环境化学1课件.ppt

1、5:43:001主要内容主要内容二、天然水主要特征二、天然水主要特征1、组成、组成2、主要水体特征、主要水体特征3、碳酸平衡、碳酸平衡4、酸碱度（酸度、碱度、酸碱度（酸度、碱度、缓冲能力）缓冲能力）5 5、一般的酸碱平衡理论、一般的酸碱平衡理论6 6、酸碱理论在水处理中应、酸碱理论在水处理中应用用三、主要污染物形态三、主要污染物形态1 1、分类（、分类（8 8）2 2、形态重要性、形态重要性3 3、难降解有机污染物、难降解有机污染物 农药：有机氯、有机磷、农药：有机氯、有机磷、 氨基甲酸酯、除草剂氨基甲酸酯、除草剂 PCBsPCBs、单环芳香烃、单环芳香烃、PAHsPAHs 卤代脂肪烃卤代脂肪

2、烃4 4、金属类、金属类 CdHgCrAsCuZnPbCdHgCrAsCuZnPb5:43:002（3 3）天然水的缓冲能力）天然水的缓冲能力pHpH缓冲溶液能够在一定程度上保持缓冲溶液能够在一定程度上保持pH不变化。不变化。天然水体具有一定的缓冲能力，是一个缓冲体系天然水体具有一定的缓冲能力，是一个缓冲体系(pH=6-9)。一般，碳酸化合物一般，碳酸化合物( (其次是磷酸盐化合物其次是磷酸盐化合物) )是水体缓冲作用的是水体缓冲作用的重要因素，各种碳酸盐化合物控制水体重要因素，各种碳酸盐化合物控制水体pHpH值，并使水体具有缓值，并使水体具有缓冲作用。冲作用。因而，人们时常根据碳酸盐化合物存

3、在情况来估算水体的缓因而，人们时常根据碳酸盐化合物存在情况来估算水体的缓冲能力。冲能力。如前所述，对碳酸水体系，如前所述，对碳酸水体系，当当pH8.3时时，可以只考虑一级碳，可以只考虑一级碳酸平衡酸平衡，故其，故其pH值值：lg3*321HCOCOHpKpH5:43:003如投如投B B量碱性废水，量碱性废水，H H2 2COCO3 3* *转化为转化为HCOHCO3 3- -多少？多少？水体水体pHpH升高为升高为pHpH, ,则则pHpH= =？：所以水体中所以水体中pHpH变化为变化为pH=pHpH=pH-pH-pH，即：，即：若加入若加入 NaNa2 2COCO3 3调节呢？调节呢？(

4、 (分子分子-B，分母，分母+2B) )BHCOBCOHpKpHlg3*321通常在天然水中，通常在天然水中，pH=7左右，对碱度贡献的就是左右，对碱度贡献的就是HCO3-，因，因此经常可以把此经常可以把HCO3-作为碱度。若把作为碱度。若把HCO3-作为水的碱度，作为水的碱度，H2CO3*作为水中游离碳酸作为水中游离碳酸CO2，可推出（，可推出（请推导请推导）：）：B=碱度碱度10pH-1/(1+K110pH+pH)*232333lglgH COBH COpHHCOBHCO提示：提示：Na2CO3+H2O=NaOH+NaHCO3提示：提示：H2CO3*=H+*HCO3-/K1=碱度碱度*10

5、-pH/K15:43:014在投入酸量在投入酸量A A时，只要把时，只要把pHpH作为负值，作为负值，A=-A=-B,B,也也可以进行类似计算。可以进行类似计算。举例：在一个举例：在一个pHpH为为6.56.5、碱度为、碱度为1.6mmol/L1.6mmol/L的水体中，用的水体中，用NaOHNaOH进行碱化，进行碱化，需多少碱使需多少碱使pHpH上升至上升至8.0?8.0?（用碳酸钠用碳酸钠呢？呢？） B=B=碱度碱度1010pHpH-1/(1+K-1/(1+K1 11010pH+pH+pHpH) )113*3210KKHCOHCOHpH碱度提示：5:43:0155 5、天然水中一般酸碱平衡

6、、天然水中一般酸碱平衡（补充）（补充）酸碱无时无刻都存在于我们的身边，有人认为弱碱性的饮用酸碱无时无刻都存在于我们的身边，有人认为弱碱性的饮用水更有利于人类的健康。水更有利于人类的健康。酸碱反应瞬间完成，酸碱反应瞬间完成，pHpH值决定着体系内各组分相对浓度。值决定着体系内各组分相对浓度。在水和废水处理过程中，酸碱度是必须考虑指标之一。在水和废水处理过程中，酸碱度是必须考虑指标之一。在天然水环境中在天然水环境中一元酸碱体系有一元酸碱体系有HAC-ACHAC-AC- -、NHNH4 4+ +NHNH3 3等，等，二元酸碱体系有二元酸碱体系有H H2 2S-HSS-HSS S2-2-、H H2 2

