水环境化学知识点总结省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

水环境化学知识点第1页n1、水中八大离子：K+、Na+、Ca2+、Mg2+、HCO3-、NO3-、Cl-和SO42-为常见八种离子n2、溶解气体与Henry定律:溶解于水中气体与大气中气体存在平衡关系，气体大气分压PG与气体溶解度比表现为常数关系，称为Henry定律，该常数称为Henry定律常数KH。G(aq)=KH PG KH气体在一定温度下亨利定理常数(mol/L.Pa)PG 各种气体分压(Pa)n3、水体中可能存在碳酸组分 CO2、CO32-、HCO3-、H2CO3(H2CO3*)第2页n4、天然水中碱度和酸度：碱度：水中能与强酸发生中和作用全部物质，即能够接收质子H+物质总量；酸度：凡在水中离解或水解后生成可与强碱（OH-）反应物质（包含强酸、弱酸和强酸弱碱盐）总量；即水中能与强碱发生中和作用物质总量。n5、天然水中总碱度=HCO3-+2CO32-+OH-H+n6、水体中颗粒物类别(1)矿物微粒和粘土矿物（铝或镁硅酸盐）(2)金属水合氧化物（铝、铁、锰、硅等金属）(3)腐殖质(4)水体悬浮沉积物(5)其它（藻类、细菌、病毒等）n影响水体中颗粒物吸附作用原因有：颗粒物浓度、温度、PH。第3页n7、水环境中胶体颗粒物吸附作用有 表面吸附、化学吸附、离子交换吸附 和 专属吸附。n8、天然水PE随水中溶解氧降低而 降低，因而表层水呈 氧化性 环境。n9、吸附等温线：在一定温度，处于平衡状态时被吸附物质和该物质在溶液中浓度关系曲线称为吸附等温线；水环境中常见吸附等温线主要有L型、F型和H型。n10、无机物在水中迁移转化过程：分配作用、挥发作用、水解作用、光解作用、生物富集、生物降解作用。第4页n11、pE:pE 越小，电子活度越高，提供电子倾向越强，水体呈还原性。pE 越大，电子活度越低，接收电子倾向越强，水体呈氧化性。pE影响原因：1)天然水pE随水中溶解氧降低而降低；2)天然水pE随其pH降低而增大。第5页n12、什么是电子活度pE，以及pE和pH区分。n答：定义电极上电子有效浓度为电子活度，记作E，其负对数记作pE。电子活度越大或pE 越小，电子供出电子倾向越大。在电化学研究中，通惯用电极电位表示电极供出或接收电子倾向，当给出电子活度E 和电子活度负对数pE 明确热力学意义之后，就能够明确地表示不一样电对在反应条件下供出或接收电子能力相对大小。n在一定温度下，pE 与电极电位成直线关系，pE越大，电子活度越小，电极氧化能力或接收电子能力越强，供出电子能力越弱，pE与电子活度关系同pH与H+活度关系相同。npH亦称氢离子浓度指数，是溶液中氢离子活度一个标度，也就是通常意义上溶液酸碱程度衡量标准。pH值越趋向于0表示溶液酸性越强，反之，越趋向于14表示溶液碱性越强，pH=7溶液为中性溶液。n若水体PE值高，有利于以下Cr、Mn在水体中迁移。第6页n13、腐殖质组成：由生物体物质在土壤、水体和沉积物中经腐败作用后分解产物，是一个凝胶性有机高分子物质。分为腐殖酸：溶于稀碱但不溶于酸部分；富里酸：即可溶于碱又可溶于酸部分；腐黑物：不能被酸和碱提取部分。普通认为，当浓度较高时，金属离子与腐殖质反应以溶解为主，当金属离子浓度较低时，则以沉淀和凝聚为主。第7页n14、沉淀物中重金属重新释放诱发原因：盐浓度升高：碱金属和碱土金属阳离子可将被吸附在固体颗粒上金属离子交换出来。氧化还原条件改变：有机物增多，产生厌氧环境，铁猛氧化物还原溶解，使结合在其中金属释放出来。pH值降低：氢离子竞争吸附作用、金属在低pH值条件下致使金属难溶盐类以及配合物溶解。增加水中配合剂含量：天然或合成配合剂使用量增加，能和重金属形成可溶性配合物，有时这种配合物稳定性较大，以溶解态形式存在，使重金属从固体颗粒上解吸下来。第8页n15、凝聚过程：是在外来原因（如化学物质）作用下降低静电斥力，引力超出斥力时胶粒便合在一起。絮凝过程：借助于某种架桥物质（聚合物）联结胶体粒子，使凝结粒子变更大。简述胶体凝聚和絮凝之间区分。答：絮凝在胶粒或悬浮体内加入极少许可溶性高分子化合物，可造成溶胶快速沉淀，沉淀呈疏松棉絮状，这类沉淀称为絮凝物，这种现象呈絮凝作用。聚沉胶体粒子聚集由小变大，最终造成粒子从溶液中析出过程。