水環(huán)境化學(xué)講義

站長(zhǎng)素材SC.CHINAZ.COM站長(zhǎng)素材SC.CHINAZ.COM第四講要點(diǎn)回顧第六講2015-9-2321.什么是光化學(xué)煙霧現(xiàn)象？形成的條件有哪些？特征有哪些？光化學(xué)煙霧形成的簡(jiǎn)單反應(yīng)機(jī)制？如何判斷一個(gè)地方是否發(fā)生了光化學(xué)反應(yīng)及如何控制光化學(xué)反應(yīng)的生成？2.什么是酸雨？說(shuō)說(shuō)酸雨產(chǎn)生的原因、結(jié)果及控制對(duì)策。說(shuō)出世界三大酸雨區(qū)及中國(guó)的三大酸雨區(qū)。3.什么是空氣質(zhì)量指數(shù)？分為幾級(jí)？目前在中國(guó)監(jiān)測(cè)的項(xiàng)目有哪些？4.什么是溫室氣體？有哪些溫室氣體？引起溫室效應(yīng)的原因及后果是什么？5.什么是臭氧洞？說(shuō)說(shuō)臭氧層的概念、形成與耗損?！皣?guó)際保護(hù)臭氧層日”是哪一天？3

第三章水環(huán)境化學(xué)(WaterEnvironmentalChemistry)456789缺水難以栽種農(nóng)田干裂因農(nóng)作物缺水而憂愁的老人10請(qǐng)珍惜每一滴水11觸目驚心的水污染12131415161718192021環(huán)境保護(hù)組織在采樣222009年第十七屆世界水日WorldDayforWater1993年1月18日，第四十七屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)確定每年的3月22日為“世界水日”231、天然水的基本特征及污染物的存在形態(tài);3、有機(jī)污染物在水體中的遷移轉(zhuǎn)化過(guò)程2、無(wú)機(jī)污染物在水體中進(jìn)行沉淀-溶解、氧化-還原、配合作用、吸附-解吸、絮凝-沉淀的基本原理;本章重點(diǎn)2425巴西加拿大俄羅斯中國(guó)美國(guó)阿爾及利亞2627282930地球表面70.8%為海洋所覆蓋。

海水占地球總水量的97.5%，淡水資源占地球上水體總量的2.5％。

水資源現(xiàn)狀及分布

它們少部分分布在湖泊、河流、土壤和地表以下淺層地下水中，大部分則以冰川、永久積雪和多年凍土的形式儲(chǔ)存。冰川儲(chǔ)量近70％，很難加以利用。目前人類(lèi)比較容易利用的淡水資源，主要是河流水、淡水湖泊水，以及淺層地下水，儲(chǔ)量約占全球淡水總儲(chǔ)量的

0.26％，只占全球總儲(chǔ)水量的十萬(wàn)分之七！全球用水量在20世紀(jì)增加了6倍，其增長(zhǎng)速度是人口增速的兩倍!每年有310萬(wàn)人因不潔飲用水引發(fā)相關(guān)疾病而死亡。其中近90%是不滿3歲的兒童。31

對(duì)44個(gè)城市水質(zhì)調(diào)查顯示---

地下水93.2%被污染，地表水100%污染

中國(guó)水資源現(xiàn)狀世界淡水資源總量為466666.6667億m3,我國(guó)淡水資源總量為28000億m3，占全球水資源的6％，僅次于巴西、俄羅斯和加拿大，居世界第四位，但人均只有2173m3（2015年3月）（2200m3（2014年）），僅為世界平均水平的1／4，美國(guó)的1／5，在世界上名列121位。我國(guó)現(xiàn)實(shí)可利用的淡水資源量則更少，僅為11000億m3左右，人均可利用水資源量約為900m3，并且其分布極不均衡，是全球13個(gè)人均水資源最貧乏的國(guó)家之一。32水資源狀況評(píng)價(jià)人均水資源（m3.a）水資源狀況1700～3000輕度缺水1000～1700中度缺水500～1000重度缺水＜