7、SOSO3 3HSOHSO3 3SOSO3 32-2-、H H2 2COCO3 3HCOHCO3 3- -COCO3 32-2-等，等，三元酸碱体系有：三元酸碱体系有：H H3 3POPO4 4H H2 2POPO4 4- -HPOHPO4 42-2-POPO4 43-3-等。等。5:43:016 酸和碱的强弱（酸和碱的强弱（注意与前述的酸碱度不一样？注意与前述的酸碱度不一样？） 醋酸醋酸CHCH3 3COOH(COOH(简称简称HAc)HAc)是典型的一元酸：是典型的一元酸：HAC+HHAC+H2 2OHOH3 3O O+ +AC+AC- - KaKa酸平衡常数酸平衡常数 氨的水溶液作为一元

8、弱碱：氨的水溶液作为一元弱碱：NHNH3 3+H+H2 2ONHONH4 4+ +OH+OH- - K Kb b碱平衡常数碱平衡常数3HAcAcOHKa34NHOHNHKb5:43:017需要说明的是，准确的酸碱平衡常数要靠活度计算，但是在一般的需要说明的是，准确的酸碱平衡常数要靠活度计算，但是在一般的稀溶液中，基本上可以用浓度来代替。稀溶液中，基本上可以用浓度来代替。酸碱的强弱：分别采用酸电离常数酸碱的强弱：分别采用酸电离常数K Ka a和碱电离常和碱电离常数数K Kb b来表达。来表达。或或采用采用pKa，pKb来表示酸碱电离常数来表示酸碱电离常数 HA+HHA+H2 2OHOH3 3O

9、O+ +A+A- - A A- -+ H+ H2 2OHA+OHOHA+OH- - AOHHAKb3HAAOHKa K Ka a数值越大或数值越大或pKpKa a数值越小，表明数值越小，表明HAHA的酸性越强。的酸性越强。K Kb b数值越大或数值越大或pKpKb b数值越小表明数值越小表明A A的碱性越强。一的碱性越强。一般规定般规定pKa0.8pKa0.8者为强酸，者为强酸，pKpKb b1KK2 2，HSHS- -电离程度要比电离程度要比H H2 2S S小的多，水的电离也很小，所小的多，水的电离也很小，所以可以近似得出：以可以近似得出：xyxy，x-yx,xz,x+y+zx,x-yx,

10、xz,x+y+zx,所以所以x x2 2/(0.2-x)= 1.32/(0.2-x)= 1.321010-7-7, x=H, x=H3 3O O+ += 1.6= 1.61010-4-4mol/L,pH=3.8mol/L,pH=3.8xy/x=7.1xy/x=7.11010-15 -15 所以所以y=Sy=S2-2-=7.1=7.11010-15-15mol/Lmol/Lxz=1.0 xz=1.01010-14 -14 所以所以z=OHz=OH- -=6.3=6.31010-11-11mol/Lmol/L5:43:01116 6、酸碱化学理论在水处理中的应用、酸碱化学理论在水处理中的应用工业废

11、水有很多酸碱性物质，直接排放有危害工业废水有很多酸碱性物质，直接排放有危害酸性废水主要来自钢铁厂、电镀厂、化工厂和矿山酸性废水主要来自钢铁厂、电镀厂、化工厂和矿山等，碱性废水主要来自造纸厂、印染厂和化工厂等等，碱性废水主要来自造纸厂、印染厂和化工厂等处理中除了将废水中和至中性处理中除了将废水中和至中性pHpH值外，还同时考虑值外，还同时考虑回收利用或将水中重金属形成氢氧化物沉淀除去。回收利用或将水中重金属形成氢氧化物沉淀除去。对于酸性废水，中和的药剂有石灰、苛性钠、碳酸对于酸性废水，中和的药剂有石灰、苛性钠、碳酸钠、石灰石、电石渣、锅炉灰和水软化站废渣等。钠、石灰石、电石渣、锅炉灰和水软化站废

12、渣等。对于碱性废水，可采用酸碱废水相互中和、加酸中对于碱性废水，可采用酸碱废水相互中和、加酸中和或烟道气中和的方法处理和或烟道气中和的方法处理5:43:0112在用强酸中和碱性废水时，当水的缓冲强度较小时，在用强酸中和碱性废水时，当水的缓冲强度较小时，pHpH难于难于控制控制英国采用英国采用COCO2 2取代工业硫酸，取得很好的效果取代工业硫酸，取得很好的效果, ,有许多优点：有许多优点：安全、灵活、可靠、易操作和便于工艺管理。主要包括以下安全、灵活、可靠、易操作和便于工艺管理。主要包括以下几方面。几方面。安全安全操作简便操作简便准确控制准确控制pHpH，改善工艺流程，改善工艺流程无腐蚀性，设

13、备效率高无腐蚀性，设备效率高环境友好环境友好费用低费用低 商品商品COCO2 2不是制造的，而是从废气中获得的不是制造的，而是从废气中获得的三、水中污染物的分布和存在形态三、水中污染物的分布和存在形态1 1、八类（美）：、八类（美）：耗氧污染物耗氧污染物致病污染物致病污染物合成有机物；合成有机物；植物营养物；植物营养物；无机物及矿物质无机物及矿物质；沉积污染物；沉积污染物；放射性物质；放射性物质；热污染。热污染。5:43:01142 2、无机污染物毒性取决于形态、无机污染物毒性取决于形态, ,而不是其总浓度而不是其总浓度以以可溶态可溶态或或悬浮态悬浮态或或吸附态吸附态存在。存在。甲基汞甲基汞游

