5天然水体中的氧化还原平衡PPT课件
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②一个天然水体系统其电子活度可在20多个数量级范围内变化，使 用pE参数可简化数字计算。这与用pH来表示水体的酸碱性是一样的。
2021
21
pE是平衡状态下（假想）的电子活度，它衡量溶液接受或迁移电子 的相对趋势，也即反映了电对得失电子的倾向，即：
pE值越大，电子活度越低，氧化形物质相对浓度较大，体系有较强 氧化性，容易从外界获取电子。
2021
16
以上反应包含两个步骤，第一步是光分解反应，第二步是氧化 还原反应。迄今所作有关光化学氧化作用的研究工作大多集中在水系 中有机物（特别是卤代化合物）受光照分解并进而与自由基作用后被 氧化的机理和动力学方面内容。对于含高价态元素的无机物或诸如 Fe（Ⅲ）-腐植质之类络合物在水系中被光化学还原的工作也尚在研 究之中。
此外，在欠氧条件下发生的生物反硫化作用可在淤泥、沼泽、排水池中 进行。由此引起硫酸盐转化为H2S气体的反应，从而产生Cu、Pb、Zn、 Ag等金属的硫化物沉淀，以至减弱了这些金属在所在环境介质中的迁移 能力。
2021
15
光化学氧化还原反应
• 光化学氧化还原反应的最简单表示式如下（以AY表示反 应物分子）
2021
25
表2-12 环境水体中常见的重要氧化还原反应的值（在25℃）
反应
pE o pE o (w)
(1) 1 O 4
2 ( g ) H
(W ) e
1 2
H 2O
(2) 1 5
NO
3
6 5
H
(W
)
e
1 10
N 2(g )
3 5
H
2O
(3) 1 MnO 2
2 ( s )
1 HCO 2
2021
8
水体中氧化还原反应的类型
水体中氧化还原反应约可分为： ①化学氧化还原反应； ②生物氧化还原反应； ③光化学氧化还原反应。
2021
9
化学氧化还原反应
这类反应的最简单表示式如下：
氧化剂＋还原剂→产物
(Ox) (Red) 天然水体中常见的氧化剂有：O2、NO3-、NO2-、Fe3+、SO42-、S、 CO2、HCO3-（氧化能力依次递减），此外还有浓度甚低的H2O2、O3 及自由基HO·、HO2·等，它们大多是水中光化学反应的产物。 天然水体中常见的还原剂有：有机物、H2S、S、FeS、NH3、 NO2-（还原能力依次递减）
2021
19
从电化学的含义来看，水体电位pE是电子活度的负对数，即：
pE=-lg[e-]
下面来看一下电子活度的热力学定义：
2H+(aq)+2e
H2(g)
当单位活度的H+(aq)同一个大气压的H2(g)处于平衡时，介质中的电子活度规定 为1, 此时的水体电位pE0=0。
如果电子活度增加10倍（正如[H+](aq)活度为0.100与活度为 1.00atm H2平衡时的情况），那么电子活度将为10，并且pE=-1.0。
反应在好氧条件下发生，且使毒性较大的亚砷酸盐转为低毒的砷 酸盐产物。相反的还原反应过程可在厌氧条件下发生。
2021
14
Fe（Ⅱ）在细菌作用下被催化氧化为Fe（Ⅲ）的反应如下，反应中释出
能量可被细菌用于新陈代谢之需。
4FeCO3（s）＋O2（g）＋6H2O → 4Fe（OH）3（s）＋4CO2（g）
尽管多数氧化还原体系都偏离平衡状态，但对水体中各氧化还原体系平衡
的研究仍是我们研究这类过程的出发点，有助于我们更好理解水体中各种化学
物质分布和迁移的进程。这种平衡体系的设想，对于用一般方法去认识污染物
在水体中发生化学变化的趋向会有很大帮助，通过平衡计算，可以提供体系必
然发展趋向的边界条件。
2021
5
[氧化形 ] ——表示参与反应的所有氧化形态物质浓度的乘积与还原形态物质浓
[还原形 ]
度的乘积之比，而且浓度的方次等于20它21们在电极反应方程中的系数。
18
将自然对数换算为常用对数，能斯特方程也可写成：
E=Eθ+
2.303 RT [氧化形 ]
nF lg [还原形 ]
=Eθ+ 0 .0591
n
lg
2021
4
Байду номын сангаас
从热力学角度看，体系的氧化还原平衡有两方面的含义： 其一，表示体系中电子给予体和受体间处于相对平衡状态，电子势位发生
