环境化学天然水的性质-----碱度和酸度
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天然水的pH和酸碱平衡(1)
3) 离子交换缓冲系统 水中的黏土胶粒表面一股都有带电荷的阴离 子或阳离子，多数为阴离子，。这些表面 带负电的基团可以吸附水中的阳离子，建 立离子交换平衡。
② 常见土壤胶粒特性 ⅰ 氢质土 表面吸附有大量的H＋和Al3＋，它 和其它金属离子进行交换，对碱有缓冲， ⅱ 黑土 ⅲ 钠质土
4.1.2.3 水体pH变化对水质和水生生物的影响 1）对水质的影响 水的pH下降，水中弱酸电离减少，其阴 离子程度不同地转以分子形式存在，浓度 下降，因而含这些阴离子的络合物及沉淀 也相继分解或溶解，游离态金属离子浓度 增加。
ⅱ pH＞8.3, 弱酸二级电离 pH=对碱的缓冲能力<对酸的缓冲能力
淡水pH≈pK2，pH=10.4时缓冲能力最强 海水pH=pK2`，即β `max＝9.1时最强。
③ 结论
ⅰ 碱度较大的水体pH变化较小
ⅱ 具有相同或相近大度的水体，生物活动越
激烈、pH变化越大，相反越小。 若水中HCO3- 与CO2共存，平衡时，天然水 pH=5.63，但天然淡水中总有一定数量其它来源 的HCO3-，其pH值总大于5.6。若水中HCO3- 与 CO32-共存，则水中pH较高。
系统的pH取决于不同形式二氧化碳的比例。
① 特点：
ⅰ 是共轭酸碱缓冲系统
ⅱ 对外来酸碱具有直接中和作用
ⅲ 普遍存在于各天然水体
②缓冲能力 ⅰ pH<8.3, 弱酸一级电离
pH=pK1+lg[CHCO3-/CCO2]
对碱的缓冲能力＞对酸的缓冲能力
淡水pH≈pK1，pH=6.4时缓冲能力最强
海水pH=pK1`，即β `max＝6.0时最强。
4.1.2.2 水体缓冲系统及其缓冲能力
1) 缓冲能力 ① 缓冲容量： β ＝dCb/dpH 或β ＝-dCa/dpH 单位：mmol·L-1·pH-1 CO2－HCO3-－CO32-系统的缓冲容量 β ＝dCA/dpH β ＝2.303CO2·K`1·aH
环境化学 第07讲_天然水的基本特征
③气体在水中的溶解速率
• 影响气体溶解速率的因素
– 气体不饱和程度
– 水的单位体积表面积
– 扰动状况
– 温度
Cs: 气体的饱和溶解度
dc dt
kg
A V
(Cs
C)
C: 水中气体的实际浓度 kg: 气体迁移系数 A: 水的表面积
V: 水的体积
④影响水体中的溶解氧浓度的因素
溶解氧浓度是耗氧与复氧过程动态平衡的结果
(4) 水生生物对溶解氧的影响
• 水体中溶解氧(DO)浓度是耗氧过程与复 氧过程平衡的结果
• 耗氧过程
– 有机物的氧化 – 自养生物和异养生物的呼吸。
• 复氧过程
– 大气中氧的溶解 – 自养生物的光合作用
(4) 水生生物对溶解氧的影响
• 藻类(自养生物)的生成与分解
– 生成: 光合作用（P） – 分解: 呼吸作用（R）
– 在气温急剧下降的夜晚，水面上较重的水层向 水底沉降，与下部水层更换，使得溶解在水中 的氧及其他营养物得以在整个水域分布均匀，
水的特性及其意义
⑤冰轻于水 • 冰的密度为0.92 g/℃，可以浮在水面上。 • 气温降低时水面结成的冰不会沉入水底，不
会导致整个水体完全冻结，这一特性对水下 生物具有十分重要的意义。
K1
[H ][HCO3 ] [H2CO3* ]
[HCO3 ]
K1[H2CO
* 3
]
[H ]
K2
[H ][CO32 ]
[HCO
3
]
[CO32 ]
K2[HCO3 ] [H ]
K1K 2 [H2CO3* ] [H ]2
CT
[H2CO3*
]
[HCO
第五章 天然水的pH和酸碱平衡
第五章天然水的pH和酸碱平衡体系第一节天然水的pH一、天然水中常见的弱酸、弱碱(一)酸碱的质子理论能给出质子的物质是酸，能结合质子的物质是碱。
H2CO3 = H+ + HCO3-HCO3- = H+ + CO32-NH4+ = NH3 + H+酸、碱概念是相对而言。
（二）天然水中常见的酸碱物质常见能解离出质子及与质子结合的物质有：CO2·H2O、CO32-、HCO3-、NH4+、NH3、H2PO4-、PO43-、H2SiO3-、H3BO3-、H4BO4-等。
一般天然水中所含酸碱物质主要是碳酸盐的几种存在形态。
其他平衡居于次要地位。
注意：Fe2+和Fe3+水解可产生酸，他们也是天然水对pH有重要影响的物质。
（三）天然水的酸度及碱度酸度(acidity): reserve capacity of water to generate additional hydrogen ions through various processes.水中能与强碱反应（表现为给出质子）的物质的总量，用1L水中能与OH-结合的物质的量来表示。
常见构成酸度物质: H+、H2CO3、HCO3-、Fe3+、Fe2+、Al3+。
后3种对构成水酸度贡献少。
根据测定时使用指示剂的不同，分为总酸度(用酚酞作指示剂, pH 8.3)和无机酸度(又称强酸酸度，用甲基橙作指示剂，pH 3.7)。
无机酸度只包含了水中的强酸物质，H2CO3未参加反应。
总酸度包括强酸物质和H2CO3的含量。
二、天然水的pH及缓冲性（一）天然水的pHpH negative logarithm of the hydrogen ion activity and it is an index of the intensity of hydrogen ions.pH 是“intensity” factor and acidity 是“capacity ”factor.天然水按pH值的不同可以划分为如下五类：强酸性pH <5.0弱酸性pH 5.0-6.5弱碱性pH 8.0-10.0强碱性pH >10.0中性pH 6.5-8.0大多数天然水为中性到弱碱性，pH在6.0-9.0之间。
3.1.2天然水的基本特征(1)
