哈尔滨工业大学 2003年环境科学专业研究生
环境化学入学试题及标准答案
一、 填空（共40分，每空1分）
1. 占全国土地面积63.7%的北方诸流域其水资源占全国水资源的20%，而仅占全国土地面积36.3%的南方流域其水资源却占全国水资源的80% 。
2. 由于孤对电子间的斥力﹥孤对电子与成健电子对间的斥力﹥
成健电子对间的斥力，使得H2O的构型为V型
3. 一种气体在液体中的溶解度正比与与液体所接触的该种气体的分压。
4. 水体中存在CO2，H2CO3，HCO3-，和CO32-四种碳酸盐化合态。
5. 痛痛病是由于镉污染所造成的。
6. 富营养化的危害：促使湖泊老化，破坏水产资源，危害水源。
7. 生物富集系数是生物体中污染物浓度与水中污染物浓度的比
8. 粘土矿胶体粒子的特性：表面电荷，表面空穴和表面羟基。
9. 专署吸附作用不仅可使表面电荷改变符号而且可使离子化合物吸附在同号电荷的表面上
10. 若某个单体系的含量比其他体系高的多，则此时该单体系电位几乎等于混合复杂体系的pE,称之为决定电位。
11. 配合物在溶液中的稳定性是指配合物在溶液中离解成中心离子和配位体，当离解达到平衡时离解程度的大小
12. 腐殖质与金属离子生成配合物是它们最重要的环境性质之一，金属离子能在腐殖质中的羧基和羟基间鳌合成健，或者在两个羧基间鳌合，或者与一个羧基形成配合物。
13. 水解作用是有机化合物与水之间最重要的反应，在反应中，化合物的官能团X-与水中的OH-发生交换。
14. Streeter-Phelps模型假定：河流的自净过程中存在着两个相反的过程，即有机污染物在水体中先发生氧化反应，消耗水体中的氧，其速率与其在水中的有机污染物浓度成正比。
15. 水环境中化合物的生物降解依赖于微生物通过酶催化反应分解有机物。
二、 解释下列名词概念（共30分，每题3分）
1. 天然水的酸度和碱度:
：酸度是指水中能与强碱发生中合作用的全部物质，亦即放出H+或经过水解能产生H+的物质总量。碱度是指水中能与强酸发生中合作用的全部物质，亦即接受H+的物质总量
2. DLVO物理理论假定条件：
DLVO 理论把范德华吸引力和扩散双电层排斥力考虑为仅有的作用因素，它适用于没有化学专署吸附作用的电解质溶液中，而且假设颗粒是粒度均等、球体形状的理想状态。
3. 优先污染物
有毒污染物质品种繁多，不可能对每一种污染物都制定控制标准，因而提出在众多污染物中筛选出潜在危险大的作为优先研究和控制对象，称之为优先污染物。
4. 标化分配系数
以有机碳为基础表示的分配系数，Koc=Kp/Xoc，Kp=cs/cw, cs合cw分别为有机毒物在沉积物中和水中的平衡浓度。Xoc：沉积物中有机碳的质量分数。
三、简要回答下列问题（共55分）
1. 简述水具有某些特殊性质的主要原因。
：水分子中，氧原子受到四个电子对包围，其中包括两个与氢原子共享，形成两个共价键的成对电子对和由氧原子持有的两个孤对电子对，因为孤对电子间的斥力﹥孤对电子与成键电子对间的斥力﹥成健电子对间的斥力，使得H2O的构型为V型，键角由109.5°缩减到104.5°。氢原子可以和电负性大，原子半径小，且具有孤对电子对的氧原子形成氢键。
2. 天然水体中汞的形态及其迁移、转化。
水体中，汞以Hg2+,Hg(OH)2,CH3Hg+,CH3Hg(OH),CH3HgCl,C5H5Hg+为主要形态。悬浮物中和沉积物中以Hg2+， HgO, HgS,(CH3Hg)2S形态存在。生物相中以Hg2+，CH3Hg+，CH3HgCH3形态存在。由于微生物的作用，沉积物中的无机汞能转变为剧毒的甲基汞而不断释放到水体中。甲基汞有很强的亲脂性，极易被水生生物吸收，通过食物链富集，危害人类。
3. 水合氧化物对金属离子的专署吸附与非专署吸附的区别
项目 非专署吸附 专署吸附
发生吸附的表面静电荷的符号 - -，0，+
金属离子所起的作用 反离子 配位离子
吸附时所发生的反应 阳离子交换 配位体交换
发生吸附时要求体系的pH值 ﹥零点电位 任意值
吸附发生的位置 扩散层 内层
对表面电荷的影响 无 负电荷减少，正电荷增加
4. 诱发沉积物中重金属释放的主要因素。
：盐浓度升高，氧化还原条件的变化，pH值，水中配合剂的含量
5. 详述河流的氧下垂曲线各区的功能。
清洁区：表明未被污染，氧及时得到补充
分解区：细菌对排入的有机物进行分解，其消耗的溶解氧量超过了通过大气补充的氧量，因此，水体中溶解氧下降，此时细菌个数增加。
腐败区：溶解氧消耗殆尽，水体进行缺氧分解，当有机物被分解完后，腐败区既告结束，溶解氧又复上升。
恢复区：有机物降解接近完成，溶解氧上升并接近饱和
清洁区：水体环境改善，又恢复至原始状态
6. 影响有机污染物在水环境中分配系数大小的因素是什么?
分配系数与有机质含量成正比，与沉积物中有机碳含量成正相关。土壤-水分配系数与水中这些溶质的溶解度成反比。
7. 简答有机配位体对重金属迁移的影响。
重金属污染物大部分以配合物形态存在于水体，其迁移，转化及毒性等均与配合作用密切相关。迁移过程中，大部分重金属在水体中可溶态是配合形态，随环境条件改变而运动和变化。至于毒性，自由铜离子的毒性大于配合态铜，而甲基汞的毒性大于无机汞。一些有机金属配合物增加水生生物的毒性，而有的则减少其毒性。因此配合作用的实质是哪一种污染物的结合态更能为生物所利用。
四.计算及综合题
1． 一个有毒化合物排入至 pH=8.4,T=25°C水体中，90%的有毒物质被悬浮物所吸着，已知酸性水解速率常数KA=5x10-9L/(S.mol),碱性催化水解速率常数KB=4.9x10-11L/(S.mol),中性水解速率常数KN=1.6x10-5S-1,请计算化合物的水解速率常数。
解：Kh=KN+αw(KA[H+]+KB[OH-])
αw;有机化合物溶解态的分数 |
