环境化学

第一章1．?我国存在的四个环境问题是什么？2．?我国的自然灾害主要有哪几个方面？3．?什么是环境化学？4．?环境化学的目的和任务是什么？5．?环境化学的特点是什么？6．?简述环境化学的发展趋势。习题解答：1、答：我国存在的四个环境问题是：一、人口递增问题；二、环境污染问题；三、生态恶化问题；四、自然灾害问题。3、答：环境化学是环境科学的一门基础科学，是研究环境中的化学现象和本质及其与人的关系的科学。4、答：环境化学是一门自然科学，其目的在于揭示环境中的一切化学本质和化学现象，找出其中的规律，用于保护环境、改造环境、造福人民，促进人类社会更加繁荣昌盛地向前发展。环境化学必须完成下列一些基本任务：（一）确定环境的化学组成，建立环境化学物质的分析方法。（二）认清环境的化学性质，从化学的角度，揭示环境形成和发展规律，预言环境的未来。（三）认识和掌握环境化学物质的分布、迁移和转化规律。（四）查清环境污染物的来源。（五）探讨污染物的控制和治理的原理和方法。（六）了解环境化学物质对生态及人类的作用和影响等。第二章1.水体包括哪些物质，如何区别水和水体的概念？2.什么是天然水的碱度？组成水中碱度的物质可归纳为哪三类？3.什么是天然水的酸度？组成水中酸度的物质可归纳为哪三类？4.自然界的水循环可分为大循环和小循环，什么是大循环？什么是小循环？5.水体污染有两类，即自然污染和人为污染，试说明什么是自然污染，什么是人为污染？6.水体污染中的无毒污染物包括哪几类？有毒污染物又包括哪几类？7.在水体污染中，造成水体“富营养化”的原因是什么？水体“富营养化”造成的危害是什么？8.汞污染主要危害人体的什么部位？患者呈现什么症状？为了防止汞中毒，我国规定环境中汞的最高允许浓度为多少？工业用水中汞的最高允许排放浓度是多少？9.铅污染主要危害人体的什么部位？患者呈现什么症状？为了防止铅中毒，我国规定饮用水中铅的最高允许浓度是多少？工业用水中铅的最高允许排放浓度是多少？10.砷污染主要危害人体的什么部位？患者呈现什么症状？为了防止砷中毒，我国规定生活饮用水中砷含量不得超过多少？地面水中砷的最高允许浓度为多少？工业废水中砷的最高允许排放浓度为多少？11.砒霜的化学名是什么？试写出其化学式，并说明人误服多少就有生命危险？12.合成洗涤剂的成分有哪些？大量洗涤剂的使用，使洗涤污水对环境的污染日趋严重，对人体有什么危害？排入水中对鱼类有什么危害？为了防止洗涤剂污染，我国规定生活饮用水中阳离子合成洗涤剂的最高允许浓度不超过多少？工业废水中其最高允许排放浓度是多少？13.水在人体中的重要生理功能表现在哪些方面？14.若饮用了含放射性物质污染的矿泉水，对人体将造成什么危害？患者的主要症状是什么？15.水体污染的防治对策是什么？16.按废水处理的机理不同，可将废水处理方法分为哪四类？简述化学法处理废水的原理。17.废水再利用有哪些好处？废水再利用时应注意哪些问题？习题解答：2、答：天然水的碱度是指水中能与强酸发生中和作用的全部物质，即能接受质子H+的物质总量。组成水中碱度的物质可以归纳为三类：（一）强碱，如NaOH、Ca(OH)2等，在溶液中全部解离生成OH－,离子；（二）弱碱，如NH3、C6H5NH2等，在水中有一部分发生反应生成OH－离子；（三）强碱弱酸盐，如各种碳酸盐、硅酸盐、磷酸盐、硫化物和腐殖酸盐等，它们水解时生成OH－离子或直接接受质子H+。后两种物质在中和过程中不断连续产生OH－离子，直到全部中和完毕。3、答：天然水的酸度是指水中能与强碱发生中和作用的全部物质，即放出H+或经过水解能产生H+的物质的总量。组成水中酸度的物质也可归纳为三类：（一）强酸，如盐酸、硝酸、硫酸等；（二）弱酸，如CO2及H2CO3、H2S蛋白质以及各种有机酸类；（三）强酸弱碱盐，如FeCl3、Al2(SO4)3等。4、4.答：水循环分为大循环和小循环。从海洋蒸发出来的水蒸气，被气流带到陆地上空，凝结为雨、雪、雹等落到地面，一部分被蒸发返回大气，其余部分成为地表径流或地下径流等，最终回归海洋。