无限小变化时，随即发生可逆性的电子迁移；
其二，包含在系统中的所有氧化还原电对的电极电位都相等。
应该指出，发生在天然水体中的氧化还原反应是存在着动力学阻碍的，其 反应速度比酸碱反应慢得多，只是在有适当催化剂（包括生物催化剂）存在下， 才能促使反应加快。
[ Ox ]
lg [Re d ]
F
F
2.303 RT E= 2.303 RT
1
Eθ+ n
lg
[ Ox [Re
] d]
与Nernst方程比较
则pE= F
2.303 RT
E=
E 0 .0591
=16.92E
pEθ=
F 2.303 RT
Eθ=
E 0 .0591
=16.92Eθ
2021
24
E0与反应平衡常数K及反应自由焓变△G0之间存在如下关系：
马双忱
2021
1
地球各圈层都是富氧的，地球表面众多物质，如矿石、 木材、有机物、金属及水体中各种溶解物都有通过风化、燃 烧、酶促反应等过程而被氧化的倾向。同时还有一个极为重 要的与之相反的物质还原过程，这就是光合作用。由于这两 方面作用过程，组成了自然界的基本氧化还原循环。
本节中列举的许多例证也都表明，在天然水体中也无时 不刻地发生着氧化还原反应（Redox reaction）。 Redox 对水环境中污染物的迁移转化具有重要意义。
2021
6
• 水体中氧化还原反应普遍存在，对污染物的迁移、转化和降解起着非 常重要的作用。具体表现为：
• （1）有机污染物进入水体后即可被生物作用而发生降解，同时引起 水体中溶解氧的降低，从而威胁水生生物体的生存，这种生物降解过 程实际就是一种有机物氧化过程。
进入水体的有机氮化合物在有氧条件下进行生物氧化，逐步降解、
令pE=-lg[e], pEθ=
1 n
lgK （ pEθ与平衡常数的关系）
则pEθ= pE-
1 [ Ox ]
n lg [Re d ]
即pE = pEθ+
1 n
[ Ox ]
lg[Re d ]
上式即是能斯特方程的电子活度表达式。或称为用pE表达的能斯特方程。
2021
23
E=Eθ+
2.303 RT nF
（3）氧化还原平衡还关系到水层上下断面中某些化学物质的化
学形态的差异。例如在湖的表面，碳、氮、硫、铁等常在富氧条件下
分别呈HCO3- （或CO2) 、NO3-、SO42-、Fe（OH）3（悬浮颗粒）等 形态；在湖底的水中它们又往往在缺氧条件下呈CH4、NH4+、SO32（或H2S)、Fe2+等形态。这种情况对水生生物的栖息、生存有很大意 义。
2021
10
生物氧化还原反应
就化学本质来说，光合作用、化能合成作用和呼吸作用都是生物 氧化还原反应过程。
化能自养细菌使无机物质氧化而获得能量，再利用所得能量将二 氧化碳还原而得到能用于组建本身细胞组织的有机物。异养细菌则靠 摄取水体中有机物并通过氧化有机物即呼吸作用而达到同样目的。由 于水体中有机污染物在呼吸作用过程中被降解，所以这种过程对水质 能产生很大的影响。
2021
11
细菌的呼吸过程由细菌细胞内部的各种氧化还原酶和一系列辅酶加 以催化完成，被细菌所摄取的有机物质经降解的后期产物是生成各种有 机酸。在有氧条件下进一步直达到无机化，其最终产物是CO2、H2O及 NO3-、SO42-等。在缺氧条件下则进行反硝化、反硫化、甲烷发酵、酸性 发酵等各种过程，其最终产物除CO2和H2O外，还有NH3、H2S、CH4、 有机酸、醇等。
2021
17
能斯特（Nernst)方程及其电子活度表达式
作为半反应平衡状态表征参数的电极电位E，可用能斯特方程表示：
氧化形+ne
还原形
• 式中，E——平衡电极电位； E0——电极体系的标准电位； R——气体常数（8.314J/K·mol）； T——热力学温度； n——电极反应中参加反应的电子数； F——法拉第常数（96487库仑）；
[ 氧化形 [ 还原形
] ]
（25 ℃条件下）
E是指定浓度下的电极电位；Eθ是标准电极电位。E ，氧化 形的氧化能力越强；E ，还原形的还原能力越强；
在酸碱反应中，酸和碱是用质子给予体和质子接受体来解释， 为此引入pH. 在氧化还原反应中，还原剂和氧化剂可以定义为电子给予体 和电子接受体,为此引入PƐ.