14、离游离( (水合水合) )的金属离子的金属离子游离游离CdCd2+2+游离游离CuCu2+2+及其氢氧化物及其氢氧化物脂溶性金属配合物脂溶性金属配合物吸附、沉淀、共沉淀化学转化及某些生物、物理。吸附、沉淀、共沉淀化学转化及某些生物、物理。金属形态及其转化过程的生物可利用性研究金属形态及其转化过程的生物可利用性研究5:43:01153 3、有机污染物（、有机污染物（关键是关键是POPs,POPs,痕量、毒性大、异构体多、毒性差别大、痕量、毒性大、异构体多、毒性差别大、难降解、长距离输送难降解、长距离输送）(1)(1)农药：有机氯、有机磷农药、氨基甲酸酯类农农药：有机氯、有机磷农药、氨基甲酸酯类农

15、药。药。有机氯农药有机氯农药：难以化学降解和生物降解难以化学降解和生物降解较低水溶性和高的辛醇较低水溶性和高的辛醇水分配系数水分配系数与沉积物和生物体中浓度相比，水中浓度很低与沉积物和生物体中浓度相比，水中浓度很低有机氯农药如有机氯农药如DDT,DDT,已被许多国家禁用。已被许多国家禁用。5:43:0116美国密执安湖中DDT富集过程的含量变化环境介质DDT浓度（mg/L）浓缩倍数湖水0.000002-底泥0.0147,000虾0.04120,500鱼类3-61,500,000-3,000,000海鸥9949,500,0005:43:0117有机磷农药和氨基甲酸酯农药有机磷农药和氨基甲酸酯农药

16、与有机氯农药相比，较易被生物降解与有机氯农药相比，较易被生物降解在土壤和地表水中降解速率较快，杀虫力较高在土壤和地表水中降解速率较快，杀虫力较高溶解度较大，水中浓度相对较高，辛醇溶解度较大，水中浓度相对较高，辛醇水分配系数低水分配系数低目前在地表水中能检出的不多，污染范围较小目前在地表水中能检出的不多，污染范围较小。除草剂（含有有机氯的不易降解）除草剂（含有有机氯的不易降解）具有较高的水溶解度具有较高的水溶解度不易生物富集、沉积物吸附和从溶液中挥发不易生物富集、沉积物吸附和从溶液中挥发残留物通常存在于地表水体中，辛醇残留物通常存在于地表水体中，辛醇水分配系数低水分配系数低除草剂及其中间产物污染

17、土壤、地下水以及周围环境除草剂及其中间产物污染土壤、地下水以及周围环境5:43:0118(2)(2)多氯联苯多氯联苯(PCBs)(PCBs)：联苯氯化而成，联苯氯化而成，210210种化合物，种化合物，混合物。化学稳定性和热稳定性较好混合物。化学稳定性和热稳定性较好被广泛用于作为冷却剂、绝缘材料、耐腐蚀的涂料等被广泛用于作为冷却剂、绝缘材料、耐腐蚀的涂料等极难溶于水，不易分解极难溶于水，不易分解但易溶于有机溶剂和脂肪，辛醇但易溶于有机溶剂和脂肪，辛醇水分配系数高水分配系数高19731973年以后，各国陆续开始减少或停止生产年以后，各国陆续开始减少或停止生产。(3)(3)卤代脂肪烃卤代脂肪烃:

18、:大多数可挥发大多数可挥发, ,大气光解大气光解水中，能进行生物或化学降解水中，能进行生物或化学降解但是其挥发远远大于降解速率但是其挥发远远大于降解速率在水中的溶解度高，辛醇在水中的溶解度高，辛醇水分配系数低水分配系数低C C C C5:43:0119(4)(4)醚类醚类（了解）（了解）-7-7种醚类列入种醚类列入EPAEPA黑名单黑名单(5)(5)单环芳香族化合物单环芳香族化合物：地表水中主要是挥发，然后是光解地表水中主要是挥发，然后是光解在有机质或生物脂肪层中的分配趋势较弱，这类化合物吸附和生在有机质或生物脂肪层中的分配趋势较弱，这类化合物吸附和生物富集均不是重要的物富集均不是重要的优先污

19、染物中六种化合物，即氯苯、优先污染物中六种化合物，即氯苯、1,2-1,2-二氯苯、二氯苯、1,3-1,3-二氯苯、二氯苯、1,41,4二氯苯、二氯苯、1,2,41,2,4三氯苯和六氯苯，可被生物积累。三氯苯和六氯苯，可被生物积累。 (6)(6)苯酚（甲酚）类苯酚（甲酚）类：五氯苯酚等高氯代酚危害性大五氯苯酚等高氯代酚危害性大具有高的水溶性、具有高的水溶性、辛醇辛醇水分配系数低水分配系数低大多数酚主要残留在水中大多数酚主要残留在水中苯酚分子氯代程度增高，溶解度下降，辛醇苯酚分子氯代程度增高，溶解度下降，辛醇水分配系数增加水分配系数增加主要迁移、转化过程是生物降解和光解主要迁移、转化过程是生物降解

