《水环境化学》PPT课件
合集下载
环境化学第3.2章水环境化学水中无机污染物的溶解和沉淀课件
纯水封闭体系中金属碳酸盐的溶解度
20
第三章/第二节/2.3 溶解和沉淀
2.3.4 碳酸盐 四、碳酸盐在开放体系的溶解度（二价金属）
[H2CO3*] = KHpCO2 [CO32-] = K1K2KHpCO2/[H+]2
pH＞pK2（10.33） pK1＜pH＜pK2 （6.35~10.33） [Me2+] ≈ Ksp[H+]2/K1K2KHpCO2 pH＜pK1（6.35）
第三章/第二节 水中无机污染物的迁移转化
2.3 溶解和沉淀
溶解/沉淀对迁移过程的影响
溶解/沉淀影响金属化合物溶解度，溶解度决定随水迁移能力 溶解度大，迁移能力大；溶解度小，迁移能力小
溶解/沉淀理论
溶解/沉淀受反应平衡和反应速率控制(化学热力学和动力学控制) 固－液平衡体系中，用溶度积来表征溶解度
第三章/第二节/2.3 溶解和沉淀
2.3.3 硫化物
二、金属硫化物的溶解度（以二价金属为例）
1. 金属硫化物的沉淀－溶解平衡
MeS (s) ⇌ Me2+ + S2-
[Me2+] = Ksp/[S2-]
2. H2S的电离平衡
H2S ⇌ H+ + HS- K1 = 8.9×10-8
HS- ⇌ H+ + S2-
= 2.532×10-3 mol/L
15
第三章/第二节/2.3 溶解和沉淀
2.3.4 碳酸盐
一、碳酸盐的沉淀－溶解平衡（以二价金属为例）
MeCO3 ⇌ Me2+ + CO32[Me2+] = Ksp/[CO32-] = Ksp/(CTα2)
H2CO3* ⇌ HCO3- + H+
20
第三章/第二节/2.3 溶解和沉淀
2.3.4 碳酸盐 四、碳酸盐在开放体系的溶解度（二价金属）
[H2CO3*] = KHpCO2 [CO32-] = K1K2KHpCO2/[H+]2
pH＞pK2（10.33） pK1＜pH＜pK2 （6.35~10.33） [Me2+] ≈ Ksp[H+]2/K1K2KHpCO2 pH＜pK1（6.35）
第三章/第二节 水中无机污染物的迁移转化
2.3 溶解和沉淀
溶解/沉淀对迁移过程的影响
溶解/沉淀影响金属化合物溶解度，溶解度决定随水迁移能力 溶解度大，迁移能力大；溶解度小，迁移能力小
溶解/沉淀理论
溶解/沉淀受反应平衡和反应速率控制(化学热力学和动力学控制) 固－液平衡体系中，用溶度积来表征溶解度
第三章/第二节/2.3 溶解和沉淀
2.3.3 硫化物
二、金属硫化物的溶解度（以二价金属为例）
1. 金属硫化物的沉淀－溶解平衡
MeS (s) ⇌ Me2+ + S2-
[Me2+] = Ksp/[S2-]
2. H2S的电离平衡
H2S ⇌ H+ + HS- K1 = 8.9×10-8
HS- ⇌ H+ + S2-
= 2.532×10-3 mol/L
15
第三章/第二节/2.3 溶解和沉淀
2.3.4 碳酸盐
一、碳酸盐的沉淀－溶解平衡（以二价金属为例）
MeCO3 ⇌ Me2+ + CO32[Me2+] = Ksp/[CO32-] = Ksp/(CTα2)
H2CO3* ⇌ HCO3- + H+
《水环境化学》课件
水环境化学的重要性 和应用
水环境化学对于保护水资 源、维护环境、促进可持 续发展具有重要的意义。
水的物理化学性质
溶解度溶解度是指单位体Fra bibliotek溶液中 最多能溶解多少物质，它是 表征物质在水中溶解程度的 重要参数。
离子强度
水中的离子强度是所有阴离 子和阳离子的浓度之和和它 们的电荷平方和之比的平方 根。
pH值
水环境监测方法
通过水质监测，及时发现水体 污染的情况，采取有效的技术 措施来防治和修复水体污染。
水环境化学的未来
1 水环境化学的发展趋势
未来水环境化学将逐渐转向绿色、可持续和低碳化发展。
2 水环境化学的应用前景
水环境化学需求将继续增长，未来将更多地应用于水资源保护、净化和开发领域。
3 水环境化学的挑战与机遇
水环境化学
水是地球上最珍贵的资源之一，水环境化学是研究水体的化学性质、污染及 其净化和水质监测的学科。
水环境化学简介
什么是水环境化学？
水环境化学是研究水及其 体系在自然界和生产生活 中的各种过程所涉及到的 化学现象的学科。
