水环境化学复习资料.pdf

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。

天然水仅指处于天然状态下的水，不包括人为因素，不含有水的社会属性和经济属性。天然水中一般含有可溶性物质和悬浮物质（包括悬浮物、颗粒物、水生生物等）。

水中的主要离子组成

硬度酸

碱金属阳离子Ca

2+

Mg 2+

H

+

Na

+

K

+

HCO 3-CO 32-OH -SO 42-Cl -NO 3-阴离子

碱度

酸根

总碱度(AT)，它是由碳酸氢根碱度、碳酸根碱度、硼酸盐碱度及氢氧根碱度组成。陆地水：HCO 3->SO 42->Cl -Ca 2+>Na +>Mg 2+

海水：Cl ->SO 42->HCO 3-Na +>Mg 2+>Ca 2+

地下水受局部环境地质条件限制，其优势离子变化较大。

天然水的组成：离子、金属离子、微量元素、溶解性气体、水生生物Ca 2+的主要来源：方解石的溶解

Mg 2+的主要来源：天然水中的镁Mg(H 2O)62+以的形式存在，含碳酸镁的白云岩以及其它岩石的风化溶解产物Na +的主要来源：火成岩的风化产物和蒸发岩矿物K +的主要来源：火成岩的风化产物和沉积岩矿物

Cl -的主要来源：火成岩的风化产物和蒸发岩矿物，几乎所有天然水中都有氯离子存在，它的含量范围变化很大HCO 3-的主要来源：碳酸盐矿物的溶解

SO 42-的主要来源：火成岩的风化产物、火山（温泉）气体、沉积中的石膏与无水石膏、含硫的动植物残体以及金属硫化物氧化等等

水体溶解氧DO:溶解在水体中的分子氧，主要来源于大气复氧及水生藻类等的光合作用，消耗于生物的呼吸作用，有机物的氧化过程。

CO 2：来源于有机物的氧化分解、水生动植物的新陈代谢作用及空气中二氧化碳溶解，消耗于碳酸盐类水解和水生植物的光合作用。

腐殖质：植物残体经微生物分解时，不易分解的部分如油类、腊、树脂及木质素等残余物与微生物的分泌物相结合，形成褐色或墨色无定形胶态复合物。富里酸溶于酸碱，腐植酸溶于碱、不溶于酸，胡敏酸不溶于酸碱（腐黑物）。自养生物：利用太阳能或化学能量，把简单、无生命的无机物元素引进至复杂的生命分子中即组成生命体。异养生物：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。

细菌是关系到天然水体环境化学性质的最重要生物体。结构简单、形体微小，在环境条件下繁殖快分布广。细菌分类：按营养方式，可将细菌分为自养菌和异养菌两类。按照有机营养物质在氧化过程（即呼吸作用）中所利用的受氢体种类，还可将细菌分为：①好氧细菌②厌氧细菌③兼氧细菌

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

天然水体中化学物质的存在形态形态：物理结合形态、化学态（有机的或无极的）、价态、化合态和化学异构态等多方面。

甲基汞→水俣病

天然水的分类：离子总量（矿化度）、优势离子

天然水按优势离子分类

Ⅰ型弱矿化水[HCO3-]＞[Ca2+]+[Mg2+]

Ⅱ型混合起源水[HCO3-]＜[Ca2+]+[Mg2+]＜[HCO3-]+[SO42-]

Ⅲ型混合起源的水，但具有很高的矿化度[HCO3-]+[SO42-]＜[Ca2+]+[Mg2+]或[Cl-]＞[Na+]

Ⅳ型酸性水[HCO3-]=0

“类”采用相应的阴离子符号表示（C、S、Cl）金沙江[C]Ca II型水金沙江（邓柯）[C]Na II型水“组”采用阳离子的符号表示，写作“类”的方次的形式

“型”则用罗马字标在“类”符号下面

全符号写成下列形式：如[C]CaⅡ表示重碳酸类钙组第二型水

各类别的天然水系

大气圈雨、雪、水蒸气

生物圈体液、细胞内液、水合的生物聚合物

岩石圈地下水、岩浆水、水合作用水

水圈陆水：泉水和沼泽；塘、湖、冰帽和雪帽；河流、冰川海水：河口、海湾；海洋；海洋沉积物中的吸纳水

原生矿物为适应地表热力条件而在物理、化学形态和性质方面所发生的一系列变化过程称为风化作用。

水体中主要污染物及影响

污染物种类典型污染物影响

有机污染物耗氧有机物碳水化合物、蛋白质、脂肪、纤维素消耗水中溶解氧，影响水生生物有毒有机物多氯联苯、农药、酚类、药物破坏水生生态环境，危害人体健康

无机污染物有害无机物固体悬浮物、酸、碱、盐等改变物质的存在形态，降低水质有毒无机物氰化物、汞、铅、镉、砷、硒和氟产生毒性效应、降低水质、危害生

物

放射性污染物铀、镭等放射性污染水体富营养物质硝态氮、氨氮、合成洗涤剂产生富营养化病毒微生物污染致病菌、病毒传播疾病