第三章 水环境化学(&4)

溶 解 氧 污水排放点 河流BOD＝L0 D0 Dc
饱和溶解氧浓度ρs
氧垂曲线
极限溶解氧： K1 L0 K1 xc ρc = ρs − exp(− ) K2 u K1 L0 K1 xc Dc = exp(− ) K2 u
DO
复氧曲线
耗氧曲线
xc 溶解氧氧垂曲线
距离x
2．Thomas模型(忽略离散作用)
第三章 水环境化学
第三节 水质模型
水质模型原理是根据质量守恒原理，污染物在水环 境中的物理、化学和生物过程的各种模型，大体经 历了三个发展阶段：简单的氧平衡模型阶段、形态 模型阶段和多介质环境结合生态模型阶段。
一、氧平衡模型
1．Streeter—Phelps模型(S—P模型) RL = RT + RD + Ro
有机物的稳态浓度为：
CT = ( RI − Ro − RD )( K p C p + 1) / KT
P262-263 习题
28、29、31、32、33
在S—P模型的基础上，增加固悬浮物的沉淀 和上浮引起的BOD的变化速率(K3L0)，则：
二、湖泊富营养化模型
目前常采用的有多元相关模型、输入输出模型、富 营养化预测模型和扩散模型。 前三种模型实际上只能预测未来湖泊水质的平均发 展趋势，而扩散模型可反映湖泊水质的空间变化， 预测污水人湖口附近局部水域可能出现的严重污染 程度。 实际应用时可根据湖泊的污染特征和基础资料等情 况选用相应模型。
有机物的消失速率
有机物由于各种转化过程和挥发过程消失的总 速率(RT)是各消失速率（ Ri ）的总和。
RT = ∑ Ri = c ∑( K i • Εi )
Ki—第i过程的速率常数； Ei —对于第i过程在动力学上起重要作用的环境参数(例 如，水体pH，光强，细菌总数等)
吸着的影响
当有机物浓度很低时，其在水与颗粒物（沉积物 或生物群）之间的分配，往往可用分配系数 （Kp）来表示。有机物在水中的浓度（Cw）就可 表达为：
有机污染物在水体中先发生氧化反应，消耗水 体中的氧，其速率与其在水中的有机污染物浓 度成正比 大气中的氧不断进入水体，其速率与水中的氧 亏值成正比.
根据质量守衡原理，S-P模型为：
S-P氧垂曲线
极限距离： xc = (ρ − ρ )( K 2 − K1 ) K u ]} ln{ 2 [1− s 0 K 2 − K1 K1 L0 K1
预测模型的基本表达式如下：
1. Vollenweider公式
2. Dillon公式
3. 合田健公式
4. OECD公式
三、有毒有机污染物的归趋模型
有机污染物在水中迁移转化的重要过程：
负载过程（输入过程） 形态过程 迁移过程 转化过程 生物累积过程
用公式叙述归趋模型，可分为三各步 骤：
1. 计算有机物因挥发和转化而从水环境中消失的 速率； 2. 吸着过程对有机物消失过程的影响； 3. 对于一个被研究的水生生态系统、考虑有机物 的输入、稀释及最终从系统中输出的速率，从 而计算在系统中的浓度和半衰期。
Cw = CT / ( K p C p + 1)
KT CT RT = K P CP + 1
除非在颗粒物上有机物转化的速率大于水中的转化速 率，吸着的净效应是降低有机物从水中消失的总速率。
稳态时的浓度
在一定范围内水体内，当有机物的总消失速率RL 是RT，稀释速率RD和输出速率Ro之和，当总消失 速率RL和输入速率Ri时，有机毒物就达到了稳态 浓度.