复习(水环境化学)1
水环境化学复习重点
水环境化学复习重点绪论水体（水质系）：水以及水中悬浮物、溶解性物质、水生生物、底泥在内的一个完整的综合体系。
水质：指水及其中所存在的各类物质（包括物理、化学物质及生物）所共同表现出来的综合特性（物理、化学和生物学）。
水环境化学：主要研究水中的化学物质，包括各种污染物在水体中的环境行为及化学过程关系等的科学我国水资源现状：•循环利用率比发达国家低50%•人均水资源≈美国同比的1/4•我国大中等城市2/3缺水•100多座城巿废水排放超标82%•75%的湖泊富营养化•我国东部、南部地区水资源相对比较丰富，而西部、北部地区水资源比较缺乏•缺水：水量、分布不均、水质型（污染）水环境与水产养殖的关系：水产养殖讲授天然水中存在的物质的种类、形态、迁移转化的规律。
掌握这些规律，可以指导我们进行养殖水质的调控，帮助我们进行有关水域生态学的研究。
一个地区水产养殖业的发展，不能超越水域环境的自净能力，过度的发展，养殖废水无任何处理地向自然水体、包括海域排放，将加速水域富营养化，恶化水质，引起疾病传播。
水产养殖的稳产高产离不开养殖水环境的调控。
水质的好坏直接影响到水产平的质量与产量。
如：①盲目施用氮肥造成氨中毒，使全池种鱼死亡。
②杀灭浮游动物引起气泡病，造成夏花鱼苗大量死亡。
③水质变坏后盲目大量投放鱼种造成损失。
第一章天然水中主要离子：4种阳离子（Ca2+，Mg2+，Na+，K+）和4种阴离子（HCO3^2-，CO3^2-，SO4^2-,Cl-）☆含盐量：指天然水中含有可溶性无机盐为主的物质总量，以∑S表示，是判定天然水性质的依据。
(是天然水的一项重要水质指标，反映天然水含盐量的参数通常有离子总量（ST）、矿化度（TDS）、盐度（S%0）和氯度（Cl%0）。
)☆盐度：当海水中的碘和溴被相当量的氯所取代、碳酸盐全部变为氧化物、有机物完全氧化时，海水中所含全部固体物的质量与海水质量之比，以10^-3或%0为单位，用符号S%0表示。
水环境化学1
α0 ， α1 ， α2为分布系数，与pH 有关。
因此封闭碳酸体系各主要形态与pH有关,而CT与pH无关
④开放碳酸体系特点及各主要形态计算 特点： * CT ≠常数 * [H CO *]总保持与大气相平衡的固定数值 2 3 即：[CO 2 （aq)] = KH p CO 2
CT = [H2CO 3 *] /α0 =[CO 2 （aq)] /α0 = KH p CO 2 /α0 [HCO 3 － ] = α1KH p CO 2 /α0 = K1 KH p CO 2 / [H+ ]
(3)水生生物
自养 异养
几个问题 天然水中主要离子总量可以粗略地作为TDS
A.名词—总含盐量（TDS）(≡总溶解固体量)
TDS=[Ca 2 + +Mg 2 + + Na+ +K+ ]+ [HCO3 － + SO4 2 － +Cl － ]
总含盐量 （总溶解固体量）为1000~10000 mg/L
的天然水称为咸水(淡水的总含盐量< 1000mg/L)
[CO32-] = K2[HCO3-] / [H+]
（2）
= 4.69×10-11×1.00×10-3 /1.00×10-8
= 4.69 ×10-6mol.L-1
例2
若 水 体 pH 升 高 到 10.00, 碱 度 仍 保 持
1.00×10-3 mol•L-1 ，再计算该水体中各碱度 成分的浓度。 碱度 = [ HCO3-] + 2[CO32-] + [ OH-]( mol.L-1) [OH-] = 1.00×10-4 mol.L-1
查表3-1（教材P102），氧气在25℃水中的亨利常数 KO2=1.28×10-8moL/(L· Pa) 则根据亨利定律，氧气在水中的溶解度为： [O2(aq)]=KO2· 2=1.28×10-8×0.2029×1.013×105 PO =２.63×10-4moL/L 由于氧的分子量为32，所以其溶解度为8.4mg/L或8.4PPm. 结论：25℃时 [O2(aq)]=８.4mg/L 问：若已知25℃湖水中溶解氧浓度为0.32 mg/L，大气中氧的分压 为多少？
环境化学水环境化学第一节
氧气溶解度随着温度的升高而降低:
Lg(C2/C1) = △H / (2.303R) ( 1/T1 - 1/T2 )
当温度从0 ℃升到35 ℃时，氧在水中的溶解度将从 14.74mg/L降低到7.03mg/L。
自学 CO2 的溶解度
pCO2 =(1.0130-0.03167)×105×3.14×10-4 = 30.8 (Pa) [CO2(aq)] = KH ·pCO2 = 3.34×10-7×30.8 = 1.028×10-5 mol·-1 L CO2在水中离解，则： [H+] = [HCO3-] [H+]2/[CO2] = K1 = 4.45×10-7 [H+] =(1.028×10-5× 4.45×10-7)1/2 = 2.14×10-6 mol·-1 L [HCO3-] =[H+] =(1.028×10-5×4.45×10-7)1/2= 2.14×10-6mol·-1 L pH = 5.67 故CO2在水中的溶解度应为[CO2] ＋ [HCO3-] = 1.24×10-5mol·-1 L
一种气体在液体中的溶解度正比于液 体所接触的该种气体的分压。
氧在水中的溶解度与水的温度、氧在水中的分压及水中含盐 量有关。在1.0130×105Pa、25℃饱和水中溶解度为8.32mg/L。
