环境化学-----教学--课件--新颖

优质参赛课件优质参赛课件 主讲：主讲：*第三章第三章 水环境化学水环境化学Chapter 3.Aquatic Environmental Chemistry地球上水资源状况地球上水资源状况地地球球表表面面约约有有70以以上上被被水水所所覆覆盖盖，所所以以地地球球素素有有“水水的的行行星星”之之称称。地地球球上上水水约约13.86亿亿km3。可可利利用用的的淡淡水水只只占占水水总总量量的的0.3。而而在在这这极极少少的的淡淡水水资资源源中中，又又有有70%以以上上被被冻冻结结在在南南极极和和北北极极的的冰冰盖盖中中，加加上上难难以以利利用用的的高高山山冰冰川川和和永永冻冻积积雪雪。可可利利用用的的水水资资源源占占地地球球水水资资源的源的0.64%.地球上水资源状况地球上水资源状况 当前主要的缺水类型有：当前主要的缺水类型有：资源型缺水、工程资源型缺水、工程型缺水型缺水和和水质型缺水水质型缺水。由于缺水，危害了农作物生长、并影响着工由于缺水，危害了农作物生长、并影响着工业生产、威胁着业生产、威胁着人体健康人体健康和和生态、国家安全生态、国家安全。中国水资源状况中国水资源状况 淡淡水水资资源源总总量量为为28000亿亿m3，占占全全球球水水资资源源的的6，仅仅次次于于巴巴西西、俄俄罗罗斯斯和和加加拿拿大大，居居世世界界第第四四位位，但但人人均均只只有有2300立立方方米米，仅仅为为世世界界平平均均水水平平的的1/4、美美国国的的1/5，在在世世界界上上名名列列121位位，是全球，是全球13个人均水资源最贫乏的国家之一。个人均水资源最贫乏的国家之一。全全国国400400座座供供水水不不足足，110110座座严严重重缺缺水水；在在4646个重点城市中，个重点城市中，45.6%45.6%水质较差。水质较差。中国水资源分布中国水资源分布 中国水污染状况中国水污染状况 七大江河水系的七大江河水系的741个监测断面的个监测断面的水质：水质：I类类:38.1%；、类类:32.2%；劣；劣类类:41%。水环境污染极其严重水环境污染极其严重78条主要河流，有条主要河流，有54条条遭到污染，遭到污染，其中有其中有14条条污染严重。同时我国污染严重。同时我国47个城市地下水源的调查中有个城市地下水源的调查中有43个城个城市受到污染，占市受到污染，占91.4%，加剧我国水资源短缺的原因：加剧我国水资源短缺的原因：水污染严重、水浪费严重、水资水污染严重、水浪费严重、水资源重复利用率低。源重复利用率低。水环境化学水环境化学本章内容本章内容 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 水中无机污染物的迁移转化水中无机污染物的迁移转化 水中有机污染物的迁移转化水中有机污染物的迁移转化水环境化学水环境化学一、天然水的基本特征及污染物的一、天然水的基本特征及污染物的 存在形态存在形态 1.天然水的基本特征天然水的基本特征1.1 天然水的组成天然水的组成K+,Na+,Ca2+,Mg2+,HCO3-,NO3-,Cl-,SO42-为天然水中常为天然水中常见的八大离子，占天然水离子总量的见的八大离子，占天然水离子总量的95%99%。(1)天然水的主要离子组成：天然水的主要离子组成：天然水中常见主要离子总量可以粗略地作为水的总含盐量天然水中常见主要离子总量可以粗略地作为水的总含盐量(TDS)TDS=Ca2+Mg2+Na+K+HCO3-+SO42-+Cl-+NO3-1.天然水的基本特征天然水的基本特征(2)水中的金属离子：水中的金属离子：水溶液中金属离子的表达式通常可以写成水溶液中金属离子的表达式通常可以写成Mn+，表示简单，表示简单的水合金属离子的水合金属离子M(H2O)xn+。水水中中金金属属离离子子常常常常以以多多种种形形态态存存在在。例例如如铁铁:Fe(OH)2+,Fe(OH)2+,Fe2(OH)24+,Fe3+,(3)气体在水中的溶解性气体在水中的溶解性大气中的气体与溶液中同种大气中的气体与溶液中同种气体间的平衡为：气体间的平衡为：G(aq)=KHpGp G-各种气体分压亨亨利利定定律律：一一种种气气体体在在液液体体中中的的溶溶解解度度正正比比于于所所接接触触的的该该种气体的分压。种气体的分压。但但这这并并不不能能说说明明气气体体在在溶溶液液中中进进一一步步的的化化学学反反应应。溶溶解解于水中的实际气体的量，可以大大高于亨利定律表示的量。于水中的实际气体的量，可以大大高于亨利定律表示的量。KH 是各种气体在是各种气体在一定温度下的亨一定温度下的亨利定律常数利定律常数(mol/LPa);1.天然水的基本特征天然水的基本特征 氧氧在在干干燥燥空空气气中中的的含含量量为为 20.95%，大大部部分分元元素素氧氧来来自自大大气气。求求氧氧在在 1.013 105 Pa，25 饱饱和和水水中中的的溶溶解解度度：水在水在25时的蒸汽压为时的蒸汽压为0.03167 105 Pa。氧在水中的溶解度氧在水中的溶解度 1.天然水的基本特征天然水的基本特征 CO2在干燥空气中的含量为在干燥空气中的含量为 0.0314%，水在，水在25时的蒸时的蒸汽压为汽压为0.03167 105 Pa，CO2的亨利定律常数为的亨利定律常数为3.34 10-7 mol/L.Pa。则。则CO2在水中的溶解度为：在水中的溶解度为：CO2的溶解度的溶解度 1.天然水的基本特性天然水的基本特性H+=HCO3-H+2/CO2=K1v CO2在水中的溶解度在水中的溶解度=CO2+HCO3-不同温度下，气体在水中溶解度的计算：不同温度下，气体在水中溶解度的计算：1.天然水的基本特征天然水的基本特征(4)水生生物水生生物 1.天然水的基本特征天然水的基本特征 水生生物分为自养生物和异养生物水生生物分为自养生物和异养生物。自养生物：自养生物：利用太阳能或化学能量，把简单、无生命的无利用太阳能或化学能量，把简单、无生命的无机物元素引进其复杂的生命分子中即组成生命体。