这种海陆之间水的往复运动过程，称为水的大循环或称外循环。仅在局部地区（陆地或海洋）进行的水循环称为水的小循环或称内循环。5、答：水体污染有两类：自然污染和人为污染。自然污染主要是自然原因造成，如特殊地质条件使某些地区有某种化学元素大量富集，天然植物在腐烂过程中产生某种毒物，以及降水淋洗大气和地面后挟带各种物质流入水体，都会影响当地水质。人为污染是人类生产和生活活动产生的废污水、废渣等排入水体造成的，水体污染主要是这一类。6、答：水体污染物的种类繁多，成分复杂，分类方法也很多。我们将其分成无毒污染和有毒污染两大类：（一）无毒污染物包括：1.耗氧污染物；2.植物营养物质；3.酸、碱及一般无机盐类；4.热污染物；5.悬浮物。（二）有毒污染物包括：1.有机有毒污染物；2.重金属污染物；3.氰化物、氟化物；4.放射性污染物；5.病原体污染物。7、答：在水体污染中，造成水体“富营养化”的原因是施用氮肥、磷肥的农田水、农业废弃物（植物秸秆、牲畜粪便等）、生活污水及某些工业废水中，常含有过量的N、P等营养物质，大量进入湖泊、水库、河口、海湾等缓流水体，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖，使水体溶解氧量下降，水质恶化，以致鱼类及其他水生生物大量死亡的现象，即造成水体“富营养化”。水体出现“富营养化”现象时，浮游生物大量繁殖，因占优势的浮游生物的颜色不同，水面往往呈现蓝色、红色、棕色或乳白色等。这种现象在江河、湖泊中称为水华，在海中则叫赤潮。水体发生“富营养化”时，致死的动、植物残骸在水底腐烂沉积。同时，在还原的条件下产生H2S等难闻的气体，故使水质不断恶化。因此，水体的富营养化为水体遭受污染的一种值得注意的严重形式。8、答：汞污染主要通过食物链进入人体胃和胃酸作用，产生氯化甲基汞，经肠道几乎全部被吸收于血液中，并被输送到全身各器官，尤其是肝和肾，其中有约15％进入脑细胞。由于脑细胞富含类脂质，脂溶性的甲基汞对类脂质有很强的亲和力，所以容易蓄积在细胞中，主要部位为大脑皮层和小脑，故有向心性视野缩小、运动失调、肢端感觉障碍等临床表现。甲基汞所致脑损伤是不可逆的，迄今尚无有效疗法，往往导致死亡或遗患终身，并能危及后代健康。日本的水俣(yu)病事件就是甲基汞中毒的典型事例。患者的四肢末端和嘴周围麻木，有的运动失调，有的说话和听觉困难，呈现中枢神经性症状。后来，有些出生的胎儿畸形，发育不良，出现阵发性抽搐和发笑。它是由于长期食用被含汞、甲基汞废水污染的鱼、贝造成的。到1972年，日本环境厅公布有汞中毒者283人，其中60人死亡。在这个地区附近，到处可见患“舞蹈病”的猫、猪、狗等发狂致死，乌鸦及海鸟投海自杀。为防止汞中毒，我国规定环境中汞的最高允许浓度：地面水为0.001mg·L－1；工业废水排放时汞及其化合物最高允许排放浓度为0.05mg·L－1。9、答：铅是对人体有害的元素之一。经饮水、食物进入消化道的铅，有5%～10%被人体吸收；通过呼吸道吸入肺部的铅，其吸收（沉积）率为30%～50%。侵入体内的铅有90%～95%形成难溶性的Pb３(PO4)2沉积于骨骼，其余则通过排泄系统排出体外。蓄积在骨骼的铅，当遇上过劳、外伤、感染发烧、患传染病或食入酸碱性药物，使血液平衡改变时，它可再变为可溶性PbHPO4而进入血液，引起内源性中毒。铅主要是损害骨髓造血系统和神经系统，对男性生殖腺亦有一定的损害。铅可以干扰血红素的合成而引起贫血。铅引起贫血的另一原因是溶血，它可以抑制红细胞膜上的三磷酸腺苷酶，使细胞内外的K+、Na＋和H2O脱失而溶血。铅可引起神经末梢神经炎，出现运动和感觉障碍。此外，铅随血液流入脑组织，可损害小脑和大脑皮质细胞，干扰代谢活动，使营养物质和氧气供应不足，引起脑内小毛细血管内皮细胞肿胀，进而发展成弥漫性的脑损伤。经常接触低浓度铅的人，当血铅达到0.6～0.8μg·mL－1，就会出现头痛、头晕、疲乏、记忆力减退和失眠，常伴有食欲不振、便秘、腹痛等消化系统的症状。