水环境化学的研究对 象和内容
研究水环境中各种物质的 迁移、转化和去除，以及 不同水环境对生态环境的 影响。
3
物理污染物
有些物理污染物如悬浮物、浮游生物、颗粒物或沉积物都会影响水的质量和可用性。
水的净化与处理
常见水污染物的去除方法
颗粒物、悬浮物主要通过过滤 和沉淀去除，生物污染物主要 通过消毒去除，化学污染物主 要依靠氧化、还原、沉淀和离 子交换等方法除去。
常见水处理技术及其原理
如生物处理、深度处理、反渗 透等技术，利用技术手段将水 中的污染物清除或降低到符合 生产和生活需求的标准。
水环境化学PPT课件
H型（ Henry）等温式（直线型）
GkC 式中：K——分配系数
F型（Freundlich）等温式
1
G kCn
用对数表示：
lgGlgk1lgC n
-
20
L型（Langmuir）等温式
GG0C/(AC)
1 /G 1 /G 0 (A /G 0 )1 ( /C )
G0—单位表面上达到饱和时的最大吸附量 A—常数
(Acidity and Alkalinity in Natural Waters)
碱度（Alkalinity）
指水中能与强酸发生中和作用 的全部物质，即接受质子的物质总 量，包括强碱、弱碱及强碱弱酸盐。
-
7
测定方法：
酸碱滴定，双指示剂法
H+ + OH- = H2O H+ + CO32- = HCO3H+ + HCO3- = H2CO3
-
52
腐殖质的配合作用
(Complexation of Humic Substances)
分类
腐殖酸（Humic acid）溶于稀碱不溶于酸 富里酸（Fulvic acid） 溶于酸碱， 腐黑物（Humin） 不被酸碱提取。
-
53
结构：含大量苯环，还含大量羧基、醇基
和酚基，随亲水性基团含量的不同，腐殖 质的水溶性不同，并且具有高分子电解质 的特性，表现为酸性。
-
28
-
29
-
30
2、硫化物 (Sulfide)
金属硫化物是比氢氧化物溶度剂更小的 一类难溶沉淀物。
在硫化氢和硫化物均达到饱和的溶液 中，可算出溶液中金属离子的饱和浓度为：
[Me2+]=Ksp/[S2-]=Ksp[H+]2/(0.1K1K2)
GkC 式中：K——分配系数
F型（Freundlich）等温式
1
G kCn
用对数表示：
lgGlgk1lgC n
-
20
L型（Langmuir）等温式
GG0C/(AC)
1 /G 1 /G 0 (A /G 0 )1 ( /C )
G0—单位表面上达到饱和时的最大吸附量 A—常数
(Acidity and Alkalinity in Natural Waters)
碱度（Alkalinity）
指水中能与强酸发生中和作用 的全部物质，即接受质子的物质总 量，包括强碱、弱碱及强碱弱酸盐。
-
7
测定方法：
酸碱滴定，双指示剂法
H+ + OH- = H2O H+ + CO32- = HCO3H+ + HCO3- = H2CO3
-
52
腐殖质的配合作用
(Complexation of Humic Substances)
分类
腐殖酸（Humic acid）溶于稀碱不溶于酸 富里酸（Fulvic acid） 溶于酸碱， 腐黑物（Humin） 不被酸碱提取。
-
53
结构：含大量苯环，还含大量羧基、醇基
和酚基，随亲水性基团含量的不同，腐殖 质的水溶性不同，并且具有高分子电解质 的特性，表现为酸性。
-
28
-
29
-
30
2、硫化物 (Sulfide)
金属硫化物是比氢氧化物溶度剂更小的 一类难溶沉淀物。
在硫化氢和硫化物均达到饱和的溶液 中，可算出溶液中金属离子的饱和浓度为：
[Me2+]=Ksp/[S2-]=Ksp[H+]2/(0.1K1K2)
第水环境化学(共10张PPT)
水环境中污染物种类繁多，一般分为两大类：
cp—单位溶液理体积论上颗，粒物即的浓非度k离g／L子； 性有机化合物可通过溶解作用分配到土壤
有机质中，并经一定时间达到分配平衡，此时有机化合物
在土壤有机质和水中含量的比值称分配系数。
第5页，共10页。
▪实际上，有机化合物在土壤(沉积物)中的吸着存在着二种主要机
作用、挥发作用、水解作用、光解作用、生物富集和生物降 解作用等过程进行迁移转化。