如藻类等。机物元素引进其复杂的生命分子中即组成生命体。如藻类等。异养生物：异养生物：利用自养生物产生的有机物作为能源及合成它利用自养生物产生的有机物作为能源及合成它自身生命的原始物质。自身生命的原始物质。藻类的生成和分解就是在水体中进行光合作用藻类的生成和分解就是在水体中进行光合作用(P)和呼吸作和呼吸作用用(R)的一典型过程。的一典型过程。1.天然水的基本特征天然水的基本特征水水体体产产生生物物体体的的能能力力称称为为生生产产率率。生生产产率率是是由由化化学学的的及及物物理理的的因因素素相相结结合合而而决决定定的的。在在高高生生产产率率的的水水中中藻藻类类生生产产旺旺盛盛，死死藻藻的分解引起水中溶解氧水平降低这种情况常被称为的分解引起水中溶解氧水平降低这种情况常被称为富营养化富营养化。营营养养物物质质：C（二二氧氧化化碳碳）、N（硝硝酸酸盐盐）、P（磷磷酸酸盐盐）及及痕量元素（如痕量元素（如 Fe）。）。2.1 碳酸平衡碳酸平衡在水体中存在着在水体中存在着CO2、H2CO3、HCO3-、CO32-等等4种物质种物质;常把常把CO2和和H2CO3 合并为合并为H2CO3*;实际上实际上H2CO3 的含量极低，主要是溶解性的气体的含量极低，主要是溶解性的气体CO2。以下将以下将H2CO3*略写为略写为H2CO3 2.天然水的性质天然水的性质CT=H2CO3+HCO3-+CO32-2.天然水的性质天然水的性质以上属封闭的水溶液体系的情况；以上属封闭的水溶液体系的情况；没有考虑大气交换过程。没有考虑大气交换过程。CO2+H2CO3HCO3-CO32-1008060402002 4 6 8 10 12pH图图3-1 碳酸化合态分布图碳酸化合态分布图 2.天然水的性质天然水的性质对于开放体系，应考虑大气交换过程：对于开放体系，应考虑大气交换过程：2.天然水的性质天然水的性质 开放体系和封闭体系区别开放体系和封闭体系区别?碱度是指水中能与强酸发生中和作用的全部物质，亦即能碱度是指水中能与强酸发生中和作用的全部物质，亦即能接受接受H+的物质总量。的物质总量。组成水中碱度的物质可以归纳为三类：组成水中碱度的物质可以归纳为三类：强碱；强碱；弱碱；弱碱；强碱弱酸盐。强碱弱酸盐。At pH values below 7,H+in water detracts significantly from alkalinity,and its concentration must be subtracted in computing the total alkalinity.Therefore the following equation is the complete equation for alkalinity in a medium where the only contributors to it are HCO3-,CO32-,and OH-.总碱度总碱度=HCO3-+2CO32-+OH-H+2.2 天然水中酸度和碱度天然水中酸度和碱度 2.天然水的性质天然水的性质 酸酸度度是是指指水水中中能能与与强强碱碱发发生生中中和和作作用用的的全全部部物物质质，亦亦即即放放出出H+或或经经水水解解能能产产生生H+的的物物质质总总量量。包包括括强强酸酸、弱弱酸酸、强强酸酸弱弱碱盐等。碱盐等。某水体的某水体的pH=8.00,碱度为碱度为1.0010-3 mol/L,该水体中该水体中HCO3-、CO32-、OH-、H+等物质的浓度。等物质的浓度。解：解：pH=8.00时，时，CO32-的浓度很低，可认为碱度全部由的浓度很低，可认为碱度全部由HCO3-贡献，则贡献，则HCO3-=碱度碱度=1.0010-3 mol/L；根据根据pH值，值，H+=1.00 10-8 mol/L;OH-=1.00 10-6 mol/L总酸度总酸度=H+HCO3-+2H2CO3 OH-2.天然水的性质天然水的性质 2.天然水的性质天然水的性质对于开放体系，应考虑大气交换过程：对于开放体系，应考虑大气交换过程：2.天然水的性质天然水的性质 主要污染物的危害主要污染物的危害 无机污染物无机污染物-甲基汞甲基汞 无机污染物无机污染物-甲基汞甲基汞 无机污染物无机污染物-甲基汞甲基汞 无机污染物无机污染物-镉镉 持久性有机污染物持久性有机污染物-POPs1 1、POPs的定义的定义 持久性有机污染物（持久性有机污染物（Persistent organic Persistent organic pollutants,POPspollutants,POPs）是一系列在环境中长期残留和长）是一系列在环境中长期残留和长距离迁移，具有脂溶性和生物蓄积性，对人类和野生距离迁移，具有脂溶性和生物蓄积性，对人类和野生动植物有高毒的含碳化合物。动植物有高毒的含碳化合物。2、POPs五个特性五个特性 持久性持久性/长期残留性长期残留性(Persistent in the environment)生物蓄积性生物蓄积性(Bioaccumulates in fatty tissues)半挥发性半挥发性(Semi-volatility)高毒性高毒性(High-toxic)长距离迁移性长距离迁移性(Long-range transport)3 3、来源、来源 联合国环境规划署联合国环境规划署 (United Nations Environment(United Nations Environment ProgrammeProgramme,UNEP,UNEP）国际公约中首批控制的三）国际公约中首批控制的三类类1212种种POPsPOPs是艾氏剂、狄氏剂、异狄氏剂、是艾氏剂、狄氏剂、异狄氏剂、DDTDDT、氯丹、六氯、氯丹、六氯苯、灭蚁灵、毒杀芬、七氯、多氯联苯、二恶英和苯并苯、灭蚁灵、毒杀芬、七氯、多氯联苯、二恶英和苯并呋喃。呋喃。其中前其中前9 9种属于有机氯农药。