500極度缺水寧夏人均水資源擁有量?jī)H為634立方米33中國(guó)目前有16個(gè)?。▍^(qū)、市）人均水資源低于嚴(yán)重缺水線

中國(guó)水資源現(xiàn)狀有六個(gè)省、區(qū)（寧夏、河北、山東、

河南、山西、江蘇）人均水資源低于500m3.到20世紀(jì)末，全國(guó)600多座城市中，已有400多個(gè)城市存在供水不足問(wèn)題，其中比較嚴(yán)重的缺水城市達(dá)110個(gè)。在32個(gè)百萬(wàn)人口以上的特大城市中，有30個(gè)長(zhǎng)期受缺水困擾。2014年在74個(gè)重點(diǎn)城市中，45.6%水質(zhì)較差，14個(gè)沿海開(kāi)放城市中有9個(gè)嚴(yán)重缺水。北京、天津、青島、大連等城市缺水最為嚴(yán)重.342014年74個(gè)重點(diǎn)城市，重點(diǎn)城市是指第一階段實(shí)施新空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的城市，包括：北京、天津、石家莊、唐山、秦皇島、邯鄲、邢臺(tái)、保定、張家口、承德、滄州、廊坊、衡水、太原、呼和浩特、沈陽(yáng)、大連、長(zhǎng)春、哈爾濱上海、南京、無(wú)錫、徐州、常州、蘇州、南通、連云港、淮安、鹽城、揚(yáng)州、鎮(zhèn)江、泰州、宿遷、杭州、寧波、溫州、嘉興、湖州、紹興、金華、衢州、舟山、臺(tái)州、麗水、合肥、福州、廈門(mén)、南昌、濟(jì)南、青島、鄭州、武漢、長(zhǎng)沙、廣州、深圳、珠海、佛山、江門(mén)、肇慶、惠州、東莞、中山、南寧、?？凇⒅貞c、成都、貴陽(yáng)、昆明、拉薩、西安、蘭州、西寧、銀川、烏魯木齊35環(huán)保部:2014年74個(gè)重點(diǎn)城市近九成空氣質(zhì)量不達(dá)標(biāo)法制網(wǎng)記者郄建榮根據(jù)環(huán)保部今天發(fā)布的2014年重點(diǎn)區(qū)域和74個(gè)城市空氣質(zhì)量狀況顯示,去年一年,74年城市中只有8個(gè)城市空氣質(zhì)量完全達(dá)標(biāo),“十差”城市中的8個(gè)城市集中在北京周邊.環(huán)保部表示,重污染天氣尚未得到有效遏制.36

中國(guó)水資源現(xiàn)狀聯(lián)合國(guó)規(guī)定人均水資源量1700立方米為嚴(yán)重缺水線，1000立方米為生存起碼標(biāo)準(zhǔn)。中國(guó)目前有15個(gè)?。▍^(qū)、市）人均水資源低于嚴(yán)重缺水線。其中天津、上海、寧夏634m3、北京、河北、河南、山東、山西、江蘇、遼寧等十幾個(gè)省市人均水資源量低于生存起碼標(biāo)準(zhǔn)。37全球13個(gè)人均水資源最貧乏的國(guó)家都是哪些?

埃及、阿聯(lián)酋、阿曼、佛得角、布隆迪、阿爾及利亞、也門(mén)、約旦、沙特阿拉伯、巴巴多斯、新加坡、巴林、利比亞、科威特、馬耳他(年人均水量?jī)H82立方米)、中國(guó)。

38（1）我國(guó)淡水資源并不豐富，處于缺水狀態(tài)；（2）水資源的時(shí)空分布非常不均衡，東南多，西北少，耕地面積只占全國(guó)33％的長(zhǎng)江流域和長(zhǎng)江以南地區(qū)，水資源占全國(guó)的70％。（3）我國(guó)許多地方缺水或嚴(yán)重缺水，水污染比較嚴(yán)重。（4）由于人口的劇增，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，我國(guó)和西方國(guó)家一樣，也面臨水質(zhì)下降，水源不足的威脅?？刂扑w污染，保護(hù)水資源已成為刻不容緩的任務(wù)