第三章：水环境化学——天然水的性质第三章：水环境化学——天然水的基本特征以及污染物存在形态一、水和水分子结构的特异性二、天然水的基本特征1、天然水的组成（离子、溶解气体、水生生物）2、天然水的化学特征3、天然水的性质（1）碳酸盐系统（2）酸度和碱度（3）天然水的缓冲能力● 缓冲溶液能够抵御外界的影响，使其组分保持一定的稳定性，pH 缓冲溶液能够在一定程度上保持pH 不变化。
● 天然水体的pH 值一般在6-9之间，而且对于某一水体，其pH 几乎保持不变，这表明天然水体具有一定的缓冲能力，是一个缓冲体系。
● 一般认为各种碳酸盐化合物是控制水体pH 值的主要因素，并使水体具有缓冲作用。
但最近研究表明，水体与周围环境之间发生的多种物理、化学和生物化学反应，对水体的pH 值也有着重要作用。
● 但无论如何，碳酸化合物仍是水体缓冲作用的重要因素。
因而，人们时常根据它的存在情况来估算水体的缓冲能力。
对于碳酸水体系，当pH<8.3时，可以只考虑一级碳酸平衡，故其pH 值可由下式确定：][][lg 3*321--=HCO CO H pK pH如果向水体投入△B 量的碱性废水时，相应由△B 量H 2CO 3*转化为HCO 3-，水体pH 升高为pH ＇,则：B HCO BCO H pK pH ∆+∆--=-][][lg 3*321＇水体中pH 变化为△pH=pH ＇-pH ，即：][][lg ][][lg 3*323*32--+∆+∆--=∆HCO CO H B HCO BCO H pH由于通常情况下，在天然水体中，pH=7左右，对碱度贡献的主要物质就是[HCO 3-]，因此经常情况下，可以把[HCO 3-]作为碱度。
若把[HCO 3-]作为水的碱度，[H 2CO 3*]作为水中游离碳酸[CO 2]，就可推出：△B=[碱度][10△pH -1]/(1+K 1×10pH+△pH )△pH 即为相应改变的pH 值。
天然水碳酸平衡原理水酸度及碱度概念及计算
天然水的碳酸平衡原理 水的酸度和碱度的概念及计算
汇报人：张鑫 PPT制作：孙鸿玮 材料整理：其他小组成员
目录
碳酸平衡 天然水体的酸度 天然水体的碱度 天然水体的缓冲性能
Page 2
目录
碳酸平衡 天然水体的酸度 天然水体的碱度 天然水体的缓冲性能
Page 3
碳酸平衡
在水体中存在着CO2、H2CO3、 HCO3-、 CO32-等4种物质; 常把CO2和H2CO3 合并为H2CO3*; 实际上H2CO3 的含量极低，主要是溶解性的气体CO2。
Page 22
天然水体的缓冲性能
天然水体的pH一般在6~9。
天然水溶解的许多物质使得天然水具有一定的缓 冲性能，对外来酸碱类物质的影响有一定的抵御 能力，从而使水的pH维持稳定，不发生显著的变 化。
碳酸化合物是水体缓冲作用的重要因素。因而， 人们通常根据它的存在情况来估算水体的缓冲能 力。
Page 23
构成天然水中酸度的物质可以归纳为三类：
1）强酸，如：HCl、HNO3等； 2）弱酸，如：CO2 、H2CO3和各种有机酸类； 3）强酸弱碱盐，如：FeCl3、Al2(SO4)3等。
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天然水体的酸度
酸度根据指示剂种类和所需碱量不同分为：
总酸度=[H+]+[HCO3-]+2[H2CO3*]-[OH-] CO2酸度=[H+]+[H2CO3*]-[CO32-]-[OH-] 无机酸度=[H+]-[HCO3-]-2[CO32-]-[OH-]
Page 20
天然水体的碱度
例题：已知碱度为2.00×10-3 mol/L的水，pH为8.0,
H2CO3*的解离常数K1=4.45×10-7 ，K2=4.69×10-11 ，请
汇报人：张鑫 PPT制作：孙鸿玮 材料整理：其他小组成员
目录
碳酸平衡 天然水体的酸度 天然水体的碱度 天然水体的缓冲性能
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碳酸平衡 天然水体的酸度 天然水体的碱度 天然水体的缓冲性能
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碳酸平衡
在水体中存在着CO2、H2CO3、 HCO3-、 CO32-等4种物质; 常把CO2和H2CO3 合并为H2CO3*; 实际上H2CO3 的含量极低，主要是溶解性的气体CO2。
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天然水体的缓冲性能
天然水体的pH一般在6~9。
天然水溶解的许多物质使得天然水具有一定的缓 冲性能，对外来酸碱类物质的影响有一定的抵御 能力，从而使水的pH维持稳定，不发生显著的变 化。
碳酸化合物是水体缓冲作用的重要因素。因而， 人们通常根据它的存在情况来估算水体的缓冲能 力。
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构成天然水中酸度的物质可以归纳为三类：
1）强酸，如：HCl、HNO3等； 2）弱酸，如：CO2 、H2CO3和各种有机酸类； 3）强酸弱碱盐，如：FeCl3、Al2(SO4)3等。
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天然水体的酸度
酸度根据指示剂种类和所需碱量不同分为：
总酸度=[H+]+[HCO3-]+2[H2CO3*]-[OH-] CO2酸度=[H+]+[H2CO3*]-[CO32-]-[OH-] 无机酸度=[H+]-[HCO3-]-2[CO32-]-[OH-]
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天然水体的碱度
例题：已知碱度为2.00×10-3 mol/L的水，pH为8.0,
H2CO3*的解离常数K1=4.45×10-7 ，K2=4.69×10-11 ，请