水在25℃时的蒸气压为0.03167×105Pa。而空气中 氧的含量为20.95%， 氧的分压为： pO2=(1.10310 –0.03167)×105×0.2095=0.2065×105 代入亨利定律即可求出氧在水中的摩尔浓度为： [O2(aq)]=KH · O2 p =1.26×10-8×0.02065×105=2.6×10-4 氧的分子量为32，因此其溶解度为8.32mg/L
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水环境化学研究水体化学物质的来源、存在形态、迁移转化、生态效应及污染水体的治理方法等。
1000g海水中含有盐类物质35g，含盐量为3.5%配置3.5gY盐→96.5g水海中的鱼为什么不会死亡？海洋中的植物为什么能生存？鱼鳃中有一种泌氯细胞(氯化物分泌细胞)，具有把盐分排出体外的功能。
海洋中植物在汲水的时候，植物细胞也有排出盐分的功能。
所以我们吃的鱼、贝、虾、蟹和海带、紫菜等海洋生物时并不感到咸味。
植物通过细胞渗透压控制离子的进入，可以排出盐分；动物通过主动运输、泌氯细胞吧盐分排出体外。
把海水转化为淡水有哪些方法？蒸馏法(成本高、消耗大量能源、效率较低)、膜分离法世界上最大的湖欧亚大陆的里海(咸水)里海是世界上最大的湖泊,死海是世界陆地表面最低点,贝加尔湖是世界上最深的湖泊,巴尔喀什湖一半是淡水,一半是咸水中国：(咸水/内陆)青海湖(淡水)鄱阳湖陌生的岛上如何获取淡水？地下水、大气水、生物水证明大气中有水？从冰箱中拿出的饮料罐外壁有水珠地球上淡水总储量最多的水体是冰川海洋水、陆地水、大气水的划分依据是水的空间分布目前，人类能利用的淡水主要是江河水、淡水湖泊和浅层地下水1993年确定了世界节水日3月22日地球上的水存在的主要形式是固体水的分子结构：不是直线型水分子特点：1.极性很大，表面张力大、相似相溶；2.分子间有很强的氢键，熔沸点高，水结冰体积变大，保证了地球生物的存活水的基本性质：1.物理性质：沸点(373K)和冰点(273K，随压强的增大而降低)、蒸发热、密度(277K4℃最大，)、表面张力、比热1Cal·K-1·kg-1)、介电常数和偶极矩(水在常温下能够溶解离子型化合物的少数溶剂之一)2.化学性质：水的化学稳定性、水合作用、水的电离、水解水的某些异常性质及其意义性质特点意义状态一般为液态提供生命介质、流动性热容非常大良好的传热介质，调节环境和有机体的温度熔解热非常大使水处于稳定的液态，调节水温蒸发热非常大对水蒸气的大气物理性质有意义，调节水温密度4℃极大水体冰冻始于表面，控制水体中温度分布，保护水生生物，水的反膨胀性质具有重要影响和意义，对水生动植物的生存和繁衍极其关键表面张力非常大生理学控制因素，控制液滴等表面现象介电常数非常大高度溶解离子性物质并使其电离水合非常广泛对污染物是良好溶剂和载体，改变溶质生物化学性质离解非常少提供中性介质透明度大透过可见光和长波紫外线，在水体深处可发生光合作用广义上的水指处于自然界中的所有的水，具有水的所有特征和性能。
第3章水环境化学1
可从CO2的酸离解常数K1计算出：
[H+]= [HCO3-]
[H+]2/[CO2] =k1=4.45×10-7
[H+]=2.14×10-6 mol/L
pH＝5.67
故CO2在水中的溶解度应为[CO2]十[HCO3-]=1.24×l0-5 mol/L。
第二十一页，共68页。
★⑷水生生物：
水生生物体可分为自养生物和异养生物。
pG=（p标-p水蒸汽）×V%
式中：KH：各种气体在一定温度下的亨利定律常数；pG：各 种气体的分压。
但是：亨利定律不能说明气体在溶液中进一步的化学反应 ，如：
H2CO3 = H+ + HCO3-
HCO3- = H+ + CO32-
第十六页，共68页。
表表3-34-125℃25时℃一时些一气些体气在体水在中水的中亨的利亨定利律定常律数常数
氧的分子量为32，因此其溶解度为8.32mg／L。
气体的溶解度随温度升高而降低，这种影响可由C1ausius-C1apeyron方
程式显示出：
lgc2 H (1- 1) c1 2.303T R1 T2
温度从0℃升高到35℃时，氧在水中的溶解度从14.74mg/L降低到
7.03mg/L。
第二十页，共68页。
3.地球上水的分布
地球上的水分布在海洋、湖泊、沼泽、河流、冰川、雪地、 以及大气、生物体、土壤和地层。水的总量约为13.86亿km3，其
中海水占96.5%，淡水为0.35亿km3，占总水量的2.35%。 比较容易开发利用的，与人类生活和生产关系密切的淡水
储量为400多万km3，仅占淡水的11％，总水量的0.3％。
阳离子
第三章-水环境化学(第一次课)
ii 表示方法
总含盐量(Total Dissolved Solids－TDS)，也称总矿化度： 水中所含各种溶解性矿物盐类的总量称为水的总含盐量。
总含盐量＝Σ阳离子+Σ阴离子
iii 测定
重量法
总含盐量＝溶解固形物
cT
[H
2 CO
* 3
](1
K1 [H
]
K1K 2 [H ]2
)
0
[H2CO*3
]
1
cT
(1
K1 [H ]
K1K 2 [H ]2
) 1
说明pH决定它们的 含量多少
1
[HCO
3
]
cT
[H ] (
K1
1
K2 [H
) ]
1
2
[CO32 ] cT
([H ]2 K1K 2
[H ] 1)1 K2