第4页，共10页。
二、分配作用
1．分配理论
▪近20年来，国际上对有机化合物的吸附分配理论开展了
使得pH降低，一般伴随E降低，pH会降低，酸性增强，金属溶解，酸性增强情况下，金属Hg容易甲基化；
②靠吸范附 德作华用力，，广即后在者泛非则研极是性各究有种机化。溶学剂键结中力果，如土氢均壤键矿、表物离明质子对偶，有极机键颗化、合配粒物位物的键表及(面π沉键吸作积附用作物的用结或或果于。土土壤壤矿物)从质对水有机中化合吸物的表面吸附作用，前者主要
cT = cs·cp+cw 式中：cT—单位溶液体积内颗粒物上和水中有机毒物质量的总和ug / L；
cs—有机毒物在颗粒物上的平衡浓度，ug／kg；
cp—单位溶液体积上颗粒物的浓度kg／L；
cw—有机毒物在水中的平衡浓度，ug／L。
此时水中有机物的浓度(cw)为：cw =cT / (Kp cp十1)
第7页，共10页。
▪一般吸附固相中含有有机碳（有机碳多，则Kp大），为了在类型各异组分复 杂的沉积物或土壤之间找到表征吸着的常数，引入标化分配系数(Koc)：
➢ 使得pH降低，一般伴随E降低，pH会降低，酸性增强，金属溶解， 酸性增强情况下，金属Hg容易甲基化； ➢ 静止水体的富营养化。
cp—单位溶液理体积论上颗，粒物即的浓非度k离g／L子； 性有机化合物可通过溶解作用分配到土壤
有机质中，并经一定时间达到分配平衡，此时有机化合物
在土壤有机质和水中含量的比值称分配系数。
第5页，共10页。
▪实际上，有机化合物在土壤(沉积物)中的吸着存在着二种主要机
作用、挥发作用、水解作用、光解作用、生物富集和生物降 解作用等过程进行迁移转化。
第4页，共10页。
二、分配作用
1．分配理论
▪近20年来，国际上对有机化合物的吸附分配理论开展了
使得pH降低，一般伴随E降低，pH会降低，酸性增强，金属溶解，酸性增强情况下，金属Hg容易甲基化；
②靠吸范附 德作华用力，，广即后在者泛非则研极是性各究有种机化。溶学剂键结中力果，如土氢均壤键矿、表物离明质子对偶，有极机键颗化、合配粒物位物的键表及(面π沉键吸作积附用作物的用结或或果于。土土壤壤矿物)从质对水有机中化合吸物的表面吸附作用，前者主要
cT = cs·cp+cw 式中：cT—单位溶液体积内颗粒物上和水中有机毒物质量的总和ug / L；
cs—有机毒物在颗粒物上的平衡浓度，ug／kg；
cp—单位溶液体积上颗粒物的浓度kg／L；
cw—有机毒物在水中的平衡浓度，ug／L。
此时水中有机物的浓度(cw)为：cw =cT / (Kp cp十1)
第7页，共10页。
▪一般吸附固相中含有有机碳（有机碳多，则Kp大），为了在类型各异组分复 杂的沉积物或土壤之间找到表征吸着的常数，引入标化分配系数(Koc)：
➢ 使得pH降低，一般伴随E降低，pH会降低，酸性增强，金属溶解， 酸性增强情况下，金属Hg容易甲基化； ➢ 静止水体的富营养化。
环境化学第三章__水环境化学(PPT)
氧的分压为(1.0130-0.03167)×105×0.2095 =0.2056×105 Pa
第十二页，共九十页。
代入亨利定律即可求出氧在水中的摩尔(mó ěr)浓度为：
[O2(aq)]= KH·PO2=1.26×10-8×0.2056×105 =2.6×10-4 mol/L
氧的分子量为32，因此其溶解度为8.32 mg/L。
第三章 水环境 化学 (huánjìng)
第一节 天然水的根本特征及污染物的存在形态(xíngtài)
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
第一页，共九十页。
内容提要： 本章主要介绍天然水的根本特征，水中重要污染物存在形态及分布， 污染物在水环境中的迁移转化(zhuǎnhuà)的根本原理。
第二十三页，共九十页。
❖❖[图CO中3的2p-]H可=以8.3忽可略以不作计为，一水个分中界只点有，[CpOH2<〔8.a3q，〕很]、小[，H22CO3]、
❖[HCO3-]，可以只考虑一级电离平衡(pínghéng)，即此时：
❖
❖❖❖当溶所液以的ppHH>=8p[.3KH时1-]，lg[[KHH122[CC[HHOO23C3C**]OO3]+3可*]l]g以[H忽C略O不3-计]。，水中只存在
