環境化學課后答案(戴樹桂)主編_第二版(1-7章)完整版(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 e(OH)2+][H+]2/ [Fe3+]=[Fe(OH)2+]KW3/Kso[H+]p[Fe(OH)2+]=3 lgKW lgKso + pH lgK2=pH + (3)Kso=[Fe3+][OH]3=[Fe3+]KW3/[H+]3p[Fe3+]=3 lgKW lgKso + 3 pH=3 pH 4(4)K4=[Fe(OH)4][H+]4/ [Fe3+]=[Fe(OH)4][H+]KW3/ Ksop[Fe(OH)4]=3 lg KW lgK4 lgKso pH=19 pH(5)K=[Fe2(OH)24+][H+]2/ [Fe3+]2=[Fe2(OH)24+]KW6/ Kso2[H+]4p[Fe2(OH)24+]=6 lg KW lgK 2 lgKso + 4 pH=4 pH 1 已知。溶液中存在[H+]、[OH]、[Hg2+]、[Hg(OH)20]和[ClO4]等形態,且忽略了[Hg(OH) +]和離子強度效應，105mol/L的Hg(ClO4)2溶液在25℃時的pH值。1 請敘述腐殖質的分類及其在環境中的作用。1 在pH=[HCO3]=103mol/L的介質中，HT2與固體PbCO3(s)平衡，其反應如下： 問作為HT2形態占NTA的分數。 請敘述有機配體對重金屬遷移的影響。2 什么是電子活度pE，以及它和pH的區別。2 有一個垂直湖水，pE隨湖的深度增加將起什么變化？天然水的pE隨水中溶解氧的減少而降低，因而表層水呈氧化性環境，深層水及底泥呈還原性環境，又是垂直湖水，湖越深說明溶解氧越低，所以pE隨湖的深度增加而降低。2 從湖水中取出深層水，其pH=，請計算pE和Eh。2 在厭氧消化池中和pH=%的CH4和35%的CO2，請計算pE和Eh。1/8CO2+H + +e =1/8CH4+1/4 H2OpE= pE0 +lg [(PCO2/P CH4) 1/8 aH+ ]= pE0 – pH +1/8 lg (PCO2/P CH4)= – + 1/8 lg ()= Eh = *（RT pE）= 298 （）/= 2 —HS體系中（25℃），其反應為： 已知其標準自由能Gf0值（kJ/mol）SO42：，HS：，H2O(l):，水溶液中質子和電子的Gf0值為零。⑴請給出該體系的pE0。⑵104mol/L，那么請給出下圖中①、②、③和④的lgcpE關系式。2 解釋下列名詞:分配系數。標化分配系數。辛醇水分配系數。生物濃縮因子。亨利定律常數。水解速率。直接光解。光量子產率。生長物質代謝和共代謝.(1)分配系數:在土壤水體系中,土壤對非離子性有機化合物的吸著主要是溶質的分配過程(溶解),即非離子性有機化合物可通過溶解作用分配到土壤有機質中,并經過一定時間達到分配平衡,此時有機化合物在土壤有機質和水中含量的比值稱為分配系數.(2)標化分配系數:有機化合物在顆粒物水中的分配系數與顆粒物中有機碳呈正相關,以固相有機碳為基礎的分配系數即標化分配系數.(3)辛醇水分配系數:有機化合物的正辛醇水分配系數(KOW),土壤吸附常數和生物濃縮因子等密切相關.(4)生物濃縮因子:有機毒物在生物體內濃度與水中該有機物濃度之比.(5)亨利定律常數:通常可理解為非電解質稀溶液的氣水分配系數.(6)水解速率:反映某一物質在水中發生水解快慢程度的一個參數.(7)直接光解:化合物本身直接吸收太陽能而進行分解反應.(8)光量子產率:分子被活化后,它可能進行光反應,也可能通過光輻射的形式進行去活化再回到基態,進行光化學反應的光子數占吸收光子數之比稱為光量子產率.(9)生長物質代謝和共代謝:生物降解過程中,一些有機污染物作為食物源提供能量和提供酶催化反應分解有機物,必須有另外的化合物存在提供微生物碳源或能源時,該有機物才能被降解,這種現象稱為共代謝.2 某水體中含有300 mg/L的懸浮顆粒物，其中70%為細顆粒（d50μm），有機碳含量為10%，其余的粗顆粒有機碳含量為5%。已知苯并[α] 芘的KOW為106，請計算該有機物的分配系數。