兰州交通大学：《环境化学》课程教学资源（课件讲稿）第三章 水环境化学

第三章水环境化学 (课程内容)

第章 水环境化学 (Water Environmental Chemistry) 第三章 水环境化学 （课程内容）

本章重点 1.无机污染物在水体中进行沉淀-溶解、 氧化-还原、配合作用、， 吸附-解吸、 絮凝-沉淀的基本原理： 2.计算水体中金属存在形态； 3.pE计算： 4.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

本 章 重 点 本 章 重 点 1.无机污染物在水体中进行沉淀-溶解、 氧化-还原、配合作用、吸附-解吸、 絮凝-沉淀的基本原理; 2.计算水体中金属存在形态; 3.pE计算; 4.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

本章主要内容 第一节 天然水的基本特征及污染物 的存在形态 第二节 水中无机污染物的迁移转化 第三节 水中有机污染物的迁移转化 第四节 水质模型

本章主要内容 第一节 天然水的基本特征及污染物 天然水的基本特征及污染物 的存在形态 第二节 水中无机污染物的迁移转化 水中无机污染物的迁移转化 第三节 水中有机污染物的迁移转化 水中有机污染物的迁移转化 第四节 水质模型

第一节天然水的基本特征及 污染物的存在形态 、 天然水体的基本特征 1.天然水的组成 (1)天然水的主要离子组成（八大离子）：K、 Na、Ca2+、Mg2+、HC03、N03、C1和S0,2 总含盐量TDS=[K+Na+Ca2+Mg2+]+ [HC03 +NO2 +C1+S02] (2)天然水中一般含有可溶性物质和悬浮物质 (包括悬浮物、颗粒物、水生生物等)

一、天然水体的基本特征 1.天然水的组成 （1）天然水的主要离子组成（八大离子）：K+ 、 Na+、Ca2+、Mg2+、HCO3 -、NO3 -、Cl-和SO4 2- 总含盐量TDS=[K++Na++Ca2++Mg2+]+ [HCO3 - +NO3 - +Cl-+SO4 2-] （2）天然水中一般含有可溶性物质和悬浮物质 （包括悬浮物、颗粒物、水生生物等）。 第一节 天然水的基本特征及 天然水的基本特征及 污染物的存在形态 污染物的存在形态

2.天然水的性质 (1)碳酸平衡 >水体中存在四种化合态：C02.C0,2、 HC03、H,C03,常把C0和HC0合并为 H2C03*。 H,C0*一HC0一C0,2体系可用下面 的反应和平衡常数表示： C02+H,0=H2C03 pK,=1.46 H,CO.*=H*HCO- pK,=6.35 HC0,=1 +C02 pK2= 10.33

2.天然水的性质 （1）碳酸平衡 Ø水体中存在四种化合态：CO2、CO3 2- 、 HCO3 -、H2CO3 ，常把CO2和H2CO3合并为 H2CO3 * 。 Ø H2CO3 *— HCO3 -—CO3 2-体系可用下面 的反应和平衡常数表示： CO2 + H2O = H2CO3 * pK0 = 1.46 H2CO3 * = H+ + HCO3 - pK1 = 6.35 HCO3 -= H+ + CO3 2- pK2 = 10.33

>用a,a1,a2分别代表上述三种化合态在 总量中所占比例，可得以下三式： ao=[HC0,*]Y{[H,CO3*]+[HCO3]+[CO2] a1=[HCO3]/{HCO3*]+[HCO3]+[CO,2]} a2=[CO,2]7{HC0,]+[HC03]+[C032]}

α0 =[H2CO3 * ]/{[H2CO3 * ]+[HCO3 - ]+[CO3 2- ]} α1 = [HCO3 - ] /{[H2CO3 * ]+[HCO3 - ]+[CO3 2- ]} α2 = [CO3 2- ] /{[H2CO3 * ]+[HCO3 - ]+[CO3 2- ]} Ø用a0，a1，a2分别代表上述三种化合态 在 总量中所占比例，可得以下三式：

(2)天然水中的碱度和酸度 >碱度 ①定义：指水中能与强酸发生中和作用 的全部物质，即接受质子的物质总量， 包括强碱、弱碱及强碱弱酸盐。 ②测定方法：酸碱滴定，双指示剂法 H++OH- H,0 H++ C032= HCO3 (酚酞 终点) H HC03= H,CO3 (甲基 必的上

（2）天然水中的碱度和酸度 Ø 碱度 ①定义：指水中能与强酸发生中和作用 的全部物质，即接受质子的物质总量， 包括强碱、弱碱及强碱弱酸盐。 ②测定方法：酸碱滴定，双指示剂法 H+ + OH- = H2O H+ + CO3 2- = HCO3 - (酚酞 终点) H+ + HCO3 - = H2CO3 (甲基 橙终点)

③碱度的表示式 总碱度=[HC0]+2[C0,2]+[OH]-[H] 酚酞碱度=[OH]+[C0,2]-[H,C0*]-[H] 苛性碱度[OH]-[HC03]-2[C0,2-]-[H]

总碱度 = [ HCO3 -] + 2[CO3 2-] + [ OH-] – [H+] 酚酞碱度=[OH-]+[CO3 2-]-[H2CO3 *] – [H+] 苛性碱度= [OH-]-[ HCO3 -] -2[CO3 2-] – [H+] ③碱度的表示式

>酸度 ①定义：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 的物质的总量。 ②分类：包括强酸、弱酸及强酸弱碱盐。 ③ 酸度的表示式 总酸度=[H]+[HC0]+2[H,C0,灯-[0H-] C0酸度=[H]+[H,C0*]-[C0,2]-[0Hr] 无机酸度=[H]-[HC0g]-2[C0,2-]-[OHr

Ø酸度 ①定义：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。 ②分类：包括强酸、弱酸及强酸弱碱盐。 总酸度= [H+]+ [ HCO3 -] +2[H2CO3 *] -[ OH-] CO2酸度= [H+]+ [H2CO3 *] -[CO3 2-] -[ OH-] 无机酸度= [H+]-[ HCO3 -]-2 [CO3 2-] -[ OH-] ③ 酸度的表示式

二、水中污染物的分布及存在形态 1.有机污染物 有机氯 (1)农药 有机磷 (2)多氯联苯(PCB) (3) 卤代脂肪烃 (4)醚

二、水中污染物的分布及存在形态 1.有机污染物 （1）农药 有机氯 有机磷 （2）多氯联苯 (PCBS) （3）卤代脂肪烃 （4）醚