中國(guó)水資源分布特點(diǎn)39天然水系類(lèi)別天然水的組成40在水的自然循環(huán)中，地表徑流部分水量雖然不大，但是它在自然界所起的作用十分巨大，在風(fēng)化(包括物理、化學(xué)、生物風(fēng)化)過(guò)程和水遷移過(guò)程中，輸送了土壤中的礦物質(zhì)和有機(jī)質(zhì)，使天然水具有各種組分。天然水體中除水以外，還有其他各種物質(zhì)；根據(jù)它們?cè)谒写嬖诘臓顟B(tài)不同，可將這些物質(zhì)分為三類(lèi)，即懸浮物質(zhì)、膠體物質(zhì)、溶解物質(zhì)。在此只討論天然水體中溶解物質(zhì)的種類(lèi)及其存在形態(tài)。溶解在天然水中的物質(zhì)大致可分為：主要離子、溶解氣體、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、微量元素和有機(jī)物質(zhì)。41

天然水中的主要離子組成

(ConstitutionofNaturalWaters)占水中溶解固體總量的95%～99%以上。

含量最多的八大離子：

陽(yáng)離子：K+、Na+、Ca2+、Mg2+陰離子：HCO3-、Cl-、SO42-、

NO3-

除上述的八大離子之外，還有H+、OH-、Si4+、NH4+、HS-、S2-、NO2-、NO3-、HPO4-、PO43-、Fe2+、Fe3+等。海水：Cl-Na+為主；湖水：Na+SO42-Cl-占優(yōu)勢(shì)地下水：Ca2+Mg2+苦咸水：HCO3-Na+42表示水中所含鹽類(lèi)的數(shù)量。由于水中各種鹽類(lèi)一般均以離子的形式存在，故天然水中常見(jiàn)主要離子總量可以粗略地作為水的總含鹽量，即為水中各種陽(yáng)離子的量和陰離子的量的和。

水的總含鹽量（也稱(chēng)礦化度）（totaldissolvedsalt，TDS）

一般天然水中的TDS可以表示為：近似地天然水中常見(jiàn)主要離子總量可以粗略地作為水的總含鹽量（TDS）:

