环境化学 期末简答题·

1在大气对流层中随高度增加温度下降，而在平流层中则随高度增加而温度升高，为什么？说明臭氧层变薄或出现空洞的原因（写出主要的反应方程式）以及臭氧层对生物的保护作用。

大气温度层结是指静大气的温度在垂直方向上的分布.包括对流层，平流层，中间层,热层(电离层)，逸散层
对流层内大气的重要热源是来自地面的长波辐射，故离地面越高气温就越低。

平流层内存在臭氧层，可吸收紫外辐射，同时臭氧分解为02和O,当它们重新合成臭氧时，释放出大量能量，这就是温度升高的原因。

在对流层，高度每上升1公里,气温会平均下降摄氏6.49度。

这种气温递减是因为绝热冷却的出现。

当空气上升时，气压会下降而空气随之扩张。

为了使空气扩张，需要有一定的功施予四周，故此气温会下降。

(因热力学第一定律)
平流层之所以与对流层相反，随高度上升是气温上升，是因为其底部吸收了来自太阳的紫外线而被加热。

在这一层,气温会因高度而上升。

平流层的顶部气温大概徘徊在270K 左右，与地面气温差不多。

平流层顶部称为平流层项，在此之上气温又会再以随高度而下降。

至于垂直气温分层方面，由于高温层置上而低温层置F,使到平流层较为稳定。

那是因为那里没有常规的对流活动及如此相连的气流。

此层的增温是由于臭氧层吸收了来自太阳的紫外线，它把平流层的顶部加热。

至于平流层的底部，来自顶部的传导及下部对流层的对流刚好在那里抵消。

所以，极地的平流层中会于较低高度出现，因为极地的地面气温相对较低。

O
3
的形成：臭氧层存在于平流层中，峰值在距地面20～25km处，由于臭氧层能够吸收99％以上来自太阳的紫外辐射，从而保护地球上的生物不受伤害。

臭氧层的生成是平流层中O
2
光解的结果:
O
2
+ hv(<243nm) = 2 O
2 O + 2 O
2 + M = 2 O
3
+ M
总反应: 3O
2
+ hv = 2 O3
O
3
的损耗
O 3 + hv = O
2
+ O 主要是吸收波长为210~290nm的紫外光
O 3 + O = 2 O
2
O + O
2 + M = O
3
+ M
在正常情况下它们处于动态平衡，因而臭氧层浓度保持稳定。

但由于NOx、氟氯烃等污染物进入平流层，加速了臭氧层的损耗过程，破坏了其稳定状态。

尤其是致冷剂氟氯烃使用，对臭氧层破坏起到重要作用。

氟利昂在低层大气中很稳定，CFC-11 稳定期为11年，CFC -12稳定期为30年，但在较高的平流层受高能量紫外线的照射就会发生光解反应（在175~220nm紫外光照射下会产生Cl)：
2简述光化学烟雾的定义及形成条件。

光化学烟雾现象：含有氮氧化物和碳氢化物等一次污染物的大气，在阳光照射下发生光化学反应而产生二次污染物，这种由一次污染物和二次污染物的混合物所形成的烟雾现象称为光化学烟雾。

形成条件：
①大气中有氮氧化物和碳氢化合物②大气温度较低③强阳光照射
形成机理：
．
3由燃煤引起的SO
2污染在我国非常严重，降低SO
2
的污染有哪些主要措施，各
举一例加以说明。

燃煤前先脱硫：通过洗煤去除硫以及其他杂质，降低煤炭运输成本，提高煤炭利用率．
燃烧过程中脱硫：喷加石灰粉做脱硫剂，吸收燃烧过程中的二氧化硫和有毒有害气体．
燃烧后烟气脱硫：用氨液吸收二氧化硫尾气，降低尾气中二氧化硫排放量．
4在光化学烟雾的形成过程中，试用方程式写出经光化学反应生成过氧乙酰硝酸酯（PAN）的反应机制。

（CH化合物以丙烯或乙烷为例）。

PAN的生成
①PAN由乙酰基与O
2
反应生成；
②乙酰基由乙醛光解产生；
③大气中乙醛主要来自乙烷的氧
化；
5酸雨定义为pH<5.6的降水，定义的依据？酸雨的主要成分、酸雨的危害和控制酸雨的主要措施
酸性降水：是指通过降水，如雨、雪、雾、冰雹等将大气中的酸性物质迁移到地面的过程。

包括湿沉降和干沉降：湿沉降就是指降水过程即酸雨，干沉降是指大气中的酸性物质在气流的作用下直接迁移到地面的过程。

酸⾬的化学组成：酸⾬含有多种无机酸和有机酸，主要以硫酸和硝酸为主，⼤气污染物中的SO2和NOX是形成酸⾬的主要起始物。

影响酸雨形成的因素：
①酸性污染物的排放和转化②大气中的氨含量③大气中颗粒物（酸度和缓冲
能力）④天气形势
酸雨的影响：
对水生生态的影响：湖泊、河流的酸化造成鱼类死亡；使水体中植物的叶绿素减量；周围土壤中重金属离子被活化而进入水体。