种属于有机氯农药。多氯联苯是精细化工多氯联苯是精细化工产品，后产品，后2 2种是化学产品的衍生物杂质和含氯废物焚烧种是化学产品的衍生物杂质和含氯废物焚烧所产生的次生污染物。所产生的次生污染物。持久性有机污染物持久性有机污染物-POPs 19981998年年6 6月在丹麦奥尔胡斯召开的泛欧环境部长月在丹麦奥尔胡斯召开的泛欧环境部长会议上，美国、加拿大和欧洲会议上，美国、加拿大和欧洲3232个国家正式签署了关个国家正式签署了关于长距离越境空气污染物公约，提出了于长距离越境空气污染物公约，提出了1616种（类）加种（类）加以控制的以控制的POPsPOPs，除了，除了UNEPUNEP提出的提出的1212种物质之外，还有种物质之外，还有六溴联苯、林丹六溴联苯、林丹(99.5%(99.5%的六六六丙体制剂）、多环芳的六六六丙体制剂）、多环芳烃和五氯酚。烃和五氯酚。持久性有机污染物持久性有机污染物3 3、来源、来源 4 4、POPsPOPs在环境中的转归在环境中的转归 POPsPOPs 空气空气 土壤土壤 水体水体 生物富集生物富集(食物链食物链)呼吸呼吸 食物食物 饮水饮水人体危害人体危害 持久性有机污染物持久性有机污染物-POPs POPsPOPs在在水水体体中中的的半半衰衰期期大大多多在在几几十十天天至至2020年年，个个别别长长达达100100年年；在在土土壤壤中中半半衰衰期期大大多多在在1-121-12年年，个个别别长长达达600600年年；而而它它们们的的生生物物富富集集因因子子（BCFBCF）高高达达4000-700004000-70000之之间间。以以上上性性质质决决定定了了POPPOPS S对对人人体健康和生态环境具有极大的危害。体健康和生态环境具有极大的危害。持久性有机污染物持久性有机污染物-POPs 内分泌干扰 免疫毒性 生殖系统毒性 POPsPOPs 人体危害 神经系统毒性 内脏器官毒性 致癌、致畸、致突变 AirFoodWater5、POPs对人体的危害对人体的危害多氯联苯多氯联苯(polychlorinated biphenyl，简称，简称PCB)是许多联是许多联苯的含氯化合物的统称，在多氯联苯中，部份苯环上的氢原苯的含氯化合物的统称，在多氯联苯中，部份苯环上的氢原子被氯原子置换，一般式为子被氯原子置换，一般式为 C12HnCl(10-n)(0n9)。依氯。依氯原子的个数及位置不同，多氯联苯共有原子的个数及位置不同，多氯联苯共有209种异性体存在。种异性体存在。多氯联苯耐热性及电绝缘性能良好，化学性质稳定。不溶于多氯联苯耐热性及电绝缘性能良好，化学性质稳定。不溶于水，易溶于有机溶剂及脂肪。常用作加热或冷却时的热载体、水，易溶于有机溶剂及脂肪。常用作加热或冷却时的热载体、电容器及变压器内的绝缘材料、也常作为涂料及溶剂使用，电容器及变压器内的绝缘材料、也常作为涂料及溶剂使用，应用的范围很广。应用的范围很广。影响皮肤、神经、肝脏，破坏钙的代谢，导致骨骼、牙齿的影响皮肤、神经、肝脏，破坏钙的代谢，导致骨骼、牙齿的损害，并有慢性致癌和致遗传变异等的可能性。损害，并有慢性致癌和致遗传变异等的可能性。PDPs-多氯联苯多氯联苯 1、来源、来源 PDPs-多氯联苯多氯联苯 POPs-二恶英二恶英 二恶英二恶英-英文名字英文名字dioxin,二恶英是一个总称，它描二恶英是一个总称，它描述了一类数百种在环境中高度稳定的，非挥发性的，述了一类数百种在环境中高度稳定的，非挥发性的，亲脂的，很难生物降解的有机氯化合物。国际癌症研亲脂的，很难生物降解的有机氯化合物。国际癌症研究中心（究中心（IARC）1997年年2月月14日宣布，毒性最大的二日宣布，毒性最大的二恶英，恶英，2，3，7，8-TCDD,已被确认为是一种致癌物。已被确认为是一种致癌物。二二恶恶英英包包括括多多氯氯二二苯苯并并二二氧氧六六环环（PCDD）和和多多氯氯二二苯苯并并呋呋喃喃（PCDF）这这两两类类化化合合物物。PCDD和和PCDF分分别别由由75和和135个个同同族族体体构构成成，它它们们的的化化学学结结构构相相似似，常常简简写写PCDD/Fs。由由于于Cl原原子子取取代代数数目目不不同同而而使使它它们们各各有有8个个同同系系物物，每每个个同同系系物物随随分分子子中中Cl原子的不同取代位置和数目，能产生原子的不同取代位置和数目，能产生200多种异构体多种异构体。POPs-二恶英二恶英 PCDDPCDF 毒性毒性:动物实验表明，小鼠的动物实验表明，小鼠的LD50值（毒死值（毒死50%实验品实验品的量）为的量）为1g/kg，猴子为，猴子为70g/kg。0.1克的二恶英毒量就能致数十人死亡，致上千只禽克的二恶英毒量就能致数十人死亡，致上千只禽类于死地。类于死地。具有环境雌激素效应，可以扰乱激素水平的调节，具有环境雌激素效应，可以扰乱激素水平的调节，造成生殖机能失常，使男性雌性化。造成生殖机能失常，使男性雌性化。免疫系统受损，胸腺委缩，以及致畸、致突变等。免疫系统受损，胸腺委缩，以及致畸、致突变等。POPs-二恶英二恶英 有机污染物有机污染物-二恶英二恶英 有机污染物有机污染物-二恶英二恶英 人体微量摄入二恶英不会立即病变，但人体微量摄入二恶英不会立即病变，但摄入后却不易排出。如长期食用含二恶英的摄入后却不易排出。如长期食用含二恶英的食品，这种有毒成分会蓄积，最终可能致癌食品，这种有毒成分会蓄积，最终可能致癌或引起慢性病。二恶英的主要污染源包括城或引起慢性病。二恶英的主要污染源包括城市垃圾焚烧、含氯化学工业、食品包装材料市垃圾焚烧、含氯化学工业、食品包装材料等，等，90%90%以上的人体二恶英接触来源于食品。以上的人体二恶英接触来源于食品。POPs-二恶英二恶英 有机污染物有机污染物-二恶英二恶英 POPs-二恶英二恶英二恶英的控制措施二恶英的控制措施选用合适的炉膛和炉排选用合适的炉膛和炉排结构结构，使垃圾在焚烧炉得，使垃圾在焚烧炉得以充分燃烧。以充分燃烧。