天然水的基本特征及污染物的存在形态PPT文件格式下载.ppt
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TDS=【K+Na+Ca2+Mg2+】+【HCO3-+NO3-+Cl-+SO42-】
(2)
(2)水中的金属离子:
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。
(3)气体在水中的溶解性气体在水中的溶解性大气中的气体与溶液中大气中的气体与溶液中同种气体间的平衡为:
同种气体间的平衡为:
G(aq)=KHpG1.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。
KH是亨利定律是亨利定律常数常数(mol/LPa);
1.天然水的组成天然水的组成注意:
注意:
氧在干燥空气中的含量为氧在干燥空气中的含量为20.95%。
氧在水中的溶解度与。
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时的蒸汽压为时的蒸汽压为0.03167105Pa。
氧在。
氧在1.013105Pa,25饱和水中的溶解度:
饱和水中的溶解度:
氧在水中的溶解度氧在水中的溶解度1.天然水的组成天然水的组成不同温度下,气体在水中溶解度的计算:
1.天然水的组成天然水的组成CO2在干燥空气中的含量为在干燥空气中的含量为0.0314%,水在,水在25时的蒸时的蒸汽压为汽压为0.03167105Pa,CO2的亨利定律常数为的亨利定律常数为3.3410-7mol/L.Pa。
则。
则CO2在水中的浓度为:
在水中的浓度为:
CO2的溶解度的溶解度1.天然水的组成天然水的组成故CO2在水中的溶解度应为CO2+HCO3=1.2410-5mol/L(4)水生生物水生生物生态系统、食物链中的一个重要环节;
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、生产率、富营养化、C、N、P1.天然水的组成天然水的组成富营养化问题中,多数情况,P是限制因素,有些情况下CO2也是一个限制因素。
2.1碳酸平衡在水体中存在着在水体中存在着CO2、H2CO3、HCO3-、CO32-等等4种物质种物质;
常把常把CO2和和H2CO3合并为合并为H2CO3*;
实际上实际上H2CO3的含量极低,主要是溶解性的气体的含量极低,主要是溶解性的气体CO2。
2.天然水的性质天然水的性质以下将以下将H2CO3*略写为略写为H2CO32.天然水的性质天然水的性质2.1碳酸平衡CT=H2CO3*+HCO3-+CO32-以上属以上属封闭的水溶液体系封闭的水溶液体系的情况;
的情况;
没有考虑大气交换过程。
图图3-1碳酸化合态分布图碳酸化合态分布图2.天然水的性质天然水的性质HCO3-CO2+H2CO3CO32-10080604020024681012pHCT=H2CO3*+HCO3-+CO32-对于开放体系,应考虑大气交换过程:
对于开放体系,应考虑大气交换过程:
2.天然水的性质天然水的性质一定温度下,一定温度下,PCO2是恒定不变的,所以是恒定不变的,所以H2CO3*保持不变;
保持不变;
但是随着但是随着pH的改变,的改变,HCO3-、CO32-发生改变。
发生改变。
lgC-pH图2比较开放体系和封闭体系的区别。
2.天然水的性质天然水的性质CT不变;
不变;
但是但是H2CO3*、HCO3-、CO32-随着随着pH的改变的改变而改变,而改变,封闭体系封闭体系开放体系开放体系H2CO3*不变;
但是但是CT、HCO3-、CO32-随着随着pH的改变的改变而改变,而改变,封闭体系是计算短时间溶液组成的一种方法。
开放体系是实际存在的。
碱度碱度是指水中能与强酸发生中和作用的全部物质,亦即能是指水中能与强酸发生中和作用的全部物质,亦即能接受接受H+的物质总量。
包括的物质总量。
包括强碱;
强碱;
弱碱;
强碱弱酸盐。
总碱度总碱度=HCO3-+2CO32-+OH-H+2.2天然水中酸度和碱度天然水中酸度和碱度2.天然水的性质天然水的性质酸酸度度是是指指水水中中能能与与强强碱碱发发生生中中和和作作用用的的全全部部物物质质,亦亦即即放放出出H+或或经经水水解解能能产产生生H+的的物物质质总总量量。
包包括括强强酸酸、弱弱酸酸、强酸弱碱盐等。
强酸弱碱盐等。
总酸度总酸度=H+HCO3-+2H2CO3*OH-总碱度不受H2CO3*的影响。
某水体的某水体的pH=8.00,碱度为碱度为1.0010-3mol/L,该水体中该水体中HCO3-,CO32-,OH-,H+等物质的浓度。
等物质的浓度。
2.天然水的性质天然水的性质解:
解:
pH=8.00时,时,CO32-的浓度很低,可认为碱度全部的浓度很低,可认为碱度全部由由HCO3-贡献,则贡献,则HCO3-=碱度碱度=1.0010-3mol/L;
根据根据pH值:
值:
H+=1.0010-8mol/L;
OH-=1.0010-6mol/L课后习题若水体的若水体的pH为为10.0,碱度为,碱度为1.0010-3mol/L,则则HCO3-,CO32-,OH-,H+等物质的浓度等物质的浓度?
