第09-10讲 水中无机物的迁移转化part2课件精品.ppt

１) 腐殖质成分、性质与结构 根据其在碱和酸溶液中的溶解度划分： ①富里酸：可溶于酸，又可溶于碱； ②腐殖酸（胡敏酸）：可溶于稀碱液，不溶于酸； ③腐黑物：不能被酸和碱提取的部分。 腐殖质的性质 ①主要由碳、氢、氧、氮与少量硫、磷等元素组成； ②相对分子量范围从300至106(富里酸相对分子量较低)； ③深棕色或黑色是腐殖质高相对分子量部分的特征，浅棕色或黄色则是其低相对分子量的特征； ④酸性大多来自所含有的羟基和酚基的解离； ⑤对金属离子的螯合能力强； ⑥在氧化剂作用下可被氧化分解。 ⑦结构中心部分的碳骨架牢固，能抵制环境中化学和微生物的作用； ⑧通过氢键等理化作用，形成巨大的聚集体，呈现多孔疏松的海绵结构，有很大的表面积 (表面积高达340m2／g) ⑨来源不同，性质相似而不相同。 腐殖质的结构特点 含有大量苯环，还含有大量羧基、醇基和酚基。 ２)重金属离子与腐殖质的配合 腐殖质与金属离子生成配合物是它们最重要的环境性质之一 金属离子与腐殖质 羧基及羟基间螯合 金属离子在 两个羧基间螯合 金属离子 与一个 羧基形成配合物 待完成：P156 述腐殖质从哪几个方面影响有机污染物的迁移转化和生态风险？ 吸附效应 溶解效应 对水解反应的催化作用 对生物有效性的影响 光敏效应 淬没效应 腐殖酸与金属配合作用对重金属在环境中的迁移转化的影响， 影响颗粒物对吸附金属离子的吸附 如溶解的铜与腐殖酸配合物的同时吸附 影响难溶化合物溶解度 如腐植酸可提高Hg在河水中的溶解度，抑制Hg的吸附与沉淀。 影响重金属对水生生物的毒性 腐殖酸可减弱汞对浮游植物的抑制作用，减轻了对浮游动物的毒性， 腐殖酸增加了汞在鲤鱼和鲫鱼体内的富集，而降低了汞在软体动物棱螺体内的富集。 5. 有机配位体对重金属迁移的影响 水溶液中共存的金属离子和有机配位体经常生成金属配合物，这种配合物能够改变金属离子的特征，从而对重金属的迁移产生影响。 (1)影响颗粒物(悬浮物或沉积物)对重金属的吸附； ①由于和金属离子生成配合物，或与表面争夺金属离子可给吸附位，使吸附受到抑制； ②如果配位体能形成弱配合物，并且对固体表面亲和力很小，则不致引起吸附量的明显变化； ③如果配位体能生成强配合物，并同时对固体表面具有实际的亲和力，则可能会增大吸附量。 (2)影响重金属化合物的溶解度。 重金属和羟基的配合作用，提高了重金属氢氧化物的溶解度；氯离子也提高氢氧化物的溶解度。 图3-15 柠檬酸对Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ在二氧化硅/水界面上吸附的影响 △ Cu(Ⅱ) ⊙ Pb(Ⅱ) × Cu(Ⅱ) +5×10－6mol/L柠檬酸 ● Pb(Ⅱ)+5×10－6mol/L柠檬酸 不同有机配位体对颗粒物的重金属吸附性能有何影响？ 图3-16 吸附谷氨酸盐、皮考啉酸和 2，3-PDCA离子形成的表面配合物 图3－8　水中铁的pE—pH图 22 - 20 - 18 - 16 - 14 -12 - 10 - 8 - 6 - 4 - 2 - 0 - -2 - -4 - -6 - -8 - -10 - 0 2 4 6 8 10 12 14 Fe3+ Fe(OH)3 FeOH 2+ 图3－8　水中铁的pE—pH图 22 - 20 - 18 - 16 - 14 -12 - 10 - 8 - 6 - 4 - 2 - 0 - -2 - -4 - -6 - -8 - -10 - 0 2 4 6 8 10 12 14 Fe3+ Fe(OH)3 FeOH 2+ Fe2+ Fe(OH)2 FeOH + 图3－8　水中铁的pE—pH图 22 - 20 - 18 - 16 - 14 -12 - 10 - 8 - 6 - 4 - 2 - 0 - -2 - -4 - -6 - -8 - -10 - 0 2 4 6 8 10 12 14 Fe3+ Fe(OH)3 FeOH 2+ Fe2+ Fe(OH)2 FeOH + 图3－8　水中铁的pE—pH图 3. 天然水的pE和决定电位 水中主要氧化剂 溶解氧、Fe(Ⅲ)、Mn(Ⅳ)、S(Ⅵ) 水中主要还原剂