环境化学课件 (2)优秀课件.ppt

环境化学课件第1页，本讲稿共53页*2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、缓冲、酸碱度（酸度、碱度、缓冲能力）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用、酸碱理论在水处理中应用三、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烃4 4、金属类、金属类 CdHgCrAsCuZnPbCdHgCrAsCuZnPb第2页，本讲稿共53页*3（3 3）天然水的缓冲能力）天然水的缓冲能力ppHpH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。p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)。p一一般般，碳碳酸酸化化合合物物(其其次次是是磷磷酸酸盐盐化化合合物物)是是水水体体缓缓冲冲作作用用的的重重要要因因素素，各种碳酸盐化合物控制水体各种碳酸盐化合物控制水体pHpH值，并使水体具有缓冲作用。值，并使水体具有缓冲作用。p因因而而，人人们们时时常常根根据据碳碳酸酸盐盐化化合合物物存存在在情情况况来来估估算算水水体体的的缓缓冲冲能力。能力。p如如前前所所述述，对对碳碳酸酸水水体体系系，当当pH8.3时时，可可以以只只考考虑虑一一级级碳碳酸酸平平衡衡，故其，故其pH值值：第3页，本讲稿共53页*4p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？p水体水体pHpH升高为升高为pHpH,则则pHpH=？：p所以水体中所以水体中pHpH变化为变化为pH=pHpH=pH-pH-pH，即：，即：p若加入若加入 NaNa2 2COCO3 3调节呢？调节呢？(分子分子-B，分母，分母+2 B)通通常常在在天天然然水水中中，pH=7左左右右，对对碱碱度度贡贡献献的的就就是是HCO3-，因因此此经经常常可可以以把把HCO3-作作为为碱碱度度。若若把把HCO3-作作为为水水的的碱碱度度，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)提示：提示：Na2CO3+H2O=NaOH+NaHCO3提示：提示：H2CO3*=H+*HCO3-/K1=碱度碱度*10-pH/K1第4页，本讲稿共53页*5p在在投投入入酸酸量量A A时时，只只要要把把pHpH作作为为负负值值，A=-B,A=-B,也也可可以以进进行行类似计算。类似计算。p举举 例例：在在 一一 个个pHpH为为6.56.5、碱碱 度度 为为1.6mmol/L1.6mmol/L的的水水体体中中，用用NaOHNaOH进进行行碱碱化化，需需多多少少碱碱使使pHpH上上升升至至8.0?8.0?（用用碳碳酸酸钠钠呢呢？）B=B=碱度碱度1010pHpH-1/(1+K-1/(1+K1 11010pH+pHpH+pH)提示：第5页，本讲稿共53页*65 5、天然水中一般酸碱平衡、天然水中一般酸碱平衡（补充）（补充）p酸酸碱碱无无时时无无刻刻都都存存在在于于我我们们的的身身边边，有有人人认认为为弱弱碱碱性性的的饮饮用用水水更更有有利利于人类的健康。于人类的健康。p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。p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。p在天然水环境中在天然水环境中n一元酸碱体系有一元酸碱体系有HAC-ACHAC-AC-、NHNH4 4+NHNH3 3等，等，n二二 元元 酸酸 碱碱 体体 系系 有有 H H2 2S-HSS-HSS S2-2-、H H2 2SOSO3 3HSOHSO3 3SOSO3 32-2-、H H2 2COCO3 3HCOHCO3 3-COCO3 32-2-等，等，n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。第6页，本讲稿共53页*7 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？）p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p氨的水溶液作为一元弱碱：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第7页，本讲稿共53页*8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。p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 O+A+A-A A-+H+H2 2OHA+OHOHA+OH-K Ka a数数值值越越大大或或pKpKa a数数值值越越小小，表表明明HAHA的的酸酸性性越越强强。K Kb b数数值值越越大大或或pKpKb b数数值值越越小小表表明明A A的的碱碱性性越越强强。