控制炉膛及二次燃烧室内，或在进入余热锅炉前控制炉膛及二次燃烧室内，或在进入余热锅炉前烟道内的的烟气温度不低于烟道内的的烟气温度不低于850，烟气在炉膛及二，烟气在炉膛及二次燃烧室内的停留时间不小于次燃烧室内的停留时间不小于2S，O2浓度不少于浓度不少于6%。选用新型袋式除尘器，控制除尘器入口处的烟气选用新型袋式除尘器，控制除尘器入口处的烟气温度低于温度低于200，并在进入袋式除尘器的烟道上设置，并在进入袋式除尘器的烟道上设置活性碳等反应剂的喷射装置，进一步吸附二恶英；活性碳等反应剂的喷射装置，进一步吸附二恶英；二恶英的控制措施：二恶英的控制措施：在生活垃圾焚烧厂中设置先进、完善和可靠的全套在生活垃圾焚烧厂中设置先进、完善和可靠的全套自动控制系统，使焚烧和净自动控制系统，使焚烧和净化工化工艺得以良好执行。艺得以良好执行。通过分类收集或预分拣控制生活垃圾中氯和重金属通过分类收集或预分拣控制生活垃圾中氯和重金属含量高的物质进入垃圾焚烧厂。含量高的物质进入垃圾焚烧厂。由于二恶英可以在飞灰上被吸附或生成，所以对飞由于二恶英可以在飞灰上被吸附或生成，所以对飞灰应用专门容器收集后作为有毒有害物质送安全填灰应用专门容器收集后作为有毒有害物质送安全填埋场进行无害化处置，有条件时脱氯处理，或熔融埋场进行无害化处置，有条件时脱氯处理，或熔融固化处理后再送安全填埋场处置，以有效地减少。固化处理后再送安全填埋场处置，以有效地减少。POPs-二恶英二恶英 1.天然水的基本特征天然水的基本特征 水质重要指标：水质重要指标：溶解氧溶解氧：是指溶解在水里氧的量，通常记作：是指溶解在水里氧的量，通常记作DO，用每升水，用每升水里氧气的毫克数表示。水中溶解氧的多少是衡量水体自净能力里氧气的毫克数表示。水中溶解氧的多少是衡量水体自净能力的一个指标。的一个指标。生化需要量生化需要量（Biochemical Oxygen Demand,BOD）是一个水）是一个水质的重要参数，它是指一个体积的微生物对水中有机物降解所质的重要参数，它是指一个体积的微生物对水中有机物降解所要耗氧的氧的含量。生物需氧量要耗氧的氧的含量。生物需氧量(BOD)是微生物分解这废物所是微生物分解这废物所消耗的氧气的量度标准。消耗的氧气的量度标准。化学需氧量化学需氧量（Chemical Oxygen Demand COD）：是指水）：是指水样在规定条件下用氧化剂处理时，其溶解性或悬浮性物质消耗样在规定条件下用氧化剂处理时，其溶解性或悬浮性物质消耗氧化剂的量。衡量水中有机物多少的指标。氧化剂的量。衡量水中有机物多少的指标。水中无机污染物的迁移与转化水中无机污染物的迁移与转化 无无机机污污染染物物，通通过过吸吸附附-解解吸吸、沉沉淀淀-溶溶解解、氧氧化化-还还原原、配配合合作作用用等等一一系系列列物物理理化化学学作作用用进进行行迁迁移移转转化化，参参与与和和干干扰扰各各种种环环境境化化学学过过程程和和物物质质循循环环过过程程，最最终终以以一一种种或或多多种种形形态态长长期期存存留留在在环环境境中中，造成永久性的潜在危害。造成永久性的潜在危害。一、一、颗粒物与水之间的迁移颗粒物与水之间的迁移1、水中颗粒物的类别、水中颗粒物的类别 矿物颗粒和粘土矿物：矿物颗粒和粘土矿物：矿物颗粒矿物颗粒石英石英(SiO2)、长石、长石(KAlSi3O8)、云母等、云母等 粘土矿物粘土矿物 铝或镁的硅酸盐铝或镁的硅酸盐 金属的水合氧化物：金属的水合氧化物：Al3+,Al(OH)2+,Al2(OH)24+,Al(OH)2+,Al(OH)3,Al(OH)4-Fe3+,Fe(OH)2+,Fe(OH)2+,Fe2(OH)24+,Fe(OH)3 水中无机污染物的迁移转化水中无机污染物的迁移转化 腐殖质腐殖质 腐殖质是一种带负电的高分子弱电解质。腐殖质是生物腐殖质是一种带负电的高分子弱电解质。腐殖质是生物体物质在土壤、水和沉积物中转化而成。分子量体物质在土壤、水和沉积物中转化而成。分子量300-30000。腐殖质分为如下三种：腐殖质分为如下三种：腐殖酸（腐殖酸（Humic acid)：可溶于稀碱但不溶于酸的部分；分：可溶于稀碱但不溶于酸的部分；分 子量有数千到数万。子量有数千到数万。富里酸富里酸(Fulvic acid)：可溶于酸又可溶于碱的部分；分子量：可溶于酸又可溶于碱的部分；分子量由数百到数千。由数百到数千。胡敏素胡敏素(腐黑物，腐黑物，Humin)：不能被酸和碱提取的部分不能被酸和碱提取的部分 一、颗粒物与水之间的迁移一、颗粒物与水之间的迁移 富里酸的结构富里酸的结构(Schnitzer,1978)一、颗粒物与水之间迁移一、颗粒物与水之间迁移腐殖质在结构上除含大量苯环外，还含有大量羧基、醇基和酚基。腐殖质在结构上除含大量苯环外，还含有大量羧基、醇基和酚基。pHpH与溶解度关系？与溶解度关系？一、一、颗粒物与水之间迁移颗粒物与水之间迁移 水体的悬浮沉积物水体的悬浮沉积物 其他：湖泊中的藻类、污水中的细菌、病毒、表其他：湖泊中的藻类、污水中的细菌、病毒、表面活性剂、油滴等。面活性剂、油滴等。2、水中颗粒物的吸附作用、水中颗粒物的吸附作用表面吸附（表面吸附（物理吸附物理吸附）：由于胶体具有巨大的比表面和表面能，由于胶体具有巨大的比表面和表面能，产生表面吸附。表面分子间的力为分子间吸引力，产生表面吸附。表面分子间的力为分子间吸引力，胶体表面积愈大，所产生的表面能也愈大，吸附作胶体表面积愈大，所产生的表面能也愈大，吸附作用也愈强。用也愈强。离子交换吸附（离子交换吸附（物理化学吸附物理化学吸附）：胶体颗粒大部分带负电荷，胶体颗粒大部分带负电荷，容易吸附各种阳离子；每吸附一部分阳离子，同时容易吸附各种阳离子；每吸附一部分阳离子，同时也放出等量的其他阳离子，因此叫离子交换吸附，也放出等量的其他阳离子，因此叫离子交换吸附，它属于物理化学吸附它属于物理化学吸附。专属吸附专属吸附：吸附过程中，除了有化学键，还有憎水键、范德华吸附过程中，除了有化学键，还有憎水键、范德华力、氢键等作用。