水环境化学知识点总结
4、天然水中的碱度和酸度：碱度：水中能与强酸 发生中和作用的全部物质，即能够接受质子H+的 物质总量；酸度：凡在水中离解或水解后生成可 与强碱（OH-）反应的物质（包括强酸、弱酸和 强酸弱碱盐）总量；即水中能与强碱发生中和作 用的物质总量。 5、天然水中的总碱度=HCO3-+2CO32-+ OH- -H+ 6、水体中颗粒物的类别(1)矿物微粒和粘土矿物 （铝或镁的硅酸盐 ）(2)金属水合氧化物（铝、铁、 锰、硅等金属 ）(3)腐殖质 (4)水体悬浮沉积物 (5) 其他（藻类、细菌、病毒等） 影响水体中颗粒物吸附作用的因素有：颗粒物浓 度、温度、PH。
18、光解作用：光解反应能够使有机物结 构发生不可逆转地改变，其对水环境有机 污染物归趋有重要影响。光解过程主要有 直接光解和间接光解，间接光解又包含敏 化光解和氧化光解。直接光解指化合物本 身直接吸收太阳能而发生的分解反应；间 接光解指由其它化合物吸收光子生成多种 活性物种，进而引发有机物发生光化学反 应的过程。敏化光解即水体中天然物质被 阳光激发后又将其激发能转移至化合物而 使其分解的反应；氧化反应是指阳光辐射 产生的强氧化自由基等中间体与化合物作 用而发生的转化反应。
19、微生物代谢途径：（1）通过酶催化的亲核 水解反应（2）利用氧的亲电行为的氧化反应（3） 通过氢化物亲核行为或还原金属的还原反应（4） 加成反应或自由基H提取和富里酸加成反应 20、降水中主要的阴离子有 硫酸根离子 、氯离 子 、硝酸根离子 、亚硝酸根离子 。 21、pH<pK1 6.35时，溶液中主要以H2CO3*为主； pH>pK2 10.33时，溶液中主要以CO32-为主；pH 介于pK1与pK2之间时，溶液中主要以HCO3-为主。 22、金属污染物 ：Cd、 Hg、 Pb、 As、 Cr、 Cu、 Zn、 T物的吸附作用有 表面吸附 、 化学吸附、离子交换吸附 和 专属吸附。 8、天然水的PE随水中溶解氧的减少而 降低 ，因 而表层水呈 氧化性 环境。 9、吸附等温线：在一定温度，处于平衡状态时被 吸附的物质和该物质在溶液中的浓度的关系曲线 称为吸附等温线；水环境中常见的吸附等温线主 要有L－型、F－型和H－型。 10、无机物在水中的迁移转化过程：分配作用、 挥发作用、水解作用、光解作用、生物富集、生 物降解作用。
第三篇_水环境化学(1)天然水的组成和性质
+
-
+
+ +
(H2O)3
(H2O)
(H2O)2
19
2 、水的特异性
具有较高的溶点和沸点
373 323 273 223 173 0 2 4 6 趋势线 实际水
423 373 323 273 223 173 0 2 4 6 趋势线 实际水
第VI主族元素氢化物熔点比Байду номын сангаас （x轴主族周期数，
第VI主族元素氢化物沸点比较 y轴温度k）
将这个数值代入上面的方程式中，即可得出其他各形态的浓度： [Fe(OH)2+]=8.1×10-14 mol/L
[Fe(OH)2+]=4.5×10-10 mol/L
[Fe2(OH)24+]=1.02×10-23mol/L （3）、天然水中溶解的重要气体 天然水中溶解的气体有氧气、二氧化碳、氮气、甲烷、氮气等
[Fe2(OH)24+][H+]2/[Fe3+]2=1.23×10-3 假如存在固体Fe(OH)3(s)，则Fe(OH)3(s)+3H+= Fe3++3H2O [Fe3+]/[H+]3=9.1×103 在pH=7时：[Fe3+]=9.1×103×（1.0×10-7）3=9.1×10-18mol/L
绥化学院食品与制药工程学院 31
绥化学院食品与制药工程学院 32
亨利定律并不能说明气体在溶液中进一步的化学反应，
如：
CO2 + H2O=H+ + HCO3-
SO2 + H2O=H+ + HSO3气体在水中的溶解度可用以下平衡式表示：
环境化学：第三章 水环境化学 1
pressure
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
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
环境水文学 化学特性
我国地表水的硬度分类
水质分类 极低矿化度，极软水 低矿化度，软水 中等矿化度，适度硬水 较高矿化度，硬水 高矿化度，极硬水 总硬度（以CaCO3计）/（mg/L） <15 15~60 80~160 160~300 300 矿化度/（mg/L） <50 100~300 300~500 ~1000 >1000
形成主要发生在其降落地表以后。雨水一般 为酸性，与土壤接触可淋滤其中易溶盐类， 并把有机物带到水中，同时还可以改变水中 的气体成分。透过土壤后，水继续与土壤底 下的风化壳、岩石相互作用，继续改变自己 的化学成分。 水中化学成分的进一步改变决定于水在地球 上进行复杂循环中所遵循的途径 。
2 天然水中的物质 按颗粒的大小可分为 溶解物质（粒径小于1nm） 胶体物质（粒径在1~100nm） 悬物质（粒径大于100nm）
主要气体 —O 2 CO2 H2O 微量气体—N2 CH4 He
ClHCO3SO42Mg2+ NO3- S2- HPO42Fe2+ Fe3+ Ti Cu
主要离子
溶解物质 K+ Na+ Ca2+ NO2NH4+
生物生成物
天 然 水 H2PO4- PO43- HSiO3-
微量元素
中 的 物 质
Br- I- F- Co Ni U Au Ba Rn
无机胶体—SiO2 H2O Fe(OH)3 Al(OH)3 胶体物质 有机胶体—腐殖质胶体 悬浮物质 细菌 藻类及原生动物 其他不溶物质
3、天然水中的氢离子浓度
水的电离，碳酸和有机酸的电离，盐类水解。 天然水的PH一般为6~9，而且对某一水体，其PH几 乎保持不变，表明天然水具有一定的缓冲能力，是 一个缓冲体系。水中碳酸化合物控制水的PH并具有 缓冲能力。 [H+]=K1*[H2CO3]/[HCO3-]。
