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2011年環(huán)境化學專業(yè)考研測試題及答案(2)

來源:萬學海文 2010-9-27 8:36:46 要考試,上考試吧! 考研萬題庫
2011年環(huán)境化學專業(yè)考研測試題及答案。
第 1 頁:測試題
第 2 頁:測試題答案

  測試題答案

  一 名詞解釋(每題2分,共30分)

  電子活度: 將氧化劑和還原劑定義為電子給予體和電子接受體,上式中 表示水溶液中電子的活度。 是平衡狀態(tài)下(假想)的電子活度,它衡量溶液接收或遷移電子的相對趨勢,在還原性很強的溶液中,其趨勢是給出電子。

  專屬吸附作用:在吸附過程中,除了化學鍵的作用,尚有加強的憎水鍵和范德華力或氫鍵在起作用。用來解釋吸附過程中表面電荷改變符號,甚至使離子化合物吸附在同號電荷表面的現(xiàn)象。

  敏化光解:一個光吸收分子可能將它的過剩能量轉移到一個接受體分子,導致接受體反應,造成水中有機污染物降解,稱為敏化光解。

  共代謝:某些有機污染物不能作為微生物的唯一碳源和能源,必須有另外的化合物存在提供微生物碳源和能源時,,該有機物才能被降解,這種現(xiàn)象稱為共代謝。

  濕沉降:通過降雨降雪等使大氣中的顆粒物從大氣中去除的過程。

  可吸入顆粒物:易于通過呼吸進入呼吸道的粒子。目前國際標準化組織建議將其定義為

  ≦ 二次污染物:大氣中某些污染組分之間或這些組分與大氣成分之間發(fā)生反應生成的污染物。

  PCBs:多氯聯(lián)苯,由聯(lián)苯經氯化而成,是水體中常見的有機污染物之一。

  鹽基飽和度:在土壤交換性陽離子中鹽基離子所占的百分數稱為土壤鹽基飽和度。

  土壤酸度:酸度可分為活性酸度(來源于土壤中二氧化碳溶于水形成的碳酸和有機酸等)和潛性酸度(來源于土壤膠體吸附的可代換性陽離子),二者可以互相轉化,在一定條件下處于暫時平衡狀態(tài)。

  離子交換吸附:在吸附過程中,帶負電荷的膠體每吸附一部分陽離子,同時也放出等量的其它陽離子,因此把這種吸附稱為離子交換吸附。

  三致效應:包括致畸作用(使生物體發(fā)生先天性畸形的過程);致突變作用(指生物細胞內DNA改變,引起的遺傳特性突變的作用)和致癌作用(使細胞不受控制增長的作用)。

  標化分配系數:有機毒物在沉積物與水之間的分配比率用分配系數表示,分配系數與沉積物中有機碳的質量分數的比值稱為標化分配系數。

  β氧化途徑:指有機物在輔酶的作用下,β位上的煙原子被氧化的現(xiàn)象。

  拮抗作用:指聯(lián)合毒物的毒性小余氣中各毒物成分單獨作用毒性的總和。

  二 公式推導(每題5分,共10分)

  1.寫出天然水體堿度的組成,并推導碳酸鹽水體的總堿度的表達式。

  在水體中存在著各種能與強酸發(fā)生中和反應的全部物質,包括強堿、弱堿和各種碳酸鹽等強堿弱酸鹽。

  碳酸鹽水體中,含有化學反應及平衡常數如下所示:

  pK0=1.46

  依據亨利定律及平衡常數可知:

  依據電中性原理,有:

  聯(lián)立,得:

  2.推導出與大氣中CO2平衡的降水的pH計算式。

  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二氧化碳,如果只把其作為影響天然降水pH的因素,根據其全球大氣濃度330mL/m3與純水的平衡: 式中,KH—CO2水合平衡常數,即亨利系數

  K1,K2—分別為二元酸 的一級和二級電離常數。

  它們的表達式為:

  各組分在溶液中的濃度為:

  按電中性原理,有:

  上述方程聯(lián)立,得:

  式中: _ CO2 在大氣中的分壓

  Kw 水的離子積

  三 簡答題(每題5分,共25分)

