第三章-水环境化学(第一次课)

第三章第三章水环境化学水环境化学第一节第一节天然水的基本特征及污染物的存在形态天然水的基本特征及污染物的存在形态水环境化学是研究化学物质在天然水体中的存在存在形态形态、反应机制反应机制、迁移、转化、归趋迁移、转化、归趋及其它们的化学行为对生态环境的影响。一.天然水的基本特征天然水的基本特征1．天然水的组成．天然水的组成可溶性物质胶体悬浮物水生生物指直径小于1nm的颗粒指颗粒直径在1-100nm之间的微粒指颗粒粒径在100nm以上（1）天然水中的主要离子组成）天然水中的主要离子组成自氧生物、异氧生物阳离子：K+、Na+、Ca2+、Mg2+、阴离子：HCO3－、Cl－、SO42－、NO3－K+、Na+：钠盐和钾盐直接溶于水中所致。Ca2+、Mg2+：含有CO2的水流经石灰石和白云石，并与它们发生反应，生成溶解度很大的重碳酸盐。CaCO3+H2O+CO2=Ca(HCO3)2MgCO3+H2O+CO2=Mg(HCO3)2HCO3－：同上。Cl－：水流经地层时溶解氯化物所致。陆地水：HCO3－＞SO42－＞Cl－；Ca2+＞Na+＞Mg2+次要离子次要离子：Fe2+、CO32－、HSiO3－、NO2－、HPO42－、H2PO4－、PO43－SO42－：地层中石膏溶于水形成。NO3－：氨化、硝化等i来源来源总含盐量(TotalDissolvedSolids－TDS)，也称总矿化度：水中所含各种溶解性矿物盐类的总量称为水的总含盐量。ii表示方法表示方法总含盐量＝Σ阳离子+Σ阴离子iii测定测定2HCO3-CO32-CO2++103-105℃H2O重量法这部分逸失的量约等于原有HCO3－含量的一半，(CO2+H2O)÷2HCO3－=(44+18)÷(261)0.53HCO21总含盐量＝溶解固形物电导率法（2）溶解气体）溶解气体主要是O2、CO2、N2，其次还有H2S、SO2、NH3等在一定的温度和压强下，一种气体在液体里的溶解度与该气体的平衡压强成正比。GHaqPKG][)(注意，亨利定律并不能说明气体在溶液中进一步的化学反应亨利定律并不能说明气体在溶液中进一步的化学反应，CO2+H2OH++HCO3-即溶解于水中的实际气体量，可以高于亨利定律表示的量。即溶解于水中的实际气体量，可以高于亨利定律表示的量。克劳修斯－克拉佩龙（Clausius-Clapeyron）方程式：)T1T1(303R.2Hcclg2112iii溶解度与温度的关系溶解度与温度的关系ii溶解度溶解度i溶解气体的种类溶解气体的种类－溶解热其中H如：iv计算例题计算例题1．在一个标准大气压下，25℃时氧在水中的溶解度。（已知氧在干燥空气中的含量为20.95%）首先计算氧气的分压解：水在25℃时的蒸汽压为0.03167105Pa则干燥空气的压力为氧气的分压为Pa55109813.010)03167.0013.1(Pa55102056.0%95.20109813.0LmolPKGGHO/10590.2102056.01026.1][458)2(LmgGO/289.83210590.2][4)2()15.273115.2981(314.8303.21059.15)T1T1(303R.2Hcclg32112Lmgc/74.14778.1289.820℃时的含量14.74mg/L20℃时为9.227mg/L关键是对水蒸汽的分压进行校正O2在水中的亨利常数为1.26108mol/L·Pa