第一节天然水的基本特征及污染物的存在形态一、天然水的基本特征一、天然水的基本特征11、天然水的组成、天然水的组成22、天然水的性质、天然水的性质二、水中污染物的分布和存在形态二、水中污染物的分布和存在形态11、有机污染物、有机污染物22、金属污染物、金属污染物三、水中营养元素及水体富营养化三、水中营养元素及水体富营养化11、水中营养元素、水中营养元素22、水体富营养化、水体富营养化二、水中污染物的分布和存在状态二、水中污染物的分布和存在状态
(1)有机污染物)有机污染物(OrganicPollutant)1.1.农药农药2.2.多氯联苯(多氯联苯(PCBsPCBs)3.3.卤代脂肪烃卤代脂肪烃4.4.醚类醚类5.5.单环芳烃单环芳烃6.6.苯酚类和甲酚类苯酚类和甲酚类7.7.酞酸酯类酞酸酯类8.8.多环芳烃类(多环芳烃类(PAHPAH)9.9.亚硝胺和其他化合物亚硝胺和其他化合物二、水中污染物的分布和存在状态二、水中污染物的分布和存在状态1.1.农药农药农药是一种农药是一种化学物质化学物质,用于防治病、虫、草害,包括杀虫,用于防治病、虫、草害,包括杀虫剂、杀菌剂、除草剂、灭鼠剂、以及调节植物生长的化学剂、杀菌剂、除草剂、灭鼠剂、以及调节植物生长的化学药品和生物药品。
其中用量最大的是前三种类型农药。
药品和生物药品。
18471847年,德国著名化学家蔡德勒合成了一种有机氯化合物,化合物中年,德国著名化学家蔡德勒合成了一种有机氯化合物,化合物中含有两个氯苯和一个三氯甲基,化学名称为含有两个氯苯和一个三氯甲基,化学名称为2,2-2,2-双双-(-(对氯苯基对氯苯基),1,1,1-1,1,1-三氯乙烷简称为三氯乙烷简称为DDT(DDT(我国又称滴滴涕我国又称滴滴涕)。
DDT化学结构式化学结构式DDTDDT分子的平面结构图分子的平面结构图DDTDDT的球棍结构图的球棍结构图二、水中污染物的分布和存在状态二、水中污染物的分布和存在状态1.1.农药农药19321932年,瑞士科学家缪勒年,瑞士科学家缪勒开始研究有机氯化合物与开始研究有机氯化合物与杀虫活性之间的关系,发杀虫活性之间的关系,发现现DDTDDT具有以下几个特征:
具有以下几个特征:
(1)
(1)对害虫毒性很高:
对害虫毒性很高:
(2)
(2)对温血动物对温血动物和植物相对无害;
和植物相对无害;
(3)(3)无刺激性,气无刺激性,气味很小;
味很小;
(4)(4)能广泛施用;
能广泛施用;
(5)(5)化学性化学性质稳定且残效期长;
质稳定且残效期长;
(6)(6)价廉且容易价廉且容易大量生产。
大量生产。
DDTDDT的化学性质稳定、不易降解,具有较低的溶解度和的化学性质稳定、不易降解,具有较低的溶解度和较高较高的辛醇水分配系数的辛醇水分配系数,在自然界及生物体内可以较长时间存在,在自然界及生物体内可以较长时间存在,通过食物链富集、毒性增大、导致鱼类和鸟类的死亡,甚至通过食物链富集、毒性增大、导致鱼类和鸟类的死亡,甚至在南极大陆定居的企鹅体内都有在南极大陆定居的企鹅体内都有DDTDDT的存在,对人类的健康的存在,对人类的健康也构成了威胁。
也构成了威胁。
但是农药在农产品中的分布
(2)多氯联苯(PCBs)极难溶于水,不易分解,易溶于有机溶剂和脂肪,具有很高的辛醇-水分配系数,能强烈的分配到沉积物有机质和生物脂肪中。
(3)卤代脂肪烃挥发性有机物,可以挥发至大气中进行光解,水中的溶解度较高,辛醇-水分配系数低。
(4)醚类七中醚类属七中醚类属EPA优先污染物,其性质不同。
其中五种,即双优先污染物,其性质不同。
其中五种,即双-(氯甲基氯甲基)醚、双醚、双-(2-氯甲基氯甲基)醚、双醚、双-(2-氯异丙基氯异丙基)醚、醚、2-氯乙基乙烯基醚及双氯乙基乙烯基醚及双-(2-氯乙氧基氯乙氧基)甲烷大多存在于水中,辛醉甲烷大多存在于水中,辛醉-水分配系数很低,因此它的潜水分配系数很低,因此它的潜在生物积累和在底泥上的吸附能力都低。
在生物积累和在底泥上的吸附能力都低。
4-氯苯苯基醚和氯苯苯基醚和4-溴苯苯基溴苯苯基醚的辛酵醚的辛酵-水分配系数较高,因此有可能在底泥有机质和生物体内累积水分配系数较高,因此有可能在底泥有机质和生物体内累积。
1.OrganicPollutant(5)单环芳烃挥发,光解挥发,光解.吸附和生物富集均不是重要的迁移转化过程吸附和生物富集均不是重要的迁移转化过程(6)苯酚类及甲酚类水溶性较高,水溶性较高,低辛醇低辛醇-水分配系数水分配系数,主要通过生物降解和,主要通过生物降解和光解进行迁移和转化。
光解进行迁移和转化。
(7)酞酸酯类水中溶解度小,水中溶解度小,辛醇辛醇-水分配系数高水分配系数高,主要富集在沉积物,主要富集在沉积物有机质和生物脂肪中。
有机质和生物脂肪中。
(8)多环芳烃类(PAHs)水中溶解度小,水中溶解度小,辛醇辛醇-水分配系数高水分配系数高,主要积累在沉积物、,主要积累在沉积物、生物体内和溶解的有机质中。
生物体内和溶解的有机质中。
(9)亚硝胺及其他1.OrganicPollutant
(2)金属污染物二、水中污染物的分布和存在状态二、水
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- 天然 基本特征 污染物 存在 形态