03水环境化学

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1、第三章水环境化学了解：1、天然水的基本性质；2、颗粒物在水环境中聚集和吸附-解吸的解基本原理；3、各类水质模型的基本原理和应用范围。掌握：1、无机污染物在水环境中进行沉淀-溶解、氧化-还原、配合作用、吸附-解吸、絮凝-沉降等迁移转化过程的基本原理；并运用所学原理计算水体中金属存在形态，确定各类化合物溶解度，以及天然水中各类污染物的pE计算及pE-pH图的制作。2、有机污染物在水体中的迁移转化过程和分配系数、挥发速率、水解速率、光解速率和生物降解速率的计算方法。水循环示意图前言人类与水圈淡水资源缺乏西线工程：从通天河向黄河上游干流调水100亿立方。中线工程：从长

2、江中游最大支流汉江上的丹江口水库调水145亿立方米到北京的玉渊潭。东线工程：从长江下游江苏扬州建抽水站，调至华北平原东区广东省贵屿镇河流、水塘都已被污染水污染2005年11月13日2005年12月12日太湖水污染2007年5月天然水系的类别第一节天然水的基本特征及污染物的存在形态一、天然水的基本特征1、天然水的组成：可溶性物质和悬浮物质（1）主要离子组成（表3-1）Ca2+、Mg2+、Na+、K+、HCO3-、SO42-Cl-、NO3-；总含盐量（TDS）=[Ca2++Mg2++H++Na++K+]+[HCO3-+CO32-+OH-+SO42-+Cl-+NO3

3、-]水中金属离子以M(H2O)xn+以及各种络合态化合物存在。以金属Fe为例，在中性水体中各形态存在如下平衡:(1)(2)(3)（2）水中金属离子如果考虑到存在固体Fe(OH)3(S)，则(4)当pH=7时,将这一数据代入上面的方程中，即可得到其它各形态的浓度：[Fe(OH)2+]=8.1×10－14mol.L-1[Fe(OH)2+]=4.5×10－10mol.L-1[Fe2(OH)24+]=1.02×10－23mol.L-1气体在水中的溶解度服从亨利定理，即：一种气体在液体中的溶解度正比于与液体所接触的该种气体的分压。（3）气体在水中的溶解性则溶于水的气体的

4、量为：[X(aq)]=KHPG(6)KH—气体在一定温度下的亨利定律常数(mol/L.Pa)（表3-2）；PG—各种气体的分压(Pa)。X(g)≒X(aq)(5)气体KH[mol/(L·Pa)]气体KH[mol/(L·Pa)]O2O3CO2CH4C2H4H2H2O21.26×10-89.16×10-83.34×10-71.32×10-84.84×10-87.80×10-97.01×10-1N2NONO2HNO2HNO3NH3SO26.40×10-91.97×10-89.74×10-84.84×10-42.076.12×10-41.22×10-5表3－225℃时

5、一些气体在水中的亨利定律常数表3－3水在不同温度下的分压T(℃)0510152025pH2O(×105Pa)0.006110.008720.012280.017050.023370.03167T(℃)3035404550100pH2O(×105Pa)0.042410.056210.073740.095810.123301.0130溶解的气体若有进一步的化学反应，如：CO2+H2O=H++HCO3-SO2+H2O=H++HSO3-则亨利定律并不能说明进一步的化学反应。计算示例氧在水中的溶解度：(25℃)PO2=(1.0130-0.03167)×105×0.209

6、5=0.2056×105（Pa）[O2(aq)]=KHPo2=1.26×108×0.2056×105=2.6×10-4mol.L-1氧的分子量32，溶解度8.32mg.L-1(DO)二氧化碳在水中的溶解度：(25℃)Pco2=(1.0130-0.03167)×105×3.14×10-4=30.8(Pa)[CO2(aq)]=KHPco2=3.34×10-7×30.8=1.028×10-5mol.L-1CO2在水中离解，则：[H+]=[HCO3-]=4.45×10-7[H+]=（1.028×10-5×4.45×10-7）1/2=2.14×10-6mol.L-1pH

7、=5.67CO2在水中的溶解度：[CO2]+[HCO3-]=1.028×10-5+2.14×10-6=1.24×10-5mol.L-1=0.55mg.L-1水生生物直接影响水中许多物质的存在，具有代谢、摄取、转化、存储和释放等的作用。（4）水生生物如藻类的生成和分解106CO2+16NO3+HPO42-+122H2O+18H++(痕量元素和能量)(respiration)R↑↓P(photosynthesis)C106H263O110N16P+138O2呼吸作用自养生物—利用太阳能或化学能把简单无生命的无机物引进复杂的生命分子中，组成生命体。异养生物—利用自养

8、生物产生的有机物作为能源及合成它自身的