下麦，8请叙述水中主要有机和无机污染物的分布和存在形态。音：有机沔染物（1）农药 常附农药主俄为-仃机氯滞白忧磷农药,.此外芯钉氯基中酸监笑农药ill于41降解,具有锻低的水溶件的作障-水分配单数吉仙大-部分被分配刊诫枳物有机质圳-I.物临心中，心）务氟联苯UT的檄跳溶于水.祖分解，场箱于右机溶迎利脂肪:jl/IJ鬲的水髀性科品的辛潭-水分脂系裁具有阮咒沉枳菌面机晅生菌肪N中.3J小代助垛 易抨 在地表水中能进肖降解，共化合物符水，脾福解度虬（DSt类 双- I，甲基酰.双- 3-氯甲LQ酰.双-旺-H昇四屐）魅,士氯乙展乙雄从保.及双-l牛氛乙甲觅大:钮F.|、1而学.翠呆雌WI浪苯苯某酵在晚就仃机质洞生物休f弓惧赢仲为姬化rt物 在地毒水中+.皆祉挥披-然后呈光蛹 这荣化含物I城附制1物富集不姓1淀的迁蓼辅化过程 苏酚类和溷美 酚莹化S物具们溶性值辛酵-冰务配系数，已要残留在水中.L酰藏酉朦这类化合物在水4溶解度-K辛醇一情背配系数蓿. 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Sill：以liEJHjV志匕9什么叫优先污染物我国优先控制污染物包括哪几类窜 从炊多耻染物中邮选T队见危舍大的仲为优先和控制的铤.称为优先片队物, 我国忧先控制3染物包聒折发性卤牌类、苯奈物，氯队革黄、名疯联革、峡硝基苏 类、苯胺美、等环芳塔寿 眈酰指类、农药、内烯麻，i理胺美、祖化物、W金属用其化 合物E类英册种愤W染机10请叙述天然水体中存在哪几类颗粒物菩：（1J有机污染物 京药：主要为有机氯而有机琲农药；，氯景茉（PCBD：肉在脂肪隆：工氯澳甲垸； 遂岐矣.翼-国甲基）雌单环号香族化合瓠蚌苯酸矍和平鞘粘联晓诰美:双TA甲墓-巳童I嗟噬（务朴芳炷类（?仰:唐IF描陇:和其他卅仆物：A垣基57.硝陀会屈污染物g 牌革工：t；陞果；磕嘲工业；尊铅：汽军腐气；禅；即铭；制草工成；钥：冶炼；择：南牝：黄铁有和亦铁祁中有景穴的合伐：t；裸：冶垢&钺:治炼；11什么是表面吸附作用，离子交换吸附作用和专属吸附作用并说明水合氧化物对金属离子的专属吸附和非 专属吸附的区别.表面吸附:由于胶体表面具有巨大的比表面和表面能，因此固液界面存在表面吸附作用.胶体表面积越大，吸 附作用越强.（2）离子交换吸附:环境中大部分胶体带负电荷,容易吸附各种阳离子.胶体每吸附一部分阳离子, 同时也放出等量的其他阳离子，这种作用称为离子交换吸附作用，属于物理化学吸附.该反应是可逆反应，不受 温度影响，交换能力与溶质的性质，浓度和吸附剂的性质有关.（3）专属吸附:指在吸附过程中，除了化学键作用 外,尚有加强的憎水键和范德化力或氢键作用.该作用不但可以使表面点荷改变符号，还可以使离子化合物吸 附在同号电荷的表面上.水合氧化物对金属离子的专属吸附与非金属吸附的区别如下表所示.1项fl专耶购附排专苗吸附”，1 .!.1（1 电荷偷补;,金制曲r前起的招用找恒曲r反有了暇电时肮发生前虫成 1如位体变ikv:.峻附时-.牡怵我的pH inMmA零电站吸嗣发张时待时内层V KJii对哲丽电荷的服响如电荷就加-正电荷增JW尤动力学可通忏不可逆榆过感炊诙可迦20请叙述腐殖质的分类及其在环境中的作用。.隔殖质酚类相拥在时和欧、溶液中的溶解度岛腐M-可薛丁褥诚液也不潍畅的部分 分子扯由教TW数万；高里倦可溶丁酸又可博于碱的都分，丹子M由她百剂数Pj腐惧物 不能被愁和械提取N嘿分.