环境化学论述题

论述题
1．某市一家铅锌冶炼厂的含铅废水经化学处理后排入水体中，排污口水中铅的含量为0.3～0.4mg/L，而在下流500m处水中铅的含量只有3～4μg/L，试分析其原因？
(1)含铅废水的稀释、扩散；
（2）水体中胶体物质对重金属的吸附作用：
无机胶体：
次生黏土矿物；铁、铝、硅、锰等水合氧化物；
有机胶体：蛋白质、腐殖质。

（3）氧化－还原转化：各价态之间的相互转化；
（4）溶解和沉淀反应：
（5）配合反应:无机配体：OH-Cl-CO32-HCO3-F-S2-
有机配体:氨基酸、糖、腐殖酸
生活废水中的洗涤剂、清洁剂、NTA、EDTA、农药等
（6）生物甲基化作用.
（7）生物富集作用
2．确定酸雨pH界限的依据是什麽？
（1）酸雨是最常见酸性降水，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。

这种降水过程称湿沉降。

（2）降水pH主要推导方程式。

（3）多年来国际上一直把pH值为5.6作为判断酸雨的界限，pH值小于5.6的降雨称为酸雨。

（4）通过对降水多年观察，对pH值为5.6作为酸性降水的界限以及判别人为污染界限有了不同观点，主要因为：
a，在清洁大气中，除有CO2外还存在各种酸、碱性气态和气溶胶物质，它们通过成云和降水冲刷进入雨水中，降水酸度是各物质综合作用的结果；
b，硝酸和硫酸并不都是人为源；天然源产生的SO2等都可进入雨水；
c，空气中碱性物质中和用，使得空气中酸性污染严重的地区并不表现出来酸
d，其他离子污染严重的降水并不一定表现强酸性。

3．下图是C3H6、NO、空气(O2、N2)混合物经紫外线照射后的时间成分关系图。

从图中可知，随NO和C3H6等初始反应物的氧化消耗，NO2和醛量增加；当NO耗尽时，NO2出现最大值。

此后，随着NO2的消耗(浓度下降)，O3和其他氧化剂如过氧乙酰硝酸酯(PAN)产生了。

试利用大气环境化学原理分析可能发生的环境现象，并阐述其机制。

答：光化学烟雾：汽车、工厂等污染源排入大气的碳氢化合物(HC)和氮氧化物(NOx)等
一次污染物在阳光中紫外线照射下发生光化学反应生成一些氧化性很强的O3、醛类、
PAN、HNO3等二次污染物。

人们把参与光化学反应过程的一次污染物和二次污染物的混合物(其中有气体和颗粒物)所形成的烟雾，称为光化学烟雾。

可以认为上述反应是大大简化了的光化学烟雾形成的基本反应。

1986年Seinfeld用12个化学反应概括了光化学烟雾形成的整个过程：
引发反应：NO2+hν→NO+O
O+O2+M→O3+M
NO+O3→NO2+O2
链传递反应：RH+?OH→RO2?+H2O
RCHO+?OH→RC(O)O2?+H2O
RCHO+hν→RO2?+HO2?+CO
HO2?+NO→NO2+?OH
RO2?+NO→NO2+R′CHO+HO2?
RC(O)O2?+NO→NO2+RO2?+CO2
终止反应：?OH+NO2→HNO3
RC(O)O2?+NO2→RC(O)O2NO2
RC(O)O2NO2→RC(O)O2?+NO2
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。

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2 讨论pc-pH图、pc-pE图、pE-pH图的含义、画法以及区别。

pc-pH图：描述水环境物质浓度随pH的变化，可以看出在不同pH值下水环境中物质的浓度情况；一般是针对某一在不同pH下可以互相转化的系列物质，列出每一种成分与pH值的关系式，然后按照这些方程式画图。

在涉及沉淀反应时可以确定沉淀区域及其边界。

pc-pE图：描述水环境物质浓度随pE的变化，可以看出在不同pE值下水环境中物质的浓度情况；一般是针对某一在不同pE下可以互相转化（发生氧化还原反应）的系列物质，列出每一种成分与pE值的关系式，然后按照这些方程式画图。

pE-pH图：描述水环境中溶液的pE值随pH的变化，可以看出在不同pH值下溶液的pE（即氧化还原状态）情况；一般是针对某一在不同pE下可以互相转化（发生氧化还原反应）的系列物质，保持总浓度一定，列出每一种成分的pE与pH
值的关系式，然后按照这些方程式画图，就会出现不同氧化还原区域及其边界。

此图为优势区域图。

区别：参数关系不同，针对反应不同，含义不同，使用范围和限制条件不同。

（同学需要具体分析一下）
五、综合题（每题15分，共计30分）
1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。