lg c2 H • ( 1 1 ) 15.59103 ( 1 1 ) c1 2.303R T1 T2 2.3038.314 298.15 273.15
c2 8.289 1.778 14.74mg / L
0 ℃时的含量14.74mg/L 20 ℃时为9.227mg/L
2．在一个标准大气压下，25℃时CO2在水中的溶解度。已知 CO2在干空气中的含量为0.0314%（体积）。
氧气的分压为
0.9813105 20.95% 0.2056105 Pa
[G(O2) ] KH PG 1.26108 0.2056105 2.590104 mol / L
[G(O2) ] 2.590104 32 8.289mg / L
水环境化学(1)-10-20
第一节 天然水的基本特征及污染物的存在形态
一、天然水体的基本特征 (Basic Character of Natural Waters) 1、天然水的组成(Constitution of Natural Waters)
可溶性物质 悬浮物 悬浮物质 颗粒物 水生生物
(1) 天然水的主要离子组成： K+, Na+, Ca2+, Mg2+, HCO3-, NO3-, Cl-, SO42- 为天然水中常
[CO2(aq)] = KH Pco2 = 3.34×10-7×30.8
= 1.028×10-5 mol.L-1
CO2在水中离解，则： [H+] = [HCO3-]
[H ] K1 = 4.45×10-7 [CO2 ]
[H+] =（ 1.028×10-5× 4.45×10-7）1/2 = 2.14×10-6 mol.L-1 pH = 5.67
2
CO2在水中的溶解度：
[CO2] + [ HCO3-]
= 1.028×10-5+ 2.14×10-6
= 1.24×10-5 mol.L-1
= 0.55 mg.L-1
（4）水生生物
水生生物直接影响水中许多物 质的存在，具有代谢、摄取、转化、 存储和释放等的作用。
如藻类的生成和分解
106CO2+16NO3+HPO42-+122H2O+18H++ (痕量元素)
而 对于 开 放 体 系来 说 ，[HCO3-] 、[CO32-] 和CT 均 随pH改变 而 变 化 ，但
[H2CO3*]总保持与大气相平衡的固定数值。
因此，在天然条件下开放体系是实际存在的，而封闭体系是计算短时 间溶液组成的一种方法，即把其看作是开放体系平衡过程中的一个微小阶段， 在实用上认为是相对稳定而加以计算。
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第一章、天然水的理化性质1、离子总量：天然水中各离子总量之和,常用S T表示,单位为mg/L或mmol/L。
4种阳离子（钙离子、镁离子、钠离子、钾离子）4种阴离子（碳酸氢根、碳酸根、硫酸根、氯）2、矿化度：以一定量过滤水样在105-110℃烘干称重的方法测定其可溶性总固体物质的量 ,包括水中溶解的非挥发性有机物3、氯度：沉淀0.3285234Kg海水中全部卤素离子所需纯标准银的克数 ,在数值上即为海水的氯度 ,用符号Cl表示 ,单位为1×10-34、盐度：当海水中的溴和碘被相当量的氯所取代、碳酸盐全部变为氧化物、有机物完全氧化时,海水中所含全部固体物的质量与海水质量之比3、天然水的依数性：稀溶液蒸气压下降、沸点上升、冰点下降值都与溶液中溶质的质量摩尔浓度成正比,而与溶质的本性无关。
4、透明度：光线进入水中的程度,适宜透明度为20~40cm5、真光层：光照充足,光合作用速率大于呼吸作用速率的水层6、营养生成层;植物光合作用合成的有机物多于呼吸作用消耗的有机物,有机物的净合成大于零的水层。
光照不足,光合作用速率小于呼吸作用速率的水层为营养分解层。
7、补偿深度：有机物的分解速率等于合成速率的水层深度,大约为透明度的2~2.5倍8、离子活度：离子的有效浓度。
9、水体流转混合的两个因素：风力引起的涡动混合,密度差引起的对流混合10、温跃层：水温在垂直方向出现急剧变化的水层。
北方鱼类在室外越冬时,要注意防风处理,避免池水对流使池底水温变化,影响鱼类生长,室外海水越冬池底保温关键：添加低盐度的海水或者淡水。
常量>50mmol/L 50umol/L<微量<50mmol/L 恒量<50umol/L通过水面进入水中的太阳辐射,一部分被水中的溶存物质吸收,一部分被散射,一部分继续向深处穿透。
几种淡水鱼耐盐能力：草鱼>团头鲂>鲢鱼盐度与温度的线性关系,在（24.9 -1.35）处达到最大的密度11、水体的温度分布规律一、湖泊（水库）四季典型温度分布（1）冬季的逆分层期水温随着深度的增加而缓慢升高,到底层水温可以达到或小于密度最大时的温度（2）春季全同温期水温在密度最大的温度以下时,温度的升高会使密度增大,表面温度较高的水就会下沉,下面较低的水就会上升,形成密度流。
环境化学：第三章 水环境化学 1
第一节 天然水的基本特征及污染物的存在形态
②
CO2的溶解度
已知： 干空气中CO2的含量为0.0314%（体积），水
在25℃时蒸气压为0.03167×105 Pa， CO2的亨利定律
常数是3.34×10-7mol/(L·Pa) (25℃), CO2溶于水后发生
的化学反应是：
CO2+H2O = H++HCO3-
CO32-
60
α 40
20
0
2
4
6
8
10
pH
图3-1 碳酸化合态分布图
12
第一节 天然水的基本特征及污染物的存在形态
对于开放体系，应考虑大气交换过程：