在环境中的作用；吸附紫应、溶解效应、对水解眺的-催化作用、潸微生物址程的痢如光 彼弑应和弄天效.应.22请叙述有机配体对重金属迁移的影响。（1）影响颗粒物对重金属吸附能力；（2）影响重金属化合物的溶解度23什么是电子活度pE，以及它和pH的区别。旭于倩度门轲离于姑曳诺义.1:相类侦：二KW 邮 表示IWK溶通巾的沌度.它衡如淳液接受或迁心阍而南对势;由能斐仙Gil英义为省.a + 2e =:谣个反应的企部组分都以I个活更单忙存们寸,缶|il.电二I T5活度卜Tn为i.ni v 商珂-:嘀时的pt Jj pH fffAtt,pF，= 一拒 Me)真pE%任由十浓度令%匕=H屯干浓度pE =pEd + ( l/n )堕氧化态”还度志门单化靠原态阳,pE = pEfflpH = - 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CH- （CII2CII3 CH,前者降解快于后者，根据链分支规律，在烷基苯磺酸盐中，分支程度越大，降解越慢。7.试说明化学物质致突变、致癌和抑制酶活性的生物化学作用机理。（1）致突变作用机理：致突变性是指生物体中细胞的遗传性质在受到外源性化学毒物低剂量的影响和损伤 时，以不连续的跳跃形式发生了突然的变异。致突变作用发生在一般体细胞时，则不具有遗传性质，而是 使细胞发生不正常的分裂和增生，其结果表现为癌的形成。致突变作用如影响生殖细胞而使之产生突变时， 就有可能产生遗传特性的改变而影响下一代，即将这种变化传递给子细胞，使之具有新的遗传特性。（2）致癌作用机理：致癌是体细胞不受控制的生长。其机理一般分两个阶段：第一是引发阶段，即致癌物 与DNA反应，引起基因突变，导致遗传密码改变。第二是促长阶段，主要是突变细胞改变了遗传信息的表 达，增殖成为肿瘤，其中恶性肿瘤还会向机体其他部位扩展。（3）抑制酶活性作用机理：毒物进入机体后，一方面在酶催化下进行代谢转化，另一方面也可干扰酶的正 常作用，包括酶的活性、数量等，从而导致机体的损害。在干扰酶的作用中最常见的是对酶活性的抑制。 其一是有机化合物与酶的共价结合，这种结合往往是通过酶活性内羟基来进行的；其二是重金属离子与含 硫基的酶强烈结合，这种可逆非竞争性的结合可使酶失去活性；某些金属取代金属酶中的不同金属，活性 便受到抑制。9.在水体底泥中有下图所示反应发生，填写图中有关光分解反应中所缺的化学式或辅酶简式。图中的转化 对汞的毒性有何影响MAD1途中化学式和辅酶简式：（1）Hg；（2）HgCl2；（3）CH4；（4）NADH；（5）NAD+；（6）HCl；（7）NADH + H+； （8）CH4；（9）HCl；（10）NADH + H+；（11）HCl；（12）CH4； （13）C2H6；（14）Hg可溶性无机汞在生物体内一般容易排泄，而烷基汞具有高脂溶性，且在生物体内分解速度缓慢，因而 其毒性比可溶性无机汞化合物大10到100倍。图中所示的氯化甲基汞变成金属汞的转化过程，是微生物以 还原作用转化汞的主要途径，是降低毒性的过程。第六章典型污染物在环境各圈层中的转归与效应L为什么日。和在人体内能棍期滞留？举例说明它们可形成哪些化合物？通呈由于汞可以与生胸体内的高分了站*,形成检定的有机汞蝴仆物，就粮难持出体外， 此外，烷某汞具有高脂滔性，旦它在土物体内分整速度魂悝L其分解半囊期约为70dL因而 会在人体内*期滞留，Hgs，4il Clljlg rIL与轻基、给觥酸，半毗貌酸、白蛋白形斌珞自物，甲基汞能导阵第有机配位体基团姑合，如一CQ0H . NH,、一5、以及一OH C C 等*3. 