  1.寫出天然水體的八大離子,并解釋電中性原理。

  天然水中的主要離子組成:K+、Na+、Ca2+、Mg2+、HCO3-、NO3-、Cl-、SO42- 為天然水中常見的8大離子,占天然水中離子總量的95~99%。

  在所有溶液或其他體系中,陽離子所帶正電荷與陰離子所帶負電荷總量相等,代數和為0,體系對外呈電中性。

  2.簡述丙酮酸的生物轉化過程。

  在有氧氧化條件下,丙酮酸通過酶促反應轉化為乙酰輔酶A,它與草酰乙酸經酶促反應生成丙酮酸,再經酶促反應生成草酰乙酸,與上述丙酮酸持續(xù)轉變成的乙酰輔酶A生成檸檬酸,再進行新一輪的轉化,稱為TCA循環(huán)。在無氧條件下丙酮酸通過酶促反應,往往以其自身作為受氫體被還原為乳酸,或以其轉化的中間產物做受氫體,發(fā)生不完全氧化生成低級的有機酸、醇及二氧化碳等。

  3.大氣中 自由基的主要來源。

  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,它們的光離解也可以產生HO:

  其中,HNO2的光離解是大氣中HO的重要來源。

  4.簡述土壤的酸堿性。

  土壤中存在著各種化學和生物化學反應,使之表現(xiàn)出不同的酸堿度。其酸度可分為活性酸度(來源于土壤中二氧化碳溶于水形成的碳酸和有機酸等)和潛性酸度(來源于土壤膠體吸附的可代換性陽離子),二者可以互相轉化,在一定條件下處于暫時平衡狀態(tài)。土壤中堿度主要來源于碳酸鹽堿度和重碳酸鹽堿度,當土壤膠體上吸附的陽離子飽和度增加到一定程度時,會引起交換性離子的水解作用,使土壤呈堿性。

  5.簡述汞的甲基化過程。

  輔酶為甲基鈷銨素,此輔酶把負甲基離子傳遞給汞離子形成甲基汞,本身變?yōu)樗镶挵彼,后者由于其中的鈷被輔酶FADH2還原,并失去水而轉變?yōu)槲鍌氨配位的一價鈷氨素,最后,輔酶甲基四葉氫酸將正甲基離子轉于五配位鈷氨素,并從其一價鈷上取得二個電子,以負甲基離子與之絡合,完成甲基鈷銨素的再生,使汞的甲基化能夠順利進行。

  四 計算題(每題10分,共20分)

  1. 含鎘廢水通入H2S達到飽和并分別調整pH 值為8.0時水中剩余鎘離子的濃度。

  K1,2=[H+]2[S2-]/[H2S]=K1*K2=1.16*10-23

  KSP= K1,2*[H2S]= 1.16*10-24

  pH 值為8.0時,[S2-]=1.16*10-8

  [Cd2+]= KSP2/[S2-]=6.8*10-19

  2.計算水的氧化還原限度,并計算在氧飽和時天然水體的pE,相應的氧化反應的pE0=+20.75

  水的氧化限度

  水的還原限度:

  pE0=0.00

  氧飽和時,水中 0.21*105Pa,將[H+]=10-7代入氧化限度式,得, 五 綜合題 (每題15分,共15分)

  從環(huán)境化學角度綜合分析我國酸雨的地域分布和形成過程。

  我國酸性降水主要是由于硫氧化物的排放引起的。其形成過程為:

  式中:[O]表示各種氧化劑。

  影響酸雨地域分布差異的主要因素有:

  1.酸性污染物的排放及其轉化條件:我國西南地區(qū)煤中含硫量高,并且很少經過脫硫處理,直接用作燃料燃燒,二氧化硫排放量很高,再加上這個地區(qū)氣溫高,濕度大,有利于二氧化硫的轉化,因此造成了大面積的強酸性降雨區(qū)。

  2.大氣中的氨:主要來自于有機物分解和農田施用的含氮肥料的揮發(fā),隨pH值的上升而增大,我國北方地區(qū)土壤pH值高于南方,而且土壤偏酸性的地區(qū),風沙揚塵的緩沖能力低,這可以解釋我國酸雨多發(fā)生在南方。

  3.顆粒物酸度及緩沖能力:經實驗繪制緩沖曲線發(fā)現(xiàn),無酸雨地區(qū)顆粒物的pH值和緩沖能力均高于酸雨區(qū)。

  4.天氣形勢的影響:如果氣象條件和地形有利于污染物的擴散,則大氣中污染濃度降低,酸雨就減弱,反之就加重。重慶和貴陽一帶氣象條件和多山的地形不利于污染物的擴散,所以成為強酸性降雨區(qū)。

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