转化为无机的NH4+、NO2-、NO3-等形态，经过实际测定的这几种形 态的含量都可以作为水质指标，它们分别代表有机氮转化为无机物的
各个不同阶段—氨化阶段和亚硝化阶段、硝化阶段。
2021
7
（2）对于有多种氧化态的变价金属，它们在水体中发生氧化还 原反应关系到这些金属化合物的溶解和沉积。例如铬和钒，在高度氧 化条件下，高价铬酸盐和钒酸盐易溶于水；但在还原性水体中，却倾 向于生成难溶的低价金属盐。对于铁和锰的不同价态化合物，正好有 与铬和钒相反的情况。
pE值越小，电子活度越高，还原形物质相对浓度较大，体系有较强 还原性，给出电子的倾向较强；
2021
22
pE表达的能斯特方程推导：
Ox + ne
Red
平衡常数K = [Re d ]
[Ox ][ e ]n
[Re d ]
lgK=lg [Ox ]
-nlg[e]
则
1 n
1
[Re d ]
lgK= n lg [Ox ] -lg[e]
2021
2
氧化还原反应和平衡 水体中氧化还原反应的类型 复合的氧化还原体系 天然水中pE的极限 天然水体的pE值 氧化还原平衡图示法 天然水中氧化还原反应的判断
2021
3
氧化还原反应和平衡
从本质意义说，氧化还原反应涉及均一相中电子迁移 过程。其反应物中变价元素的价态发生了变化。经此变化 后，物质的环境化学行为有异于原反应物，常表现为溶解 度、络合物形成能力、酸碱反应性等方面的差异。由此打 破体系原有化学平衡，并进一步引起通常发生在变价产物 与水（或H+、OH-）之间的反应，从而形成更新的产物。
△G0=- n E0F和 △G0=-RTlnK
根据此二式，已知E0、△G0和K三者之一，就可计得其余二者的数值。 • 在标准态（25℃，且电对各组分的活度皆等于1）下，各电对氧化还
原能力的相对强弱可用E0或pE0值的大小表征。 • 表2-12列举了环境水体中常见的氧化还原反应。表中H+活度为
1.0×10-7mol/L,HCO3-活度为1.0×10-3mol/L,这样更接近实际。
在水体溶解氧充分的条件下，总是优先进行以O2为电子受体的有氧 呼吸，这时无机的或有机的电子给予体被氧化。只是在O2不足的情况下， 才依次利用较弱的电子受体，它们是NO3-、Fe（Ⅲ）、Mn（Ⅳ）、 SO42-、CO2等。
2021
12
在天然水体环境条件下，通过微生物（细菌、真菌）催化作用，引起各种无 机化合物的生物氧化还原反应也是经常大量发生。许多含变价元素（Hg、 As、Fe、Mn、Sb、Te、N、S等）的化合物由此发生价态、毒性、环境迁 移能力等方面相应变化。例如河水中酵母菌有将HgCl2转为元素汞的能力。 在此起作用的是辅酶Ⅰ（或辅酶Ⅱ）的还原形：
2021
20
用pE代替E并以此表示水体中氧化还原系统的平衡状态有其优越之处：
①引用电子活度概念可使氧化还原平衡具有更明确的电化学含义； 虽然在典型的化学体系不存在自由电子(自由电子存在的时间为微秒以下)， 但pE值提供了一个测定溶液的氧化性或还原性的方法，或用来定量表示 某元素的氧化态或还原态稳不稳定的问题。这表明，虽然自由电子实际 上是不存在的，但从理论上考虑，引入电子活度还是有意义的。
Hg2++NADH＋H+
Hg0＋2H+＋NAD+ (辅酶Ⅱ）的氧化形)
生成元素态汞以其高挥发性逸出系统，并使反应平衡向右移动。在沉积物或 土壤溶液中，上述反应的逆向过程也是可能发生的。
2021
13
在水中微生物参与下，可能发生As（Ⅲ）和As（Ⅴ）两种价态 间的转换反应。例如发生在土壤溶液中的反应为：
氧化还原反应关系到氧化剂和还原剂两方。在发生电子迁移的过程中， 总是还原剂失去电子，氧化剂获取电子。要完成这个反应过程，两方 缺一不可。例如下列反应中
NH4+＋2O2→NO3-＋H2O＋2H+ • NH4+中的N（价态为-3）因失去电子而被氧化转为NO3--N（价态为
+5），O2因获得电子而被还原至（-2）价态，并进一步与H+结合成 水分子。由于水溶液中不存在自由电子，所以在反应表达式中没有出 现电子。
3 (10 3 )
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pE是平衡状态下（假想）的电子活度，它衡量溶液接受或迁移电子 的相对趋势，也即反映了电对得失电子的倾向，即：
pE值越大，电子活度越低，氧化形物质相对浓度较大，体系有较强 氧化性，容易从外界获取电子。
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以上反应包含两个步骤，第一步是光分解反应，第二步是氧化 还原反应。迄今所作有关光化学氧化作用的研究工作大多集中在水系 中有机物（特别是卤代化合物）受光照分解并进而与自由基作用后被 氧化的机理和动力学方面内容。对于含高价态元素的无机物或诸如 Fe（Ⅲ）-腐植质之类络合物在水系中被光化学还原的工作也尚在研 究之中。