[CO 2 (aq)] K H pCO 2
CT [CO 2 (aq)] / 0
1
0
K H pCO 2
1
K1
[HCO ] CT 1
人均水资源量相当于世界人均量的1/4。已经被联合
国列为13个贫水国家之一。
第一节 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
1.天然水的组成
天然水体——包括水、水中的溶解物、悬浮物
以及底泥和水生生物。
天然水的组成按形态分为：可溶性物质和悬浮物质。
悬浮物质包括：
悬浮物、颗粒物、水生生物等。
一般情况下，天然水中存在的气体有O2、CO2、
H2S、N2和CH4等。
表3-2 海水中主要溶解气体的含量范围
气体
含量范围
/mg·L-1
O2
0~8.5
N2
CO2
H2S
Ar
8.4~14.5
水环境化学复习-第一二章
绪论：水质系：水及其中溶存的物质构成的体系构成水质系1、 天然水质系的构成：⑴天然水的主要成分极其复杂性：①物质种类繁多且含量悬殊。
②溶解物质分散程度复杂。
③存在各种生物。
⑵天然水的化学成分的形成：①大气淋溶②从岩石土壤中的淋溶③生物作用④次级反应与交换吸收作用⑤工业废水、生活污水和农业退水2、水环境化学：是研究天然水体化学物质的来源、存在形态、迁移转化、生态效应及污染水体治理的一门科学。
3、水环境化学课程内容：：①水环境化学成分的动态规律②水质控制方法③水质化验技术第一章:天然水的主要理化性质1、哪些可以反应天然水含盐量的参数？特点是？ 常有离子总量、矿化度、盐度、氯度① 离子总量：指天然水的各种离子的含量之和。
常用mg/L 或mmol/L 或g/kg 、mmol/kg 单位表示②矿化度：矿化度是水中所含无机矿物成份的总量。
本书指用过氧化氢氧化后蒸发,在105～110℃干燥剩余的残渣,然后称重,即用蒸干称重法得到的无机矿物成分的总量.在蒸发过程中往往有损失，所以矿化度〈水中的离子总量.③ 氯度:海水样品的氯度相当于沉淀海水样品中全部卤族元素所需纯标准银的质量与改海水样品质量之比的0.3285234倍，用10-3作单位,Cl 符号表示。
④ 海水的盐度：当海水中的溴和碘被相当量的氯所取代、碳酸盐全部转化成氧化物、有机物完全氧化时，海水中所含固体质量与海水的质量之比，以10-3作单位，用S ‰（千分号）表示.S ‰=0.030+1。
80655Cl ‰（盐度和氯度的关系)离子总量〉矿化度>盐度 其他如海水的折光率，海水的密度等这些都与海水含盐量密切相关。
离子总量、矿化度概念较多用来反映内陆水的含盐量；盐度、氯度则是反映海水含盐量的参数。
2、天然水的化学分类方法 ⑴按照矿化度的分类方法淡水 矿化度<1g/L （1g/L 是基于人的味觉，当大于1g/L 时,人感觉咸味） 微咸水 1-25g/L （ 25g/L 是微咸水和海水的分界线） 具海水盐度的水 25-50g/L 盐水 〉50g/L⑵按主要离子成分的分类——阿列金分类法（要知道用符号表分类） ① 含阴离子最多的分为三类：P23 搞清类，组,型A 将HCO 3-和1/2CO 32- 才，统称为碳酸盐类,用符号C 表示 ： b 1/2SO 42-为一类，为硫酸盐类，用符号S 表示； c Cl -为一类，称氯化物类,用符号Cl 表示天然水 质系天然溶存物质 人工源污染物 水悬浮物胶态物溶解物质{}{}3310103285234.0--=Ag W Cl②含阳离子最多分为三组:Ca-钙组、Mg-镁组、Na，K-钠组③阴阳离子比例分为四个型：每组仅有三个型的水存在.一单位电荷为基本单元④> 在每一组内一般只能有其中3个型的水存在。
水环境化学复习资料
放射性污染物 水体富营养物质 病毒微生物污染
水污染：由于人类活动或自然因素，使水的感官状况（即色、嗅、味、浊度）、物理性质、化学成分、生物组成以 及底质等发生异常变化，这种现象就是水污染。按来源分为天然污染源和人为污染源。按排放污染物空间分布方式 分为点源和非点源。 水中污染物分为 8 大类：1.耗氧有机物 2.致病污染物 3.合成有机物 4.植物营养物 5.无机物及矿物质 6.由土壤、岩 石等冲刷下来的沉积物 7.放射性物质 8.热污染 耗氧有机物：生化需氧量 BOD (地面水体中微生物分解有机物的过程消耗水中的溶解氧的量，称生化需氧量) ； 化学需氧量 COD 重铬酸钾、高锰酸钾；总有机碳 TOC；总需氧量 TOD 有机物在微生物作用下，其降解过程可分为两个阶段：第一阶段为碳氢化合物氧化为 CO2 和水，称为碳化阶段； 第二阶段氨被氧化为亚硝酸盐及硝酸盐，称为硝化阶段。 BOD5 采用在 20℃条件下，培养五天后测定溶解氧消耗量作为标准方法，称五日生化需氧量，以 BOD5 表示。 营养物质：水体富营养化(自然过程，但极其缓慢 程度 地表水划分为 5 类： Ⅰ类 主要适用于源头水、国家自然保护区 Ⅱ类 主要适用于集中式生活饮用水水源地一级保护区、珍贵鱼类保护区、鱼虾产卵场等 Ⅲ类 主要适用于集中式生活饮用水水源地二级保护区、一般鱼类保护区及游泳区 Ⅳ类 主要适用于一般工业用水区以及人体非直接接触的娱乐用水区 V 类 主要适用于农业用水区以及一般景观要求水域 影响气体溶解的因素：分子本身性质(极性、分子大小、能否与水发生化学反应)、温度、压力(↑↑)、水中的含盐 量(↑↓溶)、离子水合作用(↑间隙↓) 原理：间隙填充、水合作用 亨利定律：p=KHcw p—气体在大气中的平衡分压，Pa；cw 气体在水中的平衡浓度，mol/cm3; KH 亨利定律常数，Pa·m3/mol 注意点：1.溶质在气相、溶剂中的分子状态必须相同 2.对于混合气体，在压力不大时，亨利定律对每一种气体都分 别适用，与另一种气体的分压无关 3.对于亨利常数大于 0.01 的气体，可认为它基本上是完全溶于水的。4.亨利常数 作为温度的函数，有公式 5.亨利常数的数值可以再定温下由实验测定，也可以使用热力学方法推导 6.亨利公式有几种不同的表达形式，要注 意辨别。 水华、赤潮)水体中的藻类、水体中的营养物质、水体的营养化
