北京林业大学2004年环境化学期末考试试题B.pdf

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1、北京林业大学2004 年环境化学期末考试试题B 环境化学 一 填空题 (每空 0.6 分,共 30 分) 1光子能量公式为 _ ， 通常波长大于 _nm的光就不能引起光化学 离解，此时对应的化学键能是_KJ/mol。 2光化学烟雾从产生到结束，其中主要污染物依次出现的顺序为 ，二次污染物 有。 3土壤碱化度为 _ ，其产生过程为 _ 作用 。 4组成水中酸度的三类物质为_ 、 _ 、 _ 。 5腐殖质分为 _ 、 _ 、 _ 三类。 6天然水中的胶体物质分为 _ 、_ 、_ 、_ 、_ 几类。 7水环境中污染物的光解过程可分为_ 、 _ 、 _ 三类。 8我国酸雨的关键性离子组分为_。 9大气

2、颗粒物中粒径 _ 的称为细粒子，其主要的化学组分为 _；粒径_ 的称为粗粒子，其主要的化学组分 为_。 10 絮凝过程的机理为 _ 、 _ 、 _ 、 _ 。 11 化学物质的联合作用包括 _ 、 _ 、 _ 、_ 。 12 向某一含碳酸的水体加入重碳酸盐，总酸度_ 、无机酸度 _ 、CO2酸 度_ 、总碱度 _ 、酚酞碱度 _ 和苛性碱度 _ 。 13 含碳化合物的厌氧分解过程中，在_ 细菌的作用下，生成 _中间产物，然后在 _ 细菌的作用下，生成 _ 。 14 盐基饱和度为 100% 的土壤，其潜性酸度为 _ 。 15 丙酮酸在有氧条件下，通过_ 辅酶，转化为 _ ，然后与 _ 反应生成

3、_ ，进入 _ 循环过程。 二 名词解释 (每题 2 分,共 12 分) 标化分配系数氧化途径被动扩散专属吸附生物积 累质体流动 三 公式推导 (每题 6 分,共 12 分) 1 推导水的氧化 -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 。 2 应用动力学观点解释生物富积现象，并推导BCF 的表达式。 四 简答题 (每题 5 分,共 15 分) 1大气中丙烯与 HO 、O3的反应过程。 2汞在微生物作用下的转化过程。 3简述 NAD +/NADP+、细胞色素酶、辅酶 A 的作用及简单反应式。 五 计算题 (每题 8 分,共 16 分) 1 含镉废

4、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 若有水 A，pH 为 7.5，其碱度为 5.38mmol.L -1，水 B 的 pH 为 9.0，碱度为 0.70mmol.L -1， 若这两种水以 2:3 的体积比混合，问混合后 pH 的表达式方程 (有 关 H+的方程 )。(pH 为 7.5 时：0 = 0.06626 、1 = 0.9324 、2 = 0.001383 、 =

5、 1.069 ；pH 为 9.0 时：0 = 0.002142 、1 = 0.9532 、2 = 0.04470 、 = 0.9592) 六 综合题 (每题 15 分,共 15 分) 具体解释氮的微生物转化过程及其中涉及的硝化、反硝化过程作用细菌的特 征。 北京林业大学环境化学环境工程 02、环境规划03 级试卷 B 标准答案 一 填空题 (每题 0.6 分,共 30 分) 1.光子能量公式是E=hc/ ,通常波长大于700nm 的光就不能引起光化学离解，此时对应的化学键能是 167.4KJ/mol。 2.光化学烟雾从产生到结束，其中主要污染物出现的顺序依次是NO，RO2，RC （O）O2，二

6、次污染物有 O3，醛， PAN ，过氧化氢等。 3.土壤碱化度为钠离子饱和度，其产生过程为交换性离子的吸附作用。 4.组成水中酸度的三类物质为强酸、弱酸、强酸弱碱盐 5. 腐殖质可分为腐殖酸，富里酸，腐黑物。 6.天然水中的胶体物质分为矿物微粒和粘土矿物、金属水合氧化物、腐殖质、水体悬浮沉积物几类。 7.水环境中污染物的光解过程可分为直接光解，敏化光解，氧化反应三类。 8.我国酸雨的关键性离子组分为SO42-，Ca 2+ ，NH4 + 9.大气颗粒物中粒径小于2um 的称为细粒子，其主要的化学组分为硫酸根，氨离子，硝酸根离子，炭黑， 痕量金属；粒径大于2um 的称为粗粒子，其主要的化学组分为铁

7、，钙，硅，钠，铝，镁，钛等。 10. 絮凝过程的机理分为压缩双电层、专属吸附、粘结架桥、絮团卷扫。 11.化学物质的联合作用包括协同作用，独立作用，相加作用，拮抗作用。 12.向某一含炭酸的水中加入重碳酸盐，总酸度增大，无机酸度减小，CO2 酸度不变，总碱度不变，酚酞 碱度不变，苛性碱度减小。 13.含炭化合物的厌氧分解过程中，在产酸细菌的作用下，生成有机酸，醇等中间产物，然后在产氢菌及产 乙酸菌的作用下，生成甲烷。 14.盐基饱和度为100% 的土壤，其潜性酸度为0。 15.丙酮酸在有氧条件下，通过NAD +，转化为乙酰辅酶 A，然后与草酰乙酸反应生成柠檬酸，进入三羧酸 循环。 二 名词解释

