第三篇水环境化学综述

,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,第二篇,水环境化学,世界上可供人类利用的淡水资源仅占地球水资源的0.64%。,研究重点,1 有毒难降解有机污染物的水环境行为和归趋模式方面研究,2 金属存在形态与生物有效性和生物地球化学循环研究,3 饮用水资源的保护和地下水污染问题,1,第二篇,水环境化学,教学要求,1.掌握天然水组成和性质。,2.了解溶解和沉淀、氧化复原、配合作用及固-液界面相互 作用等根本,化学原理在水环境化学中的应用。,3.掌握有毒难降解有机污染物的环境行为和归趋模式的根本原理。,2,第一章 天然水性质和组成,地球外表-70.8%海洋覆盖，占地球总水量的97.3%，淡水占2.7%，可供人类使用的淡水资源约为850万km3，仅占地球总水量的0.64%。,中国水资源-约27210亿m3，居世界第六位。,人均水量却仅占世界人均水量的1/4,目前用水量-仅次于美国,对44个城市水质调查-,地下水93.2%被污染，地表水100%污染,3,天然水系类别,4,天然水组成,-形成过程,天然水-化学组成-风化过程、土壤生成,地壳中原生岩石火成岩-经过风化、迁移和沉积作用-沉积岩-地壳变迁-火成岩岩石循环,水-悬浮态和可溶态物质输送者-物质化学转化-反响物,HCO3-大气、CO2溶入、植物腐败降解 ,SO42-40%大气进展循环、60%来自硫化物的风化以及,和硫酸盐矿物溶解,Cl、Ca2+、Mg2+、Na+、K+,5,天然水组成,天然水中常见的八大离子,K+、Na+、Ca2+、Mg2+、HCO3-、NO3-、Cl-和SO42-占天然水中离子总量的9599%。,金属离子,-酸-碱、沉淀、配合及氧化-复原等反响-稳定状态,水中溶解性气体,-大气气体分子与同种气体在溶液分子间的平衡服从亨利定律,水生生物,-自养生物、异养生物,6,天然水组成,溶解氧DO,水体与大气交换或经化学、生物化学反响溶于水中的氧。,-水体污染程度重要指标,地面水要求溶解氧含量不能低于4毫克/升,生物或生化需氧量BOD5,一定体积水体有机物降解所耗用氧的量。,化学需氧量COD COD Mn与 COD Cr,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氧化剂的量。,7,天然水性质,碳酸平衡,在水体中存在着,CO,2,、H,2,CO,3,、HCO,3,、CO,3,2,等四种化合态，常把,CO,2,、H,2,CO,3,合并为,H,2,CO,3,，H,2,CO,3,含量极低，主要是溶解性气体,CO,2,。,8,天然水性质,-天然水碱度,碱度,水中与强酸发生中和作用的物质，即能承受质子H+的物质总量。,组成水中碱度的物质,1强碱在溶液中全部电离生成OH-离子；,2弱碱在水中发生反响生成OH-离子；,3强碱弱酸盐碳酸盐、硅酸盐、磷酸盐、硫化物和腐殖酸盐等，水,解生成OH-或者直接承受质子H+。,9,天然水性质,-天然水,酸度,酸度,水中能与强碱发生中和作用的全部物质,放出H+或经过水解能产生H+的物质的总量),组成水中酸度的物质,1强酸；,2弱酸如CO2、H2CO3、H2S、蛋白质以及各种有机酸类；,3强酸弱碱盐。,天然水体的缓冲能力,天然水体的pH值一般在69之间。,水中碳酸化合物控制水的pH值-具有缓冲作用。,10,天然水性质,-水的硬度,水中所含钙、镁离子总量称为水的总硬度。,水的硬度分级,总硬度 水质,0 4度 很软水,4 8度 软水,8 16度 中等硬水,16 30度 硬水,30度以上 很硬水,常用“度作为硬度单位。例如l0mg/L的CaO称为1德国度，l0mg/L的CaCO3称为法国度。,11,天然水性质,-天然水体颗粒物和沉积物,天然水体颗粒物质来源,1陆生岩石碎屑,石英(SiO2)、刚玉(Al2O3)或赤铁矿(Fe2O3)等颗粒物。,2粘土矿物-土壤-铝硅酸盐-风化作用生成,3碳酸盐、硅石-生物体残骸中“硬性局部,4颗粒状有机物-生物体残骸中“软性局部,5天然和人造化学物质,总残渣-过滤性残渣又称总溶解性固体物TDS和非过滤性残渣又称悬浮物或悬浮固体物SS)。,总残渣-挥发性残渣和固定残渣,12,天然水体,-,海洋,海水离子强度 I0.7。,温度和盐度-海水各种性质的决定性因数。,海水pH值在表层为8.18.3，深层 pH=7.8,主要成分,Cl、Na+、Mg2+、SO42、Ca2+、K+和HCO3+CO32,含氯量-水样中氯化物、溴化物和碘化物总和,后两者被折算为氯化物。,盐度和含氯量之间的经历关系式为：,盐度=0.03+1.805氯,多数海水的盐度在33-37。,13,14,天然水体,-,海洋污染,1河水工农业废水、投弃海洋工业废物,2河水生活污水河口、海湾地区-赤潮,3海岸核电站、热电站排水中的放射性污染物和热污染,4运输船只、海难事件中油轮倾翻原油,5塑料制件破碎鱼网、船上丢弃人海的废塑料制品,6旅游海滨地区污染,15,天然水体,河流,大气降水及来自地下的水向低洼处聚集-重力作用沿泄水的长条形凹槽流动，且终年有水者称为河流。,常年性流水和槽床即河床-形成河流根本条件,河流水体的根本综合性质有受纳水量、水位、流速、流量、含固量、矿化度(即以g/kg表示的离子总浓度)等。,与地下水相比，河流是敞开流动水体。,河流污染物,-金属、有机物,16,天然水体,湖泊,由地面上大小形状不同的洼地积水而成湖泊。,形成湖泊条件,周围高、中间低湖盆-蓄积,湖水：钙、镁、钠、钾、硅、氮、磷、锰、铁等元素，其中氮、磷等元素引起的富营养化问题是湖泊的主要污染问题。,富营养化是湖泊等水体的衰老表现，极端富营养化会使湖泊演化为沼泽或干地。,17,天然水体,地下水,大气降水,存在于地表之下饱和层的水体-地下水即由水的重力抑制向上的毛细管力从而会聚于此的水分,水质特点,1悬浮颗粒物含量少，水体清沏透明,2盐分高、硬度大、有机物多,3水体呈复原态，铁、锰等元素以低价形态存在,4水温不受气温影响,5岩石阻隔流动速度小，水层的水质大差异大,18,天然水体,地下水,地下水污染物,耗氧污染物,病原体，如细菌、病毒、原生动物等,植物营养物质,合成化学品,放射性物质,19,天然水水质,水质指标,水质、水量和水能-水资源可利用价值的重要指标,水质-水样中除水分子外所含杂质的种类和数量或浓度,天然水水质指标-物理、化学、生物、放射性四类,水质标准,国家环境保护局1988年,-地面水环境质量标准GB3838一88有关海水水质标准另列于GB3097一82。,20,天然水水质,类源头水、国家自然保护区,类生活饮用水水源地、珍贵鱼类保护区、鱼虾产卵场等；,类生活饮用水水源地二级保护区、一般鱼类保护区及游泳区；,类般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区,类农业用水区及一般景观要求水域,21,