《水环境化学》期末考试复习题及参考答案
水环境化学复习题（课程代码322073）一、填空题1、天然淡水中含有的主要阳离子有、、、。
2、某水中的优势阴离子为SO42- ，优势阳离子为Ca2+，不含CO32-或HCO3-离子，该类型水用符号表示为。
3、按照阿列金分类法，海水一般是型水，淡水一般是型水。
4、海水盐度为时，最大密度时的温度等于冰点温度。
5、天然水的盐度增大会使蒸汽压，渗透压。
6、在陆地水水质调查中，K+与Na+含量的测定方法是计算阴离子量与总量之差。
7、海水总碱度可简化为 ALK= 。
8、水中氧气的来源主要是水生植物，水中氧气的消耗主要是。
9、贫营养型湖泊，夏季形成温跃层，上层水温高、氧气溶解度，下层水温低、氧气溶解度。
10、淡水中，pH = 时，HCO3－最多； pH >10.4时，占优势。
随着海水氯度和温度增大，二氧化碳系统各分量与pH的关系曲线向移动。
11、水的溶氧升高，硫化氢的毒性；pH升高，硫化氢的毒性。
12、水中加入1mol/L的碳酸钠后，水体的碳酸总量增大 mol/L，碱度增大 mol/L。
13、若米氏常数KM平均为1 umol/L ，则有效磷浓度应不低于 umol/L 的范围。
14、一般情况下，若天然水或养殖用水中的氧化还原电位为 V左右时，可认为该水体处于良好的氧化状态。
15、淡水中的主要阴离子成分有、。
16、某水中的优势阴离子为Cl -，优势阳离子为Mg2+[CO32- ]=0，[HCO3-]=0，该类型水用符号表示为。
17、海水盐度为24.7‰时，最大密度时的温度冰点温度。
18、海水的盐度原来是用氯度来表示，现在不用氯度的原因是现在用来测盐度。
19、天然水的依数性表现在、、。
20、在天然水正常pH条件下，淡水的总碱度可简化为ALK = 。
21、晴天时，养殖池水白天的硬度比夜晚的硬度。
22、水中溶氧的主要来源有：大气中、、。
23、海水溶氧最小层通常出现在，再往深处，溶氧浓度又开始回升, 其回升原因是。
水化学2ppt水环境化学(1)
交界酸
V2+, Cr2+, Mn2+, Fe2+, Co2+, Ni2+, Cu2+, Ti3+, V3+, Zn2+, Pb2+, Bi3+
软酸
B类：Cu+, Ag+, Au+, Cd2+, Hg2+, Sn2+, Tl3+, Au3+, In3+, Br+
配位稳定性： Mn2+< Fe2+< Co2+< Ni2+< Cu2+> Zn2+
水化学2ppt水环境化学(1)
水中阳离子的形态与pH值关系 水化学2ppt水环境化学(1)
（2）多核羟基配合物的形成
n 金属离子与水的简单配位——逐级离解
水化学2ppt水环境化学(1)
n 多核羟基配合物
多核羟基配合物形成的条件？
水化学2ppt水环境化学(1)
n 以Fe3+水解为例 Fe(ClO4)3投加到水中，配位平衡：
硬酸
A类：IA, IIA离子， Al3+, Sc3+, La3+, Si4+, Ti4+, Zr4+, Th4+， Cr3+, Mn3+, Fe3+, Co3+
配位稳定性： N>>P, O>>S, F>>Cl F>O>N=Cl>Br>I>S OH->RO->RCO2CO32->>NO3PO43->>SO42->>ClO4-
水环境化学
水环境化学考试资料
水环境化学考试复习题一、名词解释：1、水环境化学：研究各类天然水体化学组成.分析方法以及水体中各类物质来源.存在形式.迁移转化过程和分布变化规律的一门学科,是环境科学的分枝学科.2、水质：水的性质,它是水中各种成分的组成和含量不同而导致水的感官性状(色嗅味浑浊)物理化学性质(温度电导率放射性等)化学成分微型生物组成的综合特性.3、透明度:是太阳光能进入水体内大小的一种量度，也是反应水体肥力的指标，由水体含颗粒物质及色度决定。
4、补偿点：植物的呼吸作用等于光合作用时的光照强度叫该种植物的补偿点,即植物能维持生命的光照强度。
5、温跃层:水体上层有一水温变化不大的较高温水层,水体下层有一水温变化不大的较低温水层,两水层之间有一温度随深度增加而迅速降低的水层即为温跃层.6、海水常量成分恒定性:海水的总含盐量或盐度是可变的，但常量成分浓度之间的比值几乎保持恒定。
“海水常量成分恒定性原理”又称为“主要成分恒比关系原理”、“海水组成的恒定性原理”、“Marcet原理”和“Dittmar定律”。
7、双膜理论：在气、液界面两侧，分别存在相对稳定的气膜和液膜；即使气相、液相呈湍流状态,这两层膜内仍保持层流状态。
无论如何扰动气体或液体,都不能将这两层膜消除，只能改变膜的厚度。
8、水呼吸：即水中微型生物耗氧，主要包括：浮游动物、浮游植物、细菌呼吸耗氧以及有机物在细菌参与下的分解耗氧。
9、氨化作用：指含氮有机物在微生物的参与下降解产生氨的过程。