P↑↓R
C 1 0 6H 2 6 3 O 1 1 0N 1 6P 1 3 8 O 2
第十七页，共九十页。
〔二〕天然水的性质(xìngzhì)
1、碳酸平衡〔重点〕
对于CO2-H2O系统，水体中存在着CO2〔aq〕、H2CO3、HCO3-和CO32-等 四种化合态，常把CO2(aq)和H2CO3合并为H2CO3*，实际上H2CO3含量 (hánliàng)极低，主要是溶解性气体CO2(aq)。
第十二页，共九十页。
代入亨利定律即可求出氧在水中的摩尔(mó ěr)浓度为：
[O2(aq)]= KH·PO2=1.26×10-8×0.2056×105 =2.6×10-4 mol/L
氧的分子量为32，因此其溶解度为8.32 mg/L。
第三章 水环境 化学 (huánjìng)
第一节 天然水的根本特征及污染物的存在形态(xíngtài)
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
第一页，共九十页。
内容提要： 本章主要介绍天然水的根本特征，水中重要污染物存在形态及分布， 污染物在水环境中的迁移转化(zhuǎnhuà)的根本原理。
第二十三页，共九十页。
❖❖[图CO中3的2p-]H可=以8.3忽可略以不作计为，一水个分中界只点有，[CpOH2<〔8.a3q，〕很]、小[，H22CO3]、
❖[HCO3-]，可以只考虑一级电离平衡(pínghéng)，即此时：
❖
❖❖❖当溶所液以的ppHH>=8p[.3KH时1-]，lg[[KHH122[CC[HHOO23C3C**]OO3]+3可*]l]g以[H忽C略O不3-计]。，水中只存在
P↑↓R
C 1 0 6H 2 6 3 O 1 1 0N 1 6P 1 3 8 O 2
第十七页，共九十页。
〔二〕天然水的性质(xìngzhì)
1、碳酸平衡〔重点〕
对于CO2-H2O系统，水体中存在着CO2〔aq〕、H2CO3、HCO3-和CO32-等 四种化合态，常把CO2(aq)和H2CO3合并为H2CO3*，实际上H2CO3含量 (hánliàng)极低，主要是溶解性气体CO2(aq)。
水环境化学 ppt课件
（2）金属水合氧化物：
褐铁矿：Fe2O3﹒nH2O
水化赤铁矿：2Fe2O3﹒H2O 得到具有重要胶体作用的：
针铁矿：Fe2O3﹒H2O 水解 [FeOOH]∞聚合无机高分子
水铝石：Al2O3﹒H2O
[Al(OH)3]∞聚合无机高分子
三水铝石：Al2O3﹒3H2O
[MnOOH]∞聚合无机高分子
二氧化硅凝胶：SiO2﹒nH2O
水环境中发现的腐殖质大部分为富里酸这一 类，原因在于易溶于水，来源有二：一部分是水 生植物的分泌物和降解产物；另一部分来自土壤， 由土壤淋溶液和泾流带入水体。河水中腐殖质平 均含量在10～15mg/L，但起源于沼泽地带的河流 其含量要丰富的多。
水体污染
由于人类活动排放的污染物进入河流、湖泊、 海洋或地下水等水体，使水和水体底泥的物理、 化学性质或生物群落组成发生变化，从而降低了 水体的使用价值，这种现象称为水体污染。
水体的自净作用 污水排入水体后，一方面对水体产生污染，
另一方面水体本身有一定旳净化污水能力，即经 过水体的物理、化学与生物的作用，使污染物浓 度逐渐降低，经过一段时间后，水体往往能恢复 到受污染前的状态，并在微生物的作用下分解， 从而使水体由不洁恢复为清洁，这一过程称为水 体的自净过程。
• 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭
• “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我 笨，没有学问无颜见爹娘 ……”
• “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
藻类疯长； 藻类尸体分解引起水体溶氧下降； 水体发臭； 水生生物死亡； 绿藻和硅藻由蓝藻取代产生藻毒素。
▪举例：触目惊心的赤潮中毒事件
