【文章內(nèi)容簡(jiǎn)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(kāi)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(yīng)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(kāi)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(duì)于開(kāi)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(wú)機(jī)酸度、總堿度、酚酞堿度和苛性堿度的表達(dá)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(wèn)：①總酸度、②總堿度、③無(wú)機(jī)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(wèn)需加多少mmol/。若用NaOH強(qiáng)堿進(jìn)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(dāng)pH在5～9范圍內(nèi)、[堿度]≥103mol/L時(shí), [H+]、[OH]項(xiàng)可以忽略不計(jì),得到簡(jiǎn)化式：CT＝α[堿度]當(dāng)pH＝，查教材P110表得α1＝，α2＝105，則α＝，CT ＝α[堿度]＝＝，查表得α′＝，此時(shí)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(yīng)加入的氫氧化鈉強(qiáng)堿量：Δ[OH]＝－＝ mmol/L8請(qǐng)敘述水中主要有機(jī)和無(wú)機(jī)污染物的分布和存在形態(tài)。9什么叫優(yōu)先污染物？我國(guó)優(yōu)先控制污染物包括哪幾類？10請(qǐng)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(shuō)明水合氧化物對(duì)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(qiáng)。（2）離子交換吸附：環(huán)境中大部分膠體帶負(fù)電荷，容易吸附各種陽(yáng)離子。膠體每吸附一部分陽(yáng)離子，同時(shí)也放出等量的其他陽(yáng)離子，這種作用稱為離子交換吸附作用，屬于物理化學(xué)吸附。該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，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(guò)程中，除了化學(xué)鍵作用外，尚有加強(qiáng)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(diǎn)荷改變符號(hào)，還可以使離子化合物吸附在同號(hào)電荷的表面上。（4）水合氧化物對(duì)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(xiàng)目專屬吸附非專屬吸附發(fā)生吸附的表面凈電荷的符號(hào)、0、+金屬離子所起的作用配位離子反離子吸附時(shí)所發(fā)生的反應(yīng)配位體交換陽(yáng)離子交換發(fā)生吸附時(shí)要求體系的pH值任意值＞零電位點(diǎn)吸附發(fā)生的位置內(nèi)層擴(kuò)散層對(duì)表面電荷的影響負(fù)電荷減少，正電荷增加無(wú)動(dòng)力學(xué)可逆性不可逆慢過(guò)程快速可逆?14請(qǐng)說(shuō)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(qǐng)敘述水中顆粒物可以哪些方式進(jìn)行聚集？16請(qǐng)敘述水環(huán)境中促成顆粒物絮凝的機(jī)理。20請(qǐng)敘述腐殖質(zhì)的分類及其在環(huán)境中的作用。22請(qǐng)敘述有機(jī)配體對(duì)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(gè)垂直湖水，pE隨湖的深度增加將起什么變化？？34請(qǐng)說(shuō)明湖泊富營(yíng)養(yǎng)化預(yù)測(cè)模型的基本原理。？36敘述有機(jī)物水環(huán)境歸趨模式的基本原理《土壤環(huán)境化學(xué)》重點(diǎn)習(xí)題及參考答案1．土壤由哪些主要成分？它們對(duì)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(yíng)養(yǎng)元素的重要供給來(lái)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(xué)過(guò)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(jī)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(biāo)志，在土壤肥力、環(huán)境保護(hù)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(yíng)養(yǎng)的主要來(lái)源，也是進(jìn)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(guó)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(lái)源是土壤膠體吸附的可代換性H+和Al3+。當(dāng)這些離子處于吸附狀態(tài)時(shí)，是不顯酸性的，但當(dāng)它們經(jīng)離子交換作用進(jìn)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(dǎo)致晶格中Al3+釋放出來(lái)，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(shuō)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(jī)酸等弱酸及其鹽類具有緩沖作用。以碳酸及其鈉鹽為例說(shuō)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(dāng)加入Ca(OH)2時(shí)，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(jī)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(duì)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(yáng)離子，其中鹽基離子和氫離子能分別對(duì)酸和堿起緩沖作用。對(duì)酸緩沖（M－鹽基離子）：對(duì)堿緩沖：Al3+對(duì)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(gè)水分子圍繞，當(dāng)OH－增多時(shí)，Al3+周?chē)?個(gè)水分子中有一、二個(gè)水分子離解出H+，中和OH：2Al(H2O)63＋ + 2OH－ [Al2(OH)2(H2O)8]4+ + 4H2O？它對(duì)土壤性質(zhì)有何影響？鹽基飽和度：在土壤交換性陽(yáng)離子中鹽基離子所占的百分?jǐn)?shù)成為土壤的鹽基飽和度。鹽基飽和度越高，土壤對(duì)酸的緩沖能力越大；土壤的鹽基飽和度越低，土壤對(duì)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(diǎn)？陽(yáng)離子交換吸附作用原理：以離子價(jià)為為依據(jù)，受質(zhì)量作用定律支配，土壤膠體吸附的陽(yáng)離子與土壤溶液中的陽(yáng)離子進(jìn)行等價(jià)交換。陽(yáng)離子交換吸附作用特點(diǎn)：1離子電荷數(shù)越高，陽(yáng)離子交換能力越強(qiáng)。2同價(jià)離子中，離子半徑越大，水化離子半徑就越小，因而具有較強(qiáng)的交換能力。3土壤中一些常見(jiàn)陽(yáng)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(jìn)行交換。陰離子交換吸附作用特點(diǎn)：（1）土壤陰離子與膠體微?；蛉芤褐械年?yáng)離子形成難溶性沉淀而被強(qiáng)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(zhǎng)發(fā)育期，復(fù)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(guò)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(jī)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(duì)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(lái)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(yīng)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(jī)結(jié)合態(tài)和殘?jiān)鼞B(tài)，交換態(tài)的重金屬遷移能力最強(qiáng)，具有生物有效性。（3） 植物的種類、生長(zhǎng)發(fā)育期植物的種類和生長(zhǎng)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(duì)重金屬的富集規(guī)律不同；植物的生長(zhǎng)發(fā)育期不同，其對(duì)重金屬的富集量也不同。（4） 復(fù)合污染在復(fù)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(shí)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(biāo)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(fù)雜性，施肥對(duì)土壤植物體系中重金屬遷移轉(zhuǎn)化的影響機(jī)制十分復(fù)雜。7．植物對(duì)重金屬污染產(chǎn)生耐性作用的主要機(jī)制是什么？不同種類的植物對(duì)重金屬的耐性不同，同種植物由于其分布和生長(zhǎng)的環(huán)境各異可能表現(xiàn)出對(duì)某種重金屬有明顯的耐性。（1）植物根系通過(guò)改變根系化學(xué)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(xì)胞壁結(jié)合，而不能進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)影響細(xì)胞代謝活動(dòng)，使植物對(duì)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(shí)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(shí)保持正常代謝過(guò)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(wú)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(shuō)明影響農(nóng)藥在土壤中進(jìn)行擴(kuò)散和質(zhì)體流動(dòng)的因素有哪些？（1）影響農(nóng)藥在土壤中擴(kuò)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(kuò)散情況隨土壤水分含量增加而變化。②吸附：土壤對(duì)農(nóng)藥的吸附改變了其擴(kuò)散的情況，如土壤對(duì)2,4D的化學(xué)