重金属在水体中的迁移转化.ppt

*天然水体可分成三类：第一类是同大气接触富含溶氧pE高的氧化性水（河水、正常海洋水等）；第二类是同大气隔绝不含溶氧而富含有机物pE低的还原性水（富有机质盐水等）；第三类是pE介于第一、二类水之间，但偏向第二类的还原性水。这类水基本上不含溶氧，有机物比较丰富，如沼泽水等。在第二、三类天然水中，当硫酸盐含量颇高时，将产生大量的硫化氢。其来源除由水中含硫有机物分解形成外，主要是厌氧细菌利用硫酸盐中的氧来氧化有机物，而使硫酸盐被还原成硫化氢的结果。第52页，共103页，星期日，2025年，2月5日*根据环境中游离氧、硫化物及其他氧化剂和还原剂的存在情况，将水体分为以下三类环境氧化环境还原环境（不含硫化氢的）还原环境（含硫化氢的）第53页，共103页，星期日，2025年，2月5日*1、氧化环境：水体中含有游离氧及其他强氧化剂，其其PE值稍大于0，最高为9.79~11.48，酸性条件下，PE值在6.77以上，游离氧表现出较强的氧化能力，有利于将有机物氧化成二氧化碳和水，Fe(ii)Fe(iii)Mn(ii)Mn(iv)。并形成难溶性化合物，使其迁移能力降低；但是，被氧化成高价态的v(v)、Cr(vi)、S(vi)可溶性盐具有很高的迁移行能力第54页，共103页，星期日，2025年，2月5日*2、还原性环境（不含硫化氢）不含（或含量极微）游离氧，具有丰富的残骸的弱矿化水，含so42-很少，可形成不含硫化氢的还原环境。在碱性条件下，PE值较低，Fe、Mn等以低价态形态存在，具有较高的迁移能力。第55页，共103页，星期日，2025年，2月5日*3、还原性环境（含硫化氢）不含游离氧和其他氧化剂，含大量硫化氢，使许多金属离子形成难容的金属硫化物沉淀，失去迁移能力氧化还原作用还可改变某些污染物的毒性强度，以及改变环境的化学反应条件等如Cr第56页，共103页，星期日，2025年，2月5日水体氧化还原条件对重金属的存在形态及其迁移能力有很大的影响。铬，矾，硫化合物易溶物难溶物氧化条件还原条件铁，锰化合物易溶物氧化条件还原条件难溶物第57页，共103页，星期日，2025年，2月5日氧化还原的化学意义氧化环境与还原环境的交界线可以成为许多元素的富集地在还原条件占优势的地下水中含有丰富的Fe2+，当其流入具氧化性的湖沼时，二价铁变为三价铁化合物(Fe2O3·nH2O)自溶液中沉淀出来，可以大量地富集成“湖铁矿”。第58页，共103页，星期日，2025年，2月5日*四、溶解沉淀作用金属离子在天然水中的沉淀一溶解平衡对重金属离子在水环境中的迁移和转化具有重要的作用。第59页，共103页，星期日，2025年，2月5日重金属化合物在水中的溶解度可直观地体现它在水环境中的迁移能力。溶解度大者迁移能力大，溶解度小者迁移能力小。离子状态迁移快，易沉淀金属迁移慢。重金属的氯化物和硫酸盐(AgCl、Hg2Cl2、PbSO4等除外)基本上是可溶的，重金属的碳酸盐、硫化物、氢氧化物却是难溶的。第60页，共103页，星期日，2025年，2月5日主要包括以下几种化合物的溶解沉淀平衡反应1.氢氧化物2.硫化物3.碳酸盐第61页，共103页，星期日，2025年，2月5日一般说来，如果水体中没有其他配位体，大部分金属离子氢氧化物在pH较高时，其溶解度较小，迁移能力较弱；若水体pH较小，金属氢氧化物的溶解度升高，金属离子的迁移能力也就增大。1、氢氧化物金属氢氧化物的溶解平衡可表示为：Me(OH)n=Men++nOH-第62页，共103页，星期日，2025年，2月5日*人们常常控制水体的pH，使其中的重金属离子生成氢氧化物沉淀，以除去废水中的重金属。若要除去废水中两性金属离子，则必须严格控制其pH值。如：pH＜5时，Cr3+以水合络离子形式存在；pH＞9时，则生成羟基络离子；只有在pH为8时，Cr3+最大限度地生成Cr(OH)3，水中Cr3+量最小。即去除污水中的Cr3+，应控制pH为8。实际应用:第63页，共103页，星期日，2025年，2月5日*结论：一般说来，如果水体中没有其他配位体，大部分金属离子氢氧化物在pH较高时，其溶解度较小，迁移能力较弱；若水体pH较小，金属氢氧化物的溶解度升高，金属离子的迁移能力也就增大。第64页，共103页，星期日，2025年，2