《水环境化学》PPT课件

(酚酞终点) (甲基橙终点)
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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+]
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酸度 （Acidity）
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α0 =[H2CO3* ]/{[H2CO3* ]+[HCO3- ]+[CO32- ]} α1= [HCO3- ] /{[H2CO3* ]+[HCO3- ]+[CO32- ]} α2 = [CO32- ] /{[H2CO3* ]+[HCO3- ]+[CO32- ]}
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（2）天然水中的碱度和酸度
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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-
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胶体颗粒凝聚方式
第三章 水环境化学
(Water Environmental Chemistry)
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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。
(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。
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测定方法：
酸碱滴定，双指示剂法
H+ + OH- = H2O H+ + CO32- = HCO3H+ + HCO3- = H2CO3
总含盐量(TDS)：
TDS=[K++Na++Ca2++Mg2+]+[HCO3-+NO3-+Cl-+SO42-
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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
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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。
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
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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
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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。
Cd、 Hg、 Pb、 As、 Cr、 Cu、 Zn、 Tl、 Ni、 Be
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第二节 水中无机污染物的迁移转化
(Transport and Transformation of inorganic Pollutants)
一、颗粒物与水之间的迁移 (Transport Between Particles and Water)
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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。
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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。
(Adsorption of Particals in Water Environmen) 表面吸附
离子交换吸附
专属吸附
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（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。
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
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总酸度= [H+]+ [ HCO3-] +2[H2CO3*] - [ OH-] CO2酸度= [H+]+ [H2CO3*] - [CO32-] - [ OH-]
无机酸度= [H+]- [ HCO3-]-2 [CO32-] - [ OH-]
常把CO2和H2CO3合并为H2CO3*。
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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+ + CO32-
pK0 = 1.46 pK1 = 6.35 pK2 = 10.33
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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
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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
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2、金属污染物 (Metal Pollutant)
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 腐殖质
悬浮沉积物
其他
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腐殖质(Humic Substances)
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。
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2、水环境中颗粒物的吸附作用