力、氢键等作用。专属吸附作用不但可使表面电荷改变符号，而且可专属吸附作用不但可使表面电荷改变符号，而且可使离子化合物吸附在同号电荷表面上。使离子化合物吸附在同号电荷表面上。一、颗粒物与水之间的迁移一、颗粒物与水之间的迁移吸附指溶液中溶质在界面层浓度升高的现象。水体中颗粒吸附指溶液中溶质在界面层浓度升高的现象。水体中颗粒物对溶质的吸附是一个动态平衡过程。物对溶质的吸附是一个动态平衡过程。在一定的温度条件下，当吸附达到平衡时，颗粒物表面上在一定的温度条件下，当吸附达到平衡时，颗粒物表面上的吸附量的吸附量(G)与溶液中的溶质的平衡浓度之间的关系，可用吸附与溶液中的溶质的平衡浓度之间的关系，可用吸附等温线表示。等温线表示。Henry 型吸附等温线型吸附等温线 G=kC k-(分配分配)系数系数GCFreundlich型型 G=kC1/n logG=logk+1/nlogCCGF型型F型型lgGlgC 吸附等温线和吸附等温式吸附等温线和吸附等温式 G=G0C/(A+C)1/G=1/G0+(A/G0)(1/C)G0-单位表面上达到单位表面上达到饱和时间的最大吸附量；饱和时间的最大吸附量；A-常数常数G0G0/2ACL型型1/G1/CL型型Langmuir型吸附等温线型吸附等温线 等温线在一定程度上与实验所用溶质浓度区段有关。当溶质等温线在一定程度上与实验所用溶质浓度区段有关。当溶质浓度甚低时，可能在初始区段中呈现浓度甚低时，可能在初始区段中呈现H型，当浓度较高时，曲型，当浓度较高时，曲线可能表现为线可能表现为F型。型。影响胶体吸附的因素：影响胶体吸附的因素：a.溶液的溶液的pH 在一般情况下，颗粒物对重金属的吸附量随在一般情况下，颗粒物对重金属的吸附量随pH值升高而增大。值升高而增大。当溶液当溶液pH超过某元素的临界超过某元素的临界pH值时，则该元素在溶液中的水解、值时，则该元素在溶液中的水解、沉淀起主要作用。吸附量与（沉淀起主要作用。吸附量与（G）与）与pH、平衡浓度（、平衡浓度（c）之间的关）之间的关系系。A,B为常数。为常数。b.颗粒物的粒度和浓度：颗粒物的粒度和浓度：吸附量随颗粒物粒度的增大而减少，当溶质浓度范围确吸附量随颗粒物粒度的增大而减少，当溶质浓度范围确定时，吸附量随颗粒物浓度的增大而减少。此外，温度变定时，吸附量随颗粒物浓度的增大而减少。此外，温度变化，几种离子共存时的竞争作用均有影响化，几种离子共存时的竞争作用均有影响。3 沉积物中重金属的释放沉积物中重金属的释放盐浓度的升高；盐浓度的升高；氧化还原条件的变化；氧化还原条件的变化；pH降低；降低；水中配合剂量的增多水中配合剂量的增多胶体颗粒凝聚过程的基本原理和方式胶体颗粒凝聚过程的基本原理和方式DLVO理理论论，是是目目前前对对胶胶体体稳稳定定性性解解释释得得比比较较完完善善的的理理论论。该该理理论论以以溶溶胶胶粒粒子子间间的的相相互互吸吸引引力力和和相相互互排排斥斥力力为为基基础础，认认为为当当粒粒子子相相互互接接近近时时，这这两两种种相相反反的的作作用用力力决决定定了了溶溶胶胶的的稳稳定性定性。胶体颗粒的聚集亦可称为凝聚或絮凝。胶体颗粒的聚集亦可称为凝聚或絮凝。把由电介质促成的聚集称为凝聚，而由聚合物促成的聚集称把由电介质促成的聚集称为凝聚，而由聚合物促成的聚集称为絮凝。为絮凝。二、二、水中颗粒物的聚集水中颗粒物的聚集（1）DLVO理论认为：理论认为：a.溶胶粒子间的相互吸引力是范德华力（溶胶粒子间的相互吸引力是范德华力（VR)，主要，主要为色散力。胶粒中含有大量分子，所以胶粒间的引力为色散力。胶粒中含有大量分子，所以胶粒间的引力是各分子所贡献的总和，这种引力与距离的三次方成是各分子所贡献的总和，这种引力与距离的三次方成反比，是一种远程作用力。反比，是一种远程作用力。b.溶胶粒子间的排斥是由于带电胶粒所具有的相同电溶胶粒子间的排斥是由于带电胶粒所具有的相同电荷之间的斥力荷之间的斥力(VA)，其大小取决于粒子电荷数目和相，其大小取决于粒子电荷数目和相互距离。互距离。（1）DLVO理论理论C.胶体的稳定性取决于胶粒间吸引能和排斥能的总效应。当粒胶体的稳定性取决于胶粒间吸引能和排斥能的总效应。当粒子相互靠近时，如果粒子间的引力大于粒子间的排斥力，则溶子相互靠近时，如果粒子间的引力大于粒子间的排斥力，则溶胶发生聚沉，是不稳定的；反之，溶胶是稳定的。当粒子相互胶发生聚沉，是不稳定的；反之，溶胶是稳定的。当粒子相互聚集在一起时，必须克服一定的能垒。聚集在一起时，必须克服一定的能垒。总的综合作用位能是：总的综合作用位能是：（1）DLVO理论理论（1）DLVO理论理论VA则只随颗粒间的距离变化，与溶液中离子强度无关。则只随颗粒间的距离变化，与溶液中离子强度无关。不同溶液离子强度有不同不同溶液离子强度有不同VR曲线，曲线，VR随田粒间的距离按随田粒间的距离按指数律下降。指数律下降。不同溶液离子强度有不同的不同溶液离子强度有不同的VT曲线。在溶液离子强度较曲线。在溶液离子强度较小时，综合位能曲线上出现较大位能峰小时，综合位能曲线上出现较大位能峰(Vmax)，此时，排斥，此时，排斥作用占较大优势，颗粒借助于热运动能量不能超越此位能峰，作用占较大优势，颗粒借助于热运动能量不能超越此位能峰，彼此无法接近。彼此无法接近。当离子强度增大到一定程度时，当离子强度增大到一定程度时，Vmax：由于双电层被压缩：由于双电层被压缩而降低，则一部分颗粒有可能超越该位能蜂。当离子强度相而降低，则一部分颗粒有可能超越该位能蜂。当离子强度相当高时，当高时，Vmax可以完全消失。可以完全消失。颗粒超过位能峰，由于吸引力占优势，颗粒继续接近，其达颗粒超过位能峰，由于吸引力占优势，颗粒继续接近，其达到综合位能曲线上近距离的极小值到综合位能曲线上近距离的极小值(Vmin)时峰后，则两颗粒时峰后，则两颗粒就可以结合在一起。不过，此时颗粒间尚隔有水化膜。就可以结合在一起。不过，此时颗粒间尚隔有水化膜。