天然水的性质和组成
pK2 = 10.33
K2
=
[CO32 − ][H + ] [HCO3− ]
封闭体系的水溶液
形态分数：
α0
=
⎡⎣ H 2CO3∗ ⎤⎦
⎡⎣ H 2CO3∗ ⎤⎦ + ⎡⎣ HCO3− ⎤⎦
+
⎡⎣CO32− ⎤⎦
=
1
1
+
[
K1 H+
]
+
K1K 2 [H + ]2
α1=⎡⎣ H 2来自O3∗ ⎤⎦⎡⎣ HCO3− ⎤⎦ + ⎡⎣ HCO3− ⎤⎦
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。 21
如藻类的生成和分解 106CO2+16NO3+HPO42-+122H2O+18H++ (痕量元素)
(respiration) R P (photosynthesis)
开放体系碳酸平衡
考虑到CO2在气液相之间的平衡
[H2CO3*] 不变。根据亨利定律：
[CO2(aq)] = KH Pco2
[ ] CT
=
CO2
α0
=
1
α0
K H PCO2
开放体系碳酸平衡
[HCO3− ] [H 2CO3*]
=
K1 [H + ]
⇒ [HCO3− ]
=
[
K1 H+
]
⋅
[
H
2
CO3
*]
2.3.1 碳酸平衡
¾CO2在水中形成酸，可同岩石中的碱性物 质发生反应，并可通过沉淀反应变为沉积物 而从水中除去。
【环境化学】第3.1章 水环境化学——1.1 天然水的基本特征
天然水中气体：氧气、二氧化碳、硫化氢、氮气和甲烷等。 水体中溶解的O2、CO2的重要性
鱼类需要溶解氧而呼出CO2，溶解氧小于4mg/L时，就 不能生存
藻类利用CO2进行光合作用而释放出O2 水体中CO2影响水体pH
19
第三章/第一节/1.1 天然水的基本性质/1.1.2 天然水的组成
地球水资源分布
地球上水的总资源13.6 亿km3；
淡水占2.7％；
可供人类使用的淡水资 源850万km3，占地球 总水资源的0.64％。
7
Biomass 1%
Air water vapour
River 1%
8%
Lakes 52%
Soil 38%
Groundwater 20%
Accessible surface water 1%
地球水资源分布
Polar ice caps and glaciers 79%
Freshwater: 3%
Salt water: 97%
8
第三章/第一节/1.1 天然水的基本性质
1.1.1 水资源基本状况
（3）水循环
9
第三章/第一节/1.1 天然水的基本性质
1.1.1 水资源基本状况
（4）我国水资源及水质污染状况
29
第三章/第一节/1.1 天然水的基本性质/1.1.3 天然水的性质
黄藻等。 藻类化学计量关系：藻类体内碳、氮、磷主要营养元素间
一般存在着一个比较确定的比例C∶N∶P=106∶16∶1。 藻类化学结构式可写为：
28
第一节 天然水的基本特征 及污染物的存在形态
1.1 天然水的基本特征
1.1.1水资源基本状况 1.1.2天然水的组成★ 1.1.3天然水的性质★
鱼类需要溶解氧而呼出CO2，溶解氧小于4mg/L时，就 不能生存
藻类利用CO2进行光合作用而释放出O2 水体中CO2影响水体pH
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第三章/第一节/1.1 天然水的基本性质/1.1.2 天然水的组成
地球水资源分布
地球上水的总资源13.6 亿km3；
淡水占2.7％；
可供人类使用的淡水资 源850万km3，占地球 总水资源的0.64％。
7
Biomass 1%
Air water vapour
River 1%
8%
Lakes 52%
Soil 38%
Groundwater 20%
Accessible surface water 1%
地球水资源分布
Polar ice caps and glaciers 79%
Freshwater: 3%
Salt water: 97%
8
第三章/第一节/1.1 天然水的基本性质
1.1.1 水资源基本状况
（3）水循环
9
第三章/第一节/1.1 天然水的基本性质
1.1.1 水资源基本状况
（4）我国水资源及水质污染状况
29
第三章/第一节/1.1 天然水的基本性质/1.1.3 天然水的性质
黄藻等。 藻类化学计量关系：藻类体内碳、氮、磷主要营养元素间
一般存在着一个比较确定的比例C∶N∶P=106∶16∶1。 藻类化学结构式可写为：
28
第一节 天然水的基本特征 及污染物的存在形态
1.1 天然水的基本特征
1.1.1水资源基本状况 1.1.2天然水的组成★ 1.1.3天然水的性质★
环境化学教案第二节天然水的基本特征及污染物的存在形态
则在总碱度相对较高时，[OH-]能够忽略不计，如今，
假如滴定是以酚酞作为指示剂，当溶液的PH值降到8.3时，（用HCL去滴定OH，溶液由红色变成无色）表示OH-被中与，CO32-全部转化为HCO3-，作为碳酸盐只中与了一半，因此，得到酚酞碱度表示式：
酚酞碱度=[CO32-]+[OH-]-[H2CO3*]-[H+]
（1）重金属
重金属在地壳中的丰度并不高，但分布极其广泛。微量的重金属是生物体正常生长所必不可少的营养物质。但是，一旦超量，将会造成生物体中毒，影响其正常的生长发育。而且有些重金属能够在生物体内发生富集或者转化形成毒性更大的形态。因而重金属的危害性是非常大的。
①汞
汞是最受关注的重金属污染物。天然水中的汞要紧来自于下面几种途径：
[HCO3-]=5.29×10-4mol/L
如今，体系的碱度即为5.29×10-4mol/L。
因此，当pH由7.0降为6.0后，体系的碱度变化为：
1.4×10-3-5.29×10-4=8.71×10-4mol/L
由于碱度的变化即为加入酸的数量，故需加入盐酸8.71×10-4mol/L。
