第三章 第一节天然水的基本特征及污染物的存在形态.

0.03167 105) 20.95% 0.2056 105(Pa)
[O2 (aq)] KH pO2 1.26 108 0.2056 105 2.6 104 (m ol/L)
氧的分子量为32，因此其溶解度为8.32m g/L。
1. 天然水的组成 不同温度下，气体在水中溶解度的计算：
②CO2的溶解度 CO2在干燥空气中的含量为 0.0314% ，水在25℃时的蒸
汽压为0.03167 × 105 Pa，CO2的亨利定律常数为3.34× 10-7 mol/L.Pa。则CO2在水中的浓度为：
pCO2 (1.0130105 0.03167 105) 0.0314% 30.8(Pa) [CO2 (aq)] KH pCO2 3.34108 30.8 1.028105(mol/L)
水体的组成，不仅包括水，而且还包括其中的 悬浮物质、胶体物质、溶解物质、底泥和水生 生物。
水体，是个完整的生态系统，或是被水覆盖地 段的自然Βιβλιοθήκη Baidu合体。
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本章重点及难点
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;
[H+]=[HCO3-] K1=4.45 × 10-7
故CO2在水中的溶解度应为 [CO2]+[HCO3—]=1.24×10-5mol/L
1. 天然水的组成
(4) 水生生物 生态系统、食物链中的一个重要环节； 生产者、消费者、分解者； 自养生物、异养生物； 生产率、富营养化、C、N、P
Clausius-Clapeyron方程式：
lg C2 H ( 1 1 ) C1 2.303R T1 T2
C1,C2 为绝对温度为T1,T2时气体在水中的溶解度； H 溶解热，J/mol R 气体常数,8.314J/mol K
1. 天然水的组成
1、水中营养元素 2、水体富营养化
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
水中八大主要离子；
1.天然水的组成
水中金属离子； 气体在水中的溶解度；
水生生物
2.天然水的性质
碳酸平衡 酸度和碱度
(1)八大离子：
K+、Na+、Ca2+、Mg2+、HCO3-、NO3-、Cl-和SO42-
1. 天然水的组成
①氧在水中的溶解度
氧在干燥空气中的含量为 20.95% 。氧在水中的溶解度与 水的温度、氧在水中的分压及水中含盐量有关。水在25℃ 时的蒸汽压为0.03167 × 105 Pa。氧在 1.013 × 105 Pa， 25 ℃饱和水中的溶解度：
pO 2
5
(1.0130 10
2.1 碳酸平衡 2. 天然水的性质
CO2+H2O → H2CO3
H 2CO3 H HCO3-
HCO3
H

CO
23
K1

[H ][HCO3 ] [ H2CO 3 ]
莱茵河水污染事故
1986年11月1日瑞士巴塞尔的桑多兹化学公司的 化学品仓库发生火灾，装有约1250吨剧毒农药 的钢罐爆炸，硫、磷、汞等有毒物质随着大量 的灭火用水流入下水道，排入莱茵河。
巴塞尔
紫金矿业“7·3”污 染事件
2010 年7 月3 日15时50 分，紫金矿业旗下紫金 山铜矿湿法厂污水外渗 引发汀江流域污染，据 测算，约有9100立方米 含铜酸性污水进入汀江,
注意： 富营养化问题中，多数情况，P是限制因素，有些情况 下CO2也是一个限制因素。
2. 天然水的性质 2.1 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。
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、天然水的基本特征
1、天然水的组成 2、天然水的性质
二、水中污染物的分布和存在形态
1、有机污染物 2、金属污染物
三、水中营养元素及水体富营养化
总含盐量(TDS)：
TDS=【K++Na++Ca2++Mg2+】+【HCO3-+Cl-+SO42-】
(2) 水中的金属离子：
水溶液中金属离子：Mn+，简单的水合金属离子M(H2O)n+。 水中可溶性金属离子常常以多种形态存在。例如铁:
Fe(OH)2+, Fe(OH)2+, Fe2(OH)24+, Fe3+ , …… 在近于中性的天然水溶液中，水合铁离子的浓度可忽略不计。
第三章 水环境化学
Aquatic Environmental Chemistry
匈牙利铝厂红泥悲剧
罗马尼亚金矿氰化物污染事件
2000年1月30日，罗马尼亚境内一处金矿污水沉淀 池漫坝，10多万升含有大量氰化物、铜和铅等重 金属的污水冲泄到多瑙河支流蒂萨河，并顺流南 下，迅速汇入多瑙河向下游扩散,造成河鱼大量死 亡，河水不能饮用。匈牙利等国深受其害，国民 经济和人民生活都遭受一定的影响，严重破坏了 多瑙河流域的生态环境，并引发了国际诉讼。
水污染事件
2006年1月6日：中国重庆化肥公司600吨紫红色硫 酸废水泄漏入长江支流綦江，在河面形成了一条长 达300米的污染带。
2006年1月4日：中国湖南株洲镉废水污染湘江。
2005年12月21日：韶关冶炼厂镉废水排入北江。
水体定义？水环境
水体指河流、湖泊、沼泽、水库、地下水、冰 川、海洋等贮水体的总称。
1. 天然水的组成
(3) 气体在水中的溶解性
大气中的气体与溶液中 同种气体间的平衡为：
KH 是亨利定律常数 (mol/L·Pa); 表3-2
注意：
[G(aq)] = KH×pG
1.计算气体的溶解度时，需要对水蒸气的分压加以校正。 2.亨利定律并不能说明气体在溶液中进一步的化学反应。 溶解于水中的实际气体的量，可以大大高于亨利定律表示 的量。