含氮有机物需氧生物NH++CO2+SO42-+H2O含氮有机物厌氧生物 NH++CO2+SO42-+胺类有机酸类10、硝化作用首先氨在亚硝化细菌的作用下氧化为亚硝酸盐；接着在硝化菌的作用下继续氧化成硝酸盐。
硝化作用的反应过程如下：2 NH++ 3O2 4H++2NO2-+2 H2O+能量2NO2-+O2 2NO３-+能量11、奢侈吸收：藻类处于缺乏营养元素的环境下,一旦接触含量高的有效形式的营养元素,其吸收利用速度极快,并能过量的吸收营养元素存储于细胞中.12、半致死浓度（LC50）：指在一定时间内能引起试验生物群体中50%生物个体死亡的水中化合物的最低浓度。
水环境化学1
小结
▪ 水体中重金属离子与相应的阴离子生成硫化物、 碳酸盐等难溶化合物，大大限制了重金属污染物 在水体中的扩散范围，使重金属主要富集于排污 口附近的底泥中，降低了重金属离子在水中的迁 移能力，在某种程度上可以对水质起净化作用。
例如，北高加索一家铅锌冶炼厂的含铅废水经化 学处理后排入河水中，排污口附近水中铅的含量 为0.4～0.5 mg/L，而在下流500 m处铅的含量 只有3～4μg/L。
无机高分子
粘土矿物 水合氧化物
有机高分子 腐殖质
无机-有机胶体复合物
粘土矿物
主要是铝镁的硅酸盐，由其他矿物经化学风 化而成，具有晶体层状结构、有粘性、具 有胶体性质， 可以生成稳定的聚集体。 例如：云母、蒙脱石、高岭石。（结构）
lg[Ca2 ] lg KSP lgCT lg2
其中 2
(1
[H ]2 K1 K 2
[H ])1 K2
虽然碳酸盐并不是由OH-直接参与沉淀反应，但是 碳酸组分的分布系数与pH值有关，所以碳酸盐的溶 解度也与pH有关！！
图 封闭体系中CT=常数时，MeCO3(s) 溶解度与pH值的依赖关系（cT=3x10-3 mol.L-1）
一、氯离子对金属的配位作用（教材94页）
逐级配合：
Me2 Cl MeCl
Me2 2Cl MeCl20 Me2 3Cl MeCl3 Me2 4Cl MeCl42
配合程度取决于Cl-的浓度和重金属离子对Cl-的亲和 力（参见逐级生成常数和累计生成常数）。 例如Cl-对Hg具有很强的亲和力，当[Cl-]=10-9 mol.L-1，开始形成HgCl+。 Cl-与金属离子的配位能力： Hg2+>Cd2+>Zn2+>Pb2+
复习(水环境化学)1
Fe3+ + 3H2O === Fe（OH）3（s)+3H+ K3=1.1×10-4
2Fe3+ +2H2O === Fe2(OH)24++2H+ K=1.23×10-3 计算pH等于7时水体中铁的各形态的浓度？
P41
K+ mg/L mmol/L mEq/L Na+
习题 2-7
Ca2+ Mg2+ HCO3ClSO42-
软硬酸碱（HSAB)规则：
Pearson在酸碱电子理论的基础上，提出了软
硬酸碱的概念，并根据大量实验事实总结出软
硬酸碱规则，用来判别配合物的稳定性。
硬酸倾向于与硬碱结合， 软酸倾向于与软碱结合， 中间酸（碱）则与软、硬碱（酸）都能结合。
电子的流动性或极化性和电负性是硬、软分 类的主要标准。 硬酸特点：极化性弱，电负性小，正电荷密度大 （如氧化态高并且半径小）。 软酸的特征恰好相反。
M V1 总碱度（m ol/ L) V
碱度的实际应用----水的肥力 当水体的碱度为1.00×10-3mol/L,由于CO2消耗 生成多少生命体能使水体的pH 由7.0升高到 10.0？ （计算实质：反应前后减少的无机碳（CT的变化量）
转化成有机碳（生命体）
计算关键：反应前后总碱度不变）
如果起始水的碱度较高，在CO2得不到补充时，pH升 高会产生更多的生命体，因而生物学家用水的碱度
通过实验，在不同时间测定H2O2的浓度，得
到以下数据（见EXCEL表），求解该反应的
反应级数和反应速率常数。
作业2：已知水中CaCO3(s)的形 成和溶解有如下可逆反应 Ca2+ + HCO3CaCO3(s) + H+ 假定[Ca2+] =[HCO3- ]=1×10-3 mol • L-1 ,pH=7，水温为25℃ ，问此时是 否有CaCO3(s)沉淀产生？
水环境化学试题1
水环境化学模拟试卷一、名词解释腐殖质、分配作用、优先污染物、酸度、碱度、硬度、水体自净、BOD、COD生物累积、生物浓缩、生物放大、光化学反应、光化学平衡、水污染、生物降解共代谢、水质指标、水环境二、填空 1. 有机物大量进入天然水体后，水体的溶解氧会发生阶段性的变化，一条受有机耗氧物污染的河流按其流向可分成三个区域：_________、___________和______________。
2. 天然水体中溶解氧的主要来源：______、_____和______。
3. 胶体的凝聚有两种基本形式：______和______4. 微生物分解利用氨基酸的主要3种方式：__________、_____________和______________。
5. 天然淡水中的主要阴离子成分有____________、___________、_______和____________。
6. 根据吸附过程的内在机理，吸附作用大体可分为________、_______和_________7. 用于阐明水体中吸附等温线方程有三种基本类型，简称为H型________和_________。
8. 微生物对有机物的降解能力大小，可将有机物分为：。
9. 天然水体中常见的配位化合物分和两类。
10. 影响腐殖质光化学反应的因素有：、、和曝气条件。
11. 天然淡水中的主要阳离子成分有、、和。
