水环境化学课件

第三章第三章 水环境化学水环境化学 第三章水环境化学1第一节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的存在形态第二节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一节天然水的基本特征及污染物2重点：重点：1、水环境中的化学平衡。2、有机污染物在环境中的迁移转化。难点：难点：水环境中的氧化还原平衡和有机污染 物的界面反应。主要介绍天然水的基本特征，水中重要的污染物存在形态和分布，污染物在水环境中的迁移和转化的基本原理以及水质模型。教学内容重点：1、水环境中的化学平衡。3 1、了解天然水的基本性质。2、掌握无机污染物在水体中的沉淀-溶解、氧化-还原、配合作用、吸附-解吸、絮凝-沉降等迁移转化的基本原理及有关计算。3、掌握有机污染物的迁移转化及生物降解的有关规律及计算。教学要求1、了解天然水的基本性质。4第一节第一节 天然水的基本特征及污染物的存在形态天然水的基本特征及污染物的存在形态 一、天然水的基本特征一、天然水的基本特征 1.天然水的组成：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）。可溶性物质的成分十分复杂，主要是在岩石的风化过程中，经水溶解迁移的地壳矿物质。表表3-1 天然水中存在的主要物天然水中存在的主要物质分类主要物质悬浮物质细菌、病毒、藻类及原生动物；泥砂、粘土等颗粒物。胶体物质硅、铝、铁的水合氧化物胶体物质；粘土矿物胶体物质；腐殖质等有机高分子化合物。溶解物质氧气、二氧化碳、硫化氢、氮气等溶解气体；钙、镁、钠、铁、锰等离子的卤化物、碳酸盐、硫酸盐等盐类；可溶性有机物。第一节天然水的基本特征及污染物的存在形态一、天然5（1）天然水中的重要离子组成：K+、Na+、Ca2+、Mg2+、HCO3-、NO3-、Cl-、SO42-为天然水中常见的八大离子，占天然水中离子总量的9599.水中这些主要离子的分类，常用来作为表征水体主要化学特征性指标。天然水中常见的主要离子总量可以粗略地作为水的总含盐量（TDS）：TDS=K+Na+Ca2+Mg2+HCO3-+Cl-+SO42-海水：Cl-Na+为主湖水：Na+SO42-Cl-占优势地下水：Ca2+Mg2+苦咸水：HCO3-Na+（1）天然水中的重要离子组成：K+、Na+、Ca2+、Mg26表表3-2 水中的主要离子水中的主要离子组成成图（汤鸿霄，霄，1979）硬度酸碱金属阳离子Ca2+Mg2+H+K+Na+HCO3-CO32-OH-NO3-Cl-SO42-阴离子碱度酸根表3-2水中的主要离子组成图（汤鸿霄，1979）硬度酸碱金7(2)水中的金属离子：n水溶液中金属离子的表达式通常可以写成Mn+，表示简单的水合金属离子M(H2O)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。n水中可溶性金属离子可以多种形态存在。水中金属离子常常以多种形态存在。例如铁可以Fe(OH)2+,Fe(OH)2+,Fe2(OH)24+,Fe3+等形态存在。(2)水中的金属离子：8 (3)气体在水中的溶解性：气体溶解在水中，对于生物种类的生存是非常重要的例如鱼需要溶解氧，在污染水体许多鱼的死亡，不是由于污染物的直接毒性致死，而是由于在污染的生物降解过程中大量消耗水体中的溶解氧，导致它们无法生存 大气中的气体分子与溶液中同种气体分子间的平衡为：（g）（ag）该平衡服从亨利定律，即一种气体在液体中的溶解度与液体所接触的该种气体的分压成正比。(3)气体在水中的溶解性：气体溶解在水中，对于生物种类9溶解气体 CO2、O2、H2S、CH4等污染性气体。亨利定律计算公式：X(aq)=kHpg 式中：kH气体在一定温度下的亨利常数。pg气体分压。（1）计算气体溶解度时，需要对水蒸气的分压加以校正；（2）该定律与反应无关；（3）气体的溶解度随温度升高而降低；（4）亨利定律常数的使用。亨利定律溶解气体亨利定律10（4）水生生物：n 水生生物是生态系统、食物链中的一个重要环节。n水生生物根据其利用的能源不同分为自养生物和异养生物；藻类是水体中典型的自养生物，通常CO2、NO3-、PO43-多为自养生物的C、N、P源；n水中营养物通常决定水的生产率。（4）水生生物：11.天然水的性质(重点重点)(1)碳酸平衡：CO2在水中形成酸，可同岩石中的碱性物质发生反应，并可通过沉淀反应变为沉积物而从水中除去在水和生物之间的生物化学交换中，CO2占有独特地位 在水体中存在着CO2、H2CO3、HCO3-和CO32-等四种物质，常把CO2 和H2CO3合并为H2CO3*，实际上H2CO3的含量极低，主要是溶解性的气体CO2。.天然水的性质(重点)12 CO2（g）CO2（aq）+H2O H+HCO3-H+CO32-CaCO3（s）MgCO3(s）1）碳酸盐系统中的平衡关系：CO2（g）CO2（aq）+H2OH+HCO3-13 因此水中H2CO3*、HCO3-、CO32-体系可用下面的反应和平衡常数表示：CO2+H2OH2CO3*pK0=1.46H2CO3*HCO3-+H+pK1=6.35HCO3-CO32-+H+pK2=10.33 因此水中H2CO3*、HCO3-、CO32-体系可用140=H2CO3*/H2CO3*+HCO3-+CO32-1=HCO3-/H2CO3*+HCO3-+CO32-2=CO32-/H2CO3*+HCO3-+CO32-分布分数：分布分数：0=H2CO3*/H2CO3*+HCO315碳酸盐系统的形态分布图图图3-1碳酸形态分布图碳酸形态分布图碳酸盐系统的形态分布图图3-1碳酸形态分布图16n若用cT表示各种碳酸化合态的总量，即n则有：H2CO3*=cT0HCO3-=cT1CO32-=cT2。