《环境化学分析》课程教学资源（PPT课件）第三章 水环境化学

第三章水环境化学

第三章 水环境化学

内容提要及重点要求>天然水的基本特征及污染物的存在形态>水中无机污染物的迁移转化：>水中有机污染物的迁移转化

内容提要及重点要求 ➢天然水的基本特征及污染物的存在形态； ➢水中无机污染物的迁移转化； ➢水中有机污染物的迁移转化

重点难点无机污染物的迁移转化原理：有机污染物分配系数、挥发速率、水解速率、光解速率和生物降解速率计算：>各类污染物的pE计算及pE-pH图制作

重点难点 ➢ 无机污染物的迁移转化原理； ➢ 有机污染物分配系数、挥发速率、水解速率、 光解速率和生物降解速率计算； ➢ 各类污染物的 pE 计算及 pE – pH 图制作

第一节水的基本特征及污染物存在形态一、水分子的特征与水的分布Characteristicsof H2OandDistributionofWater二、天然水的基本特征PrimaryCharacteristicsofNaturalWater三、碳酸盐平衡EquilibriumofCarbonate四、水中污染物的分布和存在形态DistributionandFormsofMainPollutantsinWater五、水体富营养化EutrophicationofWaterBody

第一节 水的基本特征及污染物存在形态 一、水分子的特征与水的分布 Characteristics of H2O and Distribution of Water 二、天然水的基本特征 Primary Characteristics of Natural Water 三、碳酸盐平衡 Equilibrium of Carbonate 四、水中污染物的分布和存在形态 Distribution and Forms of Main Pollutants in Water 五、水体富营养化 Eutrophication of Water Body

一、水的特征及分布Positive sideHydrogenHydrogen1、水分子特性105°Oxygen（1）高熔点(meltingpoint)和高沸点(boilingNegative side偶极-偶极作用A.氢键氢键B、比较项目CH4HFNH3H,0氢原子与电负性大的原子X以共价键结合，若与电负性大、半径小的原子Y（OFN等）接近，在X与Y之间以氢为媒介，生成X-HY形式的一种特殊的分子间或分子内相互作用，称为氢键

一、水的特征及分布 （1）高熔点(melting point)和高沸点(boiling point) 比较项目 CH4 NH3 H2O HF MP(℃) -192 -78 0 -83 BP(℃) -164 -33 100 20 A、偶极-偶极作用 氢键 B、氢键 （2）特殊的密度 ρ气＜ρ固＜ρ液 ，4℃时ρH2O最大。 1、水分子特性 氢原子与电负性大的原子X以共价键结合，若与电 负性大、半径小的原子Y（O F N等）接近，在X与 Y之间以氢为媒介，生成X-H.Y形式的一种特殊的 分子间或分子内相互作用，称为氢键

CO,*CO, +H,0 + hv -→[CH,0] + 02EpilimnionPhotolysisRelatively high dissolved O, Chemical species in oxidized formsThermoclineHypolimnionRelativelylow dissolved O,Chemical species inreduced formsExchange of chemical specieswithsedimentsStratificationofalake

一、水的特征及分布

二、天然水的基本特征1、淡水特征有机质优势离子Nat >Mg2+>Ca2+ ;海水海水SO 2- >HCO3Ca2+ >Mg2+>Nat;淡水淡水>2mg/LHCO; >SO.2-> CI

二、天然水的基本特征 1、淡水特征 优势离子 有机质 海水 Na+ >Mg2+ >Ca2+ ； Cl- >SO4 2- >HCO3 - 海水 Mg2+ >Na+； HCO3 - >SO4 2- > Cl- 淡水 >2mg/L

2、天然水的组成酸碱金属硬度阳离子MgHCa.Na,K碱度酸根阴离子HCO,、CO,、OHCI,SO.,NO,B、主要离子（八大离子）：★K+、Na+、Ca2+、Mg2+、CI、SO2-、HCO、NO,占天然水总离子的95一99%。水中的主要离子组成图(P148)总含盐量：TDS=[Ca2+ + Mg2+ + K+ + Na+ J + [CI + SO.2- + HCO3 + NO3]

2、天然水的组成 （1）化学成分 A、溶解态 ：盐、有机物和溶解的气体 非溶解态：颗粒物、气泡 水生生物 B、主要离子（八大离子）： K+ 、Na+ 、Ca2+ 、Mg2+ 、Cl-、SO4 2-、HCO3 -、NO3 - , 占天然水总离子的95－99％。 水中的主要离子组成图(P148) 总含盐量： TDS=[Ca2+ + Mg2+ + K+ + Na+ ] + [Cl- + SO4 2- + HCO3 - + NO3 - ]

2、天然水的组成（2）水中重金属离子的存在形态水溶液中金属离子的表示式常写成M叶，预示着是简单的水合金属阳离子M(H,O)+。它可通过化学反应达到最稳定的状态，酸一碱、沉淀、配合及氧化一还原等反应是它们在水中达到最稳定状态的过程

2、天然水的组成 （2）水中重金属离子的存在形态 水溶液中金属离子的表示式常写成Mn+，预示着是 简单的水合金属阳离子M(H2O)x n+。它可通过化学 反应达到最稳定的状态，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

（3）气体在水中的溶解性亨利定律： X(g)一→ X(aq)气体在大气和水之间的分配达到平衡时，符合：[G(aq)]-Kμ× pGP149列出了一些气体的亨利定律常数，水的分压。一种气体在液体中的溶解度正比于液体所接触的该种气体的分压

（3）气体在水中的溶解性 亨利定律：X(g) X(aq) 气体在大气和水之间的分配达到平衡时，符合： [G(aq)]=KH×pG P149 列出了一些气体的亨利定律常数，水的分压。 一种气体在液体中的溶解度正比于液 体所接触的该种气体的分压