12. 按照吸附过程的内在机理，吸附可分为、和。
13湖泊主要的污染问题有和三、判断改错题1. 与生活在水体中微生物相比，鱼类对水质影响较大。
（）2. 垂直湖水中，pE随湖的深度增加而增加。
（）3. 有些重金属经过配合后生物毒性显著降低，有些金属配合物则对生物有更大毒性。
（）4. 雨水和河水相比，雨水与海水的性质更接近。
（）5. 专属吸附可以发生在带相同电荷符号的表面和吸附离子之间（）6 鱼池水中溶氧主要为养殖鱼类所消耗7. 垂直湖水中，溶解氧随湖的深度增加而增加。
水环境化学复习题一
自净系数：是大气复氧动力学系数k2与有机物好氧条件下的耗氧衰减动力学系数k1之比，即f=k2/k1。
自净系数与水体自净能力有关，其它因素确定后，f越大，自净能力越强。
剪切流扩散（离散、弥散）：由于断面流速和浓度分布不均匀带来的物质输送作用，使浓度由不均匀向均匀趋势变化的现象称为弥散作用。
温跃层：许多湖泊水体在一年的特定时期温度是分层的，垂向的温度梯度有效地阻碍了水体的混合，在每层中是完全混合的，而在这两层之间由于密度的差异而阻止了它们的完全混合，形成一个过渡层，称温跃层。
非点源污染：污染源没有确定的位置、并具有时空不确定性等。
水环境背景值：在相对没有受到人为污染影响条件下水体的水质指标的量值。
水环境容量:水环境容量是指在一定环境目标下，某一水域所能承担的外加的某种污染物的最大允许负荷量。
有机污染物的降解:有机污染物在微生物的生物化学作用下分解和转化为无机物质，从而使水体中有机污染浓度降低，称为有机污染物的降解。
水中氮有机物耗氧过程:在有氧条件下，含氮有机物生化降解过程可分为两个阶段，首先是碳化阶段（CBOD氧化分解），然后硝化阶段（NBOD氧化分解），后者一般较前者滞后10天左右。
河流氧垂曲线氧垂曲线：污水排入水体后水体中的DO随流经距离的变化曲线先下降后上升呈悬索状下垂，故称氧垂曲线。
水质迁移转化基本方程:水质迁移转化基本方程是由水流连续性原理、能量守恒原理、物质转化与平衡原理针对微元水体建立的微分方程式，它是建立水质模型最基本的方程。
何谓点源污染和面源污染？两种污染源各有何特点？点源污染是具有确定位置的排污口和污染物排放地点的污染源引起的污染。
非点源污染是没有集中的排污口，污染物来源的位置高度分散的非点污染源造成的污染。
点源污染空间范围小，各类污染物、污水量和浓度相对稳定，较便于治理。
非点源污染的特点是：随机性、广泛性、时空延滞性、机理复杂性、不确定性、隐蔽性、难监测、难治理性等。
水体污染与水文循环有何联系？试从水文循环的各个环节上给以说明。
养殖水环境化学复习资料
养殖水环境化学复习资料养殖13级第一章天然水得主要理化性质1、名词解释(1)海水常量成分恒定性原理:海水得总含盐量或盐度就是可变得,但常量成分浓度之间得比值几乎保持恒定。
“海水常量成分恒定性原理”又称为“主要成分恒比关系原理”、“海水组成得恒定性原理”、“Marcet原理”与“Dittmar定律”。
(2)离子总量:离子总量就是指天然水中各种离子得含量之与。
单位: mg/L 、mmol/L或g/kg、mmol/kg。
(3)矿化度:用蒸干称重法得到得无机矿物成分得总量,标准温度:105～110℃,反映淡水水体含盐量得多少。
(4)天然水得依数性:指稀溶液蒸气压下降(Δp),沸点上升(Δt b),冰点下降(Δt f)值都与溶液中溶质得质量摩尔浓度(b)成正比,而与溶质得本性无关。
(5)电导率:为在相距1m(或1cm),面积为1m2(或1cm2)得两平行电极之间充满电解质溶液时两电极间具有得电导。
测定得标准温度为25℃。
(6)补偿深度:有机物得分解速率等于合成速率得水层深度称为补偿深度。
(7)离子强度:就是指电解质溶液中参与电化学反应得离子得有效浓度。
离子活度(a)与浓度(c)之间存在定量得关系,其表达式为:a=γc·c。
(8)离子活度:衡量溶液中存在离子所产生得电场强度得量度。
溶液中离子得浓度越大,离子所带得电荷数越多,粒子与它得离子氛之间得作用越强,离子强度越大。
(9) 水体自净:在自然条件下,一方面由于生物代谢废物等异物得侵入、积累导致水体经常遭受污染;另一方面,水体得物理、化学及生物作用,又可将这些有害异物分解转化,降低以至消除其毒性,使受到污染得水体恢复正常机能,这一过程称为水体得“自净作用”。
2、天然水中得常量元素。
海水与淡水中都有得常量元素:阳离子:K+、Na+、Ca2+、Mg2+阴离子:HCO-、SO42-、Cl-淡水中有CO32-,海水中有H4BO4-、Br、Sr。
3、哪些参数能反映天然水得含盐量？相互间得关系？§常用得有离子总量、矿化度、氯度还有盐度。
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活度系数的大小与离子强度有 关，离子强度的概念由G.N.Lewis和
M.Randall于1921年提出。
1 2 ci Z i 2 i
u ：离子强度；
ci: i 离子的浓度； Zi : i 离子所带电荷数
作业1: H2O2是水处理常用的氧化剂，在MnO2 催化剂存在下很容易分解成O2和H2O2: 2H2O2 O2+2H2O
反应：
A P
t 0
t t
微分式
cA,0
0
cA
cA,0 cA
dcA r k1cA dt
一级反应的积分速率方程
--integral rate equation of first order reaction