n若把K1、K2的表示式代入上式，就可得到作为酸离解常数和氢离子浓度的函数的形态分数。碳酸盐系统的形态分布函数CT=H2CO3*+HCO3-+CO32-若用cT表示各种碳酸化合态的总量，即碳酸盐系统的形态分布函数17以上为封闭体系，未考虑溶解性以上为封闭体系，未考虑溶解性CO2与大气的交换，与大气的交换，CT不变，其余各浓度变化。不变，其余各浓度变化。以上为封闭体系，未考虑溶解性CO2与大气的交换，CT不变，其18pH6.3时，时，溶液中主要组分溶液中主要组分是是H2CO3*。pH在在6.310.7之间时，溶之间时，溶液中主要组分液中主要组分HCO3-。pH10.7时，时，溶液中主要组分溶液中主要组分是是CO32-。pH6.3时，溶液中主要组分是H2CO3*。19 对于开放体系，应考虑到CO2在气液相之间的平衡，H2CO3*不变不变。根据亨利定律：CO2(aq)=KHPco2溶液中，碳酸化合态相应为：溶液中，碳酸化合态相应为：对于开放体系，应考虑到CO2在气液相之间的平衡20将上述方程式中的浓度转化为相应的对数，然后作lgcpH图（如图3-3）。lgH2CO3*lgCO2(aq)=lgKH+lgPco2=-4.9lgH2CO3=lgCO2(aq)+lgKS=-7.7lgHCO3-=lgK1+lgH2CO3*+pH=-11.3+pHlgCO32-=lgK1+lgK2+lgH2CO3*+2pH=-21.6+2pH将上述方程式中的浓度转化为相应的对数，然后作lgc21在开放体系中，在开放体系中，HCO3-，CO32-和和cT均随均随pH的变化而变的变化而变化，但化，但H2CO3*总是总是保持不变。保持不变。当当pH10.3时，溶液中时，溶液中主要组分为主要组分为CO32-。在开放体系中，HCO3-，CO32-和cT均随pH22开放体系和封开放体系和封闭体系中碳酸平衡的体系中碳酸平衡的对照表照表开放体系开放体系封封闭体系体系与大气之与大气之间碳的交碳的交换有有无无系系统中无机碳的中无机碳的总量量变化化 随随pH升高而升高升高而升高 随大气中随大气中CO2分分压升高而升高升高而升高不不变无机碳各形无机碳各形态与与pH的关系的关系H2CO3*不不变变化，有最大化，有最大值HCO3-变化，随化，随pH升高而升高而线性升高性升高变化，有最大化，有最大值CO32-变化，随化，随pH升高而升高而线性升高性升高变化，有最大化，有最大值无机碳各形无机碳各形态主要存在区主要存在区间H2CO3*pH 6.3pH 6.3HCO3-pH=6-10pH=6-10CO32-pH 10.3pH 10.3开放体系和封闭体系中碳酸平衡的对照表开放体系封闭体系与大气之23（2 2）天然水中的碱度和酸度）天然水中的碱度和酸度 1 1）碱碱度度：能能与与强强酸酸发发生生中中和和作作用用的的全全部部物物质质，包括强碱、弱碱及强碱弱酸盐。包括强碱、弱碱及强碱弱酸盐。以强酸标准滴定含碳酸水溶液测定其碱度时，总碱度总碱度：以甲基橙为指示剂滴定到pH=4.3 酚酞碱度酚酞碱度：以酚酞为指示剂滴定到pH=8.3 苛性碱度苛性碱度：以酚酞为指示剂滴定到pH=10.8 （2）天然水中的碱度和酸度24n总碱度=HCO3-+2CO32-+OH-H+离子碱度离子碱度总碱度总碱度=CT (1+22)+KW/H+H+n酚酞碱度=CO32-+OH-H2CO3*-H+酚酞碱度酚酞碱度=CT(2-0)+KW/H+H+n苛性碱度=OH-HCO3-2H2CO3*-H+苛性碱度苛性碱度=-CT (1+22)+KW/H+H+根据溶液质子平衡条件，可以得到碱度的表示式：根据溶液质子平衡条件，可以得到碱度的表示式：后备碱度后备碱度总碱度=HCO3-+2CO32-+OH-25n2）酸度：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+的物质总量。n组成水中酸度的物质可归纳为三类：强酸弱酸强酸弱碱盐。n以强碱滴定含碳酸水溶液测定其酸度时，无机酸度：以甲基橙为指示剂滴定到pH=4.3 CO2酸度：以酚酞为指示剂滴定到pH=8.3 总酸度：以酚酞为指示剂滴定到pH=10.82）酸度：指水中能与强碱发生中和作用的全部物质，亦即放出H+26总酸度总酸度=H+HCO3-+2 H2CO3*-OH-离子酸度离子酸度后备酸度后备酸度总酸度总酸度=CT (1+20)+H+KW/H+CO2酸度酸度=H+H2CO3*-CO32-OH-无机酸度无机酸度=H+-HCO3-+2 CO32-OH-CO2酸度酸度=CT (0-2)+H+KW/H+无机酸度无机酸度=-CT (1+22)+H+KW/H+根据溶液质子平衡条件，得到酸度的表达式：根据溶液质子平衡条件，得到酸度的表达式：总酸度=H+HCO3-+2H2CO327pH碱加入量碱加入量酸加入量酸加入量pH碱加入量酸加入量28碳酸盐系统中的酸碱度及其滴定终点碳酸盐系统中的酸碱度及其滴定终点碳酸盐系统中的酸碱度及其滴定终点29例1：某水体pH=8.00,碱度=1.0010-3mol.L-1，计算该水体中各碱度成分的浓度。解：HCO3-=碱度=1.0010-3mol.L-1，OH-=1.0010-6mol.L-1H2CO3*=H+HCO3-/K1（1）=1.0010-81.0010-3/4.4510-7=2.2510-5mol.L-1例1：某水体pH=8.00,碱度=1.0010-3mol.30CO32-=K2HCO3-/H+（2）=4.6910-111.0010-3/1.0010-8=4.6910-6mol.L-1CO32-=K2HCO3-/H+31例2：天然水pH=7.0,碱度为1.4mmol.L-1,为使pH=6.0加入酸多少？