環(huán)境化學(xué)試卷、習(xí)題及答案一、單項選擇題（每題2分，共30分）1.光化學(xué)煙霧的主要氧化劑是（）。A.二氧化氮（NO?）B.臭氧（O?）C.過氧乙酰硝酸酯（PAN）D.二氧化硫（SO?）2.水體富營養(yǎng)化的關(guān)鍵限制元素是（）。A.碳（C）B.氮（N）和磷（P）C.硫（S）D.鉀（K）3.重金屬在土壤中的遷移轉(zhuǎn)化過程中，最主要的地球化學(xué)控制機制是（）。A.溶解-沉淀反應(yīng)B.氧化-還原反應(yīng)C.吸附-解吸反應(yīng)D.絡(luò)合-離解反應(yīng)4.以下屬于持久性有機污染物（POPs）的是（）。A.甲烷（CH?）B.二噁英（Dioxin）C.甲醛（HCHO）D.氨氣（NH?）5.酸雨的pH閾值通常定義為（）。A.5.0B.5.6C.6.0D.6.56.大氣中臭氧（O?）的“消耗物質(zhì)”主要是（）。A.二氧化碳（CO?）B.甲烷（CH?）C.氟氯烴（CFCs）D.一氧化二氮（N?O）7.重金屬汞（Hg）在水體中通過微生物作用轉(zhuǎn)化為毒性更強的形態(tài)是（）。A.金屬汞（Hg?）B.二價汞（Hg2?）C.甲基汞（CH?Hg?）D.硫化汞（HgS）8.以下哪種污染物屬于二次污染物？（）A.汽車尾氣中的NOxB.燃煤排放的SO?C.光化學(xué)煙霧中的O?D.工業(yè)粉塵中的PM109.土壤中重金屬的生物有效性主要取決于（）。A.總濃度B.可交換態(tài)和碳酸鹽結(jié)合態(tài)含量C.鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)含量D.殘渣態(tài)含量10.大氣顆粒物中，對人體健康危害最大的粒徑范圍是（）。A.>10μmB.2.5-10μmC.<2.5μmD.1-2.5μm11.水體中溶解氧（DO）的主要來源是（）。A.大氣復(fù)氧B.水生植物光合作用C.底泥釋放D.工業(yè)廢水排放12.以下哪種物質(zhì)是大氣中HO·自由基的主要來源？（）A.O?的光解B.NO?的光解C.H?O的光解D.CO的氧化13.土壤的緩沖性能主要由（）決定。A.土壤質(zhì)地B.土壤有機質(zhì)C.土壤膠體的陽離子交換量（CEC）D.土壤pH14.以下屬于環(huán)境內(nèi)分泌干擾物的是（）。A.鉛（Pb）B.雙酚A（BPA）C.鎘（Cd）D.砷（As）15.大氣中硫的主要天然來源是（）。A.火山噴發(fā)B.化石燃料燃燒C.工業(yè)廢氣D.汽車尾氣二、填空題（每空1分，共20分）1.環(huán)境化學(xué)研究的核心是污染物在環(huán)境介質(zhì)中的________、________和________過程。2.光化學(xué)煙霧的形成需要________、________和________三個條件。3.水體中氮的存在形態(tài)包括________、________、________和有機氮。4.重金屬在土壤中的遷移方式主要有________、________和生物遷移。5.大氣顆粒物的三模態(tài)模型包括________、________和粗粒子模。6.持久性有機污染物（POPs）的特性包括________、________、生物累積性和長距離遷移性。7.土壤膠體的表面電荷包括________電荷和________電荷。8.水體富營養(yǎng)化的主要指標(biāo)是________和________濃度升高。三、判斷題（每題1分，共10分）1.化學(xué)需氧量（COD）表示水中溶解氧的含量。（）2.重金屬在環(huán)境中不能被降解，只能發(fā)生形態(tài)轉(zhuǎn)化。