20、和光解5:43:0120(7)(7)肽酸酯类：肽酸酯类：6 6种列入黑名单，危害性大，不易降解种列入黑名单，危害性大，不易降解(8)(8)多环芳烃类多环芳烃类(PAHs)(PAHs)水中溶解度很小，辛醇水中溶解度很小，辛醇水分配系数高水分配系数高主要累积在沉积物、生物体内和溶解的有机质中主要累积在沉积物、生物体内和溶解的有机质中有证据表明多环芳烃化合物可光解，其最终归趋可能有证据表明多环芳烃化合物可光解，其最终归趋可能是吸附到沉积物中，然后进行缓慢的生物降解是吸附到沉积物中，然后进行缓慢的生物降解沉积物是多环芳烃蓄积库，在地表水体中其浓度通常沉积物是多环芳烃蓄积库，在地表水体中其浓度通常较低。

21、较低。(9)(9) 亚硝胺和其他化合物亚硝胺和其他化合物：2-2-甲基亚硝胺、甲基亚硝胺、2-2-正正丙级亚硝胺、丙烯晴等，可在生物体或沉积物中累积丙级亚硝胺、丙烯晴等，可在生物体或沉积物中累积5:43:01214 4、金属污染物、金属污染物(1)(1)镉镉：l 水迁移性元素，仅硫化镉难溶水迁移性元素，仅硫化镉难溶l 主要以主要以CdCd2+2+状态存在状态存在l 还可生成多种可溶性配合物如还可生成多种可溶性配合物如CdOHCdOH+ +、CdClCdCl4 42-2-、Cd(NHCd(NH3 3) )3 32+2+l 天然水体中镉的溶解度受碳酸根或羟基浓度所制约天然水体中镉的溶解度受碳酸根或

22、羟基浓度所制约l 水体中悬浮物和沉积物对镉有较强的吸附能力水体中悬浮物和沉积物对镉有较强的吸附能力( (占占90%90%以上以上) )l 水生生物对镉有很强的富集能力水生生物对镉有很强的富集能力, ,富集因子可达富集因子可达10001000以上以上5:43:0122(2)(2)汞汞：l水体中水体中HgHg2+2+、Hg(OH)Hg(OH)2 2、CHCH3 3HgHg+ +、CHCH3 3Hg(OH)Hg(OH)、CHCH3 3HgClHgCl、C C6 6H H5 5HgHg+ +为主为主要形态。要形态。l悬浮物和沉积物中悬浮物和沉积物中HgHg2+2+、HgOHgO、HgSHgS、(CH(

23、CH3 3Hg)Hg)2 2S S为主要形态。为主要形态。l生物相中生物相中HgHg2+2+、CHCH3 3HgHg+ + CH CH3 3HgCHHgCH3 3为主要形态为主要形态l汞与其他元素等形成配合物是汞能随水流迁移的主要因素之一汞与其他元素等形成配合物是汞能随水流迁移的主要因素之一l氧化氧化还原电位降至还原电位降至5050200mV200mV，从而使，从而使HgHg2+2+易被水中有机质、微生易被水中有机质、微生物或其他还原剂还原为物或其他还原剂还原为HgHg，即形成气态汞，并由水体逸散到大气中。，即形成气态汞，并由水体逸散到大气中。l水中悬浮物能大量摄取溶解性汞，使其最终沉降到沉积

24、物中水中悬浮物能大量摄取溶解性汞，使其最终沉降到沉积物中l剧毒的甲基汞有很强的亲脂性，通过食物链逐级富集最终对人类造剧毒的甲基汞有很强的亲脂性，通过食物链逐级富集最终对人类造成严重威胁成严重威胁5:43:0123(3)(3)铅铅：l天然水中铅主要以天然水中铅主要以PbPb2+2+状态存在，其含量和形态明显地受状态存在，其含量和形态明显地受COCO3 32-2-、SOSO4 42-2-、OHOH- -和和ClCl- -等含量的影响等含量的影响l铅可以铅可以PbOHPbOH+ +、Pb(OH)Pb(OH)2 2、Pb(OH)Pb(OH)3 3- -、PbClPbCl+ +、PbClPbCl2 2等

25、多种形态存在等多种形态存在l在中性和弱碱性的水中，铅的浓度受氢氧化铅所限制。水中铅含量取决在中性和弱碱性的水中，铅的浓度受氢氧化铅所限制。水中铅含量取决于于Pb(OH)Pb(OH)2 2的溶度积。在偏酸性天然水中，水中的溶度积。在偏酸性天然水中，水中PbPb2+2+浓度被硫化铅所限制。浓度被硫化铅所限制。l水体中悬浮颗粒物和沉积物对铅有强烈的吸附作用，因此铅化合物的溶水体中悬浮颗粒物和沉积物对铅有强烈的吸附作用，因此铅化合物的溶解度和水中固体物质对铅的吸附作用是导致天然水中铅含量低、迁移能力解度和水中固体物质对铅的吸附作用是导致天然水中铅含量低、迁移能力小的重要因素。小的重要因素。5:43:0