➢赤潮区域内，某些赤潮生物分泌赤潮毒素，污染鱼、贝 类等生物，生物毒素可在这些生物体内蓄积，当毒素的蓄 积量超过人体可接受的水平时，人一旦食用了这些生物， 就会导致疾病发生，甚至会爆发传染病。
水环境化学38页PPT文档
H
CH3
N-亚硝基二甲胺 （NDMA)
新发现的强致癌性 的消毒副产物
偏二甲肼 （导弹推进剂）
N-亚硝胺还原的机理
H
第一种方式：
N-N还原
O
2e-
N + NO-
R1
R2
N
2H+
N
HH
R1
R2
2e-
N
2e-
2H+
N R1
R2
2H+
第二种方式： 肼
N=O还原
H
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
N + NH3
R1
R2
5. 还原脱烷基
还原脱烷基：杂原子上的烷基被H取代
CH3
CH3
NO2
NH2 NH2
NH2
NO2
与亚硝基
CH3
中间产物耦合
NO2
NO2
NO2
NO2
O
NN
NO2 NO2
NO2 NO2
与亚硝基 中间产物耦合
CH3 NO2
CH3
CH3
NO2
NO2
2 ',4 ,6 ,6 '-四 硝 基 -2 ,4 '-偶 氮 甲 苯
CH3
CH3
NO2
NO2 NO2
NH2
NHOH
SO3-Na+
N N
NH H
Direct Red 28
H2N
H2N
NH2 +
H HN N N
NH2
SO3-Na+
Benzidine （联苯胺）
SO3-Na+
致癌芳香胺
（3）N-亚硝胺还原
《水环境化学》PPT课件 (2)
浓度(C)之间的关系可用下式表示完整：版G课=件pApt ·C·10BpH式中：A、B—常数2。1
➢ 其次是颗粒物的粒度和浓度对重金属吸附量的影响。颗粒物对重金 属的吸附量随粒度增大而减少，并且，当溶质浓度范围固定时，吸附 量随颗粒物浓度增大而减少。
➢ 此外，温度变化、几种离子共存时的竞争作用均对吸附产生影响。
离子进入Stern层后。不能被通常提取交换性阳离子的提取
剂提取，只能被亲和力更强的金属离子取代，或在强酸性
条件下解吸。
完整版课件ppt
17
▪专属吸附的另一特点是它在中性表面甚至在与吸附离子 带相同电荷符号的表面也能进行吸附作用。例如，水锰矿 对碱金属(K、Na)的吸附作用属于离子交换吸附，而对于 Co、Cu、Ni等过渡金属元素离子的吸附则属于专属吸附。
完整版课件ppt
13
▪由于胶体具有巨大的比表面和表面能，因此固液界面存
在表面吸附作用，胶体表面积愈大，所产生的表面吸附能也愈
大，胶体的吸附作用也就愈强，它是属于一种物理吸附。
一般么蒙脱石单位比表面积=800m2/g左右，伊利石
=30-80m2/g ， 高 岭 石 =10-50=800m2/g ， 腐 殖 质 =400900m2/g，
完整版课件ppt
11
4r 2
r 3
▪ 单位比表面积(ρ为密度)=面积（球）/重量=
4 =r 3 （cm2/g） 3
▪ 表面能（又称为表面吸附能）：任何分子之间均存在引力，在物体内部，
某分子受到各方面作用力相等，因而处于平衡状态，但是在胶体表面上，分
子受力不均匀（因为表面分子周围的分子数量不相等），因而产生了所谓的
第二节、水中无机污染物的迁移转化
《水环境化学》PPT课件
完整版课件ppt
18
2、石油的降解 （P126）
石油是由烷烃、环烷烃、烯烃、芳香烃 和杂环化合物等组成。
石油在水中可光化学降解或生物降解。
完整版课件ppt
19
（1）光化学降解：
在阳光照射下，石油中的烷烃及侧链芳烃受激发 活化进行光化学氧化。
据测，油浓度为2000kg/km3的水面，油膜厚度 2.5μm，由于光化学氧化，几天光照即能把油膜清除。
氧化)
完整版课件ppt
4
不易被氧化的：饱和的脂肪烃、含有苯环
结构的芳香烃、含氮的脂肪胺类化合物等 ；
容易被氧化的：醛、芳香胺、不饱和的烯
烃和炔烃、醇及含硫化合物(如硫醇、硫醚)等。
完整版课件ppt
5
② 还原反应 ： 在有机物分子中加氢或脱氧的反应称为有机
物的还原反应。例如：
HCHO (甲醛) + H2→ CH3OH (甲醇 ) (加氢
24
③ 芳香烃的降解： 石油中苯、苯的同系物、萘等在微生物
作用下先是氧化成二酚，然后苯环分裂成 有机酸，再经有关生化反应，最终分解为 二氧化碳和水。
完整版课件ppt
25
