【文章內(nèi)容簡介】 K1 + K2/ [H+] )1α2= (1 + [H+]2/ K1K2 + [H+]/ K2)1設(shè)CT = [H2CO3*] + [HCO3] + [CO32]，則有[H2CO3*] = CT(1 + K1/[H+] + K1K2/[H+]2)1[HCO3] = CT(1 + [H+]/ K1 + K2/ [H+] )1[CO32 ] = CT(1 + [H+]2/ K1K2 + [H+]/ K2)1（2）開放體系中CO2在氣相和液相之間平衡，各種碳酸鹽化合態(tài)的平衡濃度可表示為PCO2和pH的函數(shù)。依亨利定律：[CO2(aq)]＝KHPCO2溶液中，碳酸化合態(tài)相應為：CT = [CO2]/ α0= KHPCO2/ α0[HCO3]= (α1/ α0 )KHPCO2= (K1/[H+])KHPCO2[CO32]= (α2/ α0 ) KHPCO2= (K1K2/[H+]2)KHPCO2（3） 比較封閉體系和開放體系可發(fā)現(xiàn)，在封閉體系中，[H2CO3*]、[HCO3]、[CO32]等可隨pH值變化，但總的碳酸量CT始終不變。而對于開放體系CT、[HCO3]、[CO32]均隨pH值改變而變化，但[H2CO3*]總保持與大氣相平衡的固定數(shù)值。、CO2酸度、無機酸度、總堿度、酚酞堿度和苛性堿度的表達式作為總碳酸量和分布系數(shù)（α）的函數(shù)3. 向一含有碳酸的水體加入重碳酸鹽，問：①總酸度、②總堿度、③無機酸度、④酚酞堿度和⑤CO2酸度，是增加、減少還是不變。、若加入碳酸鈉使其堿化，問需加多少mmol/。若用NaOH強堿進行堿化，又需加入多少堿?解：總堿度＝KW/ [H+] + CT(α1 + 2α2) [H+]CT＝{[總堿度] + [H+] [OH]}令α＝當pH在5～9范圍內(nèi)、[堿度]≥103mol/L時, [H+]、[OH]項可以忽略不計,得到簡化式：CT＝α[堿度]當pH＝，查教材P110表得α1＝，α2＝105，則α＝，CT ＝α[堿度]＝＝，查表得α′＝，此時CT值與堿度值均有變化。設(shè)加入的碳酸鈉量為Δ[CO32]，則有CT + Δ[CO32]＝α′｛[堿度] + 2Δ[CO32]｝ + Δ[CO32]＝｛ + 2Δ[CO32]｝解得，Δ[CO32]＝ mmol/L，其CT值并不變化，可得：[堿度] ＝CT/ α′＝＝ mmol/L堿度增加值就是應加入的氫氧化鈉強堿量：Δ[OH]＝－＝ mmol/L8請敘述水中主要有機和無機污染物的分布和存在形態(tài)。9什么叫優(yōu)先污染物？我國優(yōu)先控制污染物包括哪幾類？10請敘述天然水體中存在哪幾類顆粒物？、離子交換吸附作用和專屬吸附作用？并說明水合氧化物對金屬離子的專屬吸附和非專屬吸附的區(qū)別。（1）表面吸附：由于膠體表面具有巨大的比表面和表面能，因此固液界面存在表面吸附作用。膠體表面積越大，吸附作用越強。（2）離子交換吸附：環(huán)境中大部分膠體帶負電荷，容易吸附各種陽離子。膠體每吸附一部分陽離子，同時也放出等量的其他陽離子，這種作用稱為離子交換吸附作用，屬于物理化學吸附。該反應是可逆反應，不受溫度影響，交換能力與溶質(zhì)的性質(zhì)、濃度和吸附劑的性質(zhì)有關(guān)。（3）專屬吸附：指在吸附過程中，除了化學鍵作用外，尚有加強的憎水鍵和范德化力或氫鍵作用。該作用不但可以使表面點荷改變符號，還可以使離子化合物吸附在同號電荷的表面上。（4）水合氧化物對金屬離子的專屬吸附與非金屬吸附的區(qū)別如下表所示。項目專屬吸附非專屬吸附發(fā)生吸附的表面凈電荷的符號、0、+金屬離子所起的作用配位離子反離子吸附時所發(fā)生的反應配位體交換陽離子交換發(fā)生吸附時要求體系的pH值任意值＞零電位點吸附發(fā)生的位置內(nèi)層擴散層對表面電荷的影響負電荷減少，正電荷增加無動力學可逆性不可逆慢過程快速可逆?14請說明膠體的凝聚和絮凝之間的區(qū)別。