如利用分布系数，本题也能够进行如下求解：
此外，近年来除草剂的使用量逐步增加，可用来杀死杂草与水生植物。它们具有较高的水溶解度与低的蒸气压，通常不易发生生物富集、沉积物吸附与从溶液中挥发等反应。根据它们的结构性质，要紧分为有机氯除草剂、氮取代物、脲基取代物与二硝基苯胺除草剂四类型。这类化合物的残留物通常存在于地表水体中，除草剂及其中间产物是污染土壤、地下水及周围环境的要紧污染物。
[HCO3-]=4.64×10-4mol/L
[CO32-]=2.18×10-4mol/L
由于如今CO2的浓度能够忽略不计，故pH=10.00时，体系中无机碳总浓度=[HCO3-]+[CO32-]=6.82×10-4mol/L。
假如滴定是以酚酞作为指示剂，当溶液的PH值降到8.3时，（用HCL去滴定OH，溶液由红色变成无色）表示OH-被中与，CO32-全部转化为HCO3-，作为碳酸盐只中与了一半，因此，得到酚酞碱度表示式：
酚酞碱度=[CO32-]+[OH-]-[H2CO3*]-[H+]
（1）重金属
重金属在地壳中的丰度并不高，但分布极其广泛。微量的重金属是生物体正常生长所必不可少的营养物质。但是，一旦超量，将会造成生物体中毒，影响其正常的生长发育。而且有些重金属能够在生物体内发生富集或者转化形成毒性更大的形态。因而重金属的危害性是非常大的。
①汞
汞是最受关注的重金属污染物。天然水中的汞要紧来自于下面几种途径：
[HCO3-]=5.29×10-4mol/L
如今，体系的碱度即为5.29×10-4mol/L。
因此，当pH由7.0降为6.0后，体系的碱度变化为：
1.4×10-3-5.29×10-4=8.71×10-4mol/L
由于碱度的变化即为加入酸的数量，故需加入盐酸8.71×10-4mol/L。
如利用分布系数，本题也能够进行如下求解：
此外，近年来除草剂的使用量逐步增加，可用来杀死杂草与水生植物。它们具有较高的水溶解度与低的蒸气压，通常不易发生生物富集、沉积物吸附与从溶液中挥发等反应。根据它们的结构性质，要紧分为有机氯除草剂、氮取代物、脲基取代物与二硝基苯胺除草剂四类型。这类化合物的残留物通常存在于地表水体中，除草剂及其中间产物是污染土壤、地下水及周围环境的要紧污染物。
[HCO3-]=4.64×10-4mol/L
[CO32-]=2.18×10-4mol/L
由于如今CO2的浓度能够忽略不计，故pH=10.00时，体系中无机碳总浓度=[HCO3-]+[CO32-]=6.82×10-4mol/L。
天然水的基本特征
（2）
（3） 气体在水中的溶解性
例题
（4）水生生物：
富营养化：在许多情况下，P是限制的营养物
（1）碳酸平衡：
（1）碳酸平衡：
（1）碳酸平衡：
（1）碳酸平衡： 以上所讨论的 是封闭体系。 那么开放体系
（2）天然水的碱度和酸度：
碱度(Alkalinity)是指水中能与强酸发 生中和作用的全部物质，亦即能接受质子H+的 物质总量。 组成水中碱度的物质可分为： A. 强碱，如 NaOH、Ca(OH)2； B. 弱碱，如 NH3、C6H5NH2； C. 强碱弱酸盐， 如 NaCO3、Na3PO4等。
苛性碱度 = [OH-] - [HCO3-] - 2 [H2CO3*] - [H+]
3
（2）天然水的碱度和酸度： 酸度(Acidity)是指水中能与强碱发生中 和作用的全部物质，亦即放出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可分为： A. 强酸，如 HCl、H2SO4； B. 弱酸，如 CO2、H2CO3、各种有机酸等； C. 强酸弱碱盐， 如 FeCl、Al2（SO4）3等。
无机酸度：以甲基橙为指示剂，滴定到pH=4.3。
无机酸度 = [H+] - [HCO3-] - 2[CO32-] -[OH-]
天然水体的缓冲能力 天然水体的pH在6—9之间，对许多 水体，其pH基本保持恒定，这表明天然 水体具有一定的缓冲作用。 对这样一个开放体系来讲，它的酸度 受多种因素的控制，其中最重要的是碳 酸平衡体系。
第三章 水环境化学
第一节 天然水的基本特征及污染物的存在形态 第二节 水中无机污染物的迁移转化 第三节 水中有机污染物的迁移转化 第四节 水质模型
水环境化学天然水
扩散和对流是水中物质传 输的重要机制。
03
天然水中的主要离子成分
天然水中的阴离子成分
01
碳酸根离子（CO32）
来自碳酸盐岩类的溶解和有机质的分 解。
02
硫酸根离子（SO42）
主要来自岩石风化和含硫有机质的分 解。
03
硝酸根离子（NO3）
来自含氮有机质的分解和工业废水。
天然水中的阳离子成分
钠离子（Na+）
有机物质
天然水中还含有各种有机物质，如 腐殖质、氨基酸、蛋白质等。
天然水的化学特性
PH值
天然水的PH值通常在6.5~8.5之 间，呈中性或弱碱性。
电导率
天然水的电导率反映了水中溶 解离子浓度，影响水的导电性
。
氧化还原电位
天然水的氧化还原电位可以反 映水中的氧化性和还原性，影 响水中化学反应的方向和速率
水环境的监测与分析
通过对水体和水源进行定 期监测，了解水质状况， 及时发现和解决水环境问 题。
水质监测
污染源监测
对污染源进行监测，了解 污染物的排放情况，为采 取有效的污染控制措施提 供依据。
水环境的污染治理与修复
采取工程技术、政策法规 、行政管理和公众参与等 多种手段，减少或消除水 体中的污染物。
有机氯
主要包括氯代烷烃和氯代苯等 ，主要来源于农药、化学品的
生产和使用。
有机磷
主要包括磷酸盐、有机磷农药等 ，主要来源于化肥、洗涤剂、农 药等生产和使用。
有机硫
主要包括硫化物、亚硫酸盐等，主 要来源于化工、造纸等生产过程。
水环境中无机污染物质
硝酸盐
主要来源于食品、医药等行业 的生产和使用，可导致人体健
主要来自岩石风化，其次是工业废水。
环境化学-2-天然水的性质和组成
Cs 468 （t,摄氏温度） 31.6 t
3、CO2的溶解
