环境化学-第三章水环境化学.ppt

1、第三章水环境化学、牙齿章节的内容包括水中污染物的种类、分布、存在形态、水中无机污染物的迁移和切换、水中有机污染物的迁移和切换水质模型、水是地球上人类和所有生物生存的物质基础、1。天然水的基本特征及污染物的存在形式、天然水的基本特征天然水的性质水污染物的分布和存在形式包括有机物金属污染物、天然水的组成、溶解物、生原物质：胺/氮/磷等离子体、气体：氮/氧/微量气体、离子3360负离子/阳离子水中可溶性金属离子可以以多种形式存在。例如，铁可以以Fe(OH)2、Fe(OH)2、Fe2(OH)24和Fe3的形式存在。可溶性气体可溶性气体大部分以分子形式存在，其中氧和二氧化碳是最重要的两种茄子气体。大气中

2、气体分子和溶液中同种气体分子之间的平衡：X(g)=X(aq)表示符合亨利定律，即气体在液体中的溶解度与与液体接触的牙齿气体的分压成正比G(aq)=KHpG。在这里，KH各种气体在一定温度下注意：亨利定律只能计算水中没有反应的气体的溶解度。(3)气体在水中的可溶性氧的溶出度与水的温度、氧的水分分压和水中盐的含量有关。1.0130105Pa，在25饱和水中溶解为8.32mg/L。25点水的蒸汽压为0.03167105Pa。空气中氧含量为20.95%，氧的分压为PO2=(1 . 10310 0 . 03167)1050.2095105=0.2065105台亨利定律，水中氧的摩尔浓度为O2 (AQ)=

3、KHPO2，Lg，(3)气体在水中的可溶性磁性学习CO2溶解度，P CO2=(1.0130-0.03167)1053.1410-4=30.8(PA)CO2(AQ)=KH P CO2 H只要有7-8毫克的有机物质，在25条件下，空气就会耗尽饱和的1L数的氧气。，水生生物，角色：代谢、摄取、切换、储存、释放等水生生态系统的自养生物(Autotrophic organisms)，包括藻类异养生物(Heterotrophic organisms)、生产力(Autotrophic organisms)鸟类疯狂地生长。藻类诗体分解导致了水溶解氧的减少。水发出臭味。水生生物死亡藻毒素。水体富营养化，太湖美景

4、，天然水的性质，碳酸平衡天然水的碱度和酸度天然水的缓冲能力水的硬度，碳酸平衡，二氧化碳在水中形成酸，与岩石的碱性物质发生反应，通过沉淀反应变成沉积物，从水中去除。在水和生物之间的生物化学交换中，CO2占有独特的地位，溶解的碳酸盐化合状态和岩石圈、大气层的均匀性、多相酸碱反应和交换反应对调节天然水的pH和组成有重要作用。碳酸平衡，碳的地球化学循环：岩石圈大气层生物圈(1)碳酸平衡封闭系统(不与可溶性CO2交换大气)CO2H2CO3 * PK0=1 K2=CO32CO2(AQ)=KH pco 2 CT=CO2/0=KH pco 2/0 HCO 3-=(1/0)KH pco 2=k1 KH pco

5、2/HCO 32-=(2)、(2)构成自然数碱度和酸度、A、碱度(Alkalinity)水中碱度的物质，可以概括为强碱、弱碱、强碱弱酸盐三个茄子类别。总碱度：用强酸性标准溶液滴定，甲基橙作为指示剂，溶液从黄色变成橙色红色(pH约4.3)后停止滴定，结果也称为甲基橙碱度。化学反应测量关系如下：H OH- H2O H CO32- HCO3- H HCO3- H2CO3总碱度=HCO 3-2 co32-OH- h，酚酞碱度：假碱度=oh-hco3-2 h2co3 *-h=2酚酞碱的总碱度，pH，B，酸度：水中所有能与强碱中和的物质，即水中酸度的物质无机酸度：以甲基橙为指示剂，pH=4.3无机酸度=H

6、-HCO3-2 CO32-OH-，玻璃CO2酸度：酚酞指示剂，pH=8.3玻璃CO2酸度=H。总酸度=H HCO3- 2 H2CO3* -OH-，应用总碳酸量(cT)及其分布系数()以确定总碱度cT(1 22) Kw/H-H酚酞碱度cT(2- 0)HCO3-=碱度=1.0010-3 mol/L，Oh-=1.0010-6mol/lh2 co 3 *=hh co 3-/k1(1)=1.0010碱度=HCO 3-2co 32-oh-=1.0010-4mol/L 1.0010-3=HCO 3-2co 32-1.0010-4 co32-=0.469 HCO 3例2，要注意，封闭体系中加入强酸或强碱，总碳

7、酸量cT不受影响，加入CO2，总碱度值不变。在这里，溶液pH值和各碳酸化状态的浓度发生了变化，但代数综合值保持不变。因此，总碳酸量cT和总碱度在一定条件下具有一定的特性。添加多少酸以生成自然数pH=7.0，碱度为1.4 m mol/L，pH=6？总碱度=CT (1 22) KW /H H CT=1/(1 22)总碱度H OH-命令1/(1 22)=(表33) CT=碱度核对清单3-3 (p1104=1.71 m mol/L强化酸为pH=6.0，CT保持不变时=3.25碱度=1.71/3.25=0.526 m mol/l a=1.4自然数的pH值通常在6-9之间，特定水体的pH几乎不变也就是说，

8、自然水体有一定的缓冲力，是缓冲系统。碳酸化合物具有控制水体pH值的主要因素和缓冲水体的作用。根据它的存在估算水的缓冲能力。水的硬度，总硬度：水中的钙、镁离子的总量容易因钙、镁离子而产生溶解盐，水中的钙、镁含量过高，硬度大，会导致工业用水和人们的日常生活损失和不便，还会造成水生生物损失。因此，经度也作为衡量水质的标准。地面水的硬度一般不是很高。地下水的硬度往往比较高。雨水是软水、水中污染物的分布和存在形态，20世纪60年代美国学者将水下污染物大体分为8种。氧气消费污染物、发病污染物、合成有机物、植物营养物、无机物及矿物、土壤、岩石等，水污染物的分布和存在形态、污染物进入水体后一般以溶解状态或悬浮状态存在，水体的迁移和生物利用性与污染物存在形态直接相关。水俣病、含甲基汞的鱼、鱼等水生生物毒性的重金属、溶液中重金属总浓度相关，主要取决于玻璃(水合)金属离子。镉，玻璃浓度，铜，玻璃和氢氧化物，与大多数稳定配合物和胶体粒子结合的形式是低毒。有机污染物，水环境中有机污染物的种类很多，其环境化学行为至今鲜为人知。一些全球污染物(如多环芳烃、有机氯等)受到各国学者的高度重视。特别是有毒且难以分解的有机物，通过移动、切换、富集或食物链循环危害水生生