此外，在欠氧条件下发生的生物反硫化作用可在淤泥、沼泽、排水池中 进行。由此引起硫酸盐转化为H2S气体的反应，从而产生Cu、Pb、Zn、 Ag等金属的硫化物沉淀，以至减弱了这些金属在所在环境介质中的迁移 能力。
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光化学氧化还原反应
• 光化学氧化还原反应的最简单表示式如下（以AY表示反 应物分子）
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表2-12 环境水体中常见的重要氧化还原反应的值（在25℃）
反应
pE o pE o (w)
(1) 1 O 4
2 ( g ) H
(W ) e
1 2
H 2O
(2) 1 5
NO
3
6 5
H
(W
)
e
1 10
N 2(g )
3 5
H
2O
(3) 1 MnO 2
2 ( s )
1 HCO 2
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水体中氧化还原反应的类型
水体中氧化还原反应约可分为： ①化学氧化还原反应； ②生物氧化还原反应； ③光化学氧化还原反应。
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化学氧化还原反应
这类反应的最简单表示式如下：
氧化剂＋还原剂→产物
(Ox) (Red) 天然水体中常见的氧化剂有：O2、NO3-、NO2-、Fe3+、SO42-、S、 CO2、HCO3-（氧化能力依次递减），此外还有浓度甚低的H2O2、O3 及自由基HO·、HO2·等，它们大多是水中光化学反应的产物。 天然水体中常见的还原剂有：有机物、H2S、S、FeS、NH3、 NO2-（还原能力依次递减）
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从电化学的含义来看，水体电位pE是电子活度的负对数，即：
pE=-lg[e-]
下面来看一下电子活度的热力学定义：
2H+(aq)+2e
H2(g)
当单位活度的H+(aq)同一个大气压的H2(g)处于平衡时，介质中的电子活度规定 为1, 此时的水体电位pE0=0。
如果电子活度增加10倍（正如[H+](aq)活度为0.100与活度为 1.00atm H2平衡时的情况），那么电子活度将为10，并且pE=-1.0。
反应在好氧条件下发生，且使毒性较大的亚砷酸盐转为低毒的砷 酸盐产物。相反的还原反应过程可在厌氧条件下发生。
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Fe（Ⅱ）在细菌作用下被催化氧化为Fe（Ⅲ）的反应如下，反应中释出
能量可被细菌用于新陈代谢之需。
4FeCO3（s）＋O2（g）＋6H2O → 4Fe（OH）3（s）＋4CO2（g）
尽管多数氧化还原体系都偏离平衡状态，但对水体中各氧化还原体系平衡
的研究仍是我们研究这类过程的出发点，有助于我们更好理解水体中各种化学
物质分布和迁移的进程。这种平衡体系的设想，对于用一般方法去认识污染物
在水体中发生化学变化的趋向会有很大帮助，通过平衡计算，可以提供体系必
然发展趋向的边界条件。
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[氧化形 ] ——表示参与反应的所有氧化形态物质浓度的乘积与还原形态物质浓
[还原形 ]
度的乘积之比，而且浓度的方次等于20它21们在电极反应方程中的系数。
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将自然对数换算为常用对数，能斯特方程也可写成：
E=Eθ+
2.303 RT [氧化形 ]
nF lg [还原形 ]
=Eθ+ 0 .0591
n
lg
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Байду номын сангаас
从热力学角度看，体系的氧化还原平衡有两方面的含义： 其一，表示体系中电子给予体和受体间处于相对平衡状态，电子势位发生
无限小变化时，随即发生可逆性的电子迁移；
其二，包含在系统中的所有氧化还原电对的电极电位都相等。
应该指出，发生在天然水体中的氧化还原反应是存在着动力学阻碍的，其 反应速度比酸碱反应慢得多，只是在有适当催化剂（包括生物催化剂）存在下， 才能促使反应加快。