④ 环烷烃降解：环烷烃最稳定，只有少
数微生物能使它降解。如环己烷在微生物作用下
缓慢氧化：
完整版课件ppt
26
课堂作业
教材P80 习题3、4、5、7、13、14
进行，最后分解为CO2和H2O。
完整版课件ppt
22
② 烯烃的降解
当双键在中间位置时，主要的降解途径与饱和 烷烃相似。
当双键位在碳1和碳2位时，在不同微生物的 作用下，主要降解途径有三种：即烯烃的不饱和 端氧化成环氧化物、不饱和末端氧化成醇、饱和 末端氧化成醇。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
总含盐量(TDS)：
TDS=[K++Na++Ca2++Mg2+]+[HCO3-+NO3-+Cl-+SO 24
2、天然水的性质
(Characteristic of Natural Waters) （1）碳酸平衡(Balance of H2CO3) 水体中存在四种化合态：
CO2、CO32-、HCO3-、H2CO3
常把CO2和H2CO3合并为H2CO3*。
H2CO3*— HCO3-—CO32-体系可用下面 的反应和平衡常数表示：
CO2 + H2O = H2CO3* H2CO3* = H+ + HCO3HCO3- = H+ + CO323
pK0 = 1.46 pK1 = 6.35
pK2 = 10.3
α0 =[H2CO3* ]/{[H2CO3* ]+[HCO3- ]+[CO32]} α1= [HCO3- ] /{[H2CO3* ]+[HCO3- ]+[CO32- ]} α2 = [CO32- ] /{[H2CO3* ]+[HCO3- ]+[CO32- ]}
3、胶体相互凝聚
4. “边对面”絮凝
胶体颗粒凝聚方式
(Aggregation Way of Colloid Particulate)
（5）第二极小值絮凝； （6）聚合物粘结架桥絮凝； （7）无机高分子的絮凝； （8）絮团卷扫絮凝； （9）颗粒层吸附絮凝；
表面吸附
离子交换吸附
专属吸附
（1）吸附等温线和等温式
(Adsorption Isotherms and Isothermal Equation)
吸附是指溶质在界面层浓度升高的现象， 水体中颗粒物对溶质的吸附是一个动态 平衡过程。
在一定的温度下，当吸附达到平衡时，颗粒 物表面上的吸附量（G）与溶液中溶质平衡浓度 (C) 之间的关系用吸附等温式表达。
3、沉积物中重金属的释放
(Release of Heavy Metals in Sediment)
沉积物中的重金属可能重新进入水 体，这是产生二次污染的主要原因。 不仅对于水生生态系统，而且对于饮 用水的供给都是很危险的。
诱发释放的主要因素：
（1）盐浓度升高； （2）氧化还原条件的变化； （3）降低pH值； （4）增加水中配合剂的含量。
（2）天然水中的碱度和酸度
(Acidity and Alkalinity in Natural Waters)
碱度（Alkalinity）
指水中能与强酸发生中和作用 的全部物质，即接受质子的物质总 量，包括强碱、弱碱及强碱弱酸盐。
测定方法：
酸碱滴定，双指示剂法
H+ + OH- = H2O H+ + CO32- = HCO3点)
第三章 水环境化学
(Water Environmental Chemistry)
本章重点
1、无机污染物在水体中进行沉淀-溶解、氧化-还原、 配合作用、吸附-解吸、絮凝-沉淀的基本原理;
2、计算水体中金属存在形态;
3、pE计算;
4、有机污染物在水体中的迁移转化过程和分配系数、 挥发速率、水解速率、光解速率和生物降解速率的计 算方法。
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)
八大离子：
K- +、Na+、Ca2+、Mg2+、HCO3-、NO3-、Cl-和SO42
二、水中污染物的分布及存在形态
1、有机污染物 (Organic Pollutant)
农药
有机氯 有机磷
多氯联苯 (PCBS) 卤代脂肪烃
醚
单环芳香族化合物 苯酚类和甲酚类 酞酸酯类 多环芳烃（PAH) 亚硝胺和其他化合物
2、金属污染物 (Metal Pollutant)