解：总碱度=CT(1+22)+KW/H+H+CT=1/(1+22)总碱度+H+OH-令1/(1+22)=(表33）则CT=碱度例2：天然水pH=7.0,碱度为1.4mmol.L-132查表3-3,1=0.816,2=3.8310-4,=1.22CT=1.221.4=1.71mmol.L-1当加强酸使pH=6.0，CT不变,查表=3.25则,碱度=1.71/3.25=0.526mmol.L-1碱度降低值A就是应加入酸量:A=1.4-0.526=0.874mmol.L-1查表3-3,1=0.816,2=3.8310-4333.3.天然水体的缓冲能力天然水体的缓冲能力n天然水体的pH值一般在6-9之间。n对于某一水体,其pH几乎不变,这表明天然水体有一定的缓冲能力,是一个缓冲体系。n一般认为,碳酸化合物是控制水体pH的主要因素,并使水体具有缓冲作用。n但是,周围环境与水体之间发生的多种反应,对pH值也有影响。3.天然水体的缓冲能力天然水体的pH值一般在6-9之间。34n对于碳酸水体系，当pH8.3时，可以只考虑一级碳酸平衡，故其pH可由下式确定n如果向水体投入B量的碱性废水时，相应有B量H2CO3*转化为HCO3-，水体pH升高为pH，则n水体pH变化为pH=pH-pH，即：对于碳酸水体系，当pH7.8主要以不溶的Be(OH)2存在。并聚集在选服务的表面、沉降至底部沉积物中。（6）铜：冶炼、金属加工、机械制造、有机合成及48(1)(1)(1)(1)汞汞汞汞(Hg)(Hg)(Hg)(Hg)污染污染污染污染 汞对人体有较严重的毒害作用。可分为天机金属汞与有机汞两类。汞对人体有较严重的毒害作用。可分为天机金属汞与有机汞两类。无机金属汞有升华性能，可从液态、固态直接升华为汞蒸气，可被淀粉无机金属汞有升华性能，可从液态、固态直接升华为汞蒸气，可被淀粉类果实、块根吸收并积累，经食物链，呼吸系统或皮肤摄人人体，在血类果实、块根吸收并积累，经食物链，呼吸系统或皮肤摄人人体，在血液中循环，积累在肝、肾及脑中，酶蛋白的硫基与汞离子结合后，活性液中循环，积累在肝、肾及脑中，酶蛋白的硫基与汞离子结合后，活性受抑制，细胞的正常代谢作用发生障碍。撮人体内的无机汞，可用药物受抑制，细胞的正常代谢作用发生障碍。撮人体内的无机汞，可用药物治疗，使汞从泌尿系统排出。治疗，使汞从泌尿系统排出。有机汞主要来自有机汞农药及由无机汞转化。搔人人体的无机汞及有机汞主要来自有机汞农药及由无机汞转化。搔人人体的无机汞及水体底泥中的无机汞，在厌氧的条件下，由于微生物的作用，可转化为水体底泥中的无机汞，在厌氧的条件下，由于微生物的作用，可转化为有机汞，如甲基汞。水体中的有机汞，可被贝类摄入并富集，经食物链有机汞，如甲基汞。水体中的有机汞，可被贝类摄入并富集，经食物链进人人体，在肝、肾、脑组织中积累，侵入中枢神经，毒性大大超过无进人人体，在肝、肾、脑组织中积累，侵入中枢神经，毒性大大超过无机汞，并极难用药物排出。积累到一定浓度即引发机汞，并极难用药物排出。积累到一定浓度即引发“水俣水俣”病。地面病。地面水环境质量标准规定，总汞水环境质量标准规定，总汞0.000050.001mg0.000050.001mgL(L(决定于水域功能决定于水域功能分类，下同分类，下同)，渔业水域水质标准规定不得超过，渔业水域水质标准规定不得超过0.0005mg0.0005mgL L，农，农田灌溉水质标准规定不得超过田灌溉水质标准规定不得超过0.001mg0.001mgL L。部分重金属污染物部分重金属污染物部分重金属污染物部分重金属污染物(1)汞(Hg)污染部分重金属污染物49(2)(2)(2)(2)镉镉镉镉(Ed)(Ed)(Ed)(Ed)污染污染污染污染 锅是典型的富集型毒物。水体中的镉经食物链撮人人体，在肾、骨锅是典型的富集型毒物。水体中的镉经食物链撮人人体，在肾、骨骼中富集，使肾功能失调，骨骼中的钙被镉取代而疏松，造成自然骨折，骼中富集，使肾功能失调，骨骼中的钙被镉取代而疏松，造成自然骨折，疼痛难忍，即疼痛难忍，即“骨痛病骨痛病”。这种病的潜伏期可达。这种病的潜伏期可达1010一一3030年，发病后难以年，发病后难以治疗。地面水环境质量标准治疗。地面水环境质量标准)规定，总镉规定，总镉0.001-0.010.001-0.01，(渔业水域水质渔业水域水质标准及农田灌溉水质标准都规定不得超过标准及农田灌溉水质标准都规定不得超过0.005mg0.005mgLoLo(3)(3)(3)(3)铬铬铬铬(cr)(cr)(cr)(cr)污染污染污染污染 铬在水体中以六价铬和三价铬的形态存在，前者毒性大于后者。铬在水体中以六价铬和三价铬的形态存在，前者毒性大于后者。人体摄入后，会引起神经系统中毒。人体摄入后，会引起神经系统中毒。(地面水环境质量标准规定六价铬地面水环境质量标准规定六价铬0.01-0.1mg0.01-0.1mgL L，渔业水，渔业水域水质标准与域水质标准与(农田灌溉水质标准农田灌溉水质标准)都规定不得超过都规定不得超过0.1mg0.1mgL L。(2)镉(Ed)污染(3)铬(cr)污染50(4)(4)(4)(4)铅铅铅铅(Pb)(Pb)(Pb)(Pb)污染污染污染污染 铅也是一种富集型毒物，成年人海日撮人量少于铅也是一种富集型毒物，成年人海日撮人量少于0.32rr0.32rr时，时，可被排出体外不积累；摄可被排出体外不积累；摄入量为入量为O.5O.50.6rug0.6rug时，会有少量积累，但不危及健康；摄人量超时，会有少量积累，但不危及健康；摄人量超过过1.Omg1.Omg时，有明显积累。时，有明显积累。铅离子能与多种酶络合，干扰机体的生理功能，危及神经系统、铅离子能与多种酶络合，干扰机体的生理功能，危及神经系统、肾与脑，儿童比成人更容易受铅污染，造成永久性的脑受掘。肾与脑，儿童比成人更容易受铅污染，造成永久性的脑受掘。地面水环境质量标准规定总铅地面水环境质量标准规定总铅0.010.010.1mg/L,0.1mg/L,渔业渔业水域水质标准都规定不得超过水域水质标准都规定不得超过0.1mg0.1mgL L。