43總殘?jiān)?----過(guò)濾性殘?jiān)ㄓ址Q(chēng)總?cè)芙庑怨腆w物TDS）和非過(guò)濾性殘?jiān)ㄓ址Q(chēng)懸浮物或懸浮固體物SS)）總殘?jiān)?---揮發(fā)性殘?jiān)凸潭堅(jiān)芙庑怨腆w又稱(chēng)過(guò)濾性殘?jiān)?。在?guī)定條件下，將經(jīng)過(guò)過(guò)濾的水樣蒸發(fā)至干，烘干至恒重后留下的干固物，單位mg/L。可粗略反應(yīng)水中的溶解性物質(zhì)含量，也可能包括膠態(tài)物質(zhì)。測(cè)定方法:溶解性固體包括水中溶解性鹽類(lèi)、某些有機(jī)物以及某些不溶解的可過(guò)濾固體細(xì)粒和微生物。其測(cè)定過(guò)程是水樣經(jīng)過(guò)濾后，將濾液在溫度（105±3）℃烘干，稱(chēng)量。1儀器:分析天平、水浴鍋、瓷蒸發(fā)皿、濾器：濾膜孔徑為0.45μm。2步驟2.1將蒸發(fā)皿洗凈，于（105±3）℃干燥箱中干燥1h，移于干燥器內(nèi)冷卻30min，稱(chēng)量、再次干燥、稱(chēng)量直至恒重。2.2取適量混合均勻水樣用濾器過(guò)濾，然后取100mL此濾液，或取100mL測(cè)定懸浮性固體時(shí)的過(guò)濾液（不含洗滌蒸餾水），于蒸發(fā)皿內(nèi)。2.3將蒸發(fā)皿置于沸水浴上蒸發(fā)至干（勿使皿底接觸水浴液面），于（105±3）℃干燥箱內(nèi)干燥1h，移入干燥器內(nèi)冷卻30min，稱(chēng)量、再次干燥、稱(chēng)量直至恒重。3計(jì)算，見(jiàn)下式溶解性固體(mg/L)=(G2-G1)X1000X1000/V式中G1——蒸發(fā)皿質(zhì)量，g；G2——蒸發(fā)皿和溶解性固體質(zhì)量，g；V——水樣體積，mL。44廢水中懸浮物（SS）：固體懸浮物濃度，是Suspendedsolid的縮寫(xiě)，一般單位為：mg/L懸浮物（suspendedsolids）指懸浮在水中的固體物質(zhì)，包括不溶于水中的無(wú)機(jī)物、有機(jī)物及泥砂、黏土、微生物等。水中懸浮物含量是衡量水污染程度的指標(biāo)之一。懸浮物是造成水渾濁的主要原因。水體中的有機(jī)懸浮物沉淀后易厭氧發(fā)酵，使水質(zhì)惡化。中國(guó)污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)分3級(jí)，規(guī)定了污水和廢水中懸浮物的最高允許排放濃度，中國(guó)地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)對(duì)水中懸浮物以渾濁度為指標(biāo)作了規(guī)定。了解過(guò)污水中ss是什么意思的問(wèn)題后，我們?cè)賮?lái)介紹一下污水中ss的測(cè)定方法。一、懸浮固體的測(cè)定原理：懸浮固體系指剩留在濾料上并于103-105℃烘至恒重的固體。測(cè)定的方法是將水樣通過(guò)濾料后，烘干固體殘留物及濾料，將所稱(chēng)重量減去濾料重量，即為懸浮固體（非過(guò)濾性殘?jiān)?。二、儀器1、烘箱2、分析天平3、干燥器4、孔徑為0.45μm濾膜及相應(yīng)的濾器或中速濾紙。5、玻璃漏斗6、內(nèi)徑為30-50㎜稱(chēng)量瓶三、測(cè)定步驟1、將濾膜放在稱(chēng)量瓶中，打開(kāi)瓶蓋，在103-105℃烘干2h，取出冷卻后蓋好瓶蓋稱(chēng)重，直至恒重（兩次稱(chēng)量相差不超過(guò)0.0005g）2、去除懸浮物后震蕩水樣，量取均勻適量水樣（使懸浮物大于2.5mg），通過(guò)上面稱(chēng)至恒重的濾膜過(guò)濾；用蒸餾水洗殘?jiān)?-5次。如樣品中含有油脂，用10Ml石油醚分兩次淋洗殘?jiān)?、小心取下濾膜，放入原稱(chēng)量瓶?jī)?nèi)，在103-105℃烘箱內(nèi)，打開(kāi)瓶蓋烘2h，冷卻后蓋好蓋稱(chēng)重，直至恒重為止。45硬度酸堿金屬陽(yáng)離子Ca2+、Mg2＋H＋Na＋、K＋HCO3－、CO32－、OH－SO42-、Cl－、NO3-陰離子堿度酸根表3.1天然水中的主要離子組成46微量元素

微量元素是指含量在ng/mL級(jí)的元素。天然水體中微量元素的種類(lèi)很多，如As、Cd、Hg、Ni、Pb、Sb、Sn、Zn、Mn、Cu等。微量元素多數(shù)屬于重金屬元素。營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)

營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)是指與生物生長(zhǎng)有關(guān)的元素，包括氮、磷、硅等非金屬元素以及某些微量元素(如Mn、Fe、Cu等)。這些元素的含量一般在mg/mL～ng/mL之間。

47

有機(jī)物質(zhì)

天然水體中有機(jī)物的種類(lèi)繁多。通常將水體中有機(jī)物分為非腐殖質(zhì)和腐殖質(zhì)。非腐殖質(zhì)：包括碳水化合物、脂肪、蛋白質(zhì)、維生素及其低分子量有機(jī)物等。腐殖質(zhì):水體中呈褐色或黑色無(wú)定形的有機(jī)物，它們的分子量范圍為幾百至幾萬(wàn)。48

腐殖質(zhì)的分類(lèi)腐殖質(zhì)主要來(lái)自于動(dòng)植物分解產(chǎn)物及副產(chǎn)物，廣泛存在于水體。是帶負(fù)電的高分子弱電解質(zhì),分子量在300到30000以上。腐殖質(zhì)中除含有大量苯環(huán)外，分子中還含有羥基-OH、羧基-COOH、羰基C=O等活性基團(tuán)，因而腐殖質(zhì)具有弱酸性、離子交換性、配位化合及氧化還原等化學(xué)活性。它能與水體中的金屬離子形成穩(wěn)定的水溶性或不溶性化合物，還能與有機(jī)物相互作用。腐殖質(zhì)對(duì)水體中重金屬等污染物的遷移轉(zhuǎn)化具有較大的影響。49腐殖質(zhì)的分類(lèi)（續(xù)）50