26、124(4)(4)砷砷：l天然水中砷可以天然水中砷可以H H3 3AsOAsO3 3、H H2 2AsOAsO3 3- -、H H3 3AsOAsO4 4、H H2 2AsOAsO4 4- -、HAsOHAsO4 42-2-、AsOAsO4 43-3-等形态存在等形态存在l在适中的在适中的EhEh值和值和pHpH呈中性的水中，砷主要以呈中性的水中，砷主要以H H3 3AsOAsO3 3为主。但为主。但在中性或弱酸性富氧水体环境中则以在中性或弱酸性富氧水体环境中则以H H2 2AsOAsO4 4- -、HAsOHAsO4 42-2-为主。为主。l砷可被颗粒物吸附、共沉淀而沉积到底部沉积物中砷可被

27、颗粒物吸附、共沉淀而沉积到底部沉积物中l水生生物能很好富集水体中无机和有机砷化合物水生生物能很好富集水体中无机和有机砷化合物l被厌氧细菌还原而产生甲基化，形成有机砷化合物被厌氧细菌还原而产生甲基化，形成有机砷化合物, ,甲基砷甲基砷及二甲基砷毒性小，但三甲基砷有剧毒，并易挥发进入空气。及二甲基砷毒性小，但三甲基砷有剧毒，并易挥发进入空气。5:43:0125(5)(5)铬铬：l天然水中铬以天然水中铬以CrCr3+3+、CrOCrO2 2- -、CrOCrO4 42-2-、CrCr2 2O O7 72-2-四种离子形态存在，因此水体四种离子形态存在，因此水体中铬主要以三价和六价铬的化合物为主中铬主

28、要以三价和六价铬的化合物为主l三价铬大多数被底泥吸附转入固相，少量溶于水，迁移能力弱。六价铬三价铬大多数被底泥吸附转入固相，少量溶于水，迁移能力弱。六价铬在碱性水体中较为稳定并以溶解状态存在，迁移能力强在碱性水体中较为稳定并以溶解状态存在，迁移能力强l六价铬毒性比三价铬大。六价铬毒性比三价铬大。l水中六价铬，可先被有机物还原成三价铬，然后被悬浮物强烈吸附而沉水中六价铬，可先被有机物还原成三价铬，然后被悬浮物强烈吸附而沉降至底部颗粒物中，这也是水体中六价铬的主要净化机制之一降至底部颗粒物中，这也是水体中六价铬的主要净化机制之一l由于三价铬和六价铬之间能相互转化，所以近年来又倾向考虑以总铬量由于三

29、价铬和六价铬之间能相互转化，所以近年来又倾向考虑以总铬量作为水质标准。作为水质标准。5:43:0126(6)(6)铜铜：l水生生物对铜特别敏感，故渔业用水铜的容许浓度为水生生物对铜特别敏感，故渔业用水铜的容许浓度为0.01mg0.01mgL L，是饮，是饮用水容许浓度的百分之一。用水容许浓度的百分之一。l淡水中铜的含量与形态都明显地与淡水中铜的含量与形态都明显地与OHOH- -、COCO3 32-2-和和ClCl- -等浓度有关，同时受等浓度有关，同时受pHpH的影响。如的影响。如pHpH为为5-75-7时，以碱式碳酸铜时，以碱式碳酸铜CuCu2 2(OH)(OH)2 2COCO3 3溶解度最

30、大，二价铜溶解度最大，二价铜离子存在较多；离子存在较多；pH7pH7时，时，CuOCuO溶解度最大，以溶解度最大，以CuCu2+2+、 CuOHCuOH+ +形态为主；当形态为主；当pH8pH8以上时，则以上时，则Cu(OH)Cu(OH)2 2、Cu(OH)Cu(OH)3 3- -、CuCOCuCO3 30 0及及Cu(COCu(CO3 3) )2 22-2-等铜形态逐渐等铜形态逐渐增多。增多。l水体中大量无机和有机颗粒物，能强烈的吸附或螯合铜离子，使铜水体中大量无机和有机颗粒物，能强烈的吸附或螯合铜离子，使铜最终进入底部沉积物中，因此，河流对铜有明显的自净能力。最终进入底部沉积物中，因此，河

31、流对铜有明显的自净能力。5:43:0127(7)(7)锌锌：l不同地区和不同水源的水体，锌含量有很大差异不同地区和不同水源的水体，锌含量有很大差异l天然水中锌以二价离子状态存在，但在天然水的天然水中锌以二价离子状态存在，但在天然水的pHpH范围内，锌都能水范围内，锌都能水解生成多核羟基配合物解生成多核羟基配合物Zn(OH)Zn(OH)n n(n-2)(n-2)，还可与水中的，还可与水中的C1C1_ _、有机酸和氨基、有机酸和氨基酸等形成可溶性配合物。酸等形成可溶性配合物。l锌可被水体中悬浮颗粒物吸附锌可被水体中悬浮颗粒物吸附，或生成化学沉积物向底部沉积物迁移，或生成化学沉积物向底部沉积物迁移，