(4)铅(Pb)污染51三、水中营养元素及水体富营养化三、水中营养元素及水体富营养化 1、水中营养元素、水中营养元素水中的N、P、C、O和微量元素如Fe、Mn、Zn是湖泊等水体中生物的必需元素。营养元素丰富的水体通过光合作用，产生大量的植物生命体和少量的动物生命体。通常使用N/P值的大小判断湖泊的富营养化状况。当N/P值100时，属贫营养湖泊状况。当N/P值PK2lgCO32-斜率为0，lgCa2+斜率为0；PK1PHPK2,lgCO32-斜率为+1，lgCa2+斜率为-1；PHPK2lgCO32-斜率为0，lgCa2+84 CaCO3（S）在纯水中的溶解度）在纯水中的溶解度在纯水中溶解，溶质为：Ca2+、H2CO3*、HCO3-、CO32-、H+和OH-Ca2+=H2CO3*+HCO3-+CO32-=CT （1）根据电中性原则：H+2Ca2+=HCO3-+2CO32-+OH-（2）CaCO3（S）在纯水中的溶解度85（1）、（）、（3）联立得：）联立得：即达到平衡时，达到平衡时，CaCO3(s)的溶解度积为：的溶解度积为：（3）（1）、（3）联立得：即达到平衡时，CaCO3(s)的溶解86当当pH pK2 时，时，21 logCa2+=0.5 log KSP当当pK1 pH pK2时时 logCa2+=0.5logKSP0.5logK20.5pH当当pH pK2时，2187水环境化学课件88（2 2）开放体系：）开放体系：CaCO3暴露在含有CO2的气相中，大气中pCO2固定，溶液中CO2浓度也相应固定。由于由于（2）开放体系：CaCO3暴露在含有CO2的气相中，大气中p89五、配位作用五、配位作用水中多数金属污染物以配合物形态存在水中多数金属污染物以配合物形态存在最重要的无机配位体是最重要的无机配位体是Cl-和和OH-无机配位体无机配位体比较重要的无机配位体是比较重要的无机配位体是HCO3-、SO42-等等配位体配位体某些特定水体中某些特定水体中NH3、PO43-、F-、S2-腐腐殖殖质质、泥炭、植物残体、微生物、泥炭、植物残体、微生物有机配位体有机配位体代谢物等代谢物等人为污染物，如洗涤剂、农药等人为污染物，如洗涤剂、农药等五、配位作用水中多数金属污染物以配合物形态存在90天然水体中配合作用的特点天然水体中配合作用的特点n多数配合物稳定的存在于水中；n羟基、卤素配体的竞争配位作用，影响金属难溶盐的溶解度；n重金属离子与不同配体的配位作用，改变其化学形态和毒性（如Hg）。天然水体中配合作用的特点多数配合物稳定的存在于水中；911.配合物在溶液中的稳定性配合物在溶液中的稳定性配合物在溶液中的稳定性是指配合物在溶液中离解配合物在溶液中的稳定性是指配合物在溶液中离解成中心离子和配位体，当离解达到平衡时离解程度成中心离子和配位体，当离解达到平衡时离解程度的大小。的大小。稳定稳定(生成生成)常数是衡量配合物稳定性大小的尺度。常数是衡量配合物稳定性大小的尺度。包括：包括：逐级生成逐级生成常数（常数（K）和）和累积生成累积生成常数（常数（）1.配合物在溶液中的稳定性92许多重金属离子通过水解生成羟基配合物。以Cd2+为例：2.羟基对重金属离子的配合作用羟基对重金属离子的配合作用1=2.602=4.653=6.044=6.92将将逐级稳定常数和累积稳定常数代入逐级稳定常数和累积稳定常数代入得：得：许多重金属离子通过水解生成羟基配合物。2.羟基对重金属离子93则则：设设则：设944 6 8 10 12 14-10 -8 -6 -4 -2 01.00.80.60.40.20.0比例比例lgOH-pH图图3-21 Cd2+-OH-配合离子在不同配合离子在不同pH值下的分值下的分布（陈静生编，布（陈静生编，1987）Cd(OH)3-Cd2+Cd(OH)42-CdOH+Cd(OH)2由图由图3-21可看出，可看出，当当pH13时，时，Cd(OH)42-占优势。占优势。46810953.Cl-的配合作用的配合作用 能形成能形成MCl+、MCl2、MCl3-、MCl42-配合物。配合物。Cl-与金属离子配合的程度受多方面因素的影响：与金属离子配合的程度受多方面因素的影响：Cl-的浓度、金属离子的本性。的浓度、金属离子的本性。形成配合物能力的顺序为：形成配合物能力的顺序为：HgCdZnPb 3.Cl-的配合作用能形成MCl+、MCl2、MCl3-96 腐殖质是一种带负电的高分子弱电解质。腐殖质腐殖质是一种带负电的高分子弱电解质。腐殖质是由生物体物质在土壤、水和沉积物中转化而成的有是由生物体物质在土壤、水和沉积物中转化而成的有机高分子化合物。分子量在机高分子化合物。分子量在300到到30000以上。根据其以上。根据其在酸和碱中的溶解度可分为三类。在酸和碱中的溶解度可分为三类。腐腐殖酸（殖酸（Humic acid）溶于稀碱不溶于酸）溶于稀碱不溶于酸 富里酸（富里酸（Fulvic acid）溶于酸碱溶于酸碱 腐黑物（腐黑物（Humin）不被酸碱提取不被酸碱提取4.腐殖质的配位作用腐殖质的配位作用腐殖质是一种带负电的高分子弱电解质。腐殖质是由生物体物质97土壤腐殖质的形成土壤腐殖质的形成土壤腐殖质的形成98腐殖质结构腐殖质结构：含大量苯环，还含大量羧基、醇基：含大量苯环，还含大量羧基、醇基和酚基，随亲水性基团含量的不同，腐殖质的水溶性和酚基，随亲水性基团含量的不同，腐殖质的水溶性不同，并且具有高分子电解质的特性，表现为酸性。不同，并且具有高分子电解质的特性，表现为酸性。富里酸单位重量含有的含氧官能团数量较多，因而亲富里酸单位重量含有的含氧官能团数量较多，因而亲水性也较强。水性也较强。腐殖质结构：含大量苯环，还含大量羧基、99富里酸的结构富里酸的结构(Schnitzer,1978)富里酸的结构(Schnitzer,1978)100腐殖酸的结构腐殖酸的结构腐殖酸的结构101金属离子在腐殖质中金属离子在腐殖质中羧基羧基及及羟基羟基间螯合成键间螯合成键腐殖质与环境有机物之间的作用主要涉及腐殖质与环境有机物之间的作用主要涉及吸附效应、溶解效应、对水解反应的催化作用、吸附效应、溶解效应、对水解反应的催化作用、对微生物过程的影响以及光敏效应和猝灭效应对微生物过程的影响以及光敏效应和猝灭效应等。