Cd、 Hg、 Pb、 As、 Cr、 Cu、 Zn、 Tl、 Ni、 Be
H+ + HCO3- = H2CO3 终点)
(酚酞终 (甲基橙
总碱度 = [ HCO3-] + 2[CO32-] + [ OH-] – [H 酚酞碱度=[OH-]+[CO32-]-[H2CO3*] – [H+] 苛性碱度= [OH-]- [ HCO3-] - 2[CO32-] – [H+]酸度 （Acidity）
H型（ Henry）等温式（直线型）
G kC
式中：K——分配系数
F型（Freundlich）等温式
1
G kC n
用对数表示：
lg G lg k 1 lg C n
L型（Langmuir）等温式
G G0C /( A C)
1/ G 1/ G0 ( A/ G0 )(1/ C)
G0—单位表面上达到饱和时的最大吸附量 A—常数
二、水中颗粒物的聚集
(Aggregation of Particals in Water)
胶体颗粒的聚集亦可称为凝聚或絮凝。
凝聚：由电介质促成的聚集。
絮凝：由聚合物促成的聚集。
胶体颗粒凝聚方式
(Flocculation Way of Colloid Particulate)
1、压缩双电层的聚集 2、专属吸附凝聚
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。
强酸 弱酸 强酸弱碱盐
总酸度= [H+]+ [ HCO3-] +2[H2CO3*] [ OH-] CO2酸度= [H+]+ [H2CO3*] - [CO32-] [ OH-] 无机酸度= [H+]- [ HCO3-]-2 [CO32-] [ OH-]
腐殖质
悬浮沉积物
其他
腐殖质(Humic Substanc
es)
带负电荷的高分子弱电解质，多含有– COOH、–OH等。在pH高，离子强度低条 件下，羟基、羧基大多离解，负电荷相互排 斥，构型伸展，亲水性强。
2、水环境中颗粒物的吸附作用
(Adsorption of Particals in Water Environmen
第二节 水中无机污染物的迁移转化
(Transport and Transformation of inorganic Pollutan s)
一、颗粒物与水之间的迁移 (Transport Between Particles and Water)
1、水中的颗粒物的类别
矿物微粒和黏土矿物
金属水合氧化物
TDS=[K++Na++Ca2++Mg2+]+[HCO3-+NO3-+Cl-+SO 24
2、天然水的性质
(Characteristic of Natural Waters) （1）碳酸平衡(Balance of H2CO3) 水体中存在四种化合态：
CO2、CO32-、HCO3-、H2CO3
常把CO2和H2CO3合并为H2CO3*。
H2CO3*— HCO3-—CO32-体系可用下面 的反应和平衡常数表示：
CO2 + H2O = H2CO3* H2CO3* = H+ + HCO3HCO3- = H+ + CO323
pK0 = 1.46 pK1 = 6.35
pK2 = 10.3
α0 =[H2CO3* ]/{[H2CO3* ]+[HCO3- ]+[CO32]} α1= [HCO3- ] /{[H2CO3* ]+[HCO3- ]+[CO32- ]} α2 = [CO32- ] /{[H2CO3* ]+[HCO3- ]+[CO32- ]}
3、胶体相互凝聚
4. “边对面”絮凝
胶体颗粒凝聚方式
(Aggregation Way of Colloid Particulate)
（5）第二极小值絮凝； （6）聚合物粘结架桥絮凝； （7）无机高分子的絮凝； （8）絮团卷扫絮凝； （9）颗粒层吸附絮凝；
表面吸附
离子交换吸附
专属吸附
（1）吸附等温线和等温式
(Adsorption Isotherms and Isothermal Equation)
吸附是指溶质在界面层浓度升高的现象， 水体中颗粒物对溶质的吸附是一个动态 平衡过程。
在一定的温度下，当吸附达到平衡时，颗粒 物表面上的吸附量（G）与溶液中溶质平衡浓度 (C) 之间的关系用吸附等温式表达。
3、沉积物中重金属的释放
