第三讲 水环境化学.ppt

第三章 水环境化学 2、微量元素　As、Cd、Hg、Ni、Pb、Sb、Sn、Zn、Mn、Cu等。 3：开放碳酸体系 封闭体系与开放体系比较： 结论：（1）[CO2（aq)]= 1.089×10-5 （mol/L)　　　（2）[HCO3-]= 2.2×10-6 （mol/L)　　　（3）pH=5.65 六、碱度和酸度 在测定已知体积水样总碱度时，可用一个强酸标准溶液滴定，用甲基橙为指示剂，当溶液由黄色变成橙红色(pH约4.3)，停止滴定，此时所得的结果称为总碱度，也称为甲基橙碱度。其化学反应的计量关系式如下： 　　3. 碱度的测定： （原理: 中和滴定法，根据消耗的酸量求出） 例如:若一个天然水的pH为7.0，碱度为1.4mmo1/l，求需加多少酸才能把水体的pH降低到6.0。 6.测定碱度的意义 一、颗粒物与水之间的迁移 二、水中颗粒物的凝聚 三、溶解和沉淀 四、氧化和还原 五、配合作用 1. 重金属污染的特点 2. 水体中重金属的迁移 4.水环境中颗粒物的吸附作用 2.各物理量之间的关系 第三节 水中有机污染物的迁移转化 一、分配作用 二、挥发作用 三、水解作用 四、光解作用 五、生物降解作用 分配系数： 要计算有机化合物在水中的含量，须考虑固相在水中的浓度。 式中： CT—单位溶液体积内有机化合物浓度总和，?g/L； Cs —有机化合物在颗粒物上的平衡浓度， ?g/Kg； Cp —单位溶液体积中颗粒物的浓度， Kg /L； Cw —有机化合物在水中的平衡浓度， ?g/L； 辛醇－水分配系数与分配系数的关系 lgKOW=5.00-0.670lg (Sw ?103/M) 二、挥发作用 Rv=Kv(C-C0)/Z =Kv(C-p/KH)/Z 四、光解作用 六、有毒有机污染物的归趋 考虑到沉积物对有机物吸着、分配的影响，有： CT＝Cs?Cp＋Cw Cw ＝ CT －Cs?Cp ＝CT－ Kp ? Cw ? Cp Kp＝Cs/Cw Cw ＝ CT/(1+ Kp ? Cp) 标化分配系数： KOC＝ Kp /XOC 式中： KOC — 以固相有机碳为基础的分配系数。 XOC — 固相有机碳的质量分数 颗粒物大小对分配系数得影响 Kp ＝KOC[0.2(1-f) XsOC+f XfOC ] 式中： f —细颗粒得质量分数 XsOC — 粗颗粒组分中有机碳含量。 XfOC —细颗粒组分中有机碳含量 式中： Sw— 有机物在水中的溶解度。 M — 有机物的分子量 Sw ?103/M —有机物在水中的溶解度 KOW— 辛醇－水分配系数 Sw KOW KOC Kp KOC=0.63KOW 式中： Rv— 挥发速率 Kv —挥发速率常数 C —水中有机物的浓度 C0—水中有机物达到挥发平衡时的浓度 p —研究的水面上有机化合物在大气中的分压 KH— 亨利常数 Z— 水体的混合高度 (2)氧化还原电位E和pE的关系： 根据Nernst方程一般式，则有： 在恒温恒压体系自由能的减小等于体系作最大电工的能力。 当反应物和产物在标准状态下： 用pE表示Nernst方程： pE有明确的物理意义，pE=-lg[e]表示相对电子浓度；其次，pE每改变1个单位，[Ox]/[Red]就变化10倍(n=1)，便于对比。 说明： （1）pE0是[氧化态]＝[还原态]时的pE值 （2）pE越小，体系的电子浓度越高，提供电子的趋势越强，反之，pE越大，电子浓度越低，体系接受电子能力越强。 （3）当pE增大时，体系氧化态相对浓度升高；当pE减小时，体系还原态浓度升高。 总 结 例题1： 在野外测定某池塘水的pH=7.8，温度为25oC(与池塘平衡的大气含O2为 21%)，该水样在运回实验室过程中，由于在卡车上受阳光照射，发生了光合作用，pH=10.2，水样容器上空O2的含量为40%，温度仍为25 oC，假定下列反应控制着水体的氧化还原反应，O2 + 4H+ + 4e ? 2H2O,pEo =20.75,试计算水样到达实验室时，pE值为多少？水样pE的变化值为多少？ 解： （1）在采样前的pE值： pE= pEo + 1/4 lg（PO2[H+]4） =12.78 （2）带回实验室时的pE值： pE = pEo + 1/4 lgPO2[H+]4 =10.45 （3）水样pE的变化值为: 12.78-10.45 = 2.33 答：水样到达实验室时，pE值