但腐殖质与金属离子生成配合物是它们最等。但腐殖质与金属离子生成配合物是它们最重要的环境性质之一。重要的环境性质之一。金属离子在腐殖质中羧基及羟基间螯合成键102金属离子在腐殖质中金属离子在腐殖质中一一个个羧基羧基形成配合物形成配合物金属离子在腐殖质中金属离子在腐殖质中两两个个羧基羧基间螯合成键间螯合成键金属离子在腐殖质中一个羧基形成配合物金属离子在腐殖质中两个羧103重金属在天然水体中主要以腐殖酸形式重金属在天然水体中主要以腐殖酸形式存在。存在。由腐由腐殖殖质形成的螯合物对金属螯合质形成的螯合物对金属螯合能力强弱一般为以下次序：能力强弱一般为以下次序：Mg Ca Cd Mn Co Zn Ni Cu Hg重金属在天然水体中主要以腐殖酸形式存在。由腐殖质形成的螯合物104水环境化学课件105（1）腐腐殖殖酸酸本本身身吸吸附附性性很很强强，易易形形成成M-HA配配合合物物使使重重金金属属脱脱离离水水中中的的沉沉积积物物；或或M-HA配配合合物物又又被被沉沉积积物物吸吸附附，其结果影响重金属在水中的迁移。其结果影响重金属在水中的迁移。（2）腐殖酸与金属配合作用可改变水生生物的毒性，）腐殖酸与金属配合作用可改变水生生物的毒性，如减弱汞对浮游生物的抑制，却增强汞在鱼体中的富集；如减弱汞对浮游生物的抑制，却增强汞在鱼体中的富集；（3）腐殖酸与水中许多阴离子及与有机污染物的配位）腐殖酸与水中许多阴离子及与有机污染物的配位作用，影响无机阴离子和有机物在水体中行为。作用，影响无机阴离子和有机物在水体中行为。天然水体中重金属腐殖酸配合物的特征天然水体中重金属腐殖酸配合物的特征（1）腐殖酸本身吸附性很强，易形成M-HA配合物使重金属106五五 、氧化还原作用、氧化还原作用1.电子活度和氧化还原电位电子活度和氧化还原电位 1）电子活度的概念）电子活度的概念 酸碱反应酸碱反应 pH定义为：定义为：pH=-lg(aH+)与与pH相似，相似，还原剂和氧化剂可以定义为电子还原剂和氧化剂可以定义为电子给予体和电子接受体，同样可以定义给予体和电子接受体，同样可以定义pE为：为：pE=-lg(ae)式中：式中：ae水溶液中电子的活度。水溶液中电子的活度。五、氧化还原作用1.电子活度和氧化还原电位107电子活度的物理化学意义：电子活度的物理化学意义：npEpE是平衡状态是平衡状态(假想假想)的电子活度，它的电子活度，它衡量溶液接收或迁移电子的相对趋势，衡量溶液接收或迁移电子的相对趋势，在还原性很强的溶液中，其趋势是给在还原性很强的溶液中，其趋势是给出电子；出电子；npEpE越小，电子的浓度越高，体系提供越小，电子的浓度越高，体系提供电子的倾向就越强；电子的倾向就越强；npEpE越大，电子的浓度越低，体系接受越大，电子的浓度越低，体系接受电子的倾向就越强。电子的倾向就越强。电子活度的物理化学意义：108热力学定义热力学定义:根据根据 H2 的半电池反应的半电池反应 2H+(aq)+2e=H2(g)当反应的全部组分活当反应的全部组分活度为度为1单位，该反应的自由能变化单位，该反应的自由能变化G可定可定义为零。即当义为零。即当H+(aq)为为1个单位活度与个单位活度与H2为为1.0130105 Pa(活度活度1)平衡的介质中，平衡的介质中，电子活度电子活度为为1，则，则pE=0.0。热力学定义:根据H2的半电池反应1092）氧化还原电位氧化还原电位E与与pE的关系的关系 Ox+n e=Red根据根据Nernst方程，方程，2）氧化还原电位E与pE的关系110 反应平衡时，反应平衡时，平衡常数平衡常数K可表示为：可表示为：则则 水环境化学课件111同同样，(25)(25)(1)(2)注意：注意：E和和pE之间不是负对数关系。之间不是负对数关系。同样，(25)(25)(1)(2)注意：E和pE112将将(1)式式和和(2)式式代代入入根根据据能能斯斯特特方方程程，化化简，得：简，得：故将(1)式和(2)式代入根据能斯特方程，化简，113 3）G和pE的关系根据 G=-nFE G=-2.303nRT(pE)又G0=-nFE0 故G0=-2.303nRT(pE0)3）G和pE的关系114(1)水的氧化还原限度n边界条件：氧化限度 1.0130105Pa氧分压还原限度1.0130105Pa氢分压n氧化限度:2天然水体的天然水体的pE-pH图图(1)水的氧化还原限度2天然水体的pE-pH图115pE=20.75-pH还原限度:pE=20.75-pH还原限度:116以Fe为例，Fe的pE-pH图落在水的氧化-还原限度内假定溶溶解解性性铁铁最大浓度为1.010-7mol/L。(2)pE pH 图图 不考虑Fe(OH)2+及FeCO3等形态的生成。各种形态间相互转化的反应为：以Fe为例，Fe的pE-pH图落在水的氧化-117Fe2+Fe(OH)+Fe(OH)2(S)Fe3+Fe(OH)2+Fe(OH)3(S)Fe(OH)3(S)+3H+=Fe3+3H2O Fe(OH)2(S)+2H+=Fe2+2H2O Fe3+H2O=FeOH2+H+Fe2+H2O=FeOH+H+Fe3+e=Fe2+Fe2+Fe(OH)+Fe(OH)2(S)Fe(118nFe(OH)3(S)和Fe(OH)2(S)的边界Fe(OH)3(S)+H+e=Fe(OH)2(S),lgK=4.62pE=4.62 pH(1)Fe(OH)3(S)和Fe(OH)2(S)的边界119nFe(OH)2(S)和和 FeOH+的边界的边界 Fe(OH)2(S)+H+=FeOH+H2OlgK=4.6pH=4.6-logFe(OH)+将Fe(OH)+=1.010-7mol/L代入，pH=11.6(2)Fe(OH)2(S)和FeOH+的边界120Fe(OH)3(S)和和 Fe2+的边界的边界Fe(OH)3(S)+3H+e=Fe2+3H2OlgK=17.9pE=17.9-3pH-logFe2+将Fe2+=1.010-7mol/L代入pE=24.9-3pH(3)Fe(OH)3(S)和Fe2+的边界121n Fe(OH)3(S)和和FeOH+的边界的边界Fe(OH)3(S)+2H+e=FeOH+2H2OlgK=9.25将FeOH+以1.010-7mol/l-1代入pE=16.25-2pH(4)Fe(OH)3(S)和FeOH+的边界122n Fe3+和和Fe2+边界边界Fe3+e=Fe2lgK=13.1(5)表明与pH无关。