配合作用和水体污染PPT课件

4. 水体的自净作用与水环境容量
4.3 水体中氧的消耗和溶解
图3-3 氧垂曲线
重金属及其化合物
重金属的毒害作用 通过食物进入人体，不易排泄，能在人体的一定部位
积累，使人慢性中毒，极难治疗。
重金属及其化合物 镉
镉既是一种用途广泛的金属， 镉以硫化镉的形式作为黄色染料被人们广泛使用着。含镉的染料由于色泽鲜艳，着色力强， 稳定性和耐久性好，所以被广泛用于玻璃、陶瓷和塑料等制品的染色。 镉能够同铅、铜、镍等金属制成合金。用镉铜合金制成的车辆架空导线，可以明显地减少 磨损。 镍镉合金可以制造发动机的轴承。 镍镉电池是一类人们常用的电池。 在所有的金属元素中，镉是对人体健康威胁最大的有害元素之一。 镉不是人体必需的元素。新生儿的体内几乎不含有镉。全部是出生后从环境中蓄积的。在 遭受污染的环境中，随着年龄的增长，人体内镉的摄入量越来越多，最终使人中毒。主要 是对肾脏、肝脏的危害。镉还导致肺水肿、高血压、贫血、骨软化症和嗅觉减退甚至丧失 等病症。烟草对镉有很强的吸收和蓄积作用，所以，吸烟能够明显地增加镉在人体内的含 量。科学研究表明，对于无职业性镉接触史的人来说，香烟是人体内镉的主要来源。 1972年，联合国粮农组织和世界卫生组织将镉列为第三位需要优先研究的食品污染物(排 在第一位和第二位的是黄曲霉毒素和砷)。1984年，联合国环境规划署提出一份《危害全 球环境的化学物质和化学过程清单》。在这份清单上，排在前四位的化学物质依次是镉、 铅、汞和二氧化碳。 镉主要积累在肾脏和骨骼中从而导致贫血、代谢不正常、高血压等慢性病。 镉若与氰、铬等同时存在时，毒性更大。
3. 水体污染及水体污染源
几种水体污染的特点 生活污水：含悬浮态或溶解态的有机物质，营养物质和各种
微生物。一般生活污水中悬浮固体的含量在200～400mg/L之 间，BOD5在200～400mg/L之间。 地表水排放标准 工业废水：废水中污染物浓度大；废水成分复杂且不易净化； 很多工业废水带有颜色或异味，或呈现出令人生厌的外观，易 产生泡沫，含有油类污染物等；废水水量和水质变化大；某些 工业废水的水温高，甚至有高达40℃以上。
5.配合作用
以Zn为例，
Zn2 NH3 ZnNH32
K1
[ZnNH32 ] [Zn2 ][NH3 ]
3.9 102
ZnNH32 NH3 Zn(NH3 )22
K2
[Zn(NH3 )22 ] [ZnNH32 ][NH3 ]
2.1102
Zn2 2NH3 Zn(NH3 )22
2
[Zn(NH3 )22 ] [Zn2 ][NH3 ]2
5.配合作用 配位作用对水体环境的意义
金属螯合物可吸附水中有机质，可看作水(土)净化剂， 具有环境水体的自净作用。
饮用水用氯气消毒时，腐殖质的存在使水中微量有 机物与Cl2易生成三卤甲烷THMs，是公认的“三 致”(致癌、至畸、至突变)污染物。
腐殖质是一种光敏剂,有利于促进发生光氧化反应,使 水中部分有机物经过光化学氧化反应而降解。
) ]
Me(OH)02 OH Me(OH)3-
( K3
[Me(OH)3 ] [Me(OH)02 ][OH
]
)
Me(OH)-3 OH Me(OH)24-
( K3
[Me(OH)42 ] [Me(OH)3- ][OH
]
)
Me2 OH MeOH (1 K1)
百度文库
Me2
2OH
Me(OH)
0 2
(2 K1 K2 )
(4)植物营养素 (6)毒物污染
(7)放射性物质污染
(8)废热水污染
3. 水体污染及水体污染源
3.2 水体污染源
水体污染源含义
水体污染源是指造成水体污染的污染物的发生源。通常是指 向水体排入污染物或对水体产生有害影响的场所、设备和装置。