2 一個有毒化合物排入至pH=，T=25℃水體中，90%的有毒物質被懸浮物所吸著，已知酸性水解速率常數Ka=0，堿性催化水解速率常數Kb=107L/()，中性水解速率常數Kh=,請計算化合物的水解速率常數。2 某有機污染物排入pH=，T=20℃的江水體中，該江水中含懸浮顆粒物500mg/L，其有機碳含量為10%。 ⑴若該污染物分子量為129，溶解度為611 mg/L，(20℃)，請計算該化合物的亨利定律常數（），并判斷揮發速率是受液膜控制或氣膜控制。⑵假定Kg=3000cm/h，（Kv）。 某有機污染物溶解在一個含有200 mg/L懸浮物、pH==20℃水體中，懸浮顆粒物中細粒為70%，有機碳含量為5%，粗顆粒有機碳含量為2%，已知此時該污染物的中性水解速率常數Kh=, 酸性水解速率常數Ka= L/()，堿性催化水解速率常數Kb=106L/()，光解速率常數Kp= h1,污染物的辛醇水分配系數KOW=105，并從表中查到生物降解速率常數KB= d1，忽略顆粒物存在對揮發速率和生物降解速率的影響，求該有機污染物在水體中的總轉化速率常數。3 某河段流量Q=2160000m3/d，流速為46km/d，T=℃，耗氧系數K1=，復氧系數K2=，BOD沉浮系數K3=，起始斷面排污口排放的廢水約為10104 m3/d，廢水中含BOD5500mg/L，溶解氧為0 mg/L，上游河水中BOD5為0mg/L， mg/L，求排污口下游6km處河水中的BOD5和氧虧值。3 請說明湖泊富營養化預測模型的基本原理。3 請敘述有機物在水環境中的遷移,轉化存在哪些重要過程.(1)負載過程:污水排放速率,大氣沉降以及地表徑流引入有機毒物至天然水體均將直接影響污染物在水中的濃度.(2)形態過程:①酸堿平衡:天然水中pH決定著有機酸或堿以中性態存在的分數,因而影響揮發及其他作用.②吸著作用:疏水有機化合物吸著至懸浮物上,由于懸浮物質的遷移而影響它們以后的歸趨.(3)遷移過程:①沉淀溶解作用:污染物的溶解度范圍可限制污染物在遷移,轉化過程中的可利用性或者實質上改變其遷移速率.②對流作用:水力流動可遷移溶解的或者被懸浮物吸附的污染物進入或排出特定的水生生態系統.③揮發作用:有機污染物可能從水體進入大氣,因而減少其在水中的濃度.④沉積作用:污染物被吸附沉積于水體底部或從底部沉積物中解吸,均可改變污染物的濃度.(4)轉化過程:①生物降解作用:微生物代謝污染物并在代謝過程中改變它們的毒性.②光解作用:污染物對光的吸收有可能導致影響它們毒性的化學反應的發生.③水解作用:一個化合物與水作用通常產生較小的,簡單的有機產物.④氧化還原作用:涉及減少或增加電子在內的有機污染物以及金屬的反應都強烈地影響環境參數.(5)生物累積過程:①生物濃縮作用:通過可能的手段如通過魚鰓的吸附作用,將有機污染物攝取至生物體.②生物放大作用:高營養級生物以消耗攝取有機毒物進入生物體低營養級生物為食物,。第四章 土壤環境化學1．什么是土壤的活性酸度與潛性酸度？試用它們二者的關系討論我國南方土壤酸度偏高的原因。根據土壤中H+的存在方式，土壤酸度可分為活性酸度與潛性酸度兩大類。（1）活性酸度：土壤的活性酸度是土壤溶液中氫離子濃度的直接反映，又稱有效酸度，通常用pH表示。（2）潛性酸度：土壤潛性酸度的來源是土壤膠體吸附的可代換性H+和Al3+。當這些離子處于吸附狀態時，是不顯酸性的，但當它們經離子交換作用進入土壤溶液后，即可增加土壤溶液的H+濃度，使土壤pH值降低。南方土壤中巖石或成土母質的晶格被不同程度破壞，導致晶格中Al3+釋放出來，變成代換性Al3+，增加了土壤的潛性酸度，在一定條件下轉化為土壤活性酸度，表現為pH值減小，酸度偏高。2．土壤的緩沖作用有哪幾種？舉例說明其作用原理。土壤緩沖性能包括土壤溶液的緩沖性能和土壤膠體的緩沖性能：（1）土壤溶液的緩沖性能：土壤溶液中H2COH3POH4SiO腐殖酸和其他有機酸等弱酸及其鹽類具有緩沖作用。以碳酸及其鈉鹽為例說明。向土壤加入鹽酸，碳酸鈉與它生成中性鹽和碳酸，大大抑制了土壤酸度的提高。Na2CO3 + 2HCl2NaCl + H2CO3當加入Ca(OH)2時，碳酸與它作用生成難溶碳酸鈣，也限制了土壤堿度的變化范圍。H2CO3 + Ca(OH)2CaCO3 + 2H2O土壤中的某些有機酸（如氨基酸、胡敏酸等）是兩性物質，具有緩沖作用，如氨基酸既有氨基，又有羧基，對酸堿均有緩沖作用。