32、沉积物中锌含量为水中的沉积物中锌含量为水中的1 1万倍。万倍。l水生生物对锌有很强的吸收能力，因而可使锌向生物体内迁移，富集水生生物对锌有很强的吸收能力，因而可使锌向生物体内迁移，富集倍数达倍数达10103 310105 5倍。倍。主要内容总结主要内容总结二天然水主要特征二天然水主要特征1、组成、组成2、主要水体特征、主要水体特征3、碳酸平衡、碳酸平衡4、酸碱度（酸度、碱度、酸碱度（酸度、碱度、缓冲能力）缓冲能力）5、一般的酸碱平衡理论、一般的酸碱平衡理论6、酸碱理论在水处理中应、酸碱理论在水处理中应用用三、主要污染物形态三、主要污染物形态1、分类（、分类（8）2、形态重要性、形态重要性3、难

33、降解有机污染物、难降解有机污染物 农药：有机氯、有机磷、农药：有机氯、有机磷、 氨基甲酸酯、除草剂氨基甲酸酯、除草剂 PCBs、单环芳香烃、单环芳香烃、PAHs 卤代脂肪烃卤代脂肪烃4、金属类、金属类 CdHgCrAsCuZnPb规律性总结规律性总结:对有机污染物：对有机污染物：1 1、重点掌握其脂溶性（辛醇、重点掌握其脂溶性（辛醇- -水分配系数）的相对高水分配系数）的相对高低，是否易溶于水。低，是否易溶于水。2 2、重点掌握其化学稳定性的高低，是否容易生物降、重点掌握其化学稳定性的高低，是否容易生物降解或者其他途径降解解或者其他途径降解对重金属类无机污染物：对重金属类无机污染物：1 1、重

34、点掌握其主要水迁移形态、重点掌握其主要水迁移形态2 2、控制其水溶性的其他离子、控制其水溶性的其他离子3 3、是否易于生物转化（毒性更大或者降低毒性）、是否易于生物转化（毒性更大或者降低毒性）4 4、是否易于被悬浮物或者底泥吸附、是否易于被悬浮物或者底泥吸附思考题（思考题（划线者作业划线者作业）1 1、从一家石灰窑厂排放的废水中含有氢氧化钙，、从一家石灰窑厂排放的废水中含有氢氧化钙，pH=11.0pH=11.0，现在，现在通入酸性的二氧化碳烟道气进行处理，使其中的通入酸性的二氧化碳烟道气进行处理，使其中的Ca(OH)Ca(OH)2 2全部转化全部转化为为Ca(HCOCa(HCO3 3) )2

35、2, ,则每吨废水需要多少的二氧化碳？则每吨废水需要多少的二氧化碳？2 2、为什么天然水具有一定的酸碱缓冲能力？推导天然水（考虑、为什么天然水具有一定的酸碱缓冲能力？推导天然水（考虑为碳酸水体系，为碳酸水体系，pH8.3pH8.3）的缓冲能力的计算表达式：）的缓冲能力的计算表达式：B=B=碱碱度度1010pHpH-1/(1+K-1/(1+K1 11010pH+pH+pHpH) )。并利用该式计算在一个。并利用该式计算在一个pHpH为为6.56.5、碱度为碱度为1.6mmol/L1.6mmol/L的水体中，用的水体中，用NaOHNaOH进行碱化，需多少碱能使进行碱化，需多少碱能使pHpH上升至上

36、升至8.0?8.0?（K K1 1=10=10-6.35-6.35）3 3、什么是酸碱质子理论？列举几种天然水环境中常见的一元、什么是酸碱质子理论？列举几种天然水环境中常见的一元、二元、三元酸碱体系？以二元、三元酸碱体系？以HFHF和和NHNH3 3与水的反应为例，说明酸碱质子与水的反应为例，说明酸碱质子理论。理论。4 4、在环境温度为在环境温度为2525摄氏度条件下，含氨废水浓度为摄氏度条件下，含氨废水浓度为0.200mg/L0.200mg/L，求，求该废水的该废水的OHOH- -浓度、浓度、pHpH值和氨水的电离度。（已知氨在值和氨水的电离度。（已知氨在2525摄氏度的离摄氏度的离解常数是

37、解常数是1.81.81010-5-5）5 5、列举二氧化碳在废水处理调节、列举二氧化碳在废水处理调节pHpH中的优点（要求适当展开叙述）？中的优点（要求适当展开叙述）？6 6、若有水、若有水A A，pHpH为为7.57.5，其碱度为，其碱度为6.38mmol/L6.38mmol/L，水，水B B的的pHpH为为9.09.0，碱度，碱度为为O.80mmol/LO.80mmol/L，若以等体积混合，问混合后的，若以等体积混合，问混合后的pHpH值是多少值是多少? ? (p195(p195，6)6)7 7、溶解、溶解1.001.001010-4-4mol/Lmol/L的的Fe(N0Fe(N03 3)

38、 )3 3，于，于1L1L具有防止发生固体具有防止发生固体Fe(OH)Fe(OH)3 3沉淀作用所需最小沉淀作用所需最小HH+ + 浓度的水中，假定溶液中仅形成浓度的水中，假定溶液中仅形成Fe(OH)Fe(OH)2+2+和和Fe(OH)Fe(OH)2 2+ +而没有形成而没有形成FeFe2 2(OH)(OH)2 24+4+。请计算平衡时该溶液中。请计算平衡时该溶液中FeFe3+3+ 、Fe(OH)Fe(OH)2+2+ 、Fe(OH)Fe(OH)2 2+ + 、HH+ + 和和pHpH。（。（P195,7P195,7）（要求列）（要求列出计算方程即可）出计算方程即可）5:43:01328 8、目

