大连理工大学-环境化学-所有作业答案
[C02（aq）] KH PCO2 CT [CO2（aq）]/ [HCOJ CT 1
[CO
1
KH PcO
2
K
1
1
KH PCO
2
2；心
12Pg
0 [H ]
3
] T 1
C
KH Pg
KK 2KH Pg [H ]
pH有什么关系？ （ 10分）
H+的物质总量。
9.什么是天然水酸度和碱度？如何计算？和
答：碱度：碱度是指水中能与强酸发生中和作用的全部物质，亦即能接受
总碱度=[HCO 3-] + 2[CO 32-] + [OH -] - [H +]
2 +
酚酞碱度=[CO3-]+ [OH -]-[H 2CO*]- [H ] 苛性碱度=[OH-]-[HCO 3-]-2[H 2CO*]-[H +]
酸度：是指水中能与强碱发生中和作用的全部物质， 质总量。包括强酸、弱酸、强酸弱碱盐等。
总酸度=[H+]+[HCO3-]+2[H 2CO*]-[OH -]
亦即放出 川或经水解能产生 H的物
CO
2
酸度=[H ]+[H 2CO*]- [CO 3 ]-[OH ]
无机酸度=[H ]-[HCO 3-]-2[CO 3-]-[OH -]
与PH关系：pH=-lg[H +]，即PH是[H+]的负对数。
10. 论述土壤的组成和性质。（10分）
答：土壤是由固体、液体和气体三相共同组成的多相体系。固相指土壤矿物质 次生矿物质）和土壤有机质，两者占土壤总量的
（原生矿物和
90~95%液相指土壤水分及其可溶物，两者
一般作为土壤有
合称为土壤溶液。气相指土壤空气。土壤中还有数量众多的细菌和微生物， 机物而视为土壤固相物质。土壤矿物是土壤的主要组成物质，占土壤固体总量的
90%以上。
它源于岩石的风化作用，在大小和组成上复杂多变。土壤矿物按成因可分为原生矿物和次生 矿物。土壤有机质概指土壤中动植物残体、 组成部分。约占土壤固体总重量的
微生物体及其分解和合成的物质，
是土壤的固相
1%- 10%，土壤水分是土壤的重要组成部分，主要来自
对于岩石风 土壤空气
大气降水、灌溉水和地下水。 这些水充当了土壤中所发生各种化学反应的介质， 化、土壤形成、植物生长有着决定性的意义。 来源大气，它存在于未被水分占据的孔隙中， 物的生长发育都有重大的作用。
土壤空气也是土壤的重要组分之一。
它对土壤微生物活动、 营养物质的转化以及植
氧气和二
并且是成土作用
总体来看，土壤空气和大气的主要成分都是氮气、
它们不但积极参与岩石的风化作用，
氧化碳。土壤中生活着一个生物群体，
的主要因素。土壤生物是土壤的重要组成成分。 土壤具有如下性质：
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(1) 土壤吸附性。土壤胶体以其巨大的比表面积、带电性、土壤胶体的凝聚性和分散性以及 土壤胶体的离子交
换作用，使土壤具有吸附性。
(2) 土壤酸碱性。由于土壤是一个复杂的体系，其中存在着各种化学和生物化学反应，因而 土壤表现出不同的
酸碱性。 根据土壤中氢离子的存在方式不同， 土壤酸度可分为活性酸度和 潜性酸度。
(3) 土壤的缓冲性能。土壤具有缓和其酸碱度发生激烈变化的能力，其中土壤溶液中的各种 弱酸及盐类，构成
了一个良好的缓冲体系。
(4) 氧化还原性。氧化还原反应是土壤中无机物和有机物发生迁移转化并对土壤生态系统产 生重要影响的化学
过程。
11、名词解释：原生矿物、次生矿物、腐殖质、双电层及热力学电位、电动电 位、土壤阳离子交换量、盐基饱和土壤、盐基饱和度、土壤酸度、活性酸度、 潜性酸度、代换性酸度和水解酸度。 (14 分)
答：原生矿物： 各种岩石 ( 主要是岩浆岩 )受到程度不同的物理风化而未经化学风化而形成的 物质，其原来的化学组成和结晶构造都没有改变。
次生矿物：原生矿物经化学风化后形成的新矿物，其化学组成和晶体结构都有所改变。 腐殖质： 腐殖质是生物体物质在土壤、 水和沉积物中转化而成， 是一种带负电的高分子弱电 解质，分子量 300-30000 ，一般根据其在碱和酸溶液中的溶解度划分为三类：腐殖酸、富里 酸、腐黑物。
双电层： 土壤胶体具有双电层， 微粒的内部称为粒核， 一般带负电荷， 形成一个负离子层 (决 定电位离子层) ，其外部由于电性吸引，形成一个正离子层(反离子层，包括非活动性离子 层和扩散层) ，合称为双电层。
热力学电位： 决定电位层与液体间的电位差通常叫做热力学电位， 在一定的胶体系统内它是 不变的。 电动电位：非活动离子层与液体之间的电位差。 土壤阳离子交换量：每千克干土中所含的全部阳离子总量，称为阳离子交换量。 盐基饱和土壤：当土壤胶体上吸附的阳离子均是盐基离子，且已经达到吸附饱和时的土壤。 盐基饱和度：在土壤交换性阳离子中，盐基离子所占的百分数为盐基饱和度。
土壤酸度：土壤溶液中 H+的存在方式，土壤酸度可以分为活性酸度和潜性酸度。 活性酸度：是土壤溶液中氢离子浓度的直接反映，又称为有效酸度，通常用
