戴树桂 环境化学考研复习重点笔记真题答案

第一章　绪　论

1.1　复习笔记

【知识框架】

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【重点难点归纳】

一、环境化学

1．环境问题

环境污染是指由于人为因素使环境的构成或状态发生变化，环境素质下降，从而扰乱和破坏了生态系统和人们的正常生活和生产条件的过程。

造成环境污染的因素有物理的、化学的和生物的三方面，其中化学的为主要因素。

2．环境化学

环境科学是指在原有各相关学科的基础上产生了一门以研究环境质量及其控制和改善为目的的综合性新学科。它主要是运用自然科学和社会科学有关学科的理论、技术和方法来研究环境问题。

（1）环境化学的任务、内容与特点

①环境化学的学科定义

环境化学是在化学科学的传统理论和方法的基础上发展起来的以化学物质在环境中出现而引起的环境问题为研究对象，以解决环境问题为目标的一门新兴学科。环境化学主要研究有害化学物质在环境介质中的存在、化学特性、行为和效应及其控制的化学原理和方法。

②环境化学的研究内容

a．有害物质在环境介质中存在的浓度水平和形态；

b．潜在有害物质的来源，以及它们在个别环境介质中和不同介质间的环境化学行为；

c．有害物质对环境和生态系统以及人体健康产生效应的机制和风险性；

d．有害物质已造成影响的缓解和消除以及防止产生危害的方法和途径。

③环境化学的特点

环境化学的特点是要从微观的原子、分子水平上来研究宏观的环境现象与变化的化学机制及其防治途径，其核心是研究化学污染物在环境中的化学转化和效应。

（2）元素的生物地球化学循环

物质循环可分为内生的循环和外生的循环。物质循环常基于元素的循环，包括氧、碳、氮、磷和硫等营养元素的生物地球化学循环。

（3）环境化学的发展动向

①环境分析化学；

②各圈层环境化学；

③污染控制化学。

二、环境污染物

环境污染物是指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。

1．环境污染物的类别

（1）人类社会活动不同功能产生的污染物（见表1－1）

表1－1 人类社会活动产生的污染物

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（2）化学污染物

①元素；

②无机物；

③有机化合物和烃类；

④金属有机和准金属有机化合物；

⑤含氧有机化合物；

⑥有机氮化合物；

⑦有机卤化物；

⑧有机硫化合物；

⑨有机磷化合物。

2．环境效应及其影响因素

（1）环境效应的定义

环境效应是指自然过程或人类的生产和生活活动对环境造成污染和破坏，从而导致环境系统的结构和功能发生变化的效应，并可分为自然环境效应和人为环境效应。

（2）环境效应的影响因素

①环境物理效应，是由物理作用引起的。影响因素包括

a．燃料的燃烧，街道和建筑群辐射的热量；

b．大气中二氧化碳和其他温室气体；

c．工业烟尘和风沙；

d．大气中大量的颗粒物；

e．过量开采地下水。

②环境化学效应，是指在各种环境因素影响下，物质间发生化学反应所产生的环境效应。影响因素包括

a．酸雨；

b．水体和土壤中的碱性物质或可溶性盐；

c．土壤和沉积物中的碳酸盐矿物；

d．光化学烟雾；

e．填埋于地下的有毒有害废弃物。

③环境生物效应，是指环境因素变化导致生态系统变异而产生的后果。影响因素包括

a．大型水利工程；

b．工业废水；

c．任意砍伐森林；

d．致畸、致癌、致突变物质。

3．环境污染物在环境各圈的迁移转化过程简介

（1）污染物的迁移

污染物的迁移是指污染物在环境中所发生的空间位移及其所引起的富集、分散和消失的过程。

（2）污染物的转化

污染物的转化是指污染物在环境中通过物理、化学或生物的作用改变存在形态或转变为另一种物质的过程。

污染物的迁移和转化常常相伴进行。

（3）污染物的迁移方式

污染物在环境中的迁移主要有机械迁移、物理—化学迁移和生物迁移三种方式。物理—化学迁移是最重要的迁移形式。

1.2　课后习题详解

1．如何认识现代环境问题的发展过程？

答：环境问题不止限于环境污染，人们对现代环境问题的认识是由浅入深，逐渐完善的。环境问题的发展过程如下：

（1）在20世纪60年代，人们把环境问题只当成一个污染问题，认为环境污染主要指城市和工农业发展带来的对大气、水质、土壤、固体废弃物和噪声污染。对土地沙化、热带森林破环和野生动物某些品种的濒危灭绝等并未从战略上重视，明显没有把环境污染与自然生态、社会因素联系起来。