[ Ox ]
lg [Re d ]
F
F
2.303 RT E= 2.303 RT
1
Eθ+ n
lg
[ Ox [Re
] d]
与Nernst方程比较
则pE= F
2.303 RT
E=
E 0 .0591
=16.92E
pEθ=
F 2.303 RT
Eθ=
E 0 .0591
=16.92Eθ
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E0与反应平衡常数K及反应自由焓变△G0之间存在如下关系：
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地球各圈层都是富氧的，地球表面众多物质，如矿石、 木材、有机物、金属及水体中各种溶解物都有通过风化、燃 烧、酶促反应等过程而被氧化的倾向。同时还有一个极为重 要的与之相反的物质还原过程，这就是光合作用。由于这两 方面作用过程，组成了自然界的基本氧化还原循环。
本节中列举的许多例证也都表明，在天然水体中也无时 不刻地发生着氧化还原反应（Redox reaction）。 Redox 对水环境中污染物的迁移转化具有重要意义。
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• 水体中氧化还原反应普遍存在，对污染物的迁移、转化和降解起着非 常重要的作用。具体表现为：
• （1）有机污染物进入水体后即可被生物作用而发生降解，同时引起 水体中溶解氧的降低，从而威胁水生生物体的生存，这种生物降解过 程实际就是一种有机物氧化过程。
进入水体的有机氮化合物在有氧条件下进行生物氧化，逐步降解、
令pE=-lg[e], pEθ=
1 n
lgK （ pEθ与平衡常数的关系）
则pEθ= pE-
1 [ Ox ]
n lg [Re d ]
即pE = pEθ+
1 n
[ Ox ]
lg[Re d ]
上式即是能斯特方程的电子活度表达式。或称为用pE表达的能斯特方程。
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E=Eθ+
2.303 RT nF
（3）氧化还原平衡还关系到水层上下断面中某些化学物质的化
学形态的差异。例如在湖的表面，碳、氮、硫、铁等常在富氧条件下
分别呈HCO3- （或CO2) 、NO3-、SO42-、Fe（OH）3（悬浮颗粒）等 形态；在湖底的水中它们又往往在缺氧条件下呈CH4、NH4+、SO32（或H2S)、Fe2+等形态。这种情况对水生生物的栖息、生存有很大意 义。
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生物氧化还原反应
就化学本质来说，光合作用、化能合成作用和呼吸作用都是生物 氧化还原反应过程。
化能自养细菌使无机物质氧化而获得能量，再利用所得能量将二 氧化碳还原而得到能用于组建本身细胞组织的有机物。异养细菌则靠 摄取水体中有机物并通过氧化有机物即呼吸作用而达到同样目的。由 于水体中有机污染物在呼吸作用过程中被降解，所以这种过程对水质 能产生很大的影响。
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细菌的呼吸过程由细菌细胞内部的各种氧化还原酶和一系列辅酶加 以催化完成，被细菌所摄取的有机物质经降解的后期产物是生成各种有 机酸。在有氧条件下进一步直达到无机化，其最终产物是CO2、H2O及 NO3-、SO42-等。在缺氧条件下则进行反硝化、反硫化、甲烷发酵、酸性 发酵等各种过程，其最终产物除CO2和H2O外，还有NH3、H2S、CH4、 有机酸、醇等。
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能斯特（Nernst)方程及其电子活度表达式
作为半反应平衡状态表征参数的电极电位E，可用能斯特方程表示：
氧化形+ne
还原形
• 式中，E——平衡电极电位； E0——电极体系的标准电位； R——气体常数（8.314J/K·mol）； T——热力学温度； n——电极反应中参加反应的电子数； F——法拉第常数（96487库仑）；
[ 氧化形 [ 还原形
] ]
（25 ℃条件下）
E是指定浓度下的电极电位；Eθ是标准电极电位。E ，氧化 形的氧化能力越强；E ，还原形的还原能力越强；
在酸碱反应中，酸和碱是用质子给予体和质子接受体来解释， 为此引入pH. 在氧化还原反应中，还原剂和氧化剂可以定义为电子给予体 和电子接受体,为此引入PƐ.
