资源描述
,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,第二节 水中无机污染物的迁移转化,1、颗粒物与水之间的迁移,2、水中颗粒物的聚集,3、溶解和沉淀,4、氧化-还原,5、配合作用,第二节 水中无机污染物的迁移转化1、颗粒物与水之间的迁移,1,1、颗粒物与水之间的迁移,1.1水中颗粒物的类别,1）矿物微粒和黏土矿物：石英（SiO,2,）、长石（KAlSi,3,O,8,）不易破碎；云母、粘土矿物易破碎,2）金属水合氧化物：无机高分子或溶胶,3）腐殖质：碱性溶液溶解；酸性溶液胶体沉淀物,4)水体悬浮沉积物,5)其他：藻类、细菌、病毒、表面活性剂、油滴具有胶体的性质,1、颗粒物与水之间的迁移1.1水中颗粒物的类别,2,1.2 水环境中颗粒物的吸附作用,吸附等温线和等温式,（a）H（Henry）型等温线：,（b）F（Freundlich）型等温线：,取对数：,1.2 水环境中颗粒物的吸附作用吸附等温线和等温式,3,1.2 水环境中颗粒物的吸附作用,吸附等温线和等温式,（c）L（Langmuir）型等温线：,对于重金属的吸附：,1.2 水环境中颗粒物的吸附作用吸附等温线和等温式,4,1.3沉积物中重金属的释放,诱发释放的因素:,1)盐浓度升高,2)氧化还原条件的变化,3)降低pH,4)增加水中配合剂的含量,1.3沉积物中重金属的释放 诱发释放的因素:,5,2、水中颗粒物的聚集,2.1 胶体颗粒物凝聚的基本原理,和方式,2.2 胶体颗粒絮凝动力学（略）,2、水中颗粒物的聚集2.1 胶体颗粒物凝聚的基本原理,6,2.1 胶体颗粒物凝聚的基本原和方式,天然水和水处理过程中所遇到的颗粒聚集方式：,1）压缩双电层凝聚,2）专属吸附凝聚：电中和,3）胶体相互凝聚：带异号电荷胶体,4）“边对面”絮凝：粘土颗粒的边与面带相反电荷,2.1 胶体颗粒物凝聚的基本原和方式 天然水和水处理过程中,7,2.1 胶体颗粒物凝聚的基本原和方式,5）第二级小值絮凝,6）聚合物粘结架桥絮凝,7）无机高分子的絮凝,8）絮团卷扫絮凝,9）颗粒层吸附絮凝,10）生物絮凝：藻类、细菌带有电荷,2.1 胶体颗粒物凝聚的基本原和方式 5）第二级小值絮凝,8,3、溶解和沉淀,3.1 氧化物和氢氧化物,3.2 硫化物,3.3 碳酸盐,3.4 水溶液中不同固相的稳定性(略）,3、溶解和沉淀3.1 氧化物和氢氧化物,9,3.1 氧化物和氢氧化物,Me（OH）,n,（s）=Me,n+,+nOH,K,sp,=Me,n+,OH,n,Me,n+,=K,sp,/OH,n,=K,sp,H,+,n,/K,w,n,所以：,p,c,=pK,sp,n,pK,w,+,n,pH,3.1 氧化物和氢氧化物 Me（OH）n（s）=Men,10,3.2 硫化物,H,2,S =H,+,+HS,HS,=H,+,+S,2,即：H,2,S =2H,+,+S,2,则：,K,1,2,=H,+,S,2,/H,2,S,=,K,1,K,2,=1.1610,-22,如溶液中存在二价金属离子Me,2+,，则有：,Me,2+,S,2-,=,K,sp,3.2 硫化物 H2S =H+,11,3.3 碳酸盐,CaCO,3,=Ca,2+,+CO,3,2,K,sp,=Ca,2+,CO,3,2,=10,8.32,Ca,2+,=,K,sp,/CO,3,2,=,K,sp,/（c,T,2,）,pH一定时，,2,是已知的，可以得到Ca,2+,随pH及c,T,变化的曲线,3.3 碳酸盐 CaCO3=Ca2+CO32,12,4、氧化-还原,4.1 电子活度和氧化还原电位,4.2 天然水体的pE-pH图,4.3 天然水的pE和决定电位,4.4 无机氮氧化物的氧化还原转化,4.5 无机铁的氧化还原转化,4.6 水中有机物的氧化,4、氧化-还原4.1 电子活度和氧化还原电位,13,4.1 电子活度和氧化还原电位,电子活度,：,pE=-lg（,a,e,）,p,E,=p,E,0,+1/,n,lg（反应物/生成物）,pE是平衡状态下（假想）的电子的活度，它衡量溶液接受和迁移电子的相对趋势。