潜性酸度：土壤潜性酸度的来源是土壤胶体吸附的可代换性 子交换作用进入土壤溶液中之后，即可增加土壤溶液的
pH 表示。
H+和Al3+。当这些离子通过离 H+浓度。
M和
代换性酸度：用过量中性盐 （如NaCI或KCI）溶液淋洗土壤，溶液中金属离子与土壤中
Al 3+ 发生离子交换作用，而表现出的酸度。
水解酸度：用弱酸强碱盐 （ 如乙酸钠 ） 淋洗土壤，溶液中的金属离子可以将土壤胶体吸附的 H+和AI3+代换出来，同时生成某弱酸。此时测定的弱酸的酸度为水解性酸度。
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12. 环境污染物如何分类？主要来源？（ 9 分） 答：定义：进入环境后， 使环境的正常组成
和性质发生直接或间接有害于人类的变化的物质。 分类：
按受污染物影响的环境要素可分为大气污染物、水体污染物、土壤污染物等； 按污染物的类型可分为有机污染物、无机污染物和有机金属化合物； 按污染物的性质可分为化学污染物、物理污染物和生物污染物。 来源：
工业（如“三废”，有毒有害化学品等 ）； 农业（如农药、化肥等 ）； 生活（如固体废物、废水、废气 ）； 服务业（如交通运输中排放的汽车尾气、废油等 ）。
13. 各环境介质中的典型化学污染物有哪些？来源？（ 12 分） 答： （1） 空气中典型化学污染物
SO（主要来源于煤的燃烧）、NOx（如NQ NO等，主要来源于矿物燃料的燃烧及汽车尾 气）、CO
和CO（来源于煤的燃烧，汽车尾气）、挥发性有机污染物（如烷烃、烯烃、芳烃，化 石燃料的燃烧 ）、颗粒物、以及室内家俱装饰释放的甲醛、 多环芳烃 （PAHs） 、多溴联苯醚 （PBDEs） 等。
（2） 水中典型的化学污染物 好氧有机物：碳水化合物、蛋白质、脂肪和纤维素等。 有毒有机物：农
药、表面活性剂、芳烃、药物等。 金属离子、无机物：汞、铅、镉、铬、砷、氰化物等。 饮用水消毒副产物
（3） 土壤中典型的化学污染物 农药：有机氯、有机磷、氨基甲酸酯类等 其他：污水灌溉、干湿沉降
等。
第二章：
1. 大气、水、土壤和生物相中的污染物可以发生哪些迁移行为？ 答：(1)大气中污染物的迁移： a风力扩散：由外摩擦力介入而产生的风因流经起伏不平的地形而具有湍流性质，使得由风 力携带的污染物在
较小范围内向各个方向扩散。风力越大，污染物沿下风向扩散的越快。
b气流扩散：稳定大气不产生气流，而大气稳定度越差，气流越剧烈，污染物在纵向的扩散 越快。 c干沉降：大气污染物通过重力沉降或被地面建筑物、树木等阻留从而沉积在地面的过程，
或者进入人或其他动物呼吸道(器官)并积留的过程。
d湿沉降：大气中所含污染物气体或微粒物质随降水过程(雨水、雪等)降落并积留在地表 的过程。 (2) 水中污染物的迁移：
a水流推移作用：污染物在水流作用下发生的迁移运动。
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b分散作用：
包括：①分子扩散：由污染物分子的随机运动引起的。
②湍流扩散：湍流流场中，污染物质点之间及污染物质点与水分子之间由于各自的 不规则运动而发
生相互碰撞、混合。
③弥散：是由于水体横断面上的实际流速分布不均匀引起的。
c重力沉降：吸附于水体颗粒物上的污染物可以发生物理性重力沉降或胶体颗粒沉降。
d吸附和分配：天然水体是一个巨大的分散体系，其中的分散物质包括各种溶解态的离子和 分子、胶体粒子、
悬浮粒子以及较大的粗粒子等。这些粒子可以吸附水中的各种污染物质， 明显影响着污染物在水体中的状态和迁移转化规律。
e挥发：水体中污染物向大气迁移的重要过程，是在水 (3) 土壤中污染物的迁移：
-空气界面进行的物理迁移过程。
a挥发；b分配；c淋溶、渗滤；d植物吸收；e 土壤扩散 (4) 生物相中污染物的迁移：
a吸收、分布、排泄和生物转化。 b生物富集、生物放大和生物积累。
c植物提取、植物转运、植物固定、植物挥发以及根际效应。
2.
论，推导水中污染物的挥发动力学表达式 如何基于双膜理？
双膜理论：该理论认为：化学物质从水中挥发时，必须克服来自近水表层和空气层的阻力。 这种阻力控制着化学物质由水向空气迁移的速率。 假设：a膜层以外的气液相主体，由于流动的充分湍动， 梯度，故无传质阻力。
分压或浓度均匀化，无分压或浓度
b相界面气/液达到平衡，无传质阻力。浓度差存在气膜
故全部阻力存在两膜内。
（p - p）和液膜（c - Ci）内,
c在气液两相接触面附近， 分别存在着呈滞流流动的稳态气膜与液膜。
传质严格按分子扩散方式进行，膜的厚度随流体流动状态而变化。
在此滞膜层内
d在气液膜层内，浓度梯度在两个层中的分布是线性的，
度消失。
而在有效膜层以外， 浓度梯
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推导:
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