由電介質(zhì)促成的聚集稱為凝聚，由聚合物促成的聚集稱為絮凝15請敘述水中顆粒物可以哪些方式進行聚集？16請敘述水環(huán)境中促成顆粒物絮凝的機理。20請敘述腐殖質(zhì)的分類及其在環(huán)境中的作用。22請敘述有機配體對重金屬遷移的影響。23什么是電子活度pE，以及它和pH的區(qū)別。24有一個垂直湖水，pE隨湖的深度增加將起什么變化？？34請說明湖泊富營養(yǎng)化預測模型的基本原理。？36敘述有機物水環(huán)境歸趨模式的基本原理《土壤環(huán)境化學》重點習題及參考答案1．土壤由哪些主要成分？它們對土壤的性質(zhì)與作用有哪些影響？1) 土壤礦物質(zhì)：其是土壤的主要組成部分，占土壤固體總質(zhì)量的90%，是土壤的骨骼和植物營養(yǎng)元素的重要供給來源，分為原生礦物質(zhì)與次生礦物質(zhì)。原生礦物質(zhì)主要有硅酸鹽礦物，氧化物類礦物，硫化物好磷酸鹽類礦物。次生礦物質(zhì)主要有高嶺石、蒙脫石、伊利石類，很多重要的物理化學過程和性質(zhì)都和土壤所含黏土礦物種類和數(shù)量有關(guān)。2) 土壤有機質(zhì)：一般占土壤固相總質(zhì)量的10%以下，是土壤的重要組成部分，是土壤形成的重要標志，在土壤肥力、環(huán)境保護及農(nóng)林業(yè)可持續(xù)發(fā)展等方面有重要作用。3) 土壤水分：是植物營養(yǎng)的主要來源，也是進入土壤的各種污染物向其他環(huán)境圈層遷移的的媒介。4) 土壤中的空氣：土壤空氣使土壤具有疏松的結(jié)構(gòu)。2．什么是土壤的活性酸度與潛性酸度？試用它們二者的關(guān)系討論我國南方土壤酸度偏高的原因。根據(jù)土壤中H+的存在方式，土壤酸度可分為活性酸度與潛性酸度兩大類。（1）活性酸度：土壤的活性酸度是土壤溶液中氫離子濃度的直接反映，又稱有效酸度，通常用pH表示。（2）潛性酸度：土壤潛性酸度的來源是土壤膠體吸附的可代換性H+和Al3+。當這些離子處于吸附狀態(tài)時，是不顯酸性的，但當它們經(jīng)離子交換作用進入土壤溶液后，即可增加土壤溶液的H+濃度，使土壤pH值降低。南方土壤中巖石或成土母質(zhì)的晶格被不同程度破壞，導致晶格中Al3+釋放出來，變成代換性Al3+，增加了土壤的潛性酸度，在一定條件下轉(zhuǎn)化為土壤活性酸度，表現(xiàn)為pH值減小，酸度偏高。3．土壤的緩沖作用有哪幾種？舉例說明其作用原理。土壤緩沖性能包括土壤溶液的緩沖性能和土壤膠體的緩沖性能：（1）土壤溶液的緩沖性能：土壤溶液中H2COH3POH4SiO腐殖酸和其他有機酸等弱酸及其鹽類具有緩沖作用。以碳酸及其鈉鹽為例說明。向土壤加入鹽酸，碳酸鈉與它生成中性鹽和碳酸，大大抑制了土壤酸度的提高。Na2CO3 + 2HCl2NaCl + H2CO3當加入Ca(OH)2時，碳酸與它作用生成難溶碳酸鈣，也限制了土壤堿度的變化范圍。H2CO3 + Ca(OH)2CaCO3 + 2H2O土壤中的某些有機酸（如氨基酸、胡敏酸等）是兩性物質(zhì)，具有緩沖作用，如氨基酸既有氨基，又有羧基，對酸堿均有緩沖作用。（2）土壤膠體的緩沖作用：土壤膠體吸附有各種陽離子，其中鹽基離子和氫離子能分別對酸和堿起緩沖作用。對酸緩沖（M－鹽基離子）：對堿緩沖：Al3+對堿的緩沖作用：在pH小于5的酸性土壤中，土壤溶液中Al3+有6個水分子圍繞，當OH－增多時，Al3+周圍的6個水分子中有一、二個水分子離解出H+，中和OH：2Al(H2O)63＋ + 2OH－ [Al2(OH)2(H2O)8]4+ + 4H2O？它對土壤性質(zhì)有何影響？鹽基飽和度：在土壤交換性陽離子中鹽基離子所占的百分數(shù)成為土壤的鹽基飽和度。鹽基飽和度越高，土壤對酸的緩沖能力越大；土壤的鹽基飽和度越低，土壤對堿的緩沖能力越大。、陰離子交換吸附的主要作用原理與特點？