污染物在水体中的转化(5).ppt

关于污染物在水体中的转化(5) 第1页，共27页，编辑于2022年，星期一 水体富营养化营养物质负荷模型 湖泊富营养化相关模型：P作为自变量，湖泊营养状况作为因变量 第2页，共27页，编辑于2022年，星期一 湖泊、水库完全混合箱式水质模型：沃伦威德尔，70年代初研究北美大湖。 模型从宏观上研究湖泊、水库中营养物质平衡的输入－产出关系的模型。 第3页，共27页，编辑于2022年，星期一 模型建立了输入湖泊的某一水质组份的总量，湖泊中该水质组份的浓度与湖泊的自然特征，如：平均水深，水流停留时间等的关系。 模型不描述发生在湖泊内的物理，化学和生物学过程，同时也不考虑湖泊和水库的热分层。 第4页，共27页，编辑于2022年，星期一 1.沃伦威德尔模型 停留时间很长，水质基本处于稳定状态的湖泊和水库，可作为一个均匀混合的水体进行研究。 沃伦威德尔假设：湖泊中某中营养物的浓度随时间的变化率，是输入，输出和在湖泊内沉积的该种营养物质的量的函数。 第5页，共27页，编辑于2022年，星期一 V-湖泊水库的容积（m3)； c－某中营养物质的浓度(g/m3)； Ic－某中营养物质的总负荷(g/a); S－营养物在湖泊或水库中的沉积速度常数(l/a)； Q－湖泊出流的流量(m3/a) 第6页，共27页，编辑于2022年，星期一 t=0,c=c0,方程解析解为: 第7页，共27页，编辑于2022年，星期一 湖泊,水库的出流,入流流量及营养物质输入稳定的情况下,当t ∞时,营养物质的平衡浓度cp: tw-湖泊，水库的水流停留时间； As－湖泊水库的水面面积 h－湖泊，水库的平均水深 Lc－湖泊水库的单位面积营养负荷 第8页，共27页，编辑于2022年，星期一 2.吉柯奈尔－迪龙模型 针对上一模型中营养物质在水库中的沉积速度常数S难于确定而建立。 吉柯奈尔－迪龙：1975年，引入滞留系数Rc－营养物在湖泊和水库中的滞留分数。 第9页，共27页，编辑于2022年，星期一 式中：Rc－营养物在湖泊和水库中的滞留分数。 t=0,c=c0,方程解析解为: 第10页，共27页，编辑于2022年，星期一 湖泊,水库的出流,入流流量及营养物质输入稳定的情况下,当t ∞时,营养物质的平衡浓度cp: c0j-第j条支流的出流量； Q0j-第j条支流的营养物浓度 C0k-第k条支流的出流量 Q0k-第k条支流的营养物浓度 m-流入湖库的支流数 n－流入湖库的支流数 第11页，共27页，编辑于2022年，星期一 J出－湖泊输出的总P量 J入－湖泊输入的总P量 迪龙通过多次回归分析，得出：Rc与面积水负荷qs相关。 （Q输出水量，A湖泊表面积） 第12页，共27页，编辑于2022年，星期一 由迪龙模型绘制总P负荷图。 h(g) Lp(1-RP)/r(g/m2) 允许界限 危险界限 过渡区 富营养区 贫营养区 第13页，共27页，编辑于2022年，星期一 重金属在水体中的迁移转化 一。重金属元素在水环境中的污染特征 1。在自然界中的分布:分布广,含量低,危害明显 2。属于过渡性元素:化学性质由电子层结构决定,价态 变化较多,配位络合能力强 3。在水环境中的迁移转化:机械迁移,物理化学迁移,生物迁移 4。毒性效应:易与蛋白质和酶高分子化物质结合,产生不可逆变性,使生理或代谢过程障碍,或与脱氧核糖核酸等相互作用而致突变 第14页，共27页，编辑于2022年，星期一 二.重金属在水体中的迁移转化 1.重金属化合物的沉淀-溶解作用 重金属化合物在水中的溶解度可以直观地表示其在水体中的迁移能力，溶解度大者迁移能力大，溶解度小者迁移能力小。水作为一种溶剂对许多物质都有很强的溶解能力。 （1）对离子键化合物来说，溶解度随着离子半径的增大和电价的减少而增加。 （2）相互结合的离子的半径差别愈小，其离子化合物愈牢固，即越难溶解。 （3）重金属的所有氯化物与硫酸盐都是易溶的，其碳酸盐、氢氧化物和硫化物是难溶的。 第15页，共27页，编辑于2022年，星期一 2.重金属的氧化还原转化 重金属的迁移转化趋势和污染效应均与此有密切关系 （1）天然水体氧化——还原电位： 氧化——还原电位（Eh）表示元素的氧化还原能力的测量单位。在一个氧化还原反应系统中，既含有氧化剂也含有还原剂的情况下，存在着放出电子与取得电子的趋势，而产生一个可以测量的电位，即氧化还原电位。电位值愈大，表明该体系内氧化剂的强度愈大。 第16页，共27页，编辑于2022年，星期一 （2）电子活度Pε： Pε是氧化——还原平衡体系电子浓度的负对数，Pε是氧化态和还原态相等时的Pε。Pε定义为氧化——还原体系中的电子活度。Pε越小，电子活度越高，体系提供电子的倾向就越强