（2）异体凝聚理论）异体凝聚理论 适适用用于于处处理理物物质质本本性性不不同同、粒粒径径不不等等、电电荷荷符符号号不不同同、电电位高低不等之类的分散体系。位高低不等之类的分散体系。异异体体凝凝聚聚理理论论的的主主要要论论点点为为：如如果果两两个个电电荷荷符符号号相相异异的的胶胶体微粒接近时，吸引力总是占优势；体微粒接近时，吸引力总是占优势；如如果果两两颗颗粒粒电电荷荷符符号号相相同同但但电电性性强强弱弱不不等等，则则位位能能曲曲线线上上的能峰高度总是决定于荷电较弱而电位较低的一方。的能峰高度总是决定于荷电较弱而电位较低的一方。因因此此，在在异异体体凝凝聚聚时时，只只要要其其中中有有一一种种胶胶体体的的稳稳定定性性甚甚低低而而电电位位达达到到临临界界状状态态，就就可可以以发发生生快快速速凝凝聚聚，而而不不论论另另一一种种胶体的电位高低如何。胶体的电位高低如何。三溶解和沉淀三溶解和沉淀 溶解和沉淀是污染物在水环境中的迁移的重要途径。一般金溶解和沉淀是污染物在水环境中的迁移的重要途径。一般金属化合物在水中迁移能力可以直观地用溶解度来衡量。溶解度属化合物在水中迁移能力可以直观地用溶解度来衡量。溶解度小者，迁移能力小。小者，迁移能力小。（1）氧化物和氢氧化物）氧化物和氢氧化物 溶解和沉淀溶解和沉淀可得出：可得出：a.同价金属离子的各线有相同的斜同价金属离子的各线有相同的斜率（斜率等于率（斜率等于-n）b.b.靠右边斜线代表的金属氢氧化物靠右边斜线代表的金属氢氧化物的溶解度大于靠左边的溶解度。的溶解度大于靠左边的溶解度。c.c.根据此图大致可查出各种金属离根据此图大致可查出各种金属离子在不同子在不同pHpH溶液中所能存在的最大溶液中所能存在的最大饱和浓度。饱和浓度。溶解和沉淀溶解和沉淀 考虑到羟基配合作用的情况，可以把金属氧化物或氢氧化物考虑到羟基配合作用的情况，可以把金属氧化物或氢氧化物的溶解度（的溶解度（MeT）表征如下：）表征如下：如如PdO PdO的溶解度与的溶解度与pH间关系间关系 溶解和沉淀溶解和沉淀金金属属硫硫化化物物是是比比氢氢氧氧化化物物溶溶度度积积更更小小的的一一类类难难溶溶沉沉淀淀物物对对金金属属离离子子在在天天然然水水中中的的沉沉积积起起着着重重要要作作用用，对对其其在在水水中中的的迁移贡献较小。迁移贡献较小。重重金金属属硫硫化化物物在在中中性性条条件件下下实实际际上上是是不不溶溶的的，在在盐盐酸酸中中FeFe、MnMn和和CdCd的的硫硫化化物物是是可可溶溶的的，而而NiNi和和CoCo的的硫硫化化物物是是难难溶溶的的。CuCu、HgHg、PbPb的硫化物只有在硝酸中才能溶解。的硫化物只有在硝酸中才能溶解。（见表（见表3-113-11）（2）硫化物）硫化物 表表3-11 重金属硫化物的容度积重金属硫化物的容度积 溶解和沉淀溶解和沉淀 水水体体中中重重金金属属离离子子与与相相应应的的阴阴离离子子、生生成成硫硫化化物物、碳碳酸酸盐盐等等难难溶溶化化合合物物，大大大大限限制制了了重重金金属属污污染染物物在在水水体体中中的的扩扩散散范范围围，使使重重金金属属主主要要富富集集于于排排污污口口附附近近的的底底泥泥中中，降降低低了了重重金金属属离离子子在在水水中中的的迁迁移移能能力力，在在某某种种程程度度上上可可以以对对水水质起净化作用。质起净化作用。例例如如，北北高高加加索索一一家家铅铅锌锌冶冶炼炼厂厂的的含含铅铅废废水水经经化化学学处处理理后后排排入入河河水水中中，排排污污口口附附近近水水中中铅铅的的含含量量为为0.40.5 mg/L，而在下流而在下流500 m处铅的含量只有处铅的含量只有34g/L。四、氧化四、氧化-还原还原 水中无机污染物的迁移转化水中无机污染物的迁移转化氧氧化化还还原原平平衡衡对对水水环环境境中中污污染染物物的的迁迁移移转转化化具具有有重重要要意意义义。水水体体中中氧氧化化还还原原类类型型、速速率率和和平平衡衡，决决定定了了水水中中重重要要溶溶质质物物类类的性质。的性质。如如厌厌氧氧性性湖湖泊泊，其其湖湖下下层层的的元元素素都都将将以以还还原原形形态态存存在在：碳碳还还原原成成CH4；氮氮形形成成NH4+；硫硫形形成成H2S。而而上上层层水水由由于于可可以以被被大大气气中中的的氧氧饱饱和和，成成为为相相对对氧氧化化性性介介质质，上上述述元元素素将将以以氧氧化化态态存存在在:碳形成碳形成CO2；氮形成；氮形成NO3-。需需要要注注意意的的是是下下面面所所介介绍绍的的体体系系都都假假定定它它们们处处于于热热力力学学平平衡衡。实实际际上上这这种种平平衡衡在在天天然然水水或或污污水水体体系系中中是是几几乎乎不不可可能能达达到到。实实际中反应慢，难达到平衡，只有局部平衡，各层之间差异大。际中反应慢，难达到平衡，只有局部平衡，各层之间差异大。氧化氧化-还原还原(1)电子活度的概念电子活度的概念酸碱反应：酸碱反应：pH=-lg(aH+)aH+_ 氢离子在水溶液中的活度，它衡量溶液接受或迁移氢离子在水溶液中的活度，它衡量溶液接受或迁移 质子的相对趋势；质子的相对趋势；还原剂和氧化剂可以定义为电子供体和电子接受体，还原剂和氧化剂可以定义为电子供体和电子接受体，可定义可定义pE为：为：pE=-lg(ae)a0 水溶液中电子活度水溶液中电子活度1.电子活度和氧化还原电位电子活度和氧化还原电位pE的的严严格格热热力力学学定定义义是是由由Stumm和和Morgan提提出出的的，基基于于下列反应：下列反应：2H+(aq)+2e H2(g)当当H+(aq)在在1单单位位活活度度与与1.013105Pa的的H2平平衡衡(同同样样活活度度为为1)的介质中的介质中,电子活度为电子活度为1.00,pE=0.0。