大连理工大学环境化学习题集

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一、 名词解释

天然水的碱度:指水中能与强酸发生中和作用的全部物质,亦即能接受质子H+的物质总量。

吸附等温线:在恒温等条件下,吸附量Q与吸附物平衡浓度c的关系曲线称为吸附等温线,其相应的数学方程式称为吸附等温式。

专属吸附:专属吸附现象是用来解释吸附过程中表面电荷改变符号,甚至使离子化合物吸附在同号电荷表面的现象,它是指在吸附过程中,除了化学键的作用,尚有加强的憎水键和范德华力或氢键在起作用。

敏化光解:一个光吸收分子可能将它的过剩能量转移到一个接受体分子,导致接受体反应,造成水中有机污染物降解,称为敏化光解。

离子交换吸附:在吸附过程中,带负电荷的胶体每吸附一部分阳离子,同时也放出等量的其它阳离子,因此把这种吸附称为离子交换吸附。

湿沉降:通过降雨降雪等使大气中的颗粒物从大气中去除的过程。

二、回答下列问题

简要回答河流中的泥沙对重金属的迁移转化的影响,并举例加以说明。

答:(1)河流泥沙中主要有蒙脱石、高岭石、伊利石等,其中粒径小于50μm的占82%;研究表明,泥沙的粒径越小,比表面越大,吸附重金属的量也越大;当重金属浓度不变时,随着河流泥沙量增大,对重金属的吸附量增大;河流泥沙对重金属离子的吸附符合弗莱特利希等温线;

(2)泥沙对重金属离子的吸附量随pH的升高而增大;河水pH8.3左右,重金属离子在此条件下有不同程度的水解、沉淀、配合和被悬浮物吸附,控制了河水中可溶性重金属离子的浓度;

(3)泥沙中有机质含量随季节而变化,悬浮物中有机质大于沉积物中有机质的含量,泥沙中重金属的吸附量与有机质的含量呈正相关;重金属在河水、悬浮物、沉积物中的分配比是:悬浮物大于沉积物,而沉积物和悬浮物远远大于河水中重金属含量。

由此可见,河流中泥沙对重金属的迁移转化有很大的影响。

5.简述汞的甲基化过程。

辅酶为甲基钴铵素,此辅酶把负甲基离子传递给汞离子形成甲基汞,本身变为水合钴氨素,后者由于其中的钴被辅酶FADH2还原,并失去水而转变为五个氨配位的一价钴氨素,最后,辅酶甲基四叶氢酸将正甲基离子转于五配位钴氨素,并从其一价钴上取得二个电子,以负甲基离子与之络合,完成甲基钴铵素的再生,使汞的甲基化能够顺利进行。

影响酸雨地域分布差异的主要因素有:

1.酸性污染物的排放及其转化条件:我国西南地区煤中含硫量高,并且很少经过脱硫处理,直接用作燃料燃烧,二氧化硫排放量很高,再加上这个地区气温高,湿度大,有利于二氧化硫的转化,因此造成了大面积的强酸性降雨区。

2.大气中的氨:主要来自于有机物分解和农田施用的含氮肥料的挥发,随pH值的上升而增大,我国北方地区土壤pH值高于南方,而且土壤偏酸性的地区,风沙扬尘的缓冲能力低,这可以解释我国酸雨多发生在南方。

3.颗粒物酸度及缓冲能力:经实验绘制缓冲曲线发现,无酸雨地区颗粒物的pH值和缓冲能力均高于酸雨区。

4.天气形势的影响:如果气象条件和地形有利于污染物的扩散,则大气中污染浓度降低,酸雨就减弱,反之就加重。重庆和贵阳一带气象条件和多山的地形不利于污染物的扩散,所以成为强酸性降雨区。

为什么水体pH较低时,鱼体内积累的甲基汞含量较高?

答:pH对甲基化的影响。pH较低(<5.67,最佳pH=4.5时,有利于甲基汞的生成;pH较高时,有利二甲基汞的生成。由于甲基汞溶于水,pH值较低时以CH3HgCl形式存在,故水体pH较低时,鱼体内积累的甲基汞量较高。

1、讨论水体颗粒的分配、吸附、絮凝作用的特征与区别。

分配作用:水溶液中,土壤有机质对有机化合物的溶解作用,而且在溶质的整个溶解范围内,吸附等温线都是线性的,与表面吸附位无关,只与有机化合物的溶解度相关,因而放出的吸附热量小。

吸附作用:在非极性有机溶剂中,土壤矿物质对有机化合物的表面吸附作用活干土壤矿物质对有机化合物的表面吸附作用,其吸附等温线是非线性的,并且存在着竞争吸附,同时,在吸附过程中往往要放出大量的热来补偿反应中熵的损失。

絮凝作用:胶体颗粒的聚集叫凝聚或絮凝作用。主要涉及双电层的库仑作用力、多分子范德华力、水化膜阻力及空间位阻等作用。一般自然界颗粒聚集主要为异体絮凝作用,作用方式和机制很复杂。

区别:相互作用对象不同,涉及环境化学机理不同,产生效果不同,即它们涉及的污染物的环境化学行为也有不同之处。(同学需要具体分析一下)

在目前的环境化学研究中,絮体也可以作为一种颗粒物而发生吸附或分配作用。

简述分配作用和吸附作用的区别。

答1、从概念上讲,分配作用是在水溶液中土壤有机质对有机化合物的溶解作用,而吸附作用是指在非极性有机溶剂中,土壤矿物质对有机化合物的表面吸附作用或干土壤矿物质对有机化合物的表面吸附作用。

2、分配作用的吸附等温线是线性的,而吸附作用的是非线性的。 3、分配过程中散发的热量比吸附过程小。

4、分配作用中不存在竞争吸附,而吸附作用存在竞争吸附。 5、分配作用的作用力为范德华力,吸附作用主要为化学键力。

三、填空题

1、向某一含碳酸的水体加入重碳酸盐,总酸度 增加 、无机酸度 减少 、CO2酸度 不变 、总碱度 增加 、酚酞碱度 不变 和苛性碱度 减少 。

3、水环境中污染物的光解过程可分为 直接光解 、 敏化光解 、 氧化反应 三类。 7、有机磷农药的降解途径一般有 吸附催化水解 、 生物降解 、 光降解 。 大气颗粒物的去除过程可分为_干沉降___ 、 _湿沉降_。

水环境中胶体颗粒的吸附作用可分为表面吸附、离子交换吸附、专属吸附。

8、我国酸雨的关键性离子组分为 SO42-,Ca2+,NH4+

水环境中污染物的光解过程可分为直接光解,敏化光解,氧化反应三类。 .化学物质的联合作用包括协同作用,独立作用,相加作用,拮抗作用。

四、计算题

某有机物分子量为192,溶解在含有悬浮物的水体中,若悬浮物中85%为细颗粒物,有机碳含量为5%,其余粗颗粒物有机碳含量为1%,已知该有机物在水中溶解度为0.05mg/L,那么,计算其分配系数Kp?

解:lgKow=5.00-0.670lg(SwX103/M)

Koc=0.63Kow

Kp=Koc[0.2(1-f)XocS+fXocf]=6.63X103

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