已知干空气中CO2的含量为0.0314%（体积），水在25℃时蒸 汽压为0.03167，CO2 的亨利定律常数是3.34mol/(L· Pa)( 25℃)， 则CO2在水中的溶解量为？
(1)25℃时水中[CO2]的值可以用亨利定律来计算。
[ H ][ HCO3 ] K1 =4.45×10-7molL-1 [CO2 H 2 O ]
K2
[ H ][CO3 ] [ HCO3 ]
2
=4.68×10-11molL-1
由于k2特别小，所以只考虑前面一个方程，可得： [H+]=[HCO3-](认为水体的氢离子均来自于该反应)
水中这些主要离子的分类，常用来作为表征水体主要化学 特征性指标。
硬 Ca2+ 度 Mg2+ 酸 H+ 碱 金 属 Na+ 阳 离 子
HCO3-
CO32碱 度
OH-
SO42 Cl- NO3酸 根
阴 离 子
除上述的八大离子之外，还有H+ 、OH- 、NH4+ 、HS- 、S2- 、NO2- 、
NO3-、HPO4-、PO43-、Fe2+、Fe3+等。
藻类 藻类是典型的自养水生生物，通常CO2、NO3-和PO43-多为自养 生物的C、N、P源。利用太阳能从无机矿物合成有机物的生物 体称为生产者。 我国南方几乎一年四季都可见到“水华”，这主要是富营养 化形成的藻类引起的。形成水华的藻类主要有：微囊藻、项圈 藻。藻类是湖泊、水库等流动缓慢的水体中最常见的能够进行 光合作用的浮游植物。 藻类大小尺寸差异显著，最大可长达60m,最小的只有几个微 米，富营养的水体中1mL水中的藻类细胞达到10万个以上。 水处理过程中由于藻类的大量繁殖，大大增加了污水处理的 难度，因为藻类尺寸很小，能够穿透污水处理厂的过滤滤池， 水体中含有藻类，会导致处理后的水中有异味，这时一般采用 臭氧和活性炭杀菌过滤的处理方法，但是增加了处理成本。
3、CO2的溶解
已知干空气中CO2的含量为0.0314%（体积），水在25℃时蒸 汽压为0.03167，CO2 的亨利定律常数是3.34mol/(L· Pa)( 25℃)， 则CO2在水中的溶解量为？
(1)25℃时水中[CO2]的值可以用亨利定律来计算。
[ H ][ HCO3 ] K1 =4.45×10-7molL-1 [CO2 H 2 O ]
K2
[ H ][CO3 ] [ HCO3 ]
2
=4.68×10-11molL-1
由于k2特别小，所以只考虑前面一个方程，可得： [H+]=[HCO3-](认为水体的氢离子均来自于该反应)
水中这些主要离子的分类，常用来作为表征水体主要化学 特征性指标。
硬 Ca2+ 度 Mg2+ 酸 H+ 碱 金 属 Na+ 阳 离 子
HCO3-
CO32碱 度
OH-
SO42 Cl- NO3酸 根
阴 离 子
除上述的八大离子之外，还有H+ 、OH- 、NH4+ 、HS- 、S2- 、NO2- 、
NO3-、HPO4-、PO43-、Fe2+、Fe3+等。
藻类 藻类是典型的自养水生生物，通常CO2、NO3-和PO43-多为自养 生物的C、N、P源。利用太阳能从无机矿物合成有机物的生物 体称为生产者。 我国南方几乎一年四季都可见到“水华”，这主要是富营养 化形成的藻类引起的。形成水华的藻类主要有：微囊藻、项圈 藻。藻类是湖泊、水库等流动缓慢的水体中最常见的能够进行 光合作用的浮游植物。 藻类大小尺寸差异显著，最大可长达60m,最小的只有几个微 米，富营养的水体中1mL水中的藻类细胞达到10万个以上。 水处理过程中由于藻类的大量繁殖，大大增加了污水处理的 难度，因为藻类尺寸很小，能够穿透污水处理厂的过滤滤池， 水体中含有藻类，会导致处理后的水中有异味，这时一般采用 臭氧和活性炭杀菌过滤的处理方法，但是增加了处理成本。
环境化学天然水的性质-----碱度和酸度..
苛性碱度＝ -cT(α1+ 2α0) + Kw/[H+] - [H+]
总酸度＝ cT(α1+ 2α0) + [H+] - Kw/[H+]
CO2酸度＝cT(α0 - α2) + [H+] - Kw/[H+]
无机酸度＝-cT(α1+ 2α2) + [H+] - Kw/[H+]
例1
某水体 pH=8.00, 碱度 =1.00×10-3 mol.L-1 ， 计算该水体中各碱度成分的浓度。
[HCO3-] = 4.64×10-4 mol.L-1 [CO32-] = 2.18×10-4 mol.L-1 对总碱度的贡献仍为1.00×10-3 mol.L-1
例3
天然水pH=7.0,碱度为1.4 m mol.L-1, 为使 pH=6.0加入酸多少？ 解：总碱度 = CT (α1+2α2) + KW /[H+] – [H+]
开放体系和封闭体系中碳酸平衡的对照表
开放体系 与大气之间碳的交换 系统中无机碳的总量 [H2CO3*] 无机碳各形态 与pH的关系 [HCO3-] [CO32-] [H2CO3*] 无机碳各形态 主要存在区间 [HCO3-] [CO32-] 有 变化 ① 随pH升高而升高 ② 随大气中CO2分压升高而升高 不变 变化，随pH升高而线性升高 变化，随pH升高而线性升高 pH ＜ 6.3 pH = 6-10 pH ＞ 10.3 封闭体系 无 不变 变化，有最大值 变化，有最大值 变化，有最大值 pH ＜ 6.3 pH = 6-10 pH ＞ 10.3
游离 CO2 酸度 = [H+] + [HCO3-] - [CO32-] - [OH-]
酸度和碱度
酸度和碱度酸度和碱度（一）酸度酸度是指水中所含能与强碱发生中和作用的物质的总量。
这类物质包括无机酸、有机酸、强酸弱碱盐等。
地面水中，由于溶入二氧化碳或被机械、选矿、电镀、农药、印染、化工等行业排放的含酸废水污染，使水体pH值降低，破坏了水生生物和农作物的正常生活及生长条件，造成鱼类死亡，作物受害。
所以，酸度是衡量水体水质的一项紧要指标。
测定酸度的方法有酸碱指示剂滴定法和电位滴定法。
1.酸碱指示剂滴定法用标准氢氧化钠溶液滴定水样至肯定pH值，依据其所消耗的量计算酸度。