一一般般规定规定pKa0.8pKa0.8者为强酸，者为强酸，pKpKb b1KK2 2，HSHS-电电离离程程度度要要比比H H2 2S S小小的的多多，水水的的电电离离也也很很小小，所所以以可可以以近近 似似 得得 出出：xyxy，x-yx,xz,x+y+zx,x-yx,xz,x+y+zx,所所 以以x x2 2/(0.2-x)=/(0.2-x)=1.32101.3210-7-7,x=H,x=H3 3O O+=1.610=1.610-4-4mol/L,pH=3.8mol/L,pH=3.8xy/x=7.110 xy/x=7.110-15 -15 所以所以y=Sy=S2-2-=7.110=7.110-15-15mol/Lmol/Lxz=1.010 xz=1.010-14 -14 所以所以z=OHz=OH-=6.310=6.310-11-11mol/Lmol/L第11页，本讲稿共53页*126 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p工业废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p酸酸性性废废水水主主要要来来自自钢钢铁铁厂厂、电电镀镀厂厂、化化工工厂厂和和矿矿山山等，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p处处理理中中除除了了将将废废水水中中和和至至中中性性pHpH值值外外，还还同同时时考考虑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。p对对于于酸酸性性废废水水，中中和和的的药药剂剂有有石石灰灰、苛苛性性钠钠、碳碳酸酸钠、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渣等。p对对于于碱碱性性废废水水，可可采采用用酸酸碱碱废废水水相相互互中中和和、加加酸酸中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第12页，本讲稿共53页*13在在用用强强酸酸中中和和碱碱性性废废水水时时，当当水水的的缓缓冲冲强强度度较较小小时时，pHpH难难于于控控制制英英国国采采用用COCO2 2取取代代工工业业硫硫酸酸，取取得得很很好好的的效效果果,有有许许多多优优点点：安安全全、灵活、可靠、易操作和便于工艺管理。主要包括以下几方面。灵活、可靠、易操作和便于工艺管理。主要包括以下几方面。p安全安全p操作简便操作简便p准确控制准确控制pHpH，改善工艺流程，改善工艺流程p无腐蚀性，设备效率高无腐蚀性，设备效率高p环境友好环境友好p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第13页，本讲稿共53页三、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。第14页，本讲稿共53页*152 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p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。n甲基汞甲基汞n游离游离(水合水合)的金属离子的金属离子n游离游离CdCd2+2+n游离游离CuCu2+2+及其氢氧化物及其氢氧化物n脂溶性金属配合物脂溶性金属配合物p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。p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第15页，本讲稿共53页*163 3、有有机机污污染染物物（关关键键是是POPs,POPs,痕痕量量、毒毒性性大大、异异构构体体多多、毒毒性性差差别别大大、难难降降解解、长距离输送长距离输送）p(1)(1)农农药药：有有机机氯氯、有有机机磷磷农农药药、氨氨基基甲甲酸酸酯酯类类农农药。药。p有机氯农药有机氯农药：n难以化学降解和生物降解难以化学降解和生物降解n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n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n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。第16页，本讲稿共53页*17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9949,500,000第17页，本讲稿共53页*18p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n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n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n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n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。