pE越小，电子浓度越高，体系提供电子的倾向越强；越小，电子浓度越高，体系提供电子的倾向越强；pE越大越大,电子浓度越低，体系接受电子的倾向越强电子浓度越低，体系接受电子的倾向越强 氧化氧化-还原还原(2)氧化还原电位氧化还原电位E与与pE的关系的关系 氧化氧化-还原还原 氧化氧化-还原还原 氧化氧化-还原还原 氧化氧化-还原还原2天然水体的天然水体的pE-pH图图在在氧氧化化还还原原体体系系中中，往往往往有有H+或或OH-离离子子参参与与转转移移，因因此此，pE除除了了与与氧氧化化态态和和还还原原态态浓浓度度有有关关外外，还还受受到到体体系系pH的的影影响响，这这种种关关系系可可以以用用pE-pH图图来来表表示示。pE-pH 图可显示水中各形态的稳定范围及边界线。图可显示水中各形态的稳定范围及边界线。氧化氧化-还原还原(1)水的氧化还原限度水的氧化还原限度 氧化氧化-还原还原(2)Fe的的PE-pH图图 氧化氧化-还原还原 氧化氧化-还原还原3.天然水的天然水的pE和决定电位和决定电位 天然水中含有许多无机及有机氧化剂及还原剂。天然水中含有许多无机及有机氧化剂及还原剂。水水中中主主要要氧氧化化剂剂有有溶溶解解氧氧、Fe(III)、Mn(IV)、S(VI)等等，其被还原后依次被转变为其被还原后依次被转变为H2O、Fe(II)、Mn(II)、S(-2)等。等。水水中中主主要要还还原原物物质质是是各各种种有有机机化化合合物物，有有机机化化合合物物被被氧氧化后，生成各种复杂结构的物质。化后，生成各种复杂结构的物质。氧化氧化-还原还原由由于于天天然然水水是是一一个个复复杂杂的的氧氧化化还还原原混混合合体体系系,其其pE应应介介于于其其中中各各个个单单体体系系的的pE之之间间，而而且且接接近近于于含含量量较较高高的的单单系系pE值。值。若若某某个个单单体体系系的的含含量量比比其其他他体体系系高高得得多多,则则此此时时该该单单体体系的系的pE几乎等于混合复杂体系的几乎等于混合复杂体系的pE，称之为，称之为“决定电位决定电位”。一般天然水环境中，溶解氧是决定一般天然水环境中，溶解氧是决定pE的物质。的物质。氧化氧化-还原还原天然水中的铁主要以天然水中的铁主要以Fe(OH)3(S)或或Fe2+的形式存在。的形式存在。4.无机铁的氧化还原转化无机铁的氧化还原转化 氧化氧化-还原还原0-3-6-9-12-15-6 -3 0 3 6 9 12 15 18pp0lgC C Fe3+Fe2+图图6-4 Fe3+、Fe2+氧化还原平衡的氧化还原平衡的lg pE图图 （W.Stumm,J.J.Morgan,1981）氧化氧化-还原还原 氧化氧化-还原还原水中有机物进人水体后，微生物利用水中的溶解氧对有机水中有机物进人水体后，微生物利用水中的溶解氧对有机物进行有氧降解，其反应式为：物进行有氧降解，其反应式为：一般向天然水体中加入有机物后，将引起水体溶解氧发生变一般向天然水体中加入有机物后，将引起水体溶解氧发生变化，可得到一氧垂曲线把河流分成相应的几个区段。化，可得到一氧垂曲线把河流分成相应的几个区段。5.水中有机物的氧化水中有机物的氧化有氧分解产物为有氧分解产物为H2O、CO2、NO3-、SO42-等等缺氧分解产物为缺氧分解产物为NH3，H2S，CH4等等图图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 五、五、配合作用配合作用 配配合合物物由由中中心心离离子子和和配配位位体体组组成成。中中心心离离子子是是阳阳离离子子（重重金金属），阴离子作为配位体（无机配体和有机配体）。属），阴离子作为配位体（无机配体和有机配体）。中中心心离离子子和和配配位位体体之之间间的的配配合合作作用用和和反反应应速速率率等等概概念念与与机机制制，用用硬酸碱理论硬酸碱理论来解释。来解释。中心离子：中心离子：酸酸 配位体配位体：碱碱 天天然然水水体体中中重重要要的的无无机机配配位位体体有有OH-、Cl-、CO32-、F-、S2-等等。以以上上离离子子除除S2-外外，均均属属于于硬硬碱碱，它它们们易易硬硬酸酸结结合合（如如Fe3+，Mn3+等）。等）。有机配体：氨基酸，腐殖酸，有机配体：氨基酸，腐殖酸，EDTA等。等。水中无机污染物的迁移转化水中无机污染物的迁移转化 配合作用配合作用1.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成中心离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的大小。子和配位体，当离解达到平衡时离解程度的大小。单齿配体与多齿配体：单齿配体与多齿配体：单齿配体：配体仅有一个位置与中心离子形成键。单齿配体：配体仅有一个位置与中心离子形成键。多齿配体：多齿配体：所谓多齿配体不止一个配位原子的配体。所谓多齿配体不止一个配位原子的配体。例如，例如，Cd2+和一个配体和一个配体CN-形成形成CdCN+配合离子：配合离子：Cd2+CN-CdCN+CdCN+离子还可继续与离子还可继续与CN-结合逐渐形成稳定性变弱的配合结合逐渐形成稳定性变弱的配合物物Cd(CN)2，Cd(CN)3-和和Cd(CN)42-。配合作用配合作用多多齿齿配配体体：如如甘甘氨氨酸酸、乙乙二二胺胺是是二二齿齿配配体体，它它们们与与中中心心原原子子形形成环状配合物成为螯合物。成环状配合物成为螯合物。显显然然，螯螯合合物物比比单单齿齿配配体体所所形形成成的的配配合合物物稳稳定定性性要要大大得得多多。稳稳定常数是衡量配合物稳定性大小的尺度。定常数是衡量配合物稳定性大小的尺度。配配合合物物的的逐逐级级生生成成常常数数(或或逐逐级级稳稳定定常常数数)和和积积累累稳稳定定常常数数(积积累累生成常数生成常数)是表征配合物在溶液中稳定性的重要参数是表征配合物在溶液中稳定性的重要参数。