模块三 水环境化学（课件）-《环境化学》同步教学（大连理工大学出版社）

模块三 水环境化学 教学目标 1.了解地球水资源及水环境状况； 2.掌握天然水的组成及基本特征； 3.理解重金属等污染物在水中的迁移转化； 4.理解水中有机污染物的变化过程； 5.掌握水质调查与分析的基本方法。 环境案例 1. 日本“痛痛病”事件 2. 哈尔滨水污染事件 3. 太湖“蓝藻”事件 3.1 地球上的水资源 （一） 世界水资源状况 （二）地球上的水循环 （三）我国水资源状况 （四） 水资源问题对人类社会发展的影响 （一） 世界水资源状况 （二）地球上的水循环 （三）我国水资源状况 1. 我国水资源主要类型 （1）海洋资源 （2）河流 （3）湖泊 （4）地下水 2. 我国水资源所面临的主要问题 （1）地域分布不均衡，水土资源分布不匹配 （2） 降水年内、年际变化大 （3）水污染问题严重 （4）水资源利用效率低，浪费严重 （5）地下水开采过量引发生态问题 （四） 水资源问题对人类社会发展的影响 （1） 水与人民生活密切相关 （2） 水与工农业生产密切相关 （3） 水与生态环境密切相关 （4） 水污染对人体健康产生影响 3.2 水环境化学基础知识 （一） 天然水的基本组成 （二）天然水体化学组成特征 （三）天然水中的化学平衡 （一） 天然水的基本组成 1、天然水中的主要离子 2、天然水中的金属离子 3、水中的微量元素 4、天然水中的溶解性气体 亨利定律：[G(aq)] = KH×pG （1）溶解氧的计算 （2）CO2溶解度的计算 5、水生生物 （二）天然水体化学组成特征 1、河水的化学组成特征 （1）矿化度低；（2）化学组成的空间分布差异大 2、海水的化学组成特征 3、湖泊及水库水的化学组成特征 4、地下水的化学组成特征 （1）组成复杂； （2）矿化度范围变化大； （3）地下水的化学成分随时间变化极为缓慢 （4）地下水的气体组成与地表水差异较大。 （三）天然水中的化学平衡 1、酸碱平衡 天然水的pH值主要由下列系统决定： 2、沉淀-溶解平衡 （1）金属氢氧化物的沉淀-溶解平衡 （2）金属硫化物的沉淀-溶解平衡 （3）碳酸盐的沉淀-溶解平衡 3、氧化一还原平衡 （1）氧化一还原电位和电子活度 pE是平衡状态下（假设）的电子活度，可用以衡量溶液中电子迁移的相对趋势。在还原性很强的溶液中，存在给出电子的趋势；在氧化性很强的溶液中，存在给出接受的趋势。 （2）天然水体的氧化还原体系 正常天然水体表层溶解氧是决定电位，暴露于大气的水能按如下反应被氧化： 天然水体的PE除与氧化还原物质浓度有关，也与水体的PH有关。 (3)水体pE值条件对重金属离子形态、迁移转化的影响 根据环境中游离氧、硫化氢及其他氧化剂和还原剂的存在情况，可分为氧化环境、不含硫化氢的还原环境和含硫化氢的还原环境。 4、配合-溶解平衡 （1）配合-溶解平衡与配合物的稳定性 （2）水体中常见的配位体和配合物类型 ①羟基对重金属离子的配合作用 ②腐殖质与重金属的配合作用 5、吸附—解吸平衡 表面吸附： 离子交换吸附： 专属吸附： 3.3 水环境污染及主要污染物的迁移转化 （一） 水环境污染概述 （二） 水的自净作用及水环境容量 （三） 水中重金属污染物的迁移转化 （四） 水中有机污染物的迁移转化 （一） 水环境污染概述 1、水体污染源 (1)生活污水 (2)工业污水源 (3)农业污染源 (4)交通运输污染 2、污染特征 (1)物理污染 指污染性物质使水的浑浊度、温度和水的颜色发生改变以及水中含有的放射性物质超标的现象。 (2)化学污染 水体中的化学污染物一般分为无机无毒污染物、植物 营养物质、有机耗氧污染物和有毒物质、石油类物质等几大类。 (3)生物性污染 （二） 水的自净作用及水环境容量 1、水体的自净作用 （1）物理自净 （2）化学自净 （3）生物自净 2、水体的环境容量 （1）水体特征 （2）污染物特征 （3）水质目标 （三） 水中重金属污染物的迁移转化 1、重金属污染的特点 （1）重金属在水体中的存在形态是多样且多变的，形态不同毒性也不同。 （2）重金属产生毒性效应的浓度范围低，一般为l mg•L-1～l0mg•L-1。 （3）重金属污染物不易被微生物分解。 （4）进入水体的重金属污染物大部分沉积于底泥中。 （5）重金属离子在水体中的迁移转化是一个复杂的过程。 （6）某些金属离子及其化合物易被微生物吸收并通过食物链逐渐积累。 2、水体中重金属污染物的迁移转