试述PCDD是一类具有什么化学结构的化合物？并说明其主要污染来源，CD PCDD这类化合物的母核为二苯井一对二摩英，具有经两个弱原子联姑的二苯环结构.在两个苯环 上的1, 2, 3, 4, 6, 1. 8, 9位直上可有18个取代辄原子，由氯原子数和所在位置的不同可能组合成 75料异松I体，总称多匐联茂并一对二嚅英。其结构式如右：以;|来满：在佬烧炉内舞烧城市固体废物或野外焚烧垃圾是PCDD的主要大JL 0 9气污染源。例坷存在于垃圾中某些含就有机物,如聚氯乙烯类塑料废物在焚烧过丫、8程中可能产生圈类化合物利强反应性的甄，机化氟等，从而进一步生产PCDD岑类化合物的前驱物.除生活垃圾外，燃料（煤，石油、格草败叶（含除草剂）、4 Vl g钗苯类化合物等燃烧过程及森林火灾也会产生PCDD类化合物在萃氧酸除PCDD草前-筑酚，部翅联茉产品和化学废弈物的生产、治炼、燃烧及使用和处理过程中进入环境。另外.还可能来游于一些意外事故和描争。4. 简述多氯联苯（PCBs）在环境中主要分布、迁移与转化规律.（1）分布：由亍多氯联紫挥发性和水中溶解世校小，故其在大气和水中的含量较少。近期很导的数据衰 明,在地卜水中发现PCBs的儿率与地表水中相当h此外，由于PC伽易被耕粒物所吸附.故在废水流入 河口附近的沉积物中，PCB&含建较高，水生植物通常可从水中怏速吸收PCBst其富集系数为IXIQ4-1XL05.迎过食物链的传谜,佰体中PCBs 的含量豹在1?mg/蛔范招内（湿重h在某些国家的人乳中也捡出一定量的PCBs（2）立移；PCBn主要在使用利处理过程中.超道挥发避入大气.然后经干、湿沉降转入湖治和海祥，轴 入水体的PCBs极曲被颗粒物所吸附.沉入沉粮物，使PCBs大量存在于沉积物中，虽然近年来PCBs的便 用星大大减少.但沉积物中的PC勇仍然是今后若干年内食物链污樱的主要来源。（3）转化：PCBs由于化学惰性而成为环境中持久性讨染物，它在环境中主要转化途役是光化学分解和生物转化.PCBs在紫外光的激发卜碳知键断裂,而产生芳基自由基和氯自由基，自由基从弁质中取得质子. 或者发生.：聚反应.PC由生物降解时，含氯原子数目越少，越容易降解.5、根据多环芳烃形成的基本原理，分析讨论多环芳烃产生与污染的来源有哪些。（1）形成基本原理：简单烃类和芳烃在高温热解过程中可形成大量的多环芳烃（PHA）.如乙炔和奈 等热解形成多环芳烃。（2）产生于污染来源： 天然来源：在人类出现以前自然界就巳存在多环芳烃（PAH），陆地、水生植物、微生物的生物合成; 森林、草源的天然火灾；火山活动等构成了 PAH的天然本底值。 人为来源：家用炉灶排放的烟气；烟草焦油；食品油炸、炒、烘烤、熏等加工过程产生PAH。6、表面活性剂有哪些类型它对环境与人体健康有何危害（1）类型：阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性离子表面活性剂和非离子表面活性剂。（2）对环境与人体健康的危害：洗涤剂中大量聚磷酸盐增净剂，是环境水体富营养化的重要原因； 表面活性剂可足进水体石油和多氯联苯等不溶性有机物的乳化、分散，增加废水处理困难；阳离子表面活 性剂具有一定杀菌能力，当浓度达到一定量时能破坏水体微生物的群落和人体健康；洗涤剂对油性物质有 很强的溶解能力，能破坏鱼的味觉器官，使鱼类丧失避开毒物和觅食的能力。