不定积分式
dcA cA k1dt
定积分式
t dcA cA,0 cA 0 k1dt cA
气体溶解平衡、酸碱平衡
（1）亨利定律、Clausius-Clapeyron 方程 （2）碳酸平衡 （3）酸度、碱度
总碱度 在测定一已知体积水样(V ml)总碱度时，可 用一个强酸标准溶液(浓度为M mol/L)滴定，用 甲基橙为指示剂，直到溶液由黄色变成橙红色 （pH约4.3)停止滴定，消耗强酸体积V1（ml)。
ln cA k1t 常数
cA,0 cA
k1t )
一级反应的半衰期（half－life time）方程
半衰期是指反应发生后，达到剩余反应物浓度 占起始反应物浓度一半所需的时间。记为t1/2 一级反应的半衰期：
CA,0 1 ln 2 t1 ln k1 0.5CA,0 k1 2
P70 习题3-2，3-3，3-8
第四章 天然水中的化学平衡
热力学动力学 （1） 一级反应的微分速率方程、积分 速率方程、半衰期； （2）吉布斯自由能变及标准平衡常数
（3）离子的活度；离子强度
一级反应的微分速率方程
---differential rate equation of first order reaction）
通过实验，在不同时间测定H2O2的浓度，得
到以下数据（见EXCEL表），求解该反应的
反应级数和反应速率常数。
作业2：已知水中CaCO3(s)的形 成和溶解有如下可逆反应 Ca2+ + HCO3CaCO3(s) + H+ 假定[Ca2+] =[HCO3- ]=1×10-3 mol • L-1 ,pH=7，水温为25℃ ，问此时是 否有CaCO3(s)沉淀产生？
M V1 总碱度（m ol/ L) V
碱度的实际应用----水的肥力 当水体的碱度为1.00×10-3mol/L,由于CO2消耗 生成多少生命体能使水体的pH 由7.0升高到 10.0？ （计算实质：反应前后减少的无机碳（CT的变化量）
求该海水的离子强度。
计算： 某工业水含[Ca2+] = 1×10-3 mol/L ， [HCO32-]= 2×10-3 mol/L, pH =8.7，温度为10℃ ，
水中离子强度I= 5×10-3 mol/L ，
请判断水的稳定性？ (10℃时K为102.34，并查表知在该离子强 度下γ(Ca2+)=0.75, γ(HCO3-)=0.93）
1.34
0.034
28.5
1.24
39.3
0.98
11.6 168
0.48 2.75
12.3
6.91
0.35 0.07
0.034
1.24
1.96
0.96 2.75
0.35 0.14
第三章 天然水的污染及其主要污染物 （1）水污染；点源、非点源污染； （2） 水体污染物类型； （3）BOD;COD；持久性有机污染物; （4）毒作用的生物化学机制
当水中离子浓度较高时，由于离子间的静电 作用，使离子的行为受到束缚，即离子活度要 小于离子浓度，小于的程度可用活度系数来表 达。
{i} =γ
i
[i]
{i}: i离子的活度（活度表征化学反应速率或反 应能力等与化学反应有关的性质 ）； [i]：i离子的浓度（浓度表征某组分的含量）。 γ
i
： i离子的活度系数。
例：测得某海水
[K+]= 0.010 mol • L-1 [Cl-]= 0.56 mol • L-1 [Na+]= 0.48 mol • L-1 [SO42-]= 0.028 mol • L-1 [Mg2+]= 0.054 mol • L-1 [HCO3-]= 0.0024 mol • L-1 [Ca2+]=0.010 mol • L-1 [CO32-]= 0.00027 mol • L-1
笔试(开卷)考试题型
（1） 填空 (20分)
（2）名词解释 (20分)
（3）分析简答 (30分) （4）计算 (30分)
第一章
绪论
环境史上二十世纪八大公害事件； 环境化学的定义、分支学科？
第二章 天然水
（1）水的分子结构特点；水的基本性质及其主 要生物效应；水的同位素组成（同位素分馏、 千分差等）
Fe3+ + 3H2O === Fe（OH）3（s)+3H+ K3=1.1×10-4
2Fe3+ +2H2O === Fe2(OH)24++2H+ K=1.23×10-3 计算pH等于7时水体中铁的各形态的浓度？
P41
K+ mg/L mmol/L mEq/L Na+
习题 2-7
Ca2+ Mg2+ HCO3ClSO42-
• 水环境化学 • （复习）
本课程的主体内容
• 1、绪论 • 2、天然水化学 ；
• 3、天然水的污染及其主要污染物 ；
• 4、天然水中的化学平衡；
• 5、水环境中的界面过程；
• 6、水环境中的微生物化学过程 ； • 7、水环境中的光化学过程； • 8、水环境化学的主要研究方法
成绩结构（共3学分）： 1.实验成绩 2.理论成绩 二篇小论文 平时成绩 期末考试 占0.5学分 占2.5学分，组成为： 30% 10% 60% （开卷）
（2） 天然水的组成（八大离子、腐殖质等）； （3）天然水的分类； （4）海水的物理化学特征（ Marcet—Dittmar恒 比定律、盐度、氯度）； （5）典型的风化反应类型。
（5）天然水的分类
P20 在 pH≤7的天然水中，铁离子可发生 下列水解反应：
Fe3+ + H2O === FeOH2++H+ K1=8.9×10-4 Fe3+ + 2H2O === Fe(OH）2++2H+ K2=4.9×10-7