（2）1972年发表的《人类环境宣言》中明确指出环境问题不仅表现在水、气、土壤等的污染已达到危险程度，而且表现在对生态的破坏和资源的枯竭；也宣告一部分环境问题源于贫穷，提出了发展中国家要在发展中解决环境问题。这是联合国组织首次把环境问题与社会因素联系起来。然而，它并未从战略高度指明防治环境问题的根本途径，没明确解决环境问题的责任，没强调需要全球的共同行动。

（3）20世纪80年代，人们对环境的认识有新的突破性发展，这一时期逐步形成并提出了持续发展战略，指明了解决环境问题的根本途径。

（4）进入20世纪90年代，人们巩固和发展了持续发展思想，形成当代主导的环境意识。通过了《里约环境与发展宣言》、《21世纪议程》等重要文件。它促使环境保护和经济社会协调发展，以实现人类的持续发展作为全球的行动纲领。这是本世纪人类社会的又一重大转折点，树立了人类环境与发展关系史上新的里程碑。

2．怎样了解人类活动对地球环境系统的影响？

答：地球环境系统即为生物圈，生物圈有五大圈层组成：大气圈、水圈、生物圈、土壤圈、岩石圈，这五大圈层受到人类影响，进而人类活动也就影响了整个地球环境系统。

（1）大气圈。人类的工业化使得矿物质燃料产生CO2、SO2等大量有害气体，进入到大气中使大气吸收地面的长波辐射增多，产生温室效应。

（2）生物圈。人类的砍伐、屠杀野生动物，造成生态系统的破坏，食物链的断裂或减少，使生态系统的物质循环，能量流动受到影响，各种生态系统的恢复力以及抗破坏力减弱；

（3）土壤圈。树木的砍伐造成水土流失，人们盲目施肥造成土壤污染。

（4）水圈。重金属等对水的污染日益凸显。

（5）岩石圈。酸雨产生溶洞腐蚀，过度砍伐使风化现象加剧。

五大圈层相辅相成，一个受到影响会引发其他的影响，进而造成自然灾害，造成生命财产损失，人类的活动最终的苦果还要人类自己承受。

3．你对于氧、碳、氮、磷、硫几种典型营养性元素循环的重要意义有何体会？

答：（1）氧、碳、氮、磷、硫元素的循环过程

①氧的循环

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图1－1 氧的循环

②碳的循环

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图1－2 碳的循环

③氮的循环

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图1－3 氮的循环

④磷的循环

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图1－4 磷的循环

⑤硫的循环

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图1－5 硫的循环

（2）对这几种营养性元素循环意义的体会

氧、碳、氮、磷和硫等营养元素的生物地球化学循环是地球系统的主要构成部分，它涉及地层环境中物质的交换、迁移和转化过程，是地球运动和生命过程的主要动力。

4．根据环境化学的任务、内容和特点以及其发展动向，你认为怎样才能学好环境化学这门课程？

答：（1）环境化学的任务、内容、特点

环境化学是在化学科学的传统理论和方法的基础上发展起来的，以化学物质在环境中应用而引起的环境问题为研究对象，以解决环境问题为目标的一门新兴学科。环境化学是一门研究有害化学物质在环境介质中的存在、化学特性、行为和效应及其控制的化学原理和方法的科学。它既是环境科学的核心组成部分，也是化学科学的一个新的重要分支。

（2）环境化学的发展动向

国际上较为重视元素（尤其是碳、氮、硫、磷）的生物地球化学循环及其相互耦合的研究；化学品安全评价；臭氧层破坏以及气候变暖等全球变化问题。我国优先考虑的环境问题中与环境化学密切相关的是：以有机物污染为主的水质污染；以大气颗粒物和二氧化硫为主的城市空气污染；工业有毒有害废弃物和城市垃圾对大气、水和土地的污染等。