p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）n具有较高的水溶解度具有较高的水溶解度n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n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n除草剂及其中间产物污染土壤、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第18页，本讲稿共53页*19(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，n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n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n极难溶于水，不易分解极难溶于水，不易分解n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n19731973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:n大多数可挥发大多数可挥发,大气光解大气光解n水中，能进行生物或化学降解水中，能进行生物或化学降解n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n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 C第19页，本讲稿共53页*20(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：n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n在在有有机机质质或或生生物物脂脂肪肪层层中中的的分分配配趋趋势势较较弱弱，这这类类化化合合物物吸吸附附和和生生物富集均不是重要的物富集均不是重要的n优优先先污污染染物物中中六六种种化化合合物物，即即氯氯苯苯、1,2-1,2-二二氯氯苯苯、1,3-1,3-二二氯氯苯苯、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n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n大多数酚主要残留在水中大多数酚主要残留在水中n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n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和光解第20页，本讲稿共53页*21(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)n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n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n有有证证据据表表明明多多环环芳芳烃烃化化合合物物可可光光解解，其其最最终终归归趋趋可可能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n沉沉积积物物是是多多环环芳芳烃烃蓄蓄积积库库，在在地地表表水水体体中中其其浓浓度度通通常常较低。较低。(9)(9)亚亚硝硝胺胺和和其其他他化化合合物物：2-2-甲甲基基亚亚硝硝胺胺、2-2-正正丙丙级亚硝胺、丙烯晴等，可在生物体或沉积物中累积级亚硝胺、丙烯晴等，可在生物体或沉积物中累积第21页，本讲稿共53页*224 4、金属污染物、金属污染物(1)(1)镉镉：p水迁移性元素，仅硫化镉难溶水迁移性元素，仅硫化镉难溶p主要以主要以CdCd2+2+状态存在状态存在p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+p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羟基浓度所制约p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)p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以上以上第22页，本讲稿共53页*23(2)(2)汞汞：p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+为主要形态。为主要形态。p悬浮物和沉积物中悬浮物和沉积物中HgHg2+2+、HgOHgO、HgSHgS、(CH(CH3 3Hg)Hg)2 2S S为主要形态。为主要形态。p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p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p氧氧化化还还原原电电位位降降至至5050200mV200mV，从从而而使使HgHg2+2+易易被被水水中中有有机机质质、微微生生物物或或其其他他还还原剂还原为原剂还原为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。p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p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第23页，本讲稿共53页*24(3)(3)铅铅：p天天然然水水中中铅铅主主要要以以PbPb2+2+状状态态存存在在，其其含含量量和和形形态态明明显显地地受受COCO3 32-2-、SOSO4 42-2-、OHOH-和和ClCl-等等含含量的影响量的影响p铅可以铅可以PbOHPbOH+、Pb(OH)Pb(OH)2 2、Pb(OH)Pb(OH)3 3-、PbClPbCl+、PbClPbCl2 2等多种形态存在等多种形态存在p在在中中性性和和弱弱碱碱性性的的水水中中，铅铅的的浓浓度度受受氢氢氧氧化化铅铅所所限限制制。