陽離子交換吸附作用原理：以離子價為為依據(jù)，受質(zhì)量作用定律支配，土壤膠體吸附的陽離子與土壤溶液中的陽離子進行等價交換。陽離子交換吸附作用特點：1離子電荷數(shù)越高，陽離子交換能力越強。2同價離子中，離子半徑越大，水化離子半徑就越小，因而具有較強的交換能力。3土壤中一些常見陽離子的交換能力順序：Fe3+Al3+H+Ba2+Sr2+Ca2+Mg2+Cs+Rb+NH4+K+Na+Li+陰離子交換吸附作用原理：帶正電荷的膠體所吸附的陰離子與溶液中陰離子進行交換。陰離子交換吸附作用特點：（1）土壤陰離子與膠體微粒或溶液中的陽離子形成難溶性沉淀而被強烈地吸附。（2）各種陰離子被土壤膠體吸附的順序如下：F＞草酸根＞檸檬酸根＞＞硅酸根＞CH3COO＞SCN＞Cl？土壤中重金屬向植物遷移的主要方式為跨膜吸收，影響因素主要有土壤的理化性質(zhì)、重金屬種類、濃度及在土壤中的存在形態(tài)，植物種類、生長發(fā)育期，復合污染，施肥等。（1） 土壤的理化性質(zhì)土壤的理化性質(zhì)主要通過影響重金屬在土壤中存在形態(tài)而影響重金屬的生物有效性，其主要包括pH、土壤質(zhì)地、土壤的氧化還原電位、土壤中有機質(zhì)的含量等。（2） 重金屬的種類、濃度及在土壤中的存在形態(tài)重金屬對植物的毒害程度首先取決于土壤中重金屬的存在形態(tài)，其次才取決于該元素的數(shù)量。從總量上來看隨著土壤中重金屬含量的增加，植物體內(nèi)各部分的積累量也相應增加。重金屬的存在形態(tài)可分為交換態(tài)、碳酸鹽結(jié)合態(tài)、鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)、有機結(jié)合態(tài)和殘渣態(tài)，交換態(tài)的重金屬遷移能力最強，具有生物有效性。（3） 植物的種類、生長發(fā)育期植物的種類和生長發(fā)育期影響著重金屬在土壤植物體系中的遷移轉(zhuǎn)化。植物的種類不同，其對重金屬的富集規(guī)律不同；植物的生長發(fā)育期不同，其對重金屬的富集量也不同。（4） 復合污染在復合污染狀況下，影響重金屬遷移轉(zhuǎn)化的因素涉及污染物因素（包括污染物的種類、性質(zhì)、濃度、比例和時序性）、環(huán)境因素（包括光、溫度、pH、氧化還原條件等）和生物種類、發(fā)育階段及所選擇指標等。（5） 施肥施肥可以改變土壤的理化性質(zhì)和重金屬的存在形態(tài)，并因此而影響重金屬的遷移轉(zhuǎn)化。由于肥料、植物和重金屬種類的多樣性以及重金屬行為的復雜性，施肥對土壤植物體系中重金屬遷移轉(zhuǎn)化的影響機制十分復雜。7．植物對重金屬污染產(chǎn)生耐性作用的主要機制是什么？不同種類的植物對重金屬的耐性不同，同種植物由于其分布和生長的環(huán)境各異可能表現(xiàn)出對某種重金屬有明顯的耐性。（1）植物根系通過改變根系化學性狀、原生質(zhì)泌溢等作用限制重金屬離子的跨膜吸收。（2）重金屬與植物的細胞壁結(jié)合，而不能進入細胞質(zhì)影響細胞代謝活動，使植物對重金屬表現(xiàn)出耐性。（3）酶系統(tǒng)的作用。耐性植物中酶活性在重金屬含量增加時仍能維持正常水平，此外在耐性植物中還發(fā)現(xiàn)另一些酶可被激活，從而使耐性植物在受重金屬污染時保持正常代謝過程。（4）形成重金屬硫蛋白或植物絡(luò)合素，使重金屬以不具生物活性的無毒螯合物形式存在，降低了重金屬離子活性，從而減輕或解除其毒害作用。8．舉例說明影響農(nóng)藥在土壤中進行擴散和質(zhì)體流動的因素有哪些？（1）影響農(nóng)藥在土壤中擴散的因素主要是土壤水分含量、吸附、孔隙度、溫度及農(nóng)藥本身的性質(zhì)等：①土壤水分含量：研究表明林丹的汽態(tài)和非汽態(tài)擴散情況隨土壤水分含量增加而變化。②吸附：土壤對農(nóng)藥的吸附改變了其擴散的情況，如土壤對2,4D的化學