n高分子对溶胶絮凝作用与电解质聚沉作用完全不一样，由电解质引发聚沉作用迟缓，沉淀颗粒紧密、小；高分子絮凝作用则是因为吸附了溶胶粒子以后，高分子化合物本身链段旋转和运动，相当于本身痉挛作用，将固体粒子聚集在一起而产生沉淀。第9页n16、生物富集：生物从周围环境（水体、土壤、大气）吸收并积累某种元素或难降解物质，使其在有机体内浓度超出周围环境中浓度，该现象称为生物富集。生物富集惯用生物富集系数（BCF）表示，即生物体内污染物浓度与其生存环境中该污染物浓度比值 。第10页n17、水体富营养化：指在人类活动影响下,生物所需氮,磷等营养物质大量进入湖泊,河口,海湾等缓流水体,引发藻类及其它浮游生物快速繁殖,水体溶解氧量下降,水质恶化,鱼类及其它生物大量死亡现象.发生在海域时叫赤潮，发生在湖泊时叫水华。n危害：1 使水味变得腥臭难闻 2 降低水体透明度 3 影响水体溶解氧 4 向水体释放有毒物质 5 影响供水水质并增加制水成本 6 对水生生态影响，在正常情况下,湖泊水体中各种生物都处于相对平衡状态.不过,一旦水体受到污染而展现富营养状态时,水体这种正常生态平衡就会被扰乱,一些种类生物显著降低,而另外一些生物种类则显著增加.这种生物种类演替会造成水生生物稳定性和多样性降低,破坏了湖泊生态平衡.第11页n办法：1控制外源性营养物质输入制订营养物质排放标准和水质标准.依据湖泊水环境磷容量,实施总量控制.实施截污工程或者引排污染源合理使用土地,最大限制地降低土壤侵蚀,水土流失与肥料流失.n2降低内源性营养物质负荷生物性办法：是指利用水生生物吸收利用氮,磷元素进行代谢活动这一自然过程到达去除水体中氮,磷营养物质目标方法.工程性办法：工程性办法主要包含挖掘底泥沉积物,进行水体深层曝气,注水冲稀等.化学方法：包含凝聚沉降和用化学药剂杀藻等.对那些溶解性营养物质如正磷酸盐等,采取往湖中投加化学物质使其生成沉淀而沉降.而使用杀藻剂可杀死藻类,这适合于水华盈湖水体.藻类被杀死后,水藻腐烂分解依旧会释放出磷,所以,死藻应及时捞出,或者再投加适当化学药品,将藻类腐烂分解释放出磷酸盐沉降.第12页n18、光解作用：光解反应能够使有机物结构发生不可逆转地改变，其对水环境有机污染物归趋有主要影响。光解过程主要有直接光解和间接光解，间接光解又包含敏化光解和氧化光解。直接光解指化合物本身直接吸收太阳能而发生分解反应；间接光解指由其它化合物吸收光子生成各种活性物种，进而引发有机物发生光化学反应过程。敏化光解即水体中天然物质被阳光激发后又将其激发能转移至化合物而使其分解反应；氧化反应是指阳光辐射产生强氧化自由基等中间体与化合物作用而发生转化反应。第13页n19、微生物代谢路径：（1）经过酶催化亲核水解反应（2）利用氧亲电行为氧化反应（3）经过氢化物亲核行为或还原金属还原反应（4）加成反应或自由基H提取和富里酸加成反应n20、降水中主要阴离子有 硫酸根离子 、氯离子 、硝酸根离子 、亚硝酸根离子 。n21、pHpK2 10.33时，溶液中主要以CO32-为主；pH介于pK1与pK2之间时，溶液中主要以HCO3-为主。n22、金属污染物：Cd、Hg、Pb、As、Cr、Cu、Zn、Tl、Ni、Be第14页n23、环境中某一重金属毒性与其 游离金属离子浓度、配合作用、和 化学性质 相关。n24、TN、TP 总磷、总氮和 COD常衡量水体富营养化指标。n25、水体自净作用可分为 物理作用、化学作用和生物作用。n26、pE pH 图：在高H+活度，高电子活度酸性还原介质中，Fe2+为主要形态。（酸性还原性介质）；在高H+活度，低电子活度酸性氧化介质中,Fe3+为主要形态。（酸性氧化性介质）；碱性氧化介质，Fe(OH)3(S)为主要形态；碱性还原介质，Fe(OH)2(S)为主要形态。第15页n27、天然水体中主要无机配体有：OH-、Cl-、CO32-、HCO3-、F-、S2-、CN-、NH3 n28、不易水解有机污染物：烷烃 烯烃 芳香烃 硝基苯 杂环化合物 PCBs醇类 醚类 羧酸n易水解有机污染物：卤代烷烃 酰胺 胺 羧酸酯 氨基甲酸盐 环氧化物 腈类 有机磷酸酯 尿素类 磺酸酯 酐n29、简述有机配位体对水体中重金属迁移影响。n答：水溶液中共存金属离子和有机配位体经常生成金属配合物，这种配合物能够改变金属离子特征从而对重金属离子迁移产生影响，起经过影响颗粒物对重金属吸附和影响重金属化合物溶解度来实现。第16页第17页第18页第19页第20页第21页第22页第23页