其他专业课#2011年环境化学专业考研究生测试题及参考答案二

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一 名词解释(每题2分,共30分)
电子活度
专属吸附作用
敏化光解
共代谢
湿沉降
可吸入颗粒物
二次污染物
PCBs
盐基饱和度
土壤酸度
离子交换吸附
三致效应
标化分配系数
b氧化途径
拮抗作用
二 公式推导(每题5分,共10分)
1 写出天然水体碱度的组成，并推导碳酸盐水体的总碱度的表达式(仅与H+和平衡常数有关)。
2 推导出与大气中CO2平衡的降水的pH计算式。
三 简答题(每题5分,共25分)
1 写出天然水体的八大离子，并解释电中性原理。
2 简述丙酮酸的生物转化过程。
3 大气中HO·自由基的主要来源。
4 简述土壤的酸碱性。
5 简述汞的甲基化过程。
四 计算题(每题10分,共20分)
1含镉废水通入H2S达到饱和并调整pH值为8.0，请算出水中剩余镉离子的浓度。(已知CdS的溶度积为7.9*10-27，饱和水溶液中H2S浓度保持在0.1mol/L，H2S离解常数K1=8.9*10-8，K2=1.3*10-15)
2计算水的氧化-还原限度，并计算在氧饱和时天然水体的pE，相应的氧化反应的pE0=+ 20.75。
五 综合题(每题15分,共15分)
从环境化学角度综合分析我国酸雨的地域分布和形成过程。
测试题答案
一 名词解释(每题2分,共30分)
电子活度咨询QQ、微信：2544906酸 的一级和二级电离常数。
它们的表达式为：
各组分在溶液中的浓度为：
按电中性原理，有：
上述方程联立，得：
式中： _ CO2 在大气中的分压
Kw 水的离子积
三 简答题(每题5分,共25分)
1.写出天然水体的八大离子，并解释电中性原理。
天然水中的主要离子组成：K+、Na+、Ca2+、Mg2+、HCO3-、NO3-、Cl-、SO42- 为天然水中常见的8大离子，占天然水中离子总量的95~99%。
在所有溶液或其他体系中，阳离子所带正电荷与阴离子所带负电荷总量相等，代数和为0，体系对外呈电中性。
2.简述丙酮酸的生物转化过程。
在有氧氧化条件下，丙酮酸通过酶促反应转化为乙酰辅酶A，它与草酰乙酸经酶促反应生成丙酮酸，再经酶促反应生成草酰乙酸，与上述丙酮酸持续转变成的乙酰辅酶A生成柠檬酸，再进行新一轮的转化，称为TCA循环。在无氧条件下丙酮酸通过酶促反应，往往以其自身作为受氢体被还原为乳酸，或以其转化的中间产物做受氢体，发生不完全氧化生成低级的有机酸、醇及二氧化碳等。
3.大气中 自由基的主要来源。
对于清洁大气而言，O3的光离解是大气中HO的重要来源;
对于污染大气，如有HNO2和H2O2存在，它们的光离解也可以产生HO：
其中，HNO2的光离解是大气中HO的重要来源。
4.简述土壤的酸碱性。
土壤中存在着各种化学和生物化学反应，使之表现出不同的酸碱度。其酸度可分为活性酸度(来源于土壤中二氧化碳溶于水形成的碳酸和有机酸等)和潜性酸度(来源于土壤胶体吸附的可代换性阳离子)，二者可以互相转化，在一定条件下处于暂时平衡状态。土壤中碱度主要来源于碳酸盐碱度和重碳酸盐碱度，当土壤胶体上吸附的阳离子饱和度增加到一定程度时，会引起交换性离子的水解作用，使土壤呈碱性。
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。
四 计算题(每题10分,共20分)
1. 含镉废水通入H2S达到饱和并分别调整pH 值为8.0时水中剩余镉离子的浓度。
K1，2=[H+]2[S2-]/[H2S]=K1*K2=1.16*10-23
KSP= K1，2*[H2S]= 1.16*10-24
pH 值为8.0时，[S2-]=1.16*10-8
[Cd2+]= KSP2/[S2-]=6.8*10-19
2.计算水的氧化还原限度，并计算在氧饱和时天然水体的pE，相应的氧化反应的pE0=+20.75
水的氧化限度
水的还原限度：
pE0=0.00
氧饱和时，水中 0.21*105Pa,将[H+]=10-7代入氧化限度式，得， 五 综合题 (每题15分,共15分)
从环境化学角度综合分析我国酸雨的地域分布和形成过程。
我国酸性降水主要是由于硫氧化物的排放引起的。其形成过程为：
式中：[O]表示各种氧化剂。
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。