39、前公认的水体八大类污染物包括哪些？、目前公认的水体八大类污染物包括哪些？9 9、简述水体中主要难降解有机污染物的存在和分布、简述水体中主要难降解有机污染物的存在和分布形态？形态？1010、什么是环境中的、什么是环境中的“五大毒素五大毒素”？5:43:0133序序号号污染类型污染类型污染物污染物污染特征污染特征废水来源废水来源1 1酸碱污染酸碱污染无机酸碱或有机酸碱无机酸碱或有机酸碱pHpH异常异常矿山、石油、化工、化肥、矿山、石油、化工、化肥、造纸、电镀、酸洗、酸雨造纸、电镀、酸洗、酸雨2 2重金属污染重金属污染HgHg、CrCr、CdCd、PbPb、ZnZn毒性毒性矿山、冶金、电镀、仪表、矿

40、山、冶金、电镀、仪表、颜料颜料3 3非金属污染非金属污染AsAs、CNCN、F F、S S、SeSe毒性毒性化工、火电站、农药、化肥化工、火电站、农药、化肥等工业等工业4 4需氧有机物污染需氧有机物污染糖类、蛋白类、油脂、糖类、蛋白类、油脂、木质素木质素耗氧、缺氧耗氧、缺氧食品、纺织、造纸、制革、食品、纺织、造纸、制革、化工、生活污水、农田排水化工、生活污水、农田排水5 5农药污染农药污染有机氯农药、有机氯农药、PCBsPCBs、有、有机磷农药机磷农药严重时生物灭严重时生物灭绝绝农药、化工、炼油、农田排农药、化工、炼油、农田排水水6 6易分解有机物污易分解有机物污染染酚类、苯、醛类酚类、苯、醛

41、类耗氧、异味、耗氧、异味、毒性毒性制革、炼油、化工、煤矿、制革、炼油、化工、煤矿、化肥、生活污水、地面径流化肥、生活污水、地面径流7 7油类污染油类污染石油及其制品石油及其制品飘浮、乳化、飘浮、乳化、颜色颜色石油开采、炼油、油轮石油开采、炼油、油轮四、典型水污染的特征四、典型水污染的特征5:43:0134 比较典型的有机物污染特征是耗氧比较典型的有机物污染特征是耗氧 有毒物的污染特征是生物毒性。有毒物的污染特征是生物毒性。1 1、病原微生物污染、病原微生物污染含各种细菌、病毒等的工业废水和生活污水造成的污染，如生物含各种细菌、病毒等的工业废水和生活污水造成的污染，如生物制品、洗毛、制革、屠宰等

42、工厂医院排出的工业废水和粪便污水。制品、洗毛、制革、屠宰等工厂医院排出的工业废水和粪便污水。传染病病原体在水中存活的时间，一般可以由传染病病原体在水中存活的时间，一般可以由1 1天至天至200200多天，少多天，少数病原体甚至在水中可以存活几十年。数病原体甚至在水中可以存活几十年。污染特点污染特点: :数量大，分布广，存活时间长，繁殖速度快，易产生抗数量大，分布广，存活时间长，繁殖速度快，易产生抗药性而很难灭绝，易暴发性地流行。即使加氯消毒，某些病原微生药性而很难灭绝，易暴发性地流行。即使加氯消毒，某些病原微生物及病毒仍能存活，传统的给水处理能去除物及病毒仍能存活，传统的给水处理能去除9999

43、以上，水中悬浮物以上，水中悬浮物可包藏细菌及病毒，使其不易被杀灭。可包藏细菌及病毒，使其不易被杀灭。5:43:0136n举例：如举例：如19551955年印度新德里自来水厂的水源被肝炎病毒年印度新德里自来水厂的水源被肝炎病毒污染，三个月内共发病污染，三个月内共发病2 2万万9 9千多人。千多人。n1919世纪中叶，英国伦敦先后两次霍乱大流行，死亡共世纪中叶，英国伦敦先后两次霍乱大流行，死亡共2 2万多人。万多人。n19881988年在我国上海市流行的甲肝，就是人们大量食用被年在我国上海市流行的甲肝，就是人们大量食用被病原微生物污染的毛蚶后引发的。病原微生物污染的毛蚶后引发的。n古罗马瘟疫为何如

44、此猖獗？公元前古罗马瘟疫为何如此猖獗？公元前3333年、公元年、公元6565年、公年、公元元7979年和公元年和公元162162年瘟疫曾多次光顾罗马，使鼎盛时期有年瘟疫曾多次光顾罗马，使鼎盛时期有100100万人口的城市经常变得萧条冷落。当时罗马远郊的几万人口的城市经常变得萧条冷落。当时罗马远郊的几个大坑是专门埋葬死于瘟疫的人。原因就是病原微生物的个大坑是专门埋葬死于瘟疫的人。原因就是病原微生物的污染。污染。5:43:0137 2 2、需氧有机物污染、需氧有机物污染如蛋白质、脂肪、糖、木质素等排入水体后，在有溶解氧的如蛋白质、脂肪、糖、木质素等排入水体后，在有溶解氧的情况下，经情况下，经水中需