（3）我对学好这门课的观点

环境化学包含大气、水体和土壤环境化学多个分支学科，研究有害化学物质在大气、水体和土壤环境中的来源、存在、化学特性、行为和效应及其控制的化学原理和方法。这就决定了环境化学研究中需要运用现场研究、实验室研究、实验模拟系统研究和计算机模拟研究相结合的系统研究方法，主要以化学方法为主，还要配以物理、生物、地学、气象学等其他学科的方法。因此，要求研究人员具有较广泛的各相关学科的理论知识和实验动手能力。我们在日常学习中应当以开阔的视野，除了环境化学之外，广泛涉猎各相关学科，并注重培养自己的实验操作能力，如此才可能学好这门课。

5．环境污染物有哪些类别？当前世界范围普遍关注的污染物有哪些特性？

答：（1）环境污染物的分类

表1－1 环境污染物的分类

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（2）当前世界范围普遍关注的污染物特性

当前关注的污染物主要是持久性有机污染物等，具有致突变、致癌以及致畸作用，即“三致”作用。其特性是扩散性，持久性，毒性强，难降解，残留时间长，分布广泛。

6．举例简述污染物在环境各圈层间的迁移转化过程。

答：以汞为例，说明其在环境各圈层的迁移转化过程，见图1－6。

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图1－6 汞在环境各圈层的迁移转化过程

汞在环境中的存在形态有金属汞、无机汞化合物和有机汞化合物三种。在好氧或厌氧条件下，水体底质中某些微生物能使二价无机汞盐转变为甲基汞和二甲基汞。甲基汞脂溶性大，化学性质稳定，容易被鱼类等生物吸收，难以代谢消除，能在食物链中逐级放大。甲基汞可进一步转化为二甲基汞。二甲基汞难溶于水，有挥发性，易散逸到大气中，容易被光解为甲烷、乙烷和汞，故大气中二甲基汞存在量很少。在弱酸性水体（pH4～5）中，二甲基汞也可转化为一甲基汞。

1.3　考研真题详解

一、填空题

1．环境化学是一门研究有害物质在环境介质中的存在、______、______、______及其控制的化学原理和方法的科学。（武汉科技大学2015年研；江西理工大学2014年研）

【答案】化学特性；行为；效应查看答案

【解析】环境化学是在化学科学的传统理论和方法的基础上发展起来的是以化学物质在环境中出现而引起的环境问题为研究对象，以解决环境问题为目标的一门新兴学科。环境化学主要研究有害化学物质在环境介质中的存在、化学特性、行为和效应及其控制的化学原理和方法。它既是环境科学的核心组成部分，也是化学科学的一个新的重要分支。

2．______是环境化学研究的对象。（北京林业大学2010年研）

【答案】环境污染物查看答案

【解析】环境污染物是环境化学研究的对象。有的污染物进入环境后，通过物理或化学反应或在生物作用下会转变成危害更大的新污染物，也可能降解成无害物质。

3．环境化学所研究的环境本身是一个多因素的______体系，变量多，条件较______。（武汉科技大学2012年研）

【答案】开放性；复杂查看答案

【解析】环境化学与基础化学研究的方式方法不同，环境化学所研究的环境本身是一个多因素的开放性体系，变量多、条件较复杂，许多化学原理和方法则不易直接运用。

4．环境污染物按污染物的性质可分为化学污染物、______和______。（武汉科技大学2013年研）

【答案】物理污染物；生物污染物查看答案

【解析】环境污染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；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；按污染物的形态可分为气体污染物、液体污染物和固体废弃物。

二、名词解释

1．地球环境系统（哈尔滨工业大学2012年研）

答：地球环境系统是指包含大气圈、水圈和岩石圈各圈层的自然环境和以生物圈为代表的生态环境所组成的系统。

2．环境化学（上海交通大学2011年研；山东大学2011年研）

答：环境化学是指在化学科学的传统理论和方法的基础上发展起来，以化学物质在环境中出现而引起的环境问题为研究对象，以解决环境问题为目标的一门新兴学科。环境化学主要研究有害化学物质在环境介质中的存在、化学特性、行为和效应及其控制的化学原理和方法。既是环境科学的核心组成部分，也是化学科学的一个新的重要分支。

3．环境污染物（哈尔滨工业大学2012年研；武汉科技大学2012年研）

答：环境污染物是指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。主要是人类生产和生活活动中产生的各种化学物质，也有自然界释放的物质，如火山爆发喷射出的气体、尘埃等。

4．优先污染物（Priority Pollutants）（山东大学2015年研；中国科学院大学2013年研；哈尔滨工业大学2012年研；西南交通大学2009年研；武汉科技大学2013年研）