(Release of Heavy Metals in Sediment)
沉积物中的重金属可能重新进入水 体，这是产生二次污染的主要原因。 不仅对于水生生态系统，而且对于饮 用水的供给都是很危险的。
诱发释放的主要因素：
（1）盐浓度升高； （2）氧化还原条件的变化； （3）降低pH值； （4）增加水中配合剂的含量。
（2）天然水中的碱度和酸度
(Acidity and Alkalinity in Natural Waters)
碱度（Alkalinity）
指水中能与强酸发生中和作用 的全部物质，即接受质子的物质总 量，包括强碱、弱碱及强碱弱酸盐。
测定方法：
酸碱滴定，双指示剂法
H+ + OH- = H2O H+ + CO32- = HCO3点)
第三章 水环境化学
(Water Environmental Chemistry)
本章重点
1、无机污染物在水体中进行沉淀-溶解、氧化-还原、 配合作用、吸附-解吸、絮凝-沉淀的基本原理;
2、计算水体中金属存在形态;
3、pE计算;
4、有机污染物在水体中的迁移转化过程和分配系数、 挥发速率、水解速率、光解速率和生物降解速率的计 算方法。
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)
八大离子：
K- +、Na+、Ca2+、Mg2+、HCO3-、NO3-、Cl-和SO42
二、水中污染物的分布及存在形态
1、有机污染物 (Organic Pollutant)
农药
有机氯 有机磷
多氯联苯 (PCBS) 卤代脂肪烃
醚
单环芳香族化合物 苯酚类和甲酚类 酞酸酯类 多环芳烃（PAH) 亚硝胺和其他化合物
2、金属污染物 (Metal Pollutant)
Cd、 Hg、 Pb、 As、 Cr、 Cu、 Zn、 Tl、 Ni、 Be
H+ + HCO3- = H2CO3 终点)
(酚酞终 (甲基橙
总碱度 = [ HCO3-] + 2[CO32-] + [ OH-] – [H 酚酞碱度=[OH-]+[CO32-]-[H2CO3*] – [H+] 苛性碱度= [OH-]- [ HCO3-] - 2[CO32-] – [H+]酸度 （Acidity）
H型（ Henry）等温式（直线型）
G kC
式中：K——分配系数
F型（Freundlich）等温式
1
G kC n
用对数表示：
lg G lg k 1 lg C n
L型（Langmuir）等温式
G G0C /( A C)
1/ G 1/ G0 ( A/ G0 )(1/ C)
G0—单位表面上达到饱和时的最大吸附量 A—常数
二、水中颗粒物的聚集
(Aggregation of Particals in Water)
胶体颗粒的聚集亦可称为凝聚或絮凝。
凝聚：由电介质促成的聚集。
絮凝：由聚合物促成的聚集。
胶体颗粒凝聚方式
(Flocculation Way of Colloid Particulate)
1、压缩双电层的聚集 2、专属吸附凝聚
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。
强酸 弱酸 强酸弱碱盐
总酸度= [H+]+ [ HCO3-] +2[H2CO3*] [ OH-] CO2酸度= [H+]+ [H2CO3*] - [CO32-] [ OH-] 无机酸度= [H+]- [ HCO3-]-2 [CO32-] [ OH-]
腐殖质
悬浮沉积物
其他
腐殖质(Humic Substanc
es)
带负电荷的高分子弱电解质，多含有– COOH、–OH等。在pH高，离子强度低条 件下，羟基、羧基大多离解，负电荷相互排 斥，构型伸展，亲水性强。
2、水环境中颗粒物的吸附作用
(Adsorption of Particals in Water Environmen
第二节 水中无机污染物的迁移转化
(Transport and Transformation of inorganic Pollutan s)
一、颗粒物与水之间的迁移 (Transport Between Particles and Water)
1、水中的颗粒物的类别
矿物微粒和黏土矿物
金属水合氧化物