这里将这里将K1,K2称为逐级生成常数称为逐级生成常数(或逐级稳定常数或逐级稳定常数)，配合作用配合作用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 配合作用配合作用 配合作用配合作用4 6 8 10 12 14-10 -8 -6 -4 -2 01.00.80.60.40.20.0比比例例lgOH-pH图图3-22 Cd2+-OH-配合离子在不同配合离子在不同pH值下的分布值下的分布（陈静生编，（陈静生编，1987）Cd(OH)3-Cd2+Cd(OH)42-CdOH+Cd(OH)2 配合作用配合作用 配合作用配合作用3、腐殖质的配合作用、腐殖质的配合作用腐殖质与金属离子生成配合物使它们最重要的环境性质之一，腐殖质与金属离子生成配合物使它们最重要的环境性质之一，金属离子能在腐殖质中的羧基及羟基间螯合成键或者在两个羧金属离子能在腐殖质中的羧基及羟基间螯合成键或者在两个羧基间螯合与一个羧基形成配合物。基间螯合与一个羧基形成配合物。配合作用配合作用许多研究表明：重金属在天然水体中主要以腐殖酸的配合物许多研究表明：重金属在天然水体中主要以腐殖酸的配合物形式存在。形式存在。腐殖酸与金属配合作用对重金属在环境中的迁移转化影响：腐殖酸与金属配合作用对重金属在环境中的迁移转化影响：1)腐殖酸可以很容易吸附在天然颗粒，于是改变了颗粒物的腐殖酸可以很容易吸附在天然颗粒，于是改变了颗粒物的表面性质。表面性质。2)腐殖酸对底泥中汞有显著的溶出影响，并对河水中溶解态腐殖酸对底泥中汞有显著的溶出影响，并对河水中溶解态汞的吸附和沉淀有抑制作用。配合作用还可抑制金属以碳汞的吸附和沉淀有抑制作用。配合作用还可抑制金属以碳酸盐、硫化物、氢氧化物形式的沉淀产生。酸盐、硫化物、氢氧化物形式的沉淀产生。3)腐殖酸对水体中重金属的配合作用还将影响重金属对水生腐殖酸对水体中重金属的配合作用还将影响重金属对水生生物的毒性。生物的毒性。硬酸碱理论硬酸碱理论 路易斯酸碱理论：路易斯酸碱理论：碱碱是是具具有有孤孤对对电电子子的的物物质质，这这对对电电子子可可以以用用来来使使别别的的原原子子形形成成稳稳定定的的电电子子层层结结构构。酸酸是是能能接接受受电电子子对对的的物物质质，它它利利用用碱碱所所具有的孤对电子使其本身的原子达到稳定的电子层结构。具有的孤对电子使其本身的原子达到稳定的电子层结构。硬酸碱理论：硬酸碱理论：硬硬酸酸：电电子子原原子子体体积积小小，正正电电荷荷高高，极极化化率率低低，电电负负性性高高，不易变形，即对外层电子吸引力很强的称为硬酸。不易变形，即对外层电子吸引力很强的称为硬酸。硬碱：硬碱：电子对给予体的路易斯碱中，给电子原子极化率低，电子对给予体的路易斯碱中，给电子原子极化率低，电负性高，难氧化，不易变形，即对外层电子吸引力强的称为电负性高，难氧化，不易变形，即对外层电子吸引力强的称为硬碱。硬碱。1963年美国的年美国的R.G.皮尔逊，提出了皮尔逊，提出了“硬亲硬，软亲软，硬软交硬亲硬，软亲软，硬软交界不分亲近界不分亲近”的规则，简称的规则，简称SHAB(Soft and Hard Acidsand Bases)原则。原则。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 水解作用水解作用光解作用光解作用生物降解生物降解 迁移迁移转化转化 考考虑因素因素:污染物特性污染物特性 环境条件环境条件 吸附作用吸附作用 生物富集生物富集 挥发作用挥发作用 2005 2005年年1111月月1313日，中石化公司爆炸事件导致松花日，中石化公司爆炸事件导致松花江水体中混入大量苯类有机物，造成重大污染。江水体中混入大量苯类有机物，造成重大污染。案例：松花江污染 主要污染物主要污染物:(硝基苯等硝基苯等)l 硝基苯分子式硝基苯分子式 C6H5NO2，l 微溶于水微溶于水1.19g/Ll 蒸汽压蒸汽压0.13kPa/20。吸附吸附、光解、水解、光解、水解挥发、生物富集、微生物降解挥发、生物富集、微生物降解松花江污染3.1吸附作用 Sorption Adsorption Partition 一一.分配作用分配作用(Partition)分配系数：非离子性有机化合物通过溶解作用分配分配系数：非离子性有机化合物通过溶解作用分配到颗粒的（有机质）当中，并经过一定时间达到分配到颗粒的（有机质）当中，并经过一定时间达到分配平衡，此时有机化合物在颗粒物和水中含量的比值称平衡，此时有机化合物在颗粒物和水中含量的比值称为分配系数。分配系数用为分配系数。分配系数用Kp表示表示:Kp=Cs/Cw Cs、Cw：分别为有机物在沉积物和水中的平衡浓度。：分别为有机物在沉积物和水中的平衡浓度。不同不同颗粒物粒物种种菲的分配作用菲的分配作用 标化分配系数标化分配系数(Koc)：即以有机碳为基础表示的分配系数。：即以有机碳为基础表示的分配系数。Koc=Kp/Xoc Xoc沉积物中有机碳质量分数沉积物中有机碳质量分数 这样对于每一种有机化合物可得到与沉积物表征无关的一个这样对于每一种有机化合物可得到与沉积物表征无关的一个Koc。若考虑颗粒物大小产生的影响，则分配系数表示为若考虑颗粒物大小产生的影响，则分配系数表示为：Kp=Koc 0.2（1-f)XocS+f Xocf f细颗粒物的质量分数细颗粒物的质量分数;XocS粗沉积物组分的有机碳含量粗沉积物组分的有机碳含量 Xocf细沉积物组分的有机碳含量细沉积物组分的有机碳含量理想状态理想状态 分配作用分配作用 由于颗粒物对憎水有机物的吸着是分配机制，而由于颗粒物对憎水有机物的吸着是分配机制，而Kp不容易测不容易测得或测量值不可靠，引入辛醇得或测量值不可靠，引入辛醇/水分配系数水分配系数Kow Koc=0.63 Kow Kow-:辛醇水分配系数，即化学物质在辛醇中浓度和在水中辛醇水分配系数，即化学物质在辛醇中浓度和在水中 浓度的比。浓度的比。Kow和溶解度关系：和溶解度关系：lgKow=5.00-0.670lg(Sw103/M)Sw 有机物在水中溶解度，有机物在水中溶解度，mg/L M有机物的分子量有机物的分子量 1、某某有有机机物物分分子子量量为为192，溶溶解解在在含含有有悬悬浮浮物物的的水水体体中中，若若悬悬浮浮物物中中85为为细细颗颗粒