按污染源的来源可分为天然污染源和人为污染源。 按污染源排入水体的形式，分为点污染源、面污染源两 种。
5.配合作用
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。
5.配合作用
5.配合作用 天然水体中重金属－腐殖酸配合物的特征
腐殖酸本身吸附性很强，易形成M-HA配合物 使重金属脱离水中的沉积物；或M-HA配合物又被 沉积物吸附，其结果影响重金属在水中的迁移。
5.配合作用
许多重金属在水体中以配合物的形式存在，其不同的存在 形式具有不同的性质。重金属离子作为中心离子，某些阴离子 或有机化合物可以作为配位体。 5.1 配合物在溶液中的稳定性
配合物在溶液中的稳定性是指配合物在溶液中离解成中心 离子和配位体，当离解达到平衡时离解程度的大小。
配合物的逐级生成常数(或逐级稳定常数)和积累稳定常数 (积累生成常数)是表征配合物在溶液中稳定性的重要参数。
K1 K2
8.2 104
这里将K1,K2称为逐级生成常数(或逐级稳定常数)，
称2为积累稳定常数(积累生成常数)
5.配合作用
5.2 羟基对重金属离子的配合作用
Me2 OH MeOH
( K1
[MeOH ] [Me2 ][OH
) ]
MeOH OH Me(OH)20
(K2
[Me(OH)20 ] [Me(OH) ][OH
3. 水体污染及水体污染源
主要的水环境污染物
悬浮物 植物性营养物 酸碱污染 难降解有机物 热污染
耗氧有机物 重金属 石油类 放射性物质 病原体
4. 水体的自净作用与水环境容量
4.1 水体自净作用 污染物投入水体后，经过水体的物理、化学与生物的作用，使 污水中污染物的浓度得以降低，水体恢复到受污染前的状态的 过程称为水体的自净过程。
4 6 8 10 12 14 pH
图3-9 Cd2+ - OH- 配合离子在不同pH值下的分 布（陈静生编，1987）
5.配合作用
5.3 腐殖质对重金属离子的配合作用
腐殖质是由生物体物质在土壤、水和沉积物中转化而 成的有 机高分子化合物。分子量在300到30000以上。
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。
净化机理
物理作用：稀释、混合、沉淀与挥发 化学作用：氧化还原、酸碱反应、吸附凝聚 生物化学净化：分解转化
4. 水体的自净作用与水环境容量
4.2 水体自净特征
• 水体中的污染物在自净过程中浓度是逐渐下降的； • 大多数有毒污染物转变为低毒或无毒化合物； • 重金属从溶解状态被吸附或转变为不溶性化合物，沉淀入底泥； • 复杂的有机物都能被微生物利用和分解； • 不稳定的污染物变为稳定的化合物； • 水中溶解氧急剧下降到最低点后又缓慢上升，并恢复到正常水平； • 水中生物种类和个体数量大量减少，然后生物种类和个体数量也 逐渐随之回升，最终趋于正常的生物分布。
3. 水体污染及水体污染源
3.1 水体污染 水体污染是指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。 常见水体污染
(1)病原微生物污染
(2)有机物污染
(3)无机盐污染 (5)各种油污染
Me2 3OH Me(OH)3 (3 K1 K2 K3 )
Me2 4OH Me(OH)3 (4 K1 K2 K3 K4 )
5.配合作用
1.0
Cd2+
Cd(OH)42-
0.8
0.6
Cd(OH)2
比例
0.4
0.2
CdOH+
Cd(OH)3-
0.0 -10 -8 -6
-4 -2
0 lg[OH-]