（）3.臭氧（O?）在對流層是污染物，在平流層是“保護傘”。（）4.土壤pH升高會降低重金屬的溶解度。（）5.光化學(xué)煙霧多發(fā)生在冬季，因為此時光照弱、濕度高。（）6.水體中溶解氧（DO）濃度隨水溫升高而增加。（）7.二噁英（Dioxin）主要來源于垃圾焚燒和氯堿工業(yè)。（）8.土壤有機質(zhì)含量越高，重金屬的吸附能力越強。（）9.大氣中NOx主要來自自然源（如閃電），人為源貢獻較小。（）10.微塑料（Microplastics）屬于新興污染物，主要來源于塑料垃圾的碎片化。（）四、簡答題（每題6分，共30分）1.簡述光化學(xué)煙霧的形成機制及主要危害。2.比較水體中重金屬的吸附-解吸與溶解-沉淀過程對其遷移性的影響。3.說明土壤pH對重金屬生物有效性的調(diào)控機制。4.列舉持久性有機污染物（POPs）的典型代表，并簡述其環(huán)境風(fēng)險。5.分析大氣中O?濃度在對流層和平流層的差異及原因。五、計算題（每題10分，共20分）1.某城市大氣中SO?的濃度為0.15ppm（體積分數(shù)），計算其在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（25℃，1atm）下的質(zhì)量濃度（mg/m3）。（已知SO?的摩爾質(zhì)量為64g/mol，氣體摩爾體積為24.45L/mol）2.某河流表層沉積物對苯酚的吸附實驗中，平衡時水相濃度為0.5mg/L，沉積物中苯酚濃度為12mg/kg（干重），沉積物的密度為2.5g/cm3，孔隙率為0.4。計算沉積物對苯酚的分配系數(shù)Kd（L/kg）和標(biāo)化分配系數(shù)Koc（假設(shè)沉積物有機碳含量為2%）。六、論述題（每題15分，共30分）1.以我國華北地區(qū)冬季霧霾為例，分析其主要成因（包括一次污染物、二次污染物、氣象條件及人為源），并提出綜合控制策略。2.論述水體中氮、磷污染的來源、主要危害及治理技術(shù)（需結(jié)合物理、化學(xué)、生物方法）。環(huán)境化學(xué)試題答案一、單項選擇題1.B2.B3.C4.B5.B6.C7.C8.C9.B10.C11.B12.A13.C14.B15.A二、填空題1.遷移；轉(zhuǎn)化；歸趨2.氮氧化物（NOx）；揮發(fā)性有機物（VOCs）；強光照3.氨氮（NH?-N）；亞硝酸鹽氮（NO??-N）；硝酸鹽氮（NO??-N）4.物理遷移；化學(xué)遷移5.愛根核模；積聚模6.持久性；高毒性7.永久負；可變8.總氮（TN）；總磷（TP）三、判斷題1.×（COD表示氧化水中有機物所需氧化劑的量）2.√（重金屬無法被微生物分解，只能通過形態(tài)轉(zhuǎn)化改變毒性）3.√（平流層O?吸收紫外線，對流層O?是光化學(xué)煙霧的主要成分）4.√（pH升高，重金屬易形成氫氧化物沉淀，溶解度降低）5.×（光化學(xué)煙霧多發(fā)生在夏季，因光照強、溫度高）6.×（水溫升高，DO溶解度降低）7.√（垃圾焚燒不完全燃燒生成二噁英）8.√（有機質(zhì)含大量官能團，吸附重金屬能力強）9.×（NOx主要來自人為源，如汽車尾氣、工業(yè)排放）10.√（微塑料由塑料垃圾破碎形成，粒徑<5mm）四、簡答題1.形成機制：在強光照條件下，氮氧化物（NOx）與揮發(fā)性有機物（VOCs）發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，生成臭氧（O?）、過氧乙酰硝酸酯（PAN）等二次污染物。反應(yīng)過程包括：NO?光解產(chǎn)生O原子，O與O?結(jié)合生成O?；VOCs與HO·自由基反應(yīng)生成過氧自由基（RO?