Fe3+和Fe2+边界123n Fe3+和和Fe(OH)2+边界边界Fe3+H2O=Fe(OH)2+H+lgK=-2.4边界条件为Fe3+=Fe(OH)2+pH=2.4(6)Fe3+和Fe(OH)2+边界124nFe2+与FeOH+边界Fe2+H2O=FeOH+H+lgK=-8.6pH=8.6(7)Fe2+与FeOH+边界125n Fe2+与与Fe(OH)2+边界边界 Fe2+H2O=Fe(OH)2+H+elgK=-15.5pE=15.5-pH(8)Fe2+与Fe(OH)2+边界126nFe(OH)2+与Fe(OH)3(S)的边界Fe(OH)3(S)+2H+=FeOH2+2H2OlgK=2.4pH=4.7(9)Fe(OH)2+与Fe(OH)3(S)的边界127水环境化学课件128通过计算和作图可见：在高H+和高电子e活度区，是酸性还原介质，主要物类为Fe2+。在高H+和低电子e活度区，是酸性氧化介质，主要物类为Fe3+。在低H+和低电子e活度区，是低酸性氧化介质，主要物类为Fe(OH)3。在低H+和高电子e活度区，是碱性还原介质，主要物类为Fe(OH)2。注意：注意：在通常的水体pH范围内（pH=59），Fe(OH)3或Fe2+是主要的稳定形态。通过计算和作图可见：注意：在通常的水体pH范围内（129n水水中中主主要要氧氧化化剂剂：O2、Fe3+、Mn4+、S6+等。等。n还还原原态态为为：H2O、Fe2+、Mn2+、S2-、有有机物等。机物等。3.天然水的天然水的pE和决定电位和决定电位水中主要氧化剂：O2、Fe3+、Mn4+、S6+等。3.天然130n决定电位：某个单体系的含量比其他体系高得多，该单体系的电位几乎等于混合体系的pE，被视作决定电位。一一般般天天然然水水体体溶溶解解氧氧是是“决决定定电电位位”，而而有有机机污染物积累的厌氧体系中有机物是污染物积累的厌氧体系中有机物是“决定电位决定电位”决定电位：某个单体系的含量比其他体系高得多，该单体系的电位几131水环境化学课件132好氧水中好氧水中大气中氧的分压为大气中氧的分压为：po2=0.21105Pa,H=1.010-7mol/L,pE=20.75+lg(po2/1.013105)0.25H+=13.58（好氧水，有夺取电子的倾向）（好氧水，有夺取电子的倾向）计算天然水中的计算天然水中的pE：好氧水中计算天然水中的pE：133若在一个有微生物作用产生CH4及CO2的厌氧水中，假定pCO2=pCH4，pH=7.00，相关半反应为pEo=2.87pE=pEo+lg（pCO20.125.H+/pCH40.125)=2.87+lgH+=-4.13说明是一还原环境，有提供电子的倾向。从上面计算可以看到，天然水的天然水的pE随水中溶解氧的减少随水中溶解氧的减少而降低而降低，因而表层水呈氧化性环境，深层水及底泥呈还原性环境，同时天然水的pE随其pH减小而增大。若在一个有微生物作用产生CH4及CO2的厌氧水中134 图3-18反映了不同水质区域的氧化还原特性，氧化性最强的是上方同大气接触的富氧区，这一区域代表大多数河流、湖泊和海洋水的这层情况，还原性最强的是下方富含有机物的缺氧区，这区域代表富含有机物的水体底泥和湖、海底层水情况。在这两个区域之间的是基本上不含氧、有机物比较丰富的沼泽水等。图3-18反映了不同水质区域的氧化还原特性，氧化性最强的1354.无机氮化合物的氧化还原转化无机氮化合物的氧化还原转化水中氮的形态主要是：NH4+、NO2-、NO3-等。设总氮浓度为1.0010-4mol/L，水体pH=7.00绘制绘制logC pE图图4.无机氮化合物的氧化还原转化水中氮的形态主要是：136较低pE时（pE5.65），NH4+是主要形态lgNH4+=-4.00（1）pEo=15.14 pE=5.82+lgNO2-=-38.92+6pE(2)？较低pE时（pE7，NO3-是主要形态，则lgNO3-=-4.00(7)用NO3-=1.0010-4mol/L代入前式，得lgNO2-=10.30-2pE(8)pE7，NO3-是主要141类推，代入前式得到lgNH4+=45.20-8pE(9)类推，代入前式得到lgNH4+=45.20-8142水环境化学课件143 5无机铁的氧化还原转化无机铁的氧化还原转化 天然水中的铁主要以Fe(OH)3(S)和Fe2+形态存在，设总溶解铁的浓度为1.0010-3mol/LFe3+e=Fe2+pEo=13.05pE=13.05+lg5无机铁的氧化还原转化天然水中的铁主要以Fe(OH144当 pEpEo，则Fe3+pEo，则Fe3+Fe2+,Fe3+=1.0010-3mol/LlgFe3+=-3.0(3)lgFe2+=10.05pE(4)当pE=pEo，则Fe3+=Fe2+=0.5010-3mol/LlgFe3+=lgFe2+=3.3(5)当pEpEo，则Fe3+Fe2+,F145水环境化学课件1466.水中有机物的氧化水中有机物的氧化n水中有机物通过微生物的作用，逐步降解转化成无机物。微生物利用水中的溶解氧对水中的有机物进行有氧降解，可以表示为：CH2O+O2 CO2+H2O 有氧降解产物为H2O、CO2、NO3-、SO42-n当水中有机物增多，溶解氧减少，可能发生缺氧降解，主要产物为NH3、H2S、CH4等，使水质进一步恶化。