45、氧微生物的生化氧化最后分解成水中需氧微生物的生化氧化最后分解成C0C02 2和硝酸和硝酸盐等，或者是有些还原性的无机化合物如亚硫酸盐、硫化物、盐等，或者是有些还原性的无机化合物如亚硫酸盐、硫化物、亚铁盐和氨等，在水中经化学氧化变成高价离子存在亚铁盐和氨等，在水中经化学氧化变成高价离子存在。在在2020，101kPa101kPa的气压时，水中的溶解氧仅为的气压时，水中的溶解氧仅为8.32mg8.32mgL L。水中需氧污染物组成复杂，且难以准确的分别测定出其组成水中需氧污染物组成复杂，且难以准确的分别测定出其组成和含量。其主要污染特征就是耗氧。和含量。其主要污染特征就是耗氧。5:43:0138(

46、1)(1)溶解氧溶解氧( (简称简称DO)(2)生化需氧量生化需氧量(BOD)(3)化学需氧量化学需氧量(COD)如果废水中有机质的组成相对稳定，如果废水中有机质的组成相对稳定，那么化学需氧量和生化需氧量之间应有一定的比例关系。那么化学需氧量和生化需氧量之间应有一定的比例关系。(4)总有机碳总有机碳(TOC)和总需氧量和总需氧量(TOD)采用采用BOD5测试方法不测试方法不能准确反映水体被需氧有机质污染的程度。能准确反映水体被需氧有机质污染的程度。(5)理论需氧量理论需氧量(ThOD)根据化学方程式计算的有机物完全根据化学方程式计算的有机物完全氧化时所需要氧的量。这是一个对废水作全化学分析以后

47、氧化时所需要氧的量。这是一个对废水作全化学分析以后的理论计算值。的理论计算值。废水中氧参数间关系废水中氧参数间关系:ThOD=100%,TOD=92%,CODcr=83%,BOD20=65%，BOD5=58%5:43:01393 3、富营养化污染、富营养化污染植物营养物来自植物营养物来自农田施肥、农业废弃物、城市生活污水、农田施肥、农业废弃物、城市生活污水、雨雪对大气淋洗和径流对地表物质的淋溶与冲刷。雨雪对大气淋洗和径流对地表物质的淋溶与冲刷。目前，我国禽畜养殖业排废水目前，我国禽畜养殖业排废水COD已经接近全国工业废已经接近全国工业废水水COD排放总量。养殖业已成新的污染大户。据估计，一排放

48、总量。养殖业已成新的污染大户。据估计，一头猪每天排放的废水量相当于头猪每天排放的废水量相当于7人生活产生的废水，一头人生活产生的废水，一头牛每天排放的废水量更超过牛每天排放的废水量更超过22人生活产生的废水人生活产生的废水。富营养化富营养化是指水流缓慢和更新期长的地表水中，由于接是指水流缓慢和更新期长的地表水中，由于接纳大量的生物所需要的氮磷等营养物引起藻类等浮游生物纳大量的生物所需要的氮磷等营养物引起藻类等浮游生物迅速繁殖，最终可能导致鱼类和其他生物大量死亡的水体迅速繁殖，最终可能导致鱼类和其他生物大量死亡的水体污染现象。污染现象。5:43:0140天然湖泊天然湖泊: :也可以实现由贫营养湖

49、向也可以实现由贫营养湖向富营养湖的转化，但速度缓慢。富营养湖的转化，但速度缓慢。对湖泊、水库、内海、河口等地区的水体对湖泊、水库、内海、河口等地区的水体:水流缓慢，停留时间长，既适水流缓慢，停留时间长，既适于植物营养元素的增加，又适于水生植物的繁殖，易于富营养化。于植物营养元素的增加，又适于水生植物的繁殖，易于富营养化。一般地说，总磷和无机氮分一般地说，总磷和无机氮分别超过别超过20mg/m3和和300mg/m3就认为水体处于就认为水体处于富营养化状态。富营养化状态。富营养化可使动植物遗骸在水底腐烂沉积，同时在还原的条件下，厌富营养化可使动植物遗骸在水底腐烂沉积，同时在还原的条件下，厌气菌作用

50、产生气菌作用产生H H2 2S S等难闻的臭毒气，使水质不断恶化，最后会使某些湖等难闻的臭毒气，使水质不断恶化，最后会使某些湖泊衰老死亡，变成沼泽，甚至干枯成旱地。泊衰老死亡，变成沼泽，甚至干枯成旱地。富营养化可使水体达到完全缺氧状态。分布于水体表层及上层的藻类富营养化可使水体达到完全缺氧状态。分布于水体表层及上层的藻类及浮游植物种类逐少，单个种类数量急增，硅藻和绿藻为主转变为以蓝及浮游植物种类逐少，单个种类数量急增，硅藻和绿藻为主转变为以蓝藻为主，因藻类繁殖引起水色改变就是藻华藻为主，因藻类繁殖引起水色改变就是藻华( (水华水华) )或赤潮。或赤潮。5:43:0241举例举例：触目惊心的赤潮