8、 (每题 2 分,共 12 分) 标化分配系数：有机毒物在沉积物与水之间的分配比率用分配系数表示，分配系数与沉积物中有机碳的质 量分数的比值称为标化分配系数。 氧化途径：指有机物在辅酶的作用下， 位上的氧原子被氧化的现象。 被动扩散：脂溶性物质从高浓度侧向低浓度侧、基舜浓度梯度扩散通过有类脂层屏障的生物膜。 专属吸附：吸附过程中，除了化学键的作用，尚有加强的憎水键和范德华力或氢键在起作用。用来解释吸 附过程中表面电荷改变符号，甚至使离子化合物吸附在同号电荷表面的现象。 生物积累：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。 质

9、体流动：由水或土壤颗粒或两者共同作用引起的物质流动现象。 三 公式推导 (每题 6 分,共 12 分)： 1. 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pE 0=+20.75 水的氧化限度 水的还原限度： pE 0=0.00 氧饱和时，水中0.21*10 5Pa,将H+=10-7 代入氧化限度式，得， 2.应用动力学观点解释生物富集现象，并推导BCF 的表达式。 由动力学观点来看，水生生物对水中难降解物质的富集速率，是生物对其吸收速率、消除速率及有生物机 体质量增长引起的物质稀释速率的代数和。吸收速率（Ra）、消除速率（Re）及稀释速率（Rg）的表达 式为： 式中

10、：表示水及生物体内部的瞬时物质浓度。 于是水生生物富集速率微分方程为： 如果富集过程中生物质量增长不明显，则kg 可忽略不计，上式可简化为： 通常，水体足够大时，水中的物质浓度可视为恒定。设t=0 时， cf(0)=0 。在此条件下求解上述两式，水生 生物富集速率方程为： 当时间足够长时，生物浓缩系数BCF 依次为： 四 简答题 (每题 5 分,共 15 分) 1.大气中丙烯与HO. 、O3的反应特征过程。 其反应机理是首先将O3加成到烯烃的双键上， 形成一个分子臭氧化物， 然后迅速分解为一个羰基化合物和 一个二元自由基。与HO 主要发生加成反应，生成1-丙醇或 2- 丙醇。 2.简述汞在微生

11、物作用下的转化过程。 微生物参与汞形态转化的主要途径是汞的甲基化作用。 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。 3.简述、细胞色素酶、辅酶A 的作用及简单方程式。 分别称为辅酶I 和辅酶 II， 是一些氧化还原酶的辅酶，在酶促反应中起着传递清的作用。 细胞色素酶系是催化底物氧化的一类酶系，它们起着传递电子的作用，如下式所

12、示： 式中， cyt 表示细胞色素酶系 n 代表 b 、c1、c、a 和 a3 辅酶 a 是一种转移酶的辅酶，在酶促反应中起着传递酰基的作用。 五 计算题 (每题 8 分,共 156 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 + 2S2- /H2S=K1*K2=1.16*10 -23 KSP= K1，2*H2S= 1.16*10 -24 pH 值为 8.0 时， S 2-=1.16*10-8 Cd2+= KSP2/S 2-=6.8*10-19 2.若有水 A，pH 为 7.5，其碱度为 5.38m mol/L,水 B 的 pH

13、 为 9.0，碱度为 0.70m mol/L，若这两种水以 2：3 的体积比混合，问混合后pH 的表达式方程。 这两种水以2：3 的体积比混合时，总碱度不变，所含碳酸盐总量不变 依据题意，列方程如下： CT1= 1*ALK1 CT2= 2*ALK2+H +-OH- 5CT= 2CT1+ 3CT2 5ALK = 2ALK 1+ 3ALK2 联立，得： -H +10-14 /H + +2.702/ =2.572 六 综合题 (每题 15 分 ,共 15 分) 具体解释氮的微生物转化过程及其中涉及的硝化、反硝化过程作用细菌的特征。 硝化分下列两个过程进行： 硝酸盐在通气不良条件下，通过微生物作用而还

14、原的过程称为反硝化。反硝化通常有三种情形： 第一种情形，包括细菌、真菌和放线菌在内的多种微生物，能将硝酸盐还原成亚硝酸。 第二种情形，兼性厌氧假单胞菌属、色杆菌属等能使硝酸盐还原成氮气，其基本过程是： 第三种情形，梭状芽孢杆菌等常将硝酸盐还原成亚硝酸盐和氨，其基本过程是： 通过微生物的作用把分子氮转化为氨的过程称为固氮。固氮必须在固氮酶催化下进行，其反应可表示为： 硝化过程中细菌均为以二氧化碳为碳源进行生活的化能自养型细菌，对环境条件呈现高度敏感型；严格要 求高水平的氧， 需要中性至微碱性条件，当 pH 值=9.5 以上时硝化细菌受到抑制，而在 pH 值=6.0 以下时 亚硝化细菌受到抑制；最适宜温度为30，低于 5或高于 40时便不能活动；参与硝化的细菌虽为自养 型细菌，但在环境中必须在有机质存在条件下才能活动。 微生物进行反硝化的重要条件是厌氧环境，环境氧分压越低，反硝化越强。但是在某些通气情况下，例如 在疏松土壤或曝气的活性污泥池中，除有硝化外，还有反硝化发生。这两种作用长联在一起发生，很可能 是环境中的氧气分布不均匀所致。反硝化要求的其他条件是：有丰富的有机物作为碳源和能源；硝酸盐作 为氮源； pH一般是中性至微碱性；温度多为25左右。