,pE越小，电子浓度越高，体系提供电子的能力就越强；,反之，pE越大，电子浓度越低，体系接受电子的能力就越强。,4.1 电子活度和氧化还原电位电子活度：,14,4.2 天然水体的pE-pH图,1）天然水的氧化还原限度,1/2O,2,+H,+,+e=1/2 H,2,O,pE=20.75 pH,当pE高于以上限度时，为O,2,的稳定区。,H,+,+e=1/2 H,2,pE=pH,当pE低于以上限度时，为H,2,的稳定区，介于两个限度之间为H,2,O的稳定区。,4.2 天然水体的pE-pH图 1）天然水的氧化还原限度,15,4.2 天然水体的pE-pH图,2）pE-pH图,4.2 天然水体的pE-pH图2）pE-pH图,16,4.3 天然水的pE和决定电位,1）一般天然水中：,溶解氧,是“决定电位”物质，当pO,2,=0.21105Pa，pH=7.00,pE=13.58,说明为氧化环境,。,2）有机物丰富的厌氧水中：,假定,p,CO,2,=,p,CH,4,，pH=7.00,pE=-4.13为还原环境,一般：,表层水呈氧化环境，深层水及低泥呈还原环境,4.3 天然水的pE和决定电位1）一般天然水中：溶解氧是“决,17,4.4 无机氮氧化物的氧化还原转化,水中氮主要以NH,4,+,或NO,3,形态存在，在某种情况下也可能有中间产物NO,2,。,4.4 无机氮氧化物的氧化还原转化水中氮主要以NH4+或NO,18,4.5 无机铁的氧化还原转化,Fe,3+,+e Fe,2+,pE,0,=13.05,当pEpE,0,时，,Fe,3+,Fe,3+,当pEpE,0,时，,Fe,3+,Fe,3+,4.5 无机铁的氧化还原转化 Fe3+e,19,4.6 水中有机物的氧化,有机物的生物有氧降解：,氧下垂曲线,，,把河流分成几个区段：,清洁区：氧及时得到补充,分解区：有机物被生物分解，水体溶解氧下降,腐败区：溶解氧消耗殆尽,恢复区：有机物降解接近完成,清洁区：水体环境改善，有回到原来的状态,4.6 水中有机物的氧化 有机物的生物有氧降解：,20,5、配合作用,5.1 配合物在溶液中的稳定性,5.2 羟基对重金属离子的配合作用,5.3 氯离子对重金属的配合作用,5.4 腐殖质的配合作用,5.5 有机配体对重金属迁移的影响,5、配合作用5.1 配合物在溶液中的稳定性,21,5.4 腐殖质的配合作用,天然水中对水质影响最大的有机物是,腐殖质,。它有生物体物质在土壤、水和沉积物中转化而来。可分为：,腐殖酸,（Humic acid）：可溶于稀碱液，但不溶于酸的部分,富里酸,(Fulvic acid)：可溶于碱液，又可溶于酸的部分,腐黑物,（Humin）：不能被酸和碱提取的部分,研究表明,：重金属在天然水中主要以腐殖酸的配合物存在。,5.4 腐殖质的配合作用天然水中对水质影响最大的有机物是腐殖,22,5.5 有机配体对重金属迁移的影响,1）影响颗粒物对重金属的吸附,2）影响重金属化合物的溶解度,5.5 有机配体对重金属迁移的影响1）影响颗粒物对重金属的吸,23,
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