环境化学01.ppt

环境化学 主要参考教材 戴树桂 《环境化学》高等教育出版社 何燧源 《环境化学》华东理工出版社 王晓蓉 《环境化学》南京大学出版社 …… …… ？？ 第一章 绪论 环境化学的形成 环境化学的特点 研究对象、任务和范围 环境化学发展新动向 一、环境化学的形成 人为不断的开发、利用自然资源，尤其是掠夺式开发，直接导致了环境污染问题的发生。 不当开发和利用所引起的环境破坏、水土流失、土壤退化、气候变异等——大自然的报复。 有识之士开始思考，研究……环境化学慢慢诞生 环境化学的概念 环境化学是在化学学科的传统理论和方法的基础上发展起来，以化学物质在环境中出现和引起的环境问题为研究对象，研究有害物质在环境介质中的存在、化学特性、行为和效应及其控制的化学原理和方法的科学。 二、环境化学的特点 交叉学科 复杂、综合、精细 和其他学科不断互相渗透、互相促进 三、研究对象、任务和范围 1.研究对象：环境问题 重点 环境中存在哪些潜在的有害物质 这些物质来自何处 如何缓解和消除已知的问题 潜在有害物质的危险程度和暴露程度的依赖关系、治理方案的选择 2.研究任务 以解决上述环境问题为研究任务 开放的自然体系，迁移、转化、富集等过程的复杂使得问题也变得复杂化。 涉及面变宽、范围变大 3.研究范围 水环境化学 大气环境化学 土壤环境化学 化学物质的生物效应和生态效应 ………… 侧重于污染物的迁移、转化和归宿 化学过程和化学行为以及对生态系统的影响 四、环境化学发展新动向 环境分析化学：主要集中在环境样品的前处理技术完善、开发，分析对象从无机化合物为主转变为有机化合物和有机金属化合物为主；样品仪器分析方法上集中于仪器分析的灵敏度和重线性提高上。 各圈层环境化学 环境工程化学 第一篇 水环境化学第二章 天然水的性质和组成 本章重点 1、天然水中的主要离子组成 2、氧和二氧化碳在水中的溶解度计算 3、天然水中的碳酸平衡 (难点) 4、天然水的碱度和酸度 5、天然水的分类 2.1 水质概况 水乃生命之源，地球表面70％为海洋所覆盖，整体水量为13.6亿km3，其中海洋水97.3％，淡水2.7％，可供人类使用的淡水资源为850万km3，占总水量的0.64％ 我国水资源27210亿m3，居世界第六位，但人均却只有世界的1/4，且分布均 1986年44个城市水质调查地下水93.2％污染，地表水100％污染！！！ 2.2 天然水组成 H2O 可溶性物质（各种元素、化合物、气体） 悬浮物质（悬浮物、粘土矿物及水生生物） 2.2.1天然水化学组成的形成过程 岩石风化、土壤生成、侵蚀过程都与水有关 2.2.2 天然水中的主要离子组成 阳离子：H＋ 、K＋、 Na＋、Ca2＋、Mg2＋ 阴离子：OH－、HCO3－、CO32－、SO42－、Cl－、NO3－ 酸、碱金属和硬度、酸根和碱度 天然水中常见的主要离子总量可以粗略的作为水的总含盐量：TDS 根据离子平衡，阳离子总当量数等于阴离子总当量数，可验证水质分析结果的正确性 2.2.3 水中的金属离子 常简写为Mn＋， M（H2O）xn＋ 酸碱平衡、沉淀平衡、配合及氧化还原平衡…………稳定态 溶解在水中的金属离子以多种形态存在 M（OH）n（s） == Mn+ + nOH- Ksp = [Mn+][OH-]n [Mn+] = Ksp/[OH-]n = Ksp[H+]n/Kwn 2.2.4 溶解在水中的气体 最典型的一个名词————溶解氧 在水中的溶解度可以用亨利定律来描述，但亨利定律不能说明气体在水溶液中进一步的化学反应———可大大高于亨利定律计算量，例如……CO2的溶解度。 一定温度下——[G(aq)]=kH*pG 1.氧在水中的溶解度 溶解氧的重要性——水生动物（植物？） 除光合作用以外，水中没有化学反应提供氧气，都来自大气 富营养化——耗氧过量——水生动物 7～8mg的有机物就可以把25OC为空气所饱和单独1L水中的氧全部消耗殆尽！ 计算氧在1.00atm，25OC饱和水中的溶解度(难点) 已知： 25OC时水蒸气压为0.0313atm，干空气中氧为20.95％，kH＝1.28×10－3(mol*L-1*atm-1)…… 解：氧的分压 PO2=(1－0.0313)×0.2095=0.2029atm 代入亨利定律： [O2(aq)]=kH*PO2=1.28×10-3×0.2029＝2.6×10-4 氧的分子量为32，因此溶解度 =2.6*10-4*32=8.32mg/L 气体的溶解度随温度的升高而降低 可以用克拉佩龙方程式来描述： 有机质消耗溶解氧计算 用{CH2O}来表示生物有机质单元，则： {CH2O}＋O2—