水水中中铅铅含含量量取取决决于于Pb(OH)Pb(OH)2 2的的溶度积。在偏酸性天然水中，水中溶度积。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。p水水体体中中悬悬浮浮颗颗粒粒物物和和沉沉积积物物对对铅铅有有强强烈烈的的吸吸附附作作用用，因因此此铅铅化化合合物物的的溶溶解解度度和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。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。第24页，本讲稿共53页*25(4)(4)砷砷：p天天然然水水中中砷砷可可以以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p在在适适中中的的EhEh值值和和pHpH呈呈中中性性的的水水中中，砷砷主主要要以以H H3 3AsOAsO3 3为为主主。但但在在中中性性或弱酸性富氧水体环境中则以或弱酸性富氧水体环境中则以H H2 2AsOAsO4 4-、HAsOHAsO4 42-2-为主。为主。p砷可被颗粒物吸附、共沉淀而沉积到底部沉积物中砷可被颗粒物吸附、共沉淀而沉积到底部沉积物中p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p被被厌厌氧氧细细菌菌还还原原而而产产生生甲甲基基化化，形形成成有有机机砷砷化化合合物物,甲甲基基砷砷及及二二甲甲基基砷砷毒性小，但三甲基砷有剧毒，并易挥发进入空气。毒性小，但三甲基砷有剧毒，并易挥发进入空气。第25页，本讲稿共53页*26(5)(5)铬铬：p天天然然水水中中铬铬以以CrCr3+3+、CrOCrO2 2-、CrOCrO4 42-2-、CrCr2 2O O7 72-2-四四种种离离子子形形态态存存在在，因因此此水水体体中中铬铬主主要要以三价和六价铬的化合物为主以三价和六价铬的化合物为主p三三价价铬铬大大多多数数被被底底泥泥吸吸附附转转入入固固相相，少少量量溶溶于于水水，迁迁移移能能力力弱弱。六六价价铬铬在在碱碱性性水水体体中中较较为为稳定并以溶解状态存在，迁移能力强稳定并以溶解状态存在，迁移能力强p六价铬毒性比三价铬大。六价铬毒性比三价铬大。p水水中中六六价价铬铬，可可先先被被有有机机物物还还原原成成三三价价铬铬，然然后后被被悬悬浮浮物物强强烈烈吸吸附附而而沉沉降降至至底部颗粒物中，这也是水体中六价铬的主要净化机制之一底部颗粒物中，这也是水体中六价铬的主要净化机制之一p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作为水质标准。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作为水质标准。第26页，本讲稿共53页*27(6)(6)铜铜：p水水生生生生物物对对铜铜特特别别敏敏感感，故故渔渔业业用用水水铜铜的的容容许许浓浓度度为为0.01mg0.01mgL L，是是饮饮用用水水容容许许浓浓度度的百分之一。的百分之一。p淡淡水水中中铜铜的的含含量量与与形形态态都都明明显显地地与与OHOH-、COCO3 32-2-和和ClCl-等等浓浓度度有有关关，同同时时受受pHpH的的影影响响。如如pHpH为为5-75-7时时，以以碱碱式式碳碳酸酸铜铜CuCu2 2(OH)(OH)2 2COCO3 3溶溶解解度度最最大大，二二价价铜铜离离子子存存在在较较多多；pH7pH7时时，CuOCuO溶溶解解度度最最大大，以以CuCu2+2+、CuOHCuOH+形形态态为为主主；当当pH8pH8以以上上时时，则则Cu(OH)Cu(OH)2 2、Cu(OH)Cu(OH)3 3-、CuCOCuCO3 30 0及及Cu(COCu(CO3 3)2 22-2-等铜形态逐渐增多。等铜形态逐渐增多。p水水体体中中大大量量无无机机和和有有机机颗颗粒粒物物，能能强强烈烈的的吸吸附附或或螯螯合合铜铜离离子子，使使铜铜最最终终进入底部沉积物中，因此，河流对铜有明显的自净能力。进入底部沉积物中，因此，河流对铜有明显的自净能力。第27页，本讲稿共53页*28(7)(7)锌锌：p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p天天然然水水中中锌锌以以二二价价离离子子状状态态存存在在，但但在在天天然然水水的的pHpH范范围围内内，锌锌都都能能水水解解生生成成多多核核羟基配合物羟基配合物Zn(OH)Zn(OH)n n(n-2)(n-2)，还可与水中的，还可与水中的C1C1_ _、有机酸和氨基酸等形成可溶性配合物。、有机酸和氨基酸等形成可溶性配合物。p锌锌可可被被水水体体中中悬悬浮浮颗颗粒粒物物吸吸附附，或或生生成成化化学学沉沉积积物物向向底底部部沉沉积积物物迁迁移移，沉沉积积物中锌含量为水中的物中锌含量为水中的1 1万倍。万倍。p水水生生生生物物对对锌锌有有很很强强的的吸吸收收能能力力，因因而而可可使使锌锌向向生生物物体体内内迁迁移移，富富集集倍倍数数达达10103 310105 5倍。倍。