·），RO?·將NO氧化為NO?，促進O?積累。主要危害：刺激眼、鼻、喉黏膜，引發(fā)呼吸道疾病；損害植物葉片，影響光合作用；加速材料老化（如橡膠開裂）。2.吸附-解吸：是重金屬在固-液界面的動態(tài)平衡過程。吸附降低水相中重金屬濃度，限制其遷移；解吸則釋放重金屬到水相，增強遷移性。該過程受pH、有機質(zhì)、離子強度等因素影響（如pH升高，土壤膠體負電荷增加，吸附能力增強）。溶解-沉淀：通過生成氫氧化物、硫化物等沉淀降低重金屬溶解度，限制遷移；若環(huán)境條件改變（如pH降低、氧化還原電位變化），沉淀溶解，重金屬重新進入水相，遷移性增強。兩者共同作用，吸附-解吸是短時間內(nèi)的主要控制因素，溶解-沉淀是長期熱力學(xué)穩(wěn)定的關(guān)鍵。3.土壤pH通過以下方式調(diào)控重金屬生物有效性：（1）直接影響重金屬的化學(xué)形態(tài)：pH降低（酸性條件），重金屬氫氧化物沉淀溶解，可交換態(tài)含量增加，生物有效性升高；pH升高（堿性條件），重金屬易形成氫氧化物或碳酸鹽沉淀，殘渣態(tài)增加，生物有效性降低。（2）影響土壤膠體的表面電荷：酸性條件下，膠體表面正電荷增加，對陰離子型重金屬（如AsO?3?）的吸附能力增強，而對陽離子型重金屬（如Pb2?）的吸附減弱；堿性條件則相反。（3）改變微生物活性：pH影響土壤微生物群落，進而影響重金屬的生物轉(zhuǎn)化（如Hg的甲基化在中性或弱酸性條件下更活躍）。4.典型代表：二噁英（Dioxin）、多氯聯(lián)苯（PCBs）、滴滴涕（DDT）、六氯苯（HCB）。環(huán)境風(fēng)險：（1）持久性：在環(huán)境中難降解，半衰期長達數(shù)年至數(shù)十年；（2）生物累積性：通過食物鏈放大，頂級生物體內(nèi)濃度可達環(huán)境濃度的10?倍；（3）高毒性：具有致癌、致畸、致突變（“三致”）效應(yīng)，干擾內(nèi)分泌系統(tǒng)（如DDT影響鳥類生殖）；（4）長距離遷移：可通過大氣、洋流擴散至極地等偏遠地區(qū)，造成全球污染。5.差異：平流層O?濃度高（形成“臭氧層”），對流層O?濃度低（作為污染物存在）。原因：（1）平流層：O?在短波紫外線（<242nm）作用下光解為O原子，O與O?結(jié)合生成O?；O?也可光解為O?和O，形成動態(tài)平衡，維持高濃度。（2）對流層：O?主要由光化學(xué)煙霧生成（NOx與VOCs反應(yīng)），但受濕度、自由基濃度等限制，生成量有限；同時，對流層中存在HO·、NO等物質(zhì)消耗O?（如O?+NO→NO?+O?），導(dǎo)致濃度較低。五、計算題1.解：體積濃度（ppm）轉(zhuǎn)換為質(zhì)量濃度（mg/m3）公式：質(zhì)量濃度（mg/m3）=（體積濃度×摩爾質(zhì)量）/（氣體摩爾體積）×1000代入數(shù)據(jù)：質(zhì)量濃度=（0.15×64）/24.45×1000≈393.46（mg/m3）答案：約393.5mg/m32.解：（1）分配系數(shù)Kd=沉積物中濃度（mg/kg）/水相濃度（mg/L）=12/0.5=24（L/kg）（2）標(biāo)化分配系數(shù)Koc=Kd/有機碳含量（foc）=24/(2%)=24/0.02=1200（L/kg）答案：Kd=24L/kg，Koc=1200L/kg六、論述題1.成因分析：（1）一次污染物：工業(yè)排放（如鋼鐵、焦化企業(yè)的SO?、NOx、PM2.5）、燃煤取暖（散煤燃燒釋放大量煙塵、多環(huán)芳烴）、機動車尾氣（NOx、VOCs、碳黑顆粒）。