随所用指示剂不同，通常分为两种酸度：一是用酚酞作指示剂（其变色pH为8.3）测得的酸度称为总酸度（酚酞酸度），包括强酸和弱酸；二是用甲基橙作指示剂（变色pH约3.7）测得的酸度称强酸酸度或甲基橙酸度。
酸度的单位在《水和废水监测分析方法》中规定用CaCO3mg/L 表示。
2.电位滴定法以pH玻璃电极为指示电极，甘汞电极为参比电极，与被测水样构成原电池并接入pH计，用氢氧化钠标准溶液滴定至pH计指示4.5和8.3，据其相应消耗的氢氧化钠溶液量分别计算两种酸度。
本方法适用于各种水体酸度的测定，不受水样有色、浑浊的限制。
测定时应注意温度、搅拌状态、响应时间等因素的影响。
（二）碱度水的碱度是指水中所含能与强酸发生中和作用的物质总量，包括强碱、弱碱、强碱弱酸盐等。
天然水中的碱度重要是由重碳酸盐、碳酸盐和氢氧化物引起的，其中重碳酸盐是水中碱度的重要形式。
引起碱度的污染源重要是造纸、印染、化工、电镀等行业排放的废水及洗涤剂、化肥和农药在使用过程中的流失。
碱度和酸度是判定水质和废水处理掌控的紧要指标。
碱度也常用于评价水体的缓冲本领及金属在其中的溶解性和毒性等。
测定水中碱度的方法和测定酸度一样，有酸碱指示剂滴定法和电位滴定法。
前者是用酸碱指示剂指示滴定尽头，后者是用pH计指示滴定尽头。
水样用标准酸溶液滴定至酚酞指示剂由红色变为无色（pH8.3）时，所测得的碱度称为酚酞碱度，此时OH—已被中和，CO32—被中和为HCO3—；当连续滴定至甲基橙指示剂由桔黄色变为桔红色时（pH约4.4），所测得的碱度称为甲基橙碱度，此时水中的HCO3—也已被中和完，即全部致碱物质都已被强酸中和完，故又称其为总碱度。
天然水的酸碱性
天然水的酸碱性
大多数含有矿物质的天然水，其pH一般都在6～9这个狭窄的范围内，并且对于任一水体，其pH几乎保持恒定。
在与沉积物的生成、转化及溶解等过程有关的化学反应中，天然水的pH具有很大意义，它往往能决定转化过程的方向。
生物活动，如光合作用和呼吸作用，以及物理现象，如自然的或外界引起的扰动伴随着曝气作用，都会或增或减地使水中溶解性二氧化碳浓度发生变化，从而影响水体pH。
此外，其他一些借助于生物进行的反应也会影响天然水的pH，如黄铁矿被氧化的反应会导致pH降低；反硝化或反硫化等过程则趋向于使pH 升高。
在大多数天然水中都有HCO3-和CO32-作为碱存在。
有时还可存在别的低浓度碱，如B4O72-、PO43-、AsO43-、NH3、SiO32-等。
火山和温泉向水中加入HCl和SO2之类气体，可强烈地产生酸性水。
工业废水中含有的游离酸或多价金属离子经排放而进入天然水系，也可使水具酸性。
另外一些酸性成分是硼酸、硅酸和铵离子。
总的说来，天然水体中最重要的酸性成分还是CO2，它与水形成相对平衡的碳酸体系。
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弱碱,在水中有一部分发生反应 生成氢氧根离子
强碱弱酸盐,水解是生成氢氧根 离子或者直接接受氢离子
测定方法：酸碱滴定，双指示剂法 H+ + OH- = H2O H+ + CO32- = HCO3H+ + HCO3- = H2CO3 ) (酚酞终点) (甲基橙终点
苛性碱度 碱度 酚酞碱度（碳酸盐碱度） 总碱度（或甲基橙碱度）
（1）矿物微粒和粘土矿物
天然水中常见矿物微粒：石英、长石、云母 以及粘土矿物硅酸盐矿物。 （2）金属水合氧化物
铝、铁、锰、硅等金属的水合氧化物在天然 水体中以无机高分子及溶胶等形态存在，在水环 境中发挥重要的胶体化学作用。
（3）腐殖质
一种带负电的高分子弱电解质,其形态构型与 官能团的离解程度有关.
其化学反应计量关系式如下： H+ + OHH2O H+ + CO32HCO3 H+ + HCO3H2CO3 总碱度= [HCO3-] + 2 [CO32-] + [OH-] - [H+]
总碱度 = [HCO3-] + 2[CO32-] + [OH-] – [H+]
后备碱度 离子碱度
总碱度 = CT (α1+ 2α2) + KW /[H+] – [H+]
天然水
的组成
•气体在水中的溶解性
氧在水中的溶解性 二氧化碳的溶解性
•水生生物
1. 水体产生生物体的能力称为生产 率．生产率是由化学的及物理的因 素相结合而决定的． 2. 生物（或生化）需氧量ＢＯＤ是另 一个水质的重要参数．它是指在一 定体积的水中有机物降解所要耗用 的氧量
一、碳酸平衡
二氧化碳在水中形成酸,可同岩石中 的碱性物质发生反应,并可以通过沉淀 反应变为沉淀物而从水中除去.在水和 生物体之间的生物化学交换中, 溶解的 碳酸盐化合态与岩石圈大气圈进行酸碱 和交换反应,对调节天然水的pH和组成 有重要作用。
例3
天然水pH=7.0,碱度为1.4 m mol.L-1, 为使 pH=6.0加入酸多少？ 解：总碱度 = CT (α1+2α2) + KW /[H+] – [H+]
CT=1/(α1+2α2){[总碱度] + [H+] – [OH-]} 令 则 1/(α1+ 2α2) = α CT = α[碱度] (表2－16）
CO2酸度＝cT(α0 - α2) + [H+] - Kw/[H+]
无机酸度＝-cT(α1+ 2α2) + [H+] - Kw/[H+]
例1
某水体 pH=8.00,碱度=1.00×10-3 mol.L-1 ， 计算该水体中各碱度成分的浓度。
解：[HCO3-] = 碱度= 1.00×10-3 mol.L-1 ，
H2O HCO3- + H2O CO32- + H2O
酸加入量
pH
碱加入量
无机酸度：以甲基橙为指示剂滴定到 pH = 4.3
无机酸度 = [H+] - [HCO3-] - 2 [CO32-] - [OH-] 游离 CO2 酸度：以酚酞为指示剂滴定到 pH = 8.3
游离 CO2 酸度 = [H+] + [HCO3-] - [CO32-] - [OH-]
总酸度：在 pH=10.8 处得到，但此时滴定曲线无明