n天然水体有自净能力。6.水中有机物的氧化水中有机物通过微生物的作用，逐步降解转147图图6-5 河流的氧下垂曲线（河流的氧下垂曲线（S.E.Manahan,1984）溶溶解解氧氧含含量量清洁区清洁区 分解区分解区 腐败区腐败区 恢复区恢复区 清洁区清洁区时间或距离时间或距离有机物有机物图6-5河流的氧下垂曲线（S.E.Manahan,19148 有机污染物在水环境中的迁移、转化取决于有机污染物的自身性质和环境水体条件。迁移转化主要方式有:吸附、挥发、水解、光解、生物富集、生物降解等。第三节第三节 水中有机污染物的迁移转化水中有机污染物的迁移转化有机污染物在水环境中的迁移、转化取决于有机污149一、分配作用一、分配作用吸着（吸着（sorptionsorption）指有化合物在土壤(沉积物)中的吸着存在，可以用二种机理来描述有机污染物和土壤质点表面间物理化学作用的范围。一、分配作用吸着（sorption）指有化合物在土壤(沉积物150n分配理论认为，在土壤水体系中，土壤对非离子性有机化合物的吸着主要是溶质的分配过程（溶解）这一分配理论，即非离子性有机化合物可通过溶解作用分配到土壤有机质中，并经过一定时间达到分配平衡，此时有机化合物在土壤有机质和水中含量的比值称为分配系数。n 实际上，有机化合物在土壤（沉积物）中的吸着存在着两种主要机理：分配作用；吸附作用。1.分配理论分配理论分配理论认为，在土壤水体系中，土壤对非离子性有机化合物的吸151n分配作用：分配作用：在水溶液中，土壤有机质在水溶液中，土壤有机质(包括水生包括水生生物脂肪以及植物有机质等生物脂肪以及植物有机质等)对有机化合物的对有机化合物的溶解作用溶解作用。而且在溶质的整个溶解范围内，。而且在溶质的整个溶解范围内，吸附等温线都是线吸附等温线都是线性性的，与表面吸附位无关，只与有机化合物的溶解度的，与表面吸附位无关，只与有机化合物的溶解度相关。因而，放出的吸附热小。相关。因而，放出的吸附热小。n吸附作用：吸附作用：在非极性有机溶剂中，土壤矿物质对在非极性有机溶剂中，土壤矿物质对有机化合物的有机化合物的表面吸附作用表面吸附作用。物理吸附通过范德华力。物理吸附通过范德华力,化学吸附通过化学键力（如氢键、离子偶极键、配位化学吸附通过化学键力（如氢键、离子偶极键、配位键及键及键）。其键）。其吸附等温线是非线性吸附等温线是非线性的，并存在竞争的，并存在竞争吸附，同时在吸附过程中往往要放出大量热，来弥补吸附，同时在吸附过程中往往要放出大量热，来弥补反应中熵的损失。反应中熵的损失。分配作用：在水溶液中，土壤有机质(包括水生生物脂肪152分配作用分配作用吸附作用吸附作用作用力作用力分子力分子力(溶解作用溶解作用)范德华力和化学键力范德华力和化学键力吸附热吸附热低吸附热低吸附热高吸附热高吸附热吸附等温线吸附等温线线性线性非线性非线性竞争作用竞争作用非竞争吸附非竞争吸附竞争吸附竞争吸附(与溶解度相关与溶解度相关)分配作用153分配与吸附曲线差异分配与吸附曲线差异154土壤有机质对吸附的影响 在水体中在水体中,土壤有机质吸附非离子性有机化合物土壤有机质吸附非离子性有机化合物的作用特征的作用特征:高分配高分配(有机质有机质),),弱吸附弱吸附(矿物表面矿物表面)非离子性有机物在干土壤上的吸附作用特征非离子性有机物在干土壤上的吸附作用特征:高高分配分配(有机质有机质),),强吸附强吸附(矿物表面矿物表面)非离子性有机物在非极性有机溶剂中与土壤颗粒非离子性有机物在非极性有机溶剂中与土壤颗粒的吸附作用特征的吸附作用特征:极弱的分配极弱的分配(有机质有机质),),强烈的吸附强烈的吸附(矿物表面矿物表面)非离子性有机物在极性有机溶剂中与土壤颗粒的非离子性有机物在极性有机溶剂中与土壤颗粒的吸附作用特征吸附作用特征:极弱的分配极弱的分配(有机质有机质),),极弱的吸附极弱的吸附(矿物表面矿物表面)土壤有机质对吸附的影响在水体中,土壤有机质吸附非离子155 1）分配系数）分配系数有机化合物在沉积物（或土壤）和水中含量的比值称为分配系数分配系数(Kp)。其中，和分别为固相和水相中污染物平衡浓度。2.分配系数与标化分配系数分配系数与标化分配系数1）分配系数其中，和分别为固相156 为了引入悬浮颗粒物的浓度，有机物在水、颗粒物之间平衡时总浓度可表示为：T=pwa+w 式中：T单位溶液体积内颗粒物上和水中有机毒物质量总和（ug/L）。wa有机毒物在颗粒物上的质量分数（ug/kg）。p单位溶液体积上颗粒物的质量（kg/L）。w有机毒物在水中的平衡质量浓度（ug/L）。将 代入上式得到：故为了引入悬浮颗粒物的浓度，有机物在水、颗粒物1572）标化分配系数标化分配系数(Koc)为了消除各类沉积物中有机质含量对有机化合物溶解的影响，更准确地反应固相有机物对有机化合物的分配特征，特引进了标化分配系数标化分配系数Koc，它是以有机碳为基础的分配系数，亦称有机碳分配系数，表达式为：Xoc表示沉积物中有机碳的质量分数。意义：对于每一种有机化合物，可以得到与沉意义：对于每一种有机化合物，可以得到与沉 积物特征无关的标化分配系数积物特征无关的标化分配系数Koc。2）标化分配系数(Koc)为了消除各类沉积158n若考虑颗粒物大小影响若考虑颗粒物大小影响:f表示细颗粒(dc，上式可简化为：式中：Kb2为二级生物降解速率常数。当微生物种群及量确定后，通常可以用简单的一级动力学方程表1922、共代谢、共代谢 某些有机物不能作为微生物培养的唯一碳源，必须有另外的化合物提供微生物碳源或能源，该有机物才降解，这类降解称共代谢作用。2、共代谢某些有机物不能作为微生物培养的唯一碳源，必193共代谢作用直接与微生物种群的多少成正比，Paris等描述了微生物催化水解反应的二级速率定律：式中：Kb2二级生物降解速率常数共代谢作用直接与微生物种群的多少成正比，Par194 3、共代谢与生长代谢的区别：共代谢的动力学明显不同于生长代谢的动力学，没有滞后期，降解速率一般比完全驯化的生长代谢慢，并且不提供微生物体任何能量，不影响种群多少。