对陆生生态的影响：酸雨可使土壤中的K+、Ca2+、Mg2+、 Al3+等元素淋溶，造成土壤贫脊；重金属离子的可溶性、迁移性、植物的可吸收性都增强
对材料和古迹的影响：用大理石、石灰石构成的建筑物及古迹极易受酸雨的损害。

还蚀属金属等材料。

对人体健康的影响：直接影响不大，但饮用酸化的地下水及地表水及食用酸化水体的水产品将可能产生间接的影响和危害。

酸雨的防治对策：
①降低SO
2
的排放量：洗煤、燃烧过程脱硫。

②NO
x
防治：改进燃烧装置、汽车尾气进行催化还原、开发使用洁净能源。

③缓和酸雨的措施：向酸雨敏感地区投加石灰使其pH增大。

但石灰等碱性物
质也会对水体和土壤产生不良影响。

6天然水中主要离子有哪些？
天然水中含量最多的8种离子是：Cl-、Na+、Mg2+、SO
42-、Ca2+、K+、HCO
3
-、CO
3
2-，
其含量占水中离子总量的95～99％,水中这些主要离子的分类，常作为表征水体主要化学特征性指标．
7简述碳水化合物(糖类、脂肪、蛋白质)的生物降解的具体过程, 并说明耗氧有机物生物降解一般规律。

降解糖类的基本途径：
①多糖水解成单糖
②单糖酵解成丙酮酸
③丙酮酸的转化 :
在有氧条件下，丙酮酸通过酶促反应转化成乙酰辅酶A，再与草酰乙酸经酶
促反应转化成柠檬酸，经过TCA循环最终完全氧化为CO
2和H
2
O。

在无氧条件下，通过酶促反应，以其自身或中间产物作为受H体，发生不完全氧化，生成低级的有机酸、醇及二氧化碳等，此过程称为发酵。

脂肪的微生物降解:
①脂肪水解生成甘油和脂肪酸
②甘油的转化:在有氧和无氧的条件下，经一系列酶促反应转变为丙酮酸，丙酮酸在有氧氧化条件下转变成二氧化碳和水，在无氧条件下进行酸性发酵。

③脂肪酸的转化：
有O
2
：饱和脂肪酸通过酶促β－氧化途径变成脂酰辅酶A和乙酰辅酶A。

乙酰辅酶A进入三羧酸循环，使其中的乙酰基氧化成二氧化碳和水。

而少二个碳的脂酰辅酶A又经β－氧化途径进行转化，最后完全氧化生成二氧化碳和水。

无O
2
：脂肪酸通过酶促反应，以其中间转化的中间产物为受氢体而被不完全氧化，形成低级的有机酸、醇和二氧化碳等，降解不彻底。

蛋白质的微生物降解
①蛋白质水解成氨基酸
②氨基酸脱氨脱羧成脂肪酸
有氧条件下：形成同碳原子数的α－羟基脂肪酸或脱羧形成比原酸少一个碳
的饱和脂肪酸。

可被彻底降解为CO
2、H
2
O、 NH
3。

无氧条件下：氨基酸脱氨成为饱和或不饱和的脂肪酸，进行酸性发酵，生成简单的有机酸、醇、CO
2
等，降解不彻底。

含硫的氨基酸在降解过程中，有氧氧化可生成硫酸，无氧氧化生成硫化氢
8解释生物富集、生物放大、生物积累，写出三者之间的关系。

生物富集是指生物通过非吞食方式，从周围环境（水、土壤、大气）蓄积某种元素或难降解的物质，使其在机体内的浓度超过周围环境中浓度的现象。

生物放大：是指在同一食物链上的高营养级生物，通过吞食低营养级生物蓄积某种元素或难降解物质，使其在机体内的浓度随营养级数提高而增大的现象。

生物积累是生物从周围环境（水、土壤、大气）和食物链蓄积某种元素或难降解物质，使其在机体内的浓度超过周围环境中浓度的现象。

关系：生物放大或生物富集是属于生物积累的一种情况。

三者均用浓缩系数表示
9简述汞在环境中的迁移转化和汞的生物甲基化作用。

汞在环境中的迁移：气态迁移/向底泥迁移/生物迁移/随水流迁移
汞的甲基化：当含汞废水进入水体后，无机汞被颗粒物吸附进入水底，通过微生物体内的甲基钴氨酸转移酶进行汞的甲基化转变。

CH
3CoB
12
+ Hg2+ + H
2
O = H
2
OCoB
12
+ CH
3
Hg+
在中性和酸性条件下，一甲基汞是主要形态，在较高的pH下易生成二甲基汞。

在H
2
S存在下，易生成二甲基汞，这一过程可使不饱和的甲基金属完全甲基化。

厌氧时主要形成二甲基汞，好氧时主要是一甲基汞。

一甲基汞为水溶性的，易被生物吸收进入食物链。

二甲基汞难溶于水，但挥发性强易逸散到大气中。

危害：由于对含硫化合物的高度亲合力，汞及其化合物进入生物体后，就会破坏酶和其它蛋白质的功能并影响其重新合成，引起严重后果
10与非酶催化剂相比，酶有哪些特点？
酶的特点：催化专一性高;催化效率高;可逆性;可调节性;受pH、温度及环境影响，改变催化效率。