答：优先污染物是指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的污染物。优先污染物的特征是：①具有较大生产量（或排放量），并广泛存在于环境中；②毒性效应强，对环境和人体健康具有严重的现实危害或潜在危险；③经济技术条件可行，可进行控制和检测。

5．环境效应（上海交通大学2011年研；中国科学院大学2011年研；西南大学2011年研）

答：环境效应是指自然过程或者人类的生产和生活活动会对环境造成污染和破坏，从而导致环境系统的结构和功能发生变化的过程。环境效应按起因可分为自然环境效应和人为环境效应；按环境变化的性质可分为环境生物效应、环境化学效应和环境物理效应。

6．环境生物效应（山东大学2011年研）

答：环境生物效应是指环境因素变化导致生态系统变异而产生的后果。根据其所引起后果时间与程度上的差异，可分为急性的环境生物效应和慢性的环境生物效应。

三、简答题

1．什么是环境问题?请简述当今人类面临的环境问题。（中国科学院大学2011年研）

答：（1）环境问题的定义

环境问题，是指由于人类活动作用于周围环境所引起的环境质量变化，以及这种变化对人类的生产、生活和健康造成的影响。人类在改造自然环境和创建社会环境的过程中，自然环境仍以其固有的自然规律变化着。社会环境一方面受自然环境的制约，也以其固有的规律运动着。人类与环境不断地相互影响和作用，产生环境问题。

（2）当今人类面临的环境问题

①大气污染；

②臭氧层破坏酸雨侵袭；

③水体污染与水资源短缺；

④土地荒漠化；

⑤绿色屏障锐减；

⑥物种减少；

⑦海洋污染，固体废物污染，人口激增；

⑧全球变暖。

2．简述环境化学的主要研究内容。（河北大学2014年研）

答：环境化学是在化学科学的传统理论和方法的基础上发展起来的，是以化学物质在环境中出现而引起的环境问题为研究对象，以解决环境问题为目标的一门新兴学科。环境化学主要研究有害化学物质在环境介质中的存在、化学特性、行为和效应及其控制的化学原理和方法。

环境化学的主要研究内容如下：

（1）有害物质在环境介质中存在的浓度水平和形态；

（2）潜在有害物质的来源，以及它们在个别环境介质中和不同介质间的环境化学行为；

（3）有害物质对环境和生态系统以及人体健康产生效应的机制和风险性；

（4）有害物质已造成影响的缓解和消除以及防止产生危害的方法和途径；

（5）环境污染物的检测方法和原理（属于环境分析化学的范围）及探讨环境污染和治理技术中的化学、化工原理和化学过程等问题；

（6）在原子及分子水平上，用物理化学等方法研究环境中化学污染物的发生起源、迁移分布、相互反应、转化机制、状态结构的变化、污染效应和最终归宿。

3．什么是环境污染？如何判别？请依据下图叙说由物质（污染物）因素引起环境污染的概念。（南京林业大学2013年研）

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图1－1

答：（1）环境污染的定义

环境污染是指由于人为因素使环境的构成或状态发生变化，环境素质下降，从而扰乱和破坏了生态系统和人们的正常生活和生产条件的过程。

（2）判别环境污染的依据

具体说，环境污染是指有害物质对大气、水质、土壤和动植物的污染，并达到致害的程度，生物界的生态系统遭到不适当的干扰和破坏，不可再生资源被滥采滥用，以及因固体废弃物、噪声、振动、恶臭、放射线等造成对环境的损害。

（3）由物质（污染物）因素引起环境污染的概念

环境污染物是指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。大部分环境污染物是由人类的生产和生活活动产生的。有些物质原本是生产中的有用物质，甚至是人和生物必需的营养元素，由于未充分利用而大量排放，就可能成为环境污染物。

有的污染物进入环境后，通过物理或化学反应或在生物作用下会转变成危害更大的新污染物，也可能降解成无害物质。不同污染物同时存在时，可因拮抗或协同作用使毒性降低或增大。

4．什么叫优先污染物，我国优先控制的污染物包括哪几类?举例说明其中的一类被纳入优先污染物的原因。（浙江工业大学2015年研）

答：（1）优先污染物的定义

由于化学污染物种类繁多，世界各国都筛选一些毒性强、难降解、残留时间长、在环境中分布广的污染物优先进行控制，称为优先污染物。