转化为无机的NH4+、NO2-、NO3-等形态，经过实际测定的这几种形 态的含量都可以作为水质指标，它们分别代表有机氮转化为无机物的
各个不同阶段—氨化阶段和亚硝化阶段、硝化阶段。
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（2）对于有多种氧化态的变价金属，它们在水体中发生氧化还 原反应关系到这些金属化合物的溶解和沉积。例如铬和钒，在高度氧 化条件下，高价铬酸盐和钒酸盐易溶于水；但在还原性水体中，却倾 向于生成难溶的低价金属盐。对于铁和锰的不同价态化合物，正好有 与铬和钒相反的情况。
pE值越小，电子活度越高，还原形物质相对浓度较大，体系有较强 还原性，给出电子的倾向较强；
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pE表达的能斯特方程推导：
Ox + ne
Red
平衡常数K = [Re d ]
[Ox ][ e ]n
[Re d ]
lgK=lg [Ox ]
-nlg[e]
则
1 n
1
[Re d ]
lgK= n lg [Ox ] -lg[e]
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氧化还原反应和平衡 水体中氧化还原反应的类型 复合的氧化还原体系 天然水中pE的极限 天然水体的pE值 氧化还原平衡图示法 天然水中氧化还原反应的判断
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氧化还原反应和平衡
从本质意义说，氧化还原反应涉及均一相中电子迁移 过程。其反应物中变价元素的价态发生了变化。经此变化 后，物质的环境化学行为有异于原反应物，常表现为溶解 度、络合物形成能力、酸碱反应性等方面的差异。由此打 破体系原有化学平衡，并进一步引起通常发生在变价产物 与水（或H+、OH-）之间的反应，从而形成更新的产物。
△G0=- n E0F和 △G0=-RTlnK
根据此二式，已知E0、△G0和K三者之一，就可计得其余二者的数值。 • 在标准态（25℃，且电对各组分的活度皆等于1）下，各电对氧化还
原能力的相对强弱可用E0或pE0值的大小表征。 • 表2-12列举了环境水体中常见的氧化还原反应。表中H+活度为
1.0×10-7mol/L,HCO3-活度为1.0×10-3mol/L,这样更接近实际。
在水体溶解氧充分的条件下，总是优先进行以O2为电子受体的有氧 呼吸，这时无机的或有机的电子给予体被氧化。只是在O2不足的情况下， 才依次利用较弱的电子受体，它们是NO3-、Fe（Ⅲ）、Mn（Ⅳ）、 SO42-、CO2等。
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在天然水体环境条件下，通过微生物（细菌、真菌）催化作用，引起各种无 机化合物的生物氧化还原反应也是经常大量发生。许多含变价元素（Hg、 As、Fe、Mn、Sb、Te、N、S等）的化合物由此发生价态、毒性、环境迁 移能力等方面相应变化。例如河水中酵母菌有将HgCl2转为元素汞的能力。 在此起作用的是辅酶Ⅰ（或辅酶Ⅱ）的还原形：
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用pE代替E并以此表示水体中氧化还原系统的平衡状态有其优越之处：
①引用电子活度概念可使氧化还原平衡具有更明确的电化学含义； 虽然在典型的化学体系不存在自由电子(自由电子存在的时间为微秒以下)， 但pE值提供了一个测定溶液的氧化性或还原性的方法，或用来定量表示 某元素的氧化态或还原态稳不稳定的问题。这表明，虽然自由电子实际 上是不存在的，但从理论上考虑，引入电子活度还是有意义的。
Hg2++NADH＋H+
Hg0＋2H+＋NAD+ (辅酶Ⅱ）的氧化形)
生成元素态汞以其高挥发性逸出系统，并使反应平衡向右移动。在沉积物或 土壤溶液中，上述反应的逆向过程也是可能发生的。
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在水中微生物参与下，可能发生As（Ⅲ）和As（Ⅴ）两种价态 间的转换反应。例如发生在土壤溶液中的反应为：
氧化还原反应关系到氧化剂和还原剂两方。在发生电子迁移的过程中， 总是还原剂失去电子，氧化剂获取电子。要完成这个反应过程，两方 缺一不可。例如下列反应中
NH4+＋2O2→NO3-＋H2O＋2H+ • NH4+中的N（价态为-3）因失去电子而被氧化转为NO3--N（价态为
+5），O2因获得电子而被还原至（-2）价态，并进一步与H+结合成 水分子。由于水溶液中不存在自由电子，所以在反应表达式中没有出 现电子。
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