铅对于儿童尤其危险，铅接触能降低儿童智商，还与7～11岁男孩的攻击行为、不法行为及注意力不集中有关。孕妇体内过量的铅可通过胎盘输送给胎儿，使胎儿死亡、畸形或造成流产。为防止铅污染，我国规定饮用水的铅的最高允许浓度不超过0.05mg·L－1；工业用水中铅的最高允许排放浓度不超过1.0mg·L－1。10、答：砷及其化合物一般可通过水、空气和食物等途径进入人体，造成危害。如摄入量超过排泄量，砷就会在人体的肝、肾、脾、肺、子宫、胎盘、骨骼、肌肉等部位，特别是在毛发、指甲中蓄积，从而引起慢性砷中毒，潜伏期可长达几年甚至数十年。砷中毒主要是As3+与人体细胞中酶系统的巯基结合，使细胞代谢失调，营养发生障碍，对神经细胞的危害最大。As3+还能通过血液循环，作用于毛细血管壁，使其透性增大，麻痹毛细血管、造成组织营养障碍，产生急性或慢性中毒。慢性砷中毒有消化系统症状（如食欲不振、胃痛、恶心、肝肿大）、神经系统症状（神经衰弱、多发性神经炎）和皮肤病变等，其中尤以皮肤病变比较突出，主要表现为皮肤色素高度沉着和皮肤高度角化，发生龟性溃疡，有时可恶变为皮肤原位癌。典型的慢性砷中毒发生在日本宫崎县土吕久砷矿，该矿用砷铁矿制造As2O3，使附近小学生慢性中毒，已于1962年关闭。急性砷中毒一般是由误食砷化物所致。1955～1956年，日本森永奶粉公司在生产奶粉时，曾使用了含砷的中和剂，含As2O3达25～28mg·L－1，引起12100多人中毒，其中约130人因脑麻痹而死亡。为了防止砷中毒，我国规定生活饮用水的砷含量不得超过0.04mg·L－1；地面水中砷的最高允许浓度为0.1mg·L－1；工业废水最高允许排放浓度为0.5mg·L－1。11、答：砒霜的化学名称是三氧化二砷，其化学式为As2O3（或双原子分子As4O6）；是剧毒的白色固体，0.1gAs2O3就能使人致死。12、答：洗涤剂对人体粘膜和皮肤有刺激作用，可引起接触性皮炎；排入水中会使鱼类中毒，水体中含量达到10mg·L－1时引起鱼类死亡和致畸。为防止洗涤剂污染，我国规定生活饮用水中阳离子合成洗涤剂的最高允许浓度不超过0.3mg·L－1；17、答：实践证明，废水再利用既可节约新鲜水，缓和水资源短缺的矛盾，又可大大减轻水污染，保护水环境。城市废水经净化后回用于农田灌溉，可以向农作物提供水分和氮、磷等肥分，有利于改良土壤，还可进一步净化废水。废水的再利用必须加强管理，进行必要的预处理，防止污染土壤及地下水，影响农作物质量及周围环境卫生。城市废水经净化后也可回用于工业，一般可用作冷却水、锅炉用水或其他工艺用水，如油井注水、矿石加工用水、洗涤用水等。不同的用途对水质有不同的要求，有时还需进行补充处理。如用作冷却水时，应进行混凝沉淀及水质稳定补充处理，防止在冷却水管道系统中产生腐蚀、结垢等问题。城市废水经净化后还可回用于市政设施，主要有风景区用水、冲洗汽车或路面用水、浇灌草地或行道树用水等。也可将净化后的废水回灌地下，补充地下水，此时应对水质加以严格的控制，以防造成不良的后果。第三章1．根据大气温度随高度变化的曲线，大气可分为对流层、平流层、中层、热层和外层五个层次，试说明对流层的高度是多少？对流层的三大特点是什么？2．对流层空气的基本组成有18种组分，写出这18种组分的名称和化学式，并指出哪两种是主要组分？主要组分的百分浓度是多少？3．什么是自由基？自由基的特点是什么？大气中存在的重要自由基有哪些？4．重要的大气污染物分为哪8类？各类的主要组分是什么？5．什么污染物是氟利昂类？其缩写符号是什么？氟利昂类污染的危害是什么？6．伦敦烟雾事件发生的原因是什么？说明最严重的一次伦敦烟雾事件发生的时间及其造成的后果。7．通常认为天然雨水的pH值为多少？多年来被国际上用作判别是否受到酸化以及是否受到人为污染的界限pH为多少？8.酸雨的标准是什么？酸雨的有益影响和有害影响分别表现在哪些方面？如何防治酸雨？9．什么是“温室效应”？大气中的主要温室气体有哪