第28页，本讲稿共53页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用、酸碱理论在水处理中应用三、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第29页，本讲稿共53页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第30页，本讲稿共53页思考题（思考题（划线者作业划线者作业）1 1、从从一一家家石石灰灰窑窑厂厂排排放放的的废废水水中中含含有有氢氢氧氧化化钙钙，pH=11.0pH=11.0，现现在在通通入入酸酸性性的的二二氧氧化化碳碳烟烟道道气气进进行行处处理理，使使其其中中的的Ca(OH)Ca(OH)2 2全全部部转转化化为为Ca(HCOCa(HCO3 3)2 2,则则每每吨吨废水需要多少的二氧化碳？废水需要多少的二氧化碳？2 2、为为什什么么天天然然水水具具有有一一定定的的酸酸碱碱缓缓冲冲能能力力？推推导导天天然然水水（考考虑虑为为碳碳酸酸水水体体系系，pH8.3pH8.3）的的 缓缓 冲冲 能能 力力 的的 计计 算算 表表 达达 式式：B=B=碱碱 度度1010pHpH-1/(1+K1/(1+K1 11010pH+pHpH+pH)。并并利利用用该该式式计计算算在在一一个个pHpH为为6.56.5、碱碱度度为为1.6mmol/L1.6mmol/L的的水水体体中中，用用NaOHNaOH进进行行碱碱化化，需需多多少少碱碱能能使使pHpH上上升升至至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、二元、三元、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？以酸碱体系？以HFHF和和NHNH3 3与水的反应为例，说明酸碱质子理论。与水的反应为例，说明酸碱质子理论。第31页，本讲稿共53页4 4、在在环环境境温温度度为为2525摄摄氏氏度度条条件件下下，含含氨氨废废水水浓浓度度为为0.200mg/L0.200mg/L，求求该该废废水水的的OHOH-浓浓度度、pHpH值值和和氨氨水水的的电电离离度度。（已已知知氨氨在在2525摄摄氏氏度度的的离离解解常常数数是是1.8101.810-5 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、若若有有水水A A，pHpH为为7.57.5，其其碱碱度度为为6.38mmol/L6.38mmol/L，水水B B的的pHpH为为9.09.0，碱碱度度为为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、溶溶解解1.00101.0010-4-4mol/Lmol/L的的Fe(N0Fe(N03 3)3 3，于于1L1L具具有有防防止止发发生生固固体体Fe(OH)Fe(OH)3 3沉沉淀淀作作用用所所需需最最小小HH+浓浓度度的的水水中中，假假定定溶溶液液中中仅仅形形成成Fe(OH)Fe(OH)2+2+和和Fe(OH)Fe(OH)2 2+而而没没有有形形成成FeFe2 2(OH)(OH)2 24+4+。请请计计算算平平衡衡时时该该溶溶液液中中FeFe3+3+、Fe(OH)Fe(OH)2+2+、Fe(OH)Fe(OH)2 2+、HH+和和pHpH。（。（P195,7P195,7）（要求列出计算方程即可）（要求列出计算方程即可）第32页，本讲稿共53页*338 8、目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、简简述述水水体体中中主主要要难难降降解解有有机机污污染染物物的的存存在在和和分分布布形态？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”？第33页，本讲稿共53页*34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绝严重时生物灭绝农药、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、醛类耗氧、异味、毒耗氧、异味、毒性性制革、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、颜飘浮、乳化、颜色色石油开采、炼油、油轮石油开采、炼油、油轮四、典型水污染的特征四、典型水污染的特征第34页，本讲稿共53页*35第35页，本讲稿共53页 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p含含各各种种细细菌菌、病病毒毒等等的的工工业业废废水水和和生生活活污污水水造造成成的的污污染染，如如生生物物制制品品、洗毛、制革、屠宰等工厂医院排出的工业废水和粪便污水。洗毛、制革、屠宰等工厂医院排出的工业废水和粪便污水。p传传染染病病病病原原体体在在水水中中存存活活的的时时间间，一一般般可可以以由由1 1天天至至200200多多天天，少少数数病病原原体体甚至在水中可以存活几十年。甚至在水中可以存活几十年。p污污染染特特点点:数数量量大大，分分布布广广，存存活活时时间间长长，繁繁殖殖速速度度快快，易易产产生生抗抗药药性性而而很很难难灭灭绝绝，易易暴暴发发性性地地流流行行。即即使使加加氯氯消消毒毒，某某些些病病原原微微生生物物及及病病毒毒仍仍能能存存活活，传传统统的的给给水水处处理理能能去去除除9999以以上上，水水中中悬悬浮浮物物可可包包藏藏细细菌及病毒，使其不易被杀灭。菌及病毒，使其不易被杀灭。第36页，本讲稿共53页*37p举举例例：如如19551955年年印印度度新新德德里里自自来来水水厂厂的的水水源源被被肝肝炎炎病病毒毒污污染染，三个月内共发病三个月内共发病2 2万万9 9千多人。