天然水主要离子化学.pptVIP

第三节 水环境化学研究方法 进行水环境化学的研究通常采用三种方法：野外现场调查研究（包括相应的实验分析测试工作）、实验室模拟研究和数值模拟研究。近提来在野外调查研究工作中为查明水域某此类别的污染情况，还常在现场地面工作配合下辅以遥感方法。 一 野外现场调查研究 是区域水环境化学调查研究的最重要最基本的工作。野外现场调查研究现场调查研究的目的在于查明该水域水质现状，综合历史资料分析，可以查明该区域水环境化学状况的演化趋势。 现场调查研究的内容按研究目的和该项研究特点而定。 一 野外现场调查研究 目前我国水环境化学研究大体有三个层次： 一是在全国河流上设置监测网，定期对水质状况进行系统监测； 二是在各大区域进行专门环境质量调查研究时把对水环境质量的调查研究作为主要内容； 三是为特定目的而进行区域范围大小不等的水环境化学专题研究工作。 二 水环境化学研究中的实验模拟 所谓模拟实验就是现场模拟观测某一过程，或在实验室内模仿建造某种特定的经过简化的自然过程，在人工控制的条件下，通过改变某些环境参数，来理想地再现自然界中某些变化过程，从而研究环境因素间的相互作用及其定量化关系。 二 水环境化学研究中的实验模拟 对水环境化学研究的实验模拟可作如下划分： 按进行实验的场合：现场实验模拟，实验室实验模拟 所研究问题的性质可分为：过程模拟，影响因素模拟，形态分布模拟，动力学模拟，生态影响模拟等。 按模拟精确性：比例性模拟，非比例性模拟 按实验的规模和复杂程度：简单模拟，复杂模拟。 米勒模拟实验（Miller’s simulated experiment）一种模拟在原始地球还原性大气中进行雷鸣闪电能产生有机物（特别是氨基酸），以论证生命起源的化学进化过程的实验。1953年由美国芝加哥大学研究生米勒（S.L.Miller）在其导师尤利（H.C.Urey）指导下完成，故名。 以甲烷、氨气、氢气和水蒸汽配以煮水器冷凝器模拟水循环、蒸发和降雨，并用电极产生电火花，模拟大气放电，结果得到了各类氨基酸，均是建造生命物质的分子。结果得到35种有机物，其中有10种组成蛋白质的氨基酸，即甘氨酸（440微克分子，以下均同此单位）、丙氨酸（790）、缬氨酸（19.5）、亮氨酸（11.3）、异亮氨酸（4.8）、脯氨酸（1.5）、天冬氨酸（34）、谷氨酸（7.7）、丝氨酸（5.0）和苏氨酸（～0.8）。 实验步骤和结果 实验装置如图所示。将水注入左下方的500毫升烧瓶内。先将玻璃仪器中的空气抽去。然后打开左方的活塞，泵入CH4、NH3和H2的混合气体（模拟还原性大气）。再将500毫升烧瓶内的水煮沸，使水蒸汽（H2O）和混合气体同在密闭的玻璃管道内不断循环，并在另一容量为5升的大烧瓶中，经受火花放电（模拟雷鸣闪电）一周，最后生成的有机物，经过冷却后，积聚在仪器底部的溶液内（图中以黑色表示）（模拟原始大气中生成的有机物被雨水冲淋到原始海洋中）。 三 水环境化学研究中的数值模拟 水环境化学研究中的数值模拟是对水环境化学过程的一种抽象的模拟，是在理论研究和大量实测数据基础上建立的，概括地反映水环境化学过程本质的数学模型。模型建立后再确定具体环境条件下的模型参数，带入到模型中去演算，从而数值化地再现自然环境中物质的运动过程。 三 水环境化学研究中的数值模拟 水环境化学数值模拟方法大致可分为三类，即:化学热力学平衡模拟，化学反应动力学模拟及迁移动力学模拟。 三 水环境化学研究中的数值模拟 1 化学热力学平衡模拟 2 化学反应动力学以及迁移动力学模拟问题说明 化学迁移动力学 是环境科学领域中出现的一个新科目，主要研究化合物通过水/气、水/固、水/生物、气/土、气/生物、水/生物界面的运动，其运动过程和速度受控于化合物自身的性质（蒸气压、溶解度、辛醇—水分配系数等）。根据化合物的性质可以预测化合物在环境各相间的迁移。化学迁移动力学原理目前主动被应用于持久性有机污染物在环境中的迁移过程。 化学迁移动力学 天然水分类 天然水按离子总量（又称矿化度）的分类 淡水 离子总量＜1g/Kg 微咸水 离子总量1—25 g/Kg 具海水盐度的咸水离子总量 25—50 g/Kg 盐水（卤水） 离子总量＞50 g/Kg 天然水主要离子化学 第一节 天然水成分的一般组成 第二节 几种离子在天然水中的化学行为 第三节 水环境化学研究方法 第四节 天然水分类 第五节 天然水的pH值、酸度和碱度 第一节 天然水成分的一般组成 天然水的化学成分指存在于水中各种元素的离子、原子、分子、溶解和未溶解的气体成分、天然和人工的同位素、复杂有机化合物、活的或死的微生物（细菌）以及不同成分的机械和胶体物质等。 天然水本质上属于未受人类排放污染影响的各种天然水体的水。天然水质的状况称为天