环境化学课件 第3章 水环境化学.pptVIP

第三章水环境化学第一节天然水的性质和组成水质概况地球表面有70.8%为海洋所覆盖，占地球总水量的97.3%，淡水只占2.7%，可供人类使用的淡水资源约为850万km3，仅占地球总水量的0.64%。我国水资源比较丰富，约为27210亿m3，居世界第六位。目前用水量仅次于美国。水质污染第一节天然水的性质和组成1.天然水的组成 可溶性物质和悬浮物质，天然水化学组成的与岩石风化和土壤生成等过程有关。(1)天然水中的主要离子组成K+、Na+、Ca2+、Mg2+、HCO3-、NO3-、Cl-和SO42-为天然水中常见的八大离子，占天然水中离子总量的95-99%。(2)水中的金属离子（Me（OH）nm，Me(H2O)nm）水溶液中的金属离子通过化学反应可以达到最稳定的状态，酸-碱、沉淀、配合及氧化-还原等反应是它们在水中达到最稳定状态的过程。第一节天然水的性质和组成(3)溶解在水中的气体[C(aq)]=KH*PG(Henry’s定律）溶解氧（DO）水体与大气交换或经化学、生物化学反应后溶于水中的氧称为溶解氧。水体受污染对其溶解氧反逐渐减少，因此，水中溶解氧的浓度是表明水体污染程度的重要指标之一。地面水要求溶解氧含量不能低于4毫克/升。25℃时一些气体在水中的亨利常数水在不同温度下的饱和分压第一节天然水的性质和组成(4)水生生物可直接影响许多物质的浓度，包括代谢、摄取、转化、存贮和释放等。自养生物和异养生物自养生物利用太阳能或化学能量，把简单、无生命的无机物元素引进其复杂的生命分子中即组成生命体。异养生物利用自养生物产生的有机物作为能源及合成它自身生命的原始物质。第一节天然水的性质和组成2.天然水的性质(1)碳酸平衡: 在水体中存在着CO2、H2CO3、HCO3-、CO32-等四种化合态，常把CO2、H2CO3合并为H2CO3*，H2CO3含量极低，主要是溶解性气体CO2。第一节天然水的性质和组成封闭体系中碳酸化合态分布水中平衡计算的原则pC-pH图的绘制第一节天然水的性质和组成(2)天然水的碱度和酸度碱度是指水中能与强酸发生中和作用的全部物质，即能接受质子H+的物质总量。组成水中碱度的物质：a.强碱在溶液中全部电离生成OH-离子；b.弱碱在水中发生反应生成OH-离子；c.强碱弱酸盐如各种碳酸盐、硅酸盐、磷酸盐、硫化物和腐殖酸盐等，水解生成OH-或者直接接受质子H+。第一节天然水的性质和组成碱度的确定（两种方法）1.中和滴定：按滴定终点分为甲基橙碱度（即总碱度，其滴定终点pH约为4.3，碳酸组分以H2CO3*为主)和酚酞碱度（滴定终点pH约8.3，碳酸组分以HCO3－为主）2.理论计算总碱度/甲基橙碱度＝[OH-]+[HCO3-]+2[CO32-]–[H+]酚酞碱度＝[OH-]+[CO32-]-[H+]－[H2CO3*]第一节天然水的性质和组成苛性碱度＝[OH-]－[HCO3-]-[H+]－2[H2CO3*]碱度的单位：1.mol/L2.mg/LCaCO3第一节天然水的性质和组成酸度是指水中能与强碱发生中和作用的全部物质，亦即放出H+或经过水解能产生H+的物质的总量。组成水中酸度的物质：a.强酸；b.弱酸如CO2、H2CO3、H2S、蛋白质以及各种有机酸类；c.强酸弱碱盐。第一节天然水的性质和组成总酸度＝[H+]+2[H2CO3*]+[HCO3-]-[OH-](滴定终点pH约10.8)CO2酸度＝[H+]+[H2CO3*]-[CO32-]-[OH-](滴定终点pH约为8.3)无机酸度＝[H+]－[HCO3-]-2[CO32-]-[OH-](滴定终点pH约为4.3)(3)天然水体的缓冲能力天然水体的pH值一般在6-9之间,水中含有的各种碳酸化合物控制水的pH值并具有缓冲作用。天然水体，pH为7，碱度为1.4mM,需加多少HCl才能把水体的pH降为6？第二节水中无机污染物的迁移转化无机污染物主要通过沉淀-溶解、氧化-还原、配合作用、胶体形成、吸附-解吸等一系列物理化学作用进行迁移转化，参与和干扰各种环境化学过程和物质循环过程，最终以一种或多种形态长期存留在环境中，造成永久性的潜在危害。(一)颗粒物与水之间的迁移水中颗粒物