（2）二次污染物：在靜穩(wěn)天氣下，一次污染物發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)生成硫酸鹽（SO?2?）、硝酸鹽（NO??）、銨鹽（NH??）等二次氣溶膠，占PM2.5的50%-70%。（3）氣象條件：冬季華北地區(qū)常出現(xiàn)逆溫層（近地面溫度低于高空），大氣垂直擴散能力差；風(fēng)速小（<2m/s），水平擴散受阻；濕度高（>60%），促進顆粒物吸濕增長。（4）人為源：能源結(jié)構(gòu)以煤炭為主（占比>60%），工業(yè)布局集中（如京津冀及周邊“2+26”城市），機動車保有量高（北京超600萬輛），施工揚塵和露天焚燒未有效管控?？刂撇呗裕海?）源頭減排：推進煤炭清潔利用（如煤改氣、煤改電），淘汰落后產(chǎn)能（如小鋼鐵廠）；推廣新能源汽車（2030年新能源汽車占比達40%）；加強施工工地揚塵管控（安裝噴淋裝置、覆蓋防塵網(wǎng)）。（2）過程控制：工業(yè)企業(yè)安裝高效脫硫（如石灰石-石膏法）、脫硝（SCR技術(shù)）、除塵（布袋除塵器）設(shè)施，確保排放濃度低于國家標(biāo)準(zhǔn)；推廣低揮發(fā)性涂料（VOCs含量<50g/L），減少溶劑使用。（3）末端治理：建設(shè)城市空氣凈化站（如靜電吸附裝置），對局部重污染區(qū)域應(yīng)急處理；加強區(qū)域聯(lián)防聯(lián)控（如京津冀及周邊地區(qū)統(tǒng)一預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)，同步啟動紅色預(yù)警）。（4）監(jiān)測與預(yù)警：完善空氣質(zhì)量監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)（增加PM2.5組分站），利用衛(wèi)星遙感（如高分五號）和激光雷達實時追蹤污染物傳輸路徑；建立“小時級”預(yù)警系統(tǒng)，提前48小時發(fā)布污染預(yù)警。2.來源：（1）點源污染：工業(yè)廢水（如化肥廠、食品加工廠排放高濃度NH?-N、TP）；生活污水（含洗滌劑中的磷酸鹽、糞便中的有機氮）。（2）面源污染：農(nóng)業(yè)化肥流失（我國化肥利用率僅35%，氮磷隨地表徑流進入水體）；畜禽養(yǎng)殖廢水（規(guī)模化養(yǎng)殖場COD、NH?-N排放量占農(nóng)業(yè)源的50%以上）；農(nóng)村生活污水（無管網(wǎng)收集，直接排入溝渠）。主要危害：（1）水體富營養(yǎng)化：氮磷濃度超標(biāo)（如湖泊TN>0.2mg/L、TP>0.02mg/L），導(dǎo)致藻類爆發(fā)（如藍藻水華），消耗溶解氧，造成魚類等水生生物死亡（“水華”后常伴隨“黑水”現(xiàn)象）。（2）生物毒性：氨氮（NH?-N）對魚類有直接毒性（濃度>2mg/L時致死）；亞硝酸鹽（NO??-N）可與血紅蛋白結(jié)合，引發(fā)“藍嬰病”（高鐵血紅蛋白癥）。（3）生態(tài)破壞：藻類覆蓋水面，阻擋陽光穿透，影響沉水植物光合作用；水華分解產(chǎn)生藻毒素（如微囊藻毒素），威脅飲用水安全（世界衛(wèi)生組織規(guī)定飲用水中微囊藻毒素限值為1μg/L）。治理技術(shù)：（1）物理方法：機械除藻（如打撈船清除水面藻類）；底泥疏浚（清除富營養(yǎng)化底泥，減少氮磷釋放）；人工增氧（安裝曝氣機，提高水體DO濃度，抑制厭氧釋放磷）。（2）化學(xué)方法：投加除磷劑（如聚合氯化鋁PAC，與PO?3?生成AlPO?沉淀）；化學(xué)氧化（臭氧或芬頓試劑降解有機氮）；但化學(xué)法易造成二次污染，需嚴格控制劑量。（3）生物方法：-