千多人。p1919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。p19881988年年在在我我国国上上海海市市流流行行的的甲甲肝肝，就就是是人人们们大大量量食食用用被被病病原微生物污染的毛蚶后引发的。原微生物污染的毛蚶后引发的。p古古罗罗马马瘟瘟疫疫为为何何如如此此猖猖獗獗？公公元元前前3333年年、公公元元6565年年、公公元元7979年年和和公公元元162162年年瘟瘟疫疫曾曾多多次次光光顾顾罗罗马马，使使鼎鼎盛盛时时期期有有100100万万人人口口的的城城市市经经常常变变得得萧萧条条冷冷落落。当当时时罗罗马马远远郊郊的的几几个个大大坑坑是是专专门门埋埋葬葬死于瘟疫的人。原因就是病原微生物的污染。死于瘟疫的人。原因就是病原微生物的污染。第37页，本讲稿共53页*38 2 2、需氧有机物污染、需氧有机物污染p如如蛋蛋白白质质、脂脂肪肪、糖糖、木木质质素素等等排排入入水水体体后后，在在有有溶溶解解氧氧的的情情况况下下，经经水水中中需需氧氧微微生生物物的的生生化化氧氧化化最最后后分分解解成成C0C02 2和和硝硝酸酸盐盐等等，或或者者是是有有些些还还原原性性的的无无机机化化合合物物如如亚亚硫硫酸酸盐盐、硫硫化化物物、亚亚铁铁盐盐和和氨氨等，在水中经化学氧化变成高价离子存在等，在水中经化学氧化变成高价离子存在。p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。p水水中中需需氧氧污污染染物物组组成成复复杂杂，且且难难以以准准确确的的分分别别测测定定出出其其组组成成和和含含量量。其其主要污染特征就是耗氧。主要污染特征就是耗氧。第38页，本讲稿共53页*39(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)化化学学需需氧氧量量(COD)如如果果废废水水中中有有机机质质的的组组成成相相对对稳稳定定，那那么么化化学学需需氧量和生化需氧量之间应有一定的比例关系。氧量和生化需氧量之间应有一定的比例关系。(4)总总有有机机碳碳(TOC)和和总总需需氧氧量量(TOD)采采用用BOD5测测试试方方法法不不能能准准确确反映水体被需氧有机质污染的程度。反映水体被需氧有机质污染的程度。(5)理理论论需需氧氧量量(ThOD)根根据据化化学学方方程程式式计计算算的的有有机机物物完完全全氧氧化化时时所需要氧的量。这是一个对废水作全化学分析以后的理论计算值。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。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%第39页，本讲稿共53页*403 3、富营养化污染、富营养化污染p植植物物营营养养物物来来自自农农田田施施肥肥、农农业业废废弃弃物物、城城市市生生活活污污水水、雨雨雪雪对对大大气淋洗和径流对地表物质的淋溶与冲刷。气淋洗和径流对地表物质的淋溶与冲刷。p目目前前，我我国国禽禽畜畜养养殖殖业业排排废废水水COD已已经经接接近近全全国国工工业业废废水水COD排排放放总总量量。养养殖殖业业已已成成新新的的污污染染大大户户。据据估估计计，一一头头猪猪每每天天排排放放的的废废水水量量相相当当于于7人人生生活活产产生生的的废废水水，一一头头牛牛每每天天排排放放的废水量更超过的废水量更超过22人生活产生的废水人生活产生的废水。p富富营营养养化化是是指指水水流流缓缓慢慢和和更更新新期期长长的的地地表表水水中中，由由于于接接纳纳大大量量的的生生物物所所需需要要的的氮氮磷磷等等营营养养物物引引起起藻藻类类等等浮浮游游生生物物迅迅速速繁繁殖殖，最最终终可可能能导导致鱼类和其他生物大量死亡的水体污染现象。致鱼类和其他生物大量死亡的水体污染现象。第40页，本讲稿共53页*41p天然湖泊天然湖泊:也可以实现由贫营养湖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。p对对湖湖泊泊、水水库库、内内海海、河河口口等等地地区区的的水水体体:水水流流缓缓慢慢，停停留留时时间间长长，既既适适于于植植物物营营养养元元素的增加，又适于水生植物的繁殖，易于富营养化。素的增加，又适于水生植物的繁殖，易于富营养化。p一一般般地地说说，总总磷磷和和无无机机氮氮分分别别超超过过20mg/m3和和300mg/m3就就认认为为水水体体处处于于富富营营养养化化状状态。态。p富富营营养养化化可可使使动动植植物物遗遗骸骸在在水水底底腐腐烂烂沉沉积积，同同时时在在还还原原的的条条件件下下，厌厌气气菌菌作作用用产产生生H H2 2S S等等难难闻闻的的臭臭毒毒气气，使使水水质质不不断断恶恶化化，最最后后会会使使某某些些湖湖泊泊衰衰老老死死亡亡，变变成成沼沼泽泽，甚甚至至干枯成旱地。干枯成旱地。p富富营营养养化化可可使使水水体体达达到到完完全全缺缺氧氧状状态态。分分布布于于水水体体表表层层及及上上层层的的藻藻类类及及浮浮游游植植物物种种类类逐逐少少，单单个个种种类类数数量量急急增增，硅硅藻藻和和绿绿藻藻为为主主转转变变为为以以蓝蓝藻藻为为主主，因因藻藻类繁殖引起水色改变就是藻华类繁殖引起水色改变就是藻华(水华水华)或赤潮。或赤潮。第41页，本讲稿共53页*42p举例举例：触目惊心的赤潮中毒事件：触目惊心的赤潮中毒事件p1971年年春春夏夏季季节节，在在美美国国佛佛罗罗里里达达州州中中西西部部沿沿岸岸水水域域发发生生过过一一次次短短裸裸甲甲藻藻赤赤潮潮，