人大课件 环境化学 水环境化学2

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1、第三章水环境化学水质概况地球表面有70.8%为海洋所覆盖，占地球总水量的97.3%，淡水只占2.7%，可供人类使用的淡水资源约为850万km3，仅占地球总水量的0.64%。我国水资源比较丰富，约为27210亿m3，居世界第六位。目前用水量仅次于美国。对44个城市水质调查：地下水93.2%被污染，地表水100%污染.水环境化学研究化学物质在天然水体中的存在形态、反应机制、迁移转化、归趋的规律与化学行为及其对生态环境的影响，是环境化学的重要组成部分。水质概况天然水系的类别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（1）天

2、然水中的主要离子组成K+、Na+、Ca2+、Mg2+、HCO3-、NO3-、Cl-和SO42-为天然水中常见的八大离子，占天然水中离子总量的95~99%。天然水中常见主要离子总量可粗略作为水的总含盐量：TDS=[Ca2++Mg2++Na++K+]+[HCO3-+SO42-+Cl-+NO3-]（2）水中的金属离子水溶液中的金属离子通过化学反应可以达到最稳定的状态，酸-碱、沉淀、配合及氧化-还原等反应是它们在水中达到最稳定状态的过程。天然水的组成（2）水中的金属离子：水中的可溶性金属离子可以多种形态存在，各种形态在一定pH水体中的浓度可以通过平衡常数进行

3、计算。Mn+、M(H2O)xn+如，铁的存在形态有：Fe(OH)2+、Fe(OH)2+、Fe2(OH)24+等，这些形态在中性水体中的浓度可通过平衡常数加以计算：[Fe(OH)2+][H+]/[Fe3+]=8.9×10-4[Fe(OH)2+][H+]2/[Fe3+]=4.9×10-7[Fe2(OH)24+][H+]/[Fe3+]2=1.23×10-3如果存在固体Fe(OH)3，则Fe(OH)3(s)＋3H+==Fe3++3H2O[Fe3+]/[H+]3=9.1×103天然水的组成（3）溶解在水中的气体大气中气体分子与溶液中同种气体分子间的平衡关系为：

4、X(g)X(aq)亨利定律：一种气体在液体中的溶解度正比于与液体接触的该种气体的分压。气体在水中的溶解度，用如下平衡式表示：[G(aq)]＝KH·pGKH——为各种气体在一定温度下的亨利定律常数pG——各种气体的分压但亨利定律并不能说明气体在溶液中进一步发生的化学反应。如CO2(s)＋H2O==H++HCO3-表3－125℃时一些气体在水中的亨利定律常数气体KH[mol/(L·Pa)]气体KH[mol/(L·Pa)]O2O3CO2CH4C2H4H2H2O21.26×10-89.16×10-83.34×10-71.32×10-84.84×10-87.

5、80×10-97.01×10-1N2NONO2HNO2HNO3NH3SO26.40×10-91.97×10-89.74×10-84.84×10-42.076.12×10-41.22×10-5表3－2水在不同温度下的分压T(℃)0510152025pH2O(×105Pa)0.006110.008720.012280.017050.023370.03167T(℃)3035404550100pH2O(×105Pa)0.042410.056210.073740.095810.123301.0130气体在水中的溶解度氧在水中的溶解度氧在水中的溶解度与水的温度、

6、氧在水中的分压以及水中的含盐量有关：先求出氧在干洁空气中的分压（对水蒸气的分压加以校正）pO2＝(1.0130－0.03167)×105×0.2095=0.2056×105Pa再利用亨利定律求出其在水中的溶解度[O2(aq)]＝KH·pO2＝1.26×10-8×0.2056×105＝2.6×10-4mol/L气体的溶解度随着温度变化规律(随温度升高而降低)：lg(c1/c2)＝H/2.303R(1/T1－1/T2)气体在水中的溶解度CO2在水中的溶解度CO2在水中的溶解度同理可根据亨利定律来求出，但由于其在水中的化学反应有所不同：pCO2＝(1.0

7、130－0.03167)×105×3.14×10-4[CO2(aq)]＝KH·pCO2＝3.34×10-7×30.8＝1.028×10-5mol/LCO2在水中的离解部分产生[H+]＝[HCO3-]，利用离解平衡常数K1求出[HCO3-]，将利用亨利定律求出的CO2浓度加上[HCO3-]，即为CO2总的溶解度。最后求得CO2在水中的溶解度约为1.24×10-5mol/L天然水的组成（4）水生生物水生生物可直接影响许多物质的浓度，其作用有代谢、摄取、转化、存贮和释放等。自养生物：利用太阳能或化学能量，把简单、无生命的无机物元素引进复杂的生命分子中即组成

8、生命体。藻类是典型的自养水生生物。其生成和分解就是在水体中进行光合作用和呼吸作用的典型过程（以CO2、NO3