4、影响生物降解的因素：主要因素是有机化合物本身的化学结构和微生物的种类，此外，一些环境因素如温度、pH、反应体系的溶解氧等也能影响生物降解有机物的速率。3、共代谢与生长代谢的区别：195第四节 水质模型（自学）n污染物进入水环境后，由于物理、化学和生物作用污染物进入水环境后，由于物理、化学和生物作用的综合效应，其行为的变化十分复杂的，很难直观的综合效应，其行为的变化十分复杂的，很难直观地了解它们的变化和归趋。若借助水质模型，可较地了解它们的变化和归趋。若借助水质模型，可较好描述污染物在水环境中的复杂规律及其影响因素好描述污染物在水环境中的复杂规律及其影响因素之间的相互关系，因此水质模型是研究水环境的重之间的相互关系，因此水质模型是研究水环境的重要工具。要工具。n水质模型的基本原理是根据水质模型的基本原理是根据质量守恒原理质量守恒原理，污染物，污染物在水环境中的物理、化学和生物过程的各种模型，在水环境中的物理、化学和生物过程的各种模型，大体经历了三个发展阶段，即大体经历了三个发展阶段，即简单的氧平衡模型阶简单的氧平衡模型阶段段、形态模型阶段形态模型阶段和和多介质环境结合生态模型阶段多介质环境结合生态模型阶段。第四节水质模型（自学）污染物进入水环境后，由于物理、化学和196假设：1）人为只考虑耗氧微生物参加的BOD（生物需氧量）消耗反应。并认为该反应为一级反应。即s=-k1L；2）河流中的氧耗只是由BOD衰减而引起的。BOD的衰减速率与河水中溶解氧（DO）的减少速率相同，复氧速率与河水中的亏氧量D成正比；3）在初始时间t=0时，溶解在水中的氧气是饱和的；4）河流断面上每一点的流速都相等。一、氧平衡模型1、S-P模型假设：一、氧平衡模型1、S-P模型197式中：L河水中的BOD值(mg/L)-有机物浓度；D河水中的亏氧量值(mg/L)；k1河水中的BOD衰减(耗氧)速度常数(1/d)；k2河水中的复氧速度常数(1/d)；t河水流动时间(d)式中：L河水中的BOD值(mg/L)-有机物浓度；198式即为s-p氧垂公式（河流中溶解氧的变化规律）。由此式做得曲线为氧垂曲线。式即为s-p氧垂公式（河流中溶解氧的变化规律）。由此式199n当溶解氧为C0时，氧亏值D0，随着x的推移，污染物分解，耗氧量逐渐增大，溶解氧来不及补充，致使水中溶解氧减少，氧亏值逐渐增大，当溶解氧达到时（极限溶解氧）。此时，污染物进行厌氧分解，水中的溶解氧不消耗（变化率为0）Xc（极限距离），Dc（极限氧亏），随x推移，有机物浓度减少到一定程度，补充氧又能维持其耗氧分解，水中的溶解氧逐渐上升，直至达到Cs时（D0=0）时，水体就恢复到原始状态。当溶解氧为C0时，氧亏值D0，随着x的推移，污染物分解，耗氧2002.Thomas模型 只是增加了因悬浮物的沉淀和上浮引起的BOD的变化速率（k3L0），其它同于s-p模型。2.Thomas模型只是增加了因悬浮物的沉淀和上201当L=L0，=0时，式中：k3BOD的沉浮系数当L=L0，=0时，式中：k3BOD的沉浮系数202 水体的富营养化水体的富营养化是一种由磷、氮的化合物过多排放引起的二次污染。主要表现为水体中藻类的大量繁殖，严重影响了水质。水中营养物质的来源：水中营养物质的来源：雨水、农业排水、城市污水、其他来源。水体的富营养化主要表现水体的富营养化主要表现：水体中藻类大量繁殖。二、湖泊富营养化预测模型二、湖泊富营养化预测模型 水体的富营养化是一种由磷、氮的化合物过多排放引起的二203 当入湖污染物为氮、磷等营养物时，很据质量守恒定律，湖水中污染物浓度的变化不仅与进入湖泊的数量有关，而且还受其沉降速率的影响。当入湖污染物为氮、磷等营养物时，很据质量守恒定律204根据污染物性质分为:持久性污染物（在水环境中难以解降，毒性大，易长期积累的有毒物质）非持久性污染物 酸、碱（以PH表征）废热（以温度表示）根据污染物性质分为:205 河流的水质模型一般有以下几种模型 1.对于点源排放持久性污染物，河水与污水完全混合，反映河流稀释能力 2.河流一维稳定水质模型（右横向上达到完全混合后）如果稳态，忽略纵向离散作用，河流无支流，则：河流的水质模型一般有以下几种模型2.河流一维稳定水质模2063.河流二维稳态4.s-p模型研究的是河流溶解氧（DO）与BOD关系的最早最简单的耦合模型，也是研究各种修正模型和复杂模型的基础。3.河流二维稳态4.s-p模型207选择模型时应注意的问题：1）水质模型的空间的维数。2）水质模型所描述的时间尺度。稳态-污染源、河口恒定持续流动。源定，河量变准稳态-部分因素是随时间变化的 源变，河不变非稳态-都随时间变化。源、河定，其它的参数变化 选择模型时应注意的问题：208三、有机有毒污染物的归趋模型三、有机有毒污染物的归趋模型209生物浓缩过程：生物放大作用：负载过程（输入过程）形态过程酸碱平衡吸着作用迁移过程沉淀溶解作用对流作用挥发作用沉积作用转化过程生物降解作用：光解作用：水解作用：氧化还原作用生物累积过程有有毒毒有有机机污污染染物物的的迁迁移移转转化化过过程程了解水中有机物的这些主要迁移转化过程，就可讨论有机物的归趋模型的基本思路。生物浓缩过程：负载过程（输入过程）形态过程酸碱平衡迁移过程沉210有毒有机污染物的归趋模型，大体分为以有毒有机污染物的归趋模型，大体分为以下三个步骤：下三个步骤：1、计算有机物因挥发和转化过程而从水环境中消失的速率。2、附着过程对有机物消失的影响。3、对于一个被研究的水生态系统，考虑有机物的输入、稀释及最终从系统中输出的速率，从而计算在系统中的浓度和半衰期。有机物从大气返回到水体包括输入项内。有毒有机污染物的归趋模型，大体分为以下三个步骤：211ENDEND212