第四章 水环境化学ppt课件.ppt

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1、第四章水环境化学一、天然水的基本特征二、水中污染物人类的生存离不开水，人体的59％-66％由水组成．工农业生产也离不开水．水的环境化学涉及环境科学各个方面,是环境化学的最基本最重要的内容。一、天然水的基本特征水的特性1常温常压条件的三态变化2异常热力学性质①较高的热稳定性②异常物理性质包括沸点高、蒸发热大、热容高3特殊的体温效应4异常的表面张力5水的良好溶解作用6适中的化学活性1水的数量和分布地球上水的总量是巨大的，达到1.4×1021kg．淡水占总水量的2.7％。但是这些淡水的99％却难以直接被人们利用．因为地球南、北极的冰帽和高山的冰川储存了淡水的77%，地下水占22％，容易利用的江河

2、湖水及浅层地下水仅约占总淡水量的1％．人们正是利用这些少量淡水，解决生活和工农业生产的用水要求．分布我国淡水资源年供应量约为2.8×1015kg，居世界各国的第六位．但由于人口众多，国土辽阔，平均每人占有的水资源量远远低于世界的平均水平．我国水资源的分布随地域和季节有很大差异．洪涝灾害和干旱缺水在我国普遍而经常地出现．供水短缺，是我国在21世纪所面临的重大问题．当前我国解决水短缺的基本措施是：(1)巩固和改善现有水利工程，疏浚河湖，并新建必要的工程，增强蓄水、防洪和供水能力．(2)加强污水处理，有效保护水源．(3)注意节约用水和综合利用水源，提高水的使用价值．(4)加强水资源的管理．长远的

3、根本措施：除切实做好上述几点外，要加强种树种草，绿化国土，保持水土．A硬水及其软化工业上把含有可溶性的钙、镁和铁盐的水叫做硬水．硬水中存在的阴离子一般是Cl-，SO42-，HCO3-等．水的硬度标准是指ldm3水中含MgO和CaO的总量相当于10mgCaO，则定为1°．2水中的天然成分（1）可溶性物质主要的成分为：K+、Na+、Ca2+、Mg2+、NO3-、HCO3-、SO42-、Cl-例如,ldm3水中含CaO为100mg，MgO为50mg，则该水的硬度可计算如下：CaO：100mg／10mg＝10°MgO：[(50mg/MMgO)(MCaO)]/10mg＝50mg[(56g·mol

4、-1)/(40g·mol-1)]/10mg＝7°该水硬度为17°通常规定水的硬度如下：0—4°4—8°8一16°16—30°＞30°很软水软水中硬水硬水很硬水含HCO3-的水称为暂时硬水，因加热时它会发生如下化学反应而使之软化：Ca2++2HCO3-CaCO3+CO2+H2O含Cl-，SO42-的水不能通过加热除去，叫永久硬水．硬水有两大危害：i)Ca2+、Mg2+、Fe2+等离子能和肥皂(C17H35COONa)产生沉淀(C17H35COO)2Ca，能和许多化学试剂配位络合，影响产品的品质．ii)暂时硬水加热时产生的碳酸盐在锅炉内壁上形成锅垢，不但阻碍传热，消耗燃料，而且会堵塞管

5、道，导致爆炸．水的软化将钙、镁等可溶盐从硬水中除去的过程叫做水的软化．软化方法很多，例如：a)加入药剂软化法．加入一定数量的碳酸钠、石灰乳[Ca(OH)2]、磷酸三钠(Na3PO4)、磷酸二氢钠(NaH2PO4)，使钙、镁离子沉淀出来使水软化：CaSO4+Na2CO3CaCO3+Na2SO4Ca(HCO3)2+Ca(OH)22CaCO3+2H2O3Ca2++2Na3PO4Ca3(PO4)2+6Na+若在水中加入少量三聚磷酸钠(Na5P3O10)，它将和硬水中的Ca2+，Mg2+络合,不再和肥皂产生沉淀，也不会生成锅垢．b)离子交换软化法．使水通过钠型的聚苯乙烯磺酸型离子交

6、换树脂，使水中Ca2+置换树脂上的Na+而除去Ca2+．当树脂被Ca2+饱和而失去交换能力时，通浓食盐水让Na+置换Ca2+而再生。从长远看，海水最有价值的组分是淡水．海水淡化已在某些地区进行工业化生产．主要方法有二：一.蒸馏法脱盐充分利用热能的物理过程；二.反渗透法脱盐依靠选择性薄膜(如醋酸纤维素膜)，只让水通过而不让盐通过，将盐水加压(大于3MPa)超过海水渗透压，盐不能通过，水可通过，就得到淡水．B海水反渗透法脱盐示意图海水含盐多的海水淡水>3MPaH2O（2）．水中的气体水中氧溶量天然水中一般溶入的气体有O2，CO2，N2，H2S，CH4等，其中最重要的是O2和CO2．可用亨利定律

7、(Henry’slaw)表示：Pg＝KHCequil式中：Pg—溶液中溶质在气相中的平衡分压，kPa；KH—亨利常数，kPa•m3/g；Cequil—液相中污染气体的浓度，g/m3。Cequil＝KHPg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)]O2O3CO2CH4C2H4H2H2O21.26×10-89.16×10-83.34×10-71.32×10-8