02章 水环境化学

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1、第二章水环境化学物质在水体中的存在、反应、迁移转化、归趋规律。以及对生态环境的影响。水污染控制、水资源保护。主要内容：水的重要理化性能天然水基本特征水中重要污染物的存在形态及分布水中无机物污染物的迁移转化水中有机物污染物的迁移转化2.1水的重要理化性能质量百分比质量百分比海洋无脊椎动物97牛奶88人类胎儿(1月)93苹果85鱼类82葡萄80成人70鸡蛋75水是生命之源水中的氢键水分子间形成氢键；水是良好的溶剂；溶解、转运物质与土壤及空气中的颗粒物、气体相互作用为生态系统提供物质场所；大部分生物圈处于水体当中水质决定生物种群比热

2、容使1克指定物质温度升高1oC所需要的热量。不同物质比热容比较：水:Cp=1cal/oC/g酒精:0.535cal/oC/g丙酮:0.506cal/oC/g硫酸:0.411cal/oC/g苯:0.389cal/oC/g四氯化碳:0.198cal/oC/g汞:0.03346cal/oC/g水的热容作用吸、放热温度变化小；海洋夏季吸收太阳热量、冬季释放热量，不会导致温度急剧变化；没有水的恒温作用，地球上昼夜温差可达数百度；稳定有机体温度。熔解热和汽化热氢键使水的熔解热和汽化热比其他物质高；夏季，水从洋面气化并从附近陆地吸热，冬季则

3、因凝固而放热；海滨城市气候优于内陆城市。温度-密度关系水在4oC时密度最大。冰漂于水面，降低水体热量散失；岩缝里的水结冰，能膨胀撑开岩石：风化。水的特性-总结性质效果及意义良好的溶剂性能为生命过程运输营养及废物反常熔点、沸点有液态水可用4oC时密度最大保护水下生物最大汽化热生物体及地理环境区域温度相对稳定最大的熔解热最大的比热容对可见光及长波紫外光透明光合作用所需能量可达深海区2.2天然水体的基本特征淡水湖泊1.3×108咸水湖及内海1.0×108河流1.6×106浅层地下水6.7×107深层地下水8.4×108冰山和高山积雪

4、2.9×1010大气1.3×107海洋1.3×1012生物体6.0×105自然界水的分布(Mm3)水循环地球引力+太阳能和地表热能→蒸发、降水、径流，周而复始的过程。小循环：局部地区(陆地或海洋)完成的水循环过程。大循环：海洋蒸发水汽→陆地→降水→江河湖泊或渗入地下→海洋。大、小循环交织，全球范围。水循环影响因素太阳辐射：水循环源动力；水的物理性质~水循环；循环路线（尤其地质地貌、土壤、生物类型等）会影响→降水分布、输送、下渗。水循环量降水蒸发海洋3.24×1083.60×108陆地0.98×1080.62×108(单位：Mm

5、3/a)2.2.1水和水体水体：河流、湖泊、沼泽、水库、地下水、冰川、海洋等贮水体的总称。区分水和水体是重要的重金属(如Pb、Cu、Cr、Zn、Cd等)污染物通过沉淀、吸附、螯合等途径，很容易从水相转移到底泥中，水中含量都不高。如果光从水来看，似乎没有受到污染，但整个水体可能受到严重污染。天然水体降水pH=5-7；饱和氧气、氮气、二氧化碳；含盐量<50mg/L江河水矿化度100-500mg/L；化学成分易变（汛期？流域？）湖泊水矿化度：淡水湖<1g/L、咸水湖1-35g/L、盐湖>35g/L；不同区域湖水成分差别大地下水矿化度

6、高、成分复杂；溶解氧含量低；生物作用小；水温相对恒定海水矿化度很高（35g/L）；组成比较恒定海水－淡水比较淡水：固溶物<0.1%（饮用水<0.05%）HCO3-＞SO42-＞Cl-Ca2+＞Na+＞Mg2+海水：固溶物~3.5%(死海：25%)Cl-＞SO42-＞HCO3-Na+＞Mg2+＞Ca2+Cl-主要成分Cl-19,000ppmNa+10,600ppmSO42-2,600ppmMg2+1,300ppmHCO3-140ppmCa2+400ppmBr-65ppmK+380ppm淡水分布地球上极少部分(<3%)水为淡水；人

7、类目前能够使用的江河湖泊淡水只占地球总水量的~0.1%。海洋97.2%2.8%极地、冰川2%地下水0.5%0.3%咸水湖0.167%淡水湖、河0.12%~13.86亿km3淡水危机原因：地球总水量固定，可利用淡水有限；淡水资源时空分布不均。水污染日益严重，工、农业和生活用水量增加。后果：经济损失。缺水危及农作物生长、影响工业生产。威胁和危害生物（包括人类）生存。人体健康、生态、国家安全。当前主要的缺水类型：资源型缺水、工程型缺水和水质型缺水。中国严重缺水水资源总量世界第六。<巴西、俄国、加拿大、美国和印尼。人均有水量～世界人均

8、1/4，第109位。13个人均水资源贫乏国家之一(联合国)。地表水径流总量~2.8万亿m3长江9051亿地下资源~8000亿m3冰川年平均融水量~500亿m3近海海水~500万km3目前可供利用的水资源量每年~1.1万亿m3；660个城市，400多缺水，>100个严重缺水。中