显突越，难以选择合适的指示剂，故只是一个理
论值 总酸度= [H+]+ [HCO3-]+2 [H2CO3*] -[OH-]
总酸度 = [H+]+[ HCO3-] + 2 [H2CO3*] - [ OH-]
离子酸度 后备酸度
总酸度 = CT (α1+ 2α0) + [H+] – KW /[H+]
第二节
天然水的性质
一、碳酸平衡 二、碱度和酸度 三、配位化学 四、氧化还原化学 五、相间作用
•天然水中的主要离子组成：钾、钠、钙、镁、碳酸氢根、硝酸
根、氯和硫酸根离子为天然水中常见的八大离子，占天然水中离子 总量的９５％～９９％。
•水中的金属离子：它可以通过化学反应达到稳定状态，酸－碱，
沉淀，配合以及氧化－还原等是它们在水中达到最稳定状态的过程
[OH-] = 1.00×10-6 mol.L-1 [H2CO3*]=[H+][HCO3-]/ K1 =2.25 ×10-5 mol.L-1 （1）
=1.00×10-8×1.00×10-3 / 4.45×10-7
[CO32-] = K2[HCO3-] / [H+]
（2）
= 4.69×10-11×1.00×10-3 /1.00×10-8 = 4.69 ×10-6mol.L-1
b、吸附（表面吸附、离子交换吸附、专属吸附）
表面吸附
由于胶体具有巨大的比表面和表面能，固液 界面存在表面吸附。属于物理吸附。 离子交换吸附
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。
解：碱度 = [HCO3-] + 2[CO32-] + [OH-] (mol.L-1)
[OH-] = 1.00×10-4 mol.L-1
1.00×10-3 = [HCO3-] + 2[CO32-] + 1.00×10 -4
苛性碱度：当用标准酸溶液进行中和滴定到pH=10.8 时，所消耗的酸量。 酚酞碱度：以酚酞（pH=8.3）做指示剂，消耗的酸量。 总碱度：以甲基橙（pH=4.3）做指示剂，消耗的酸量。
由于没有明显的滴定突越，苛性碱度测不到，是一个理论值。
总碱度：用一个强酸标准溶液滴定，用甲 基橙为指示剂，当溶液由黄色变成橙红色 (pH约4.3)，停止滴定，此时所得的结果， 也称为甲基橙碱度。
查表 2-16, α1=0.8337, α2≈0, α= 1.20 CT = 1.20×1.4 = 1.68 m mol.L-1 当加强酸使 pH = 6.0，CT不变, 查表α= 3.00 则, 碱度 = 1.68/ 3.00 = 0.56 m mol.L-1 碱度降低值ΔA 就是应加入酸量: ΔA = 1.4-0.56 = 0.84 m mol.L-1
应用总碳酸量（cT）和相应的分布系数（α）来表示（41页）
总碱度＝ c- [H+]
酚酞碱度＝ cT(α2- α0) + Kw/[H+] - [H+]
苛性碱度＝ -cT(α1+ 2α0) + Kw/[H+] - [H+]
总酸度＝ cT(α1+ 2α0) + [H+] - Kw/[H+]
[CO3 ] 4.69 10 0.469 10 [ HCO3 ] 1.00 10
2 11
[CO32-] = 0.469 [HCO3-]
[HCO3-]+ 0.469 [HCO3-]× 2 = 0.0009
[HCO3-] = 4.64×10-4 mol.L-1 [CO32-] = 2.18×10-4 mol.L-1 对总碱度的贡献仍为1.00×10-3 mol.L-1
2、酸度与碱度的测定
碱度 alkalinity
是指水中能与强酸发生中和作用的全部物质， 亦即能接受质子的物质的总量。组成水 中碱度的物质可归纳为三类：强碱、弱 减、强碱弱酸盐。
总碱度（或甲基橙碱度）
碱度 酚酞碱度
苛性碱度
碱度:指水中能与强酸发生 中和作用的全部物质
强碱,在水溶液中全部电离生成 氢氧根离子
• • • • 耗氧污染物 致病污染物 合成有机物 植物营养物 • 无机物和矿物质 • 由土壤、岩石等冲刷 下来的沉淀物 • 放射性物质
3-2 无机污染物的迁移： 在水环境中主要通过吸附-解吸、沉淀溶解、配合作用、氧化-还原等一系列物理 化学作用进行迁移、转化，参与和干扰环境 化学过程和物质循环过程，最终以一种或多 种形态长期存留在环境中。
3.天然水体的缓冲能力
• 天然水体的pH值一般在6-9之间 • 对于某一水体,其pH几乎不变,这表明天然水体有一 定的缓冲能力,是一个缓冲体系 • 一般认为,碳酸化合物是控制水体pH的主要因素,并 使水体具有缓冲作用 • 但是,周围环境与水体之间发生的多种反应,对pH值 也有影响
二、水中污染物的分布和存在形态
（4）水体悬浮沉积物
天然水体中各种胶体物质往往同时存在， 相互作用结合成某种聚集体，即成为水中的 悬浮沉积物。它们既可以沉降进入水体底部， 也可以重新再悬浮进入水体。 悬浮沉积物的结构组成并不固定，随着水 质和水体组成物质及水动力条件而变化。
（5）其他
水体中的藻类、污水中的细菌、病毒、 废水排出的表面活性剂、油滴等，都有类似 的胶体化学作用。
例题2-10 某河流，pH=8.3, CT =3 ×10-3 mol.L-1 。有 含1 ×10-2 mol.L-1 硫酸的废水排入该河流。 假如河流pH值不得降低至6.7以下，问每升河 水中可最多排入这种废水多少毫升？
二．天然水中的碱度和酸度
1、酸度与碱度的意义：
（给）水处理
（1）碱度： 生物生产量 （2）酸度：（废）水处理
b、交界点的意义： pH = pK1时，a0 = a1 = 0.50 pH = pK2时， a1 = a2 = 0.50
c、 比较封闭体系和开放体系可发现，在 封闭体系中，[H2CO3*]、[HCO3-]、[CO32-] 等可随 pH 值变化，但总的碳酸量 CT 始终 不变。
而对于开放体系,CT 、[HCO3-]、[CO32-]均 随pH值改变而变化，但[H2CO3*]总保持与 大气相平衡的固定数值。