大连理工大学_环境化学_所有作业答案.doc

第一章： 1、地球环境主要由哪些圈层构成？英文单词？各之间有什么联系？各有哪些性质？（10分） 答：地球环境主要由大气圈（atmosphere）、水圈（hydrosphere）、土壤圈（pedosphere）、岩石圈（lithosphere）和生物圈（biosphere）构成。 联系：大气圈、水圈、土壤圈和生物圈共同组成了地球环境系统，每个圈层都离不开太阳所提供的能量，这几个圈层密切联系，相互作用，不停的进行着物质、能量交换，维持着动态的自然平衡，使地球及其生物得以生存、繁衍和发展。 性质： ①大气圈：是地球生物生存的重要物质条件，不仅是生命所需的要素，而且也参与地球表面的物质循环过程。其中空气垂直分布不均匀，大气的温度和密度等在垂直方向上呈不均匀分布，有大气温度层结和密度层结。 ②水圈：是参与生命形成过程及其物质、能量转化的重要因素，是组成地球外壳最基本的自然圈层之一，处于连续的运动状态中。 ③土壤圈：一般处于大气圈、岩石圈、水圈及生物圈的过渡地带，是联系有机界和无机界的中心环节。 ④生物圈：主要由生命物质、生物生成性物质和生物惰性物质三部分组成，是地球上最大的生态系统，其中有多种类型的生态系统。 ⑤岩石圈：厚度不均一，其板块的运动与岩石的形成与演化有密切联系。 2、环境介质、相的概念，连续和非连续的介质，对于污染物的运动变化有哪些影响？（10分） 答：环境介质：某一具体的环境单元世界，可看作由物质、能量和信息三部分组成，其中有形的物质部分。 相：系统中物理性质及化学性质均匀的部分。 连续的介质使污染物的运动变化有一定方向性，污染物运动加快；非连续介质使污染物运动变化没有方向性，可吸附污染物使其运动发生改变，减缓污染物运动。 3、区分大气和空气的概念，各自对应哪个英文单词？（10分） 答：大气（atmosphere）：是多种物质的混合物，是各种固体或液体均匀地分散在空气中形成的一个庞大的分散体系，自然状况下，由干洁空气、水汽、悬浮颗粒物或杂质组成。 空气（air）：除水汽、液体和固体杂质外的整个混合气体为干洁空气，主要成分有N2和O2，以及少数的惰性气体等。 4、什么是大气温度层结？各层结的特点如何？不同波长的太阳辐射，各能到达哪些层结？（10分） 答：大气温度层结：静大气的温度在垂直方向上的分布，其动力是地球自转作用和对太阳辐射吸收的不同。 根据大气的温度层结、密度层结和运动规律，大气可分为： 对流层：温度随高度增加而降低，气体垂直运动剧烈，含有全部的大气质量的3/4的大气和全部水汽，大气中绝大多数天气现象都发生在对流层。 平流层： 温度随高度的增加保持不变或稍有上升，高度为15－35 km 范围内存在一臭氧层。该层空气垂直对流运动小，只能随地球自转而产生平流运动。平流层内水汽和尘埃都很少，几乎没有天气现象出现。 中间层：温度随高度的增加而降低，空气垂直运动相当强烈。 热层：温度随高度的增加而迅速上升，层内空气稀薄，处于高度电离状态。 逸散层：空气更为稀薄，地球引力小，大气质点向星际空间逃逸。 λ100nm：太阳辐射到达热层； 200nmλ300nm：太阳辐射到达中间层； λ300nm：太阳辐射到达对流层。 5、简述大气颗粒物的来源和分类。（10分） 答：来源：分为两种，一是天然来源，二是认为来源。 天然来源包括地面扬尘、海浪溅出的泡沫、火山灰、森林火灾、宇宙陨星尘埃等。 人为来源包括飞灰和气态污染物等。 分类：①按来源分：天然来源颗粒物、人为来源颗粒物。 ②按存在形态分：液态颗粒物、固态颗粒物、液固混合颗粒物。 ③按形成方式分：一次颗粒物、二次颗粒物。 ④按组成分：无机颗粒物、有机颗粒物。 ⑤按粒径分：总悬浮颗粒物、降尘、飘尘、可吸入颗粒物及呼吸性颗粒物。 臭氧是如何生成和损耗的（天然和人为因素）？（8分） 答：臭氧存在对流层顶和平流层之间，臭氧的生成是由于平流层中氧气光解的结果。臭氧的天然来源为O2 + hv →O + O (λ 243 nm) 2O + 2O2 + M →2O3 + M 总反应为：3O2 + hv →2O3 臭氧形成的人为来源：汽车尾气排放的氮氧化物光解形成的氧原子与氧气结合生成臭 氧。复印机、高压电线释放物等都可以形成臭氧。 NO2 + hv →NO + O (λ 420 nm) O + O2 + M → O3 + M 臭氧在正常情况下的耗损：臭氧的消耗过程，主要为吸收紫外光而光解和与氧原子反 应生成氧气。 O3 + hv → O2 + O O3 + O → 2O2 正常情况下，臭氧的生成和耗损处于动态平衡状态。 非正常情况下：由于水蒸气、NOx、氟氯烃等污染物进入平流层，它们能加速臭氧耗损过程，破坏臭氧层的稳定状态。 Y+O3→YO+O2 YO+O→Y+O2 总反应为：O3+O→2O2 其中：