富里酸的結(jié)構(gòu)式富里酸

土壤腐殖質(zhì)的組成成分之一。顏色較淺，多呈黃色。主要由碳、氫、氧和氮等元素構(gòu)成，碳?xì)浔戎递^低。分子結(jié)構(gòu)方面芳香核的聚合度較小，官能團(tuán)中酚羥基和甲氧基的數(shù)目比較多。溶解能力強(qiáng)，移動(dòng)性大，對(duì)某些土壤的淋溶和淀積起很大的作用。腐植（殖）酸溶于水或稀酸的部分稱(chēng)為黃腐酸（又稱(chēng)富里酸）。富里酸（FA）屬于腐植酸的一種。5152

溶解氣體

一般情況下，天然水中存在的氣體有O2、CO2、H2S、N2和CH4等。它們來(lái)自大氣中各種氣體的溶解、水生動(dòng)植物的活動(dòng)、化學(xué)反應(yīng)等。海水中的氣體還可來(lái)自海底火山爆發(fā)。

表3.2海水中主要溶解氣體的含量范圍53地面水要求溶解氧含量不能低于4毫克/升通常水體中DO值一般在0～14mg/L。若DO值低于5mg/L時(shí)，各類(lèi)浮游生物便不能生存；低于4mg/L時(shí)，魚(yú)類(lèi)就不能生存；低于2mg/L時(shí)，水體就要發(fā)臭。在水中的溶解氣體對(duì)水生生物類(lèi)有很大的影響。

在測(cè)定河流及湖泊的生物特征時(shí)，首先要測(cè)定水中溶解氧的濃度。54水生生物自養(yǎng)生物（Autotrophicorganisms）：在太陽(yáng)能或化學(xué)能作用下，以無(wú)機(jī)元素或簡(jiǎn)單無(wú)機(jī)物（主要是CO2、NO3－、PO43-）構(gòu)成生命體——生產(chǎn)者.如藻類(lèi)；異氧生物（Heterotrophicorganisms）：利用自養(yǎng)生物產(chǎn)生的有機(jī)物為原料及材料合成自身生命體。55富營(yíng)養(yǎng)化

水中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)過(guò)剩（C、N、P）藻類(lèi)、浮游生物迅速繁殖光合作用死亡的藻類(lèi)進(jìn)行有氧分解水中溶解氧水平降低厭氧分解開(kāi)始（產(chǎn)生CH4、H2S、CO2致使水變臭）水生生物死亡水質(zhì)惡化56

富營(yíng)養(yǎng)化(eutrophication)是指在人類(lèi)活動(dòng)的影響下，生物所需的氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)大量進(jìn)入湖泊、水庫(kù)、河口、海灣等緩流水體，引起藻類(lèi)及其他浮游生物迅速繁殖，水體溶解氧量下降，水質(zhì)惡化，魚(yú)類(lèi)及其他生物大量死亡的現(xiàn)象。一般地說(shuō)，總磷和無(wú)機(jī)氮分別超過(guò)20mg/m3和300mg/m3就認(rèn)為水體處于富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)。水體出現(xiàn)富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象時(shí)主要表現(xiàn)為浮游生物大量繁殖，因占優(yōu)勢(shì)的浮游生物的顏色不同水面往往呈現(xiàn)藍(lán)色、紅色、棕色、乳白色等，這種現(xiàn)象在江河湖泊中稱(chēng)為“水華”，在海洋則稱(chēng)為“赤潮”。575859天然水的性質(zhì)

(CharacteristicofNaturalWaters)

碳酸平衡(BalanceofH2CO3)水體中的碳酸以存在三種化合態(tài)：

（a）游離碳酸，它以溶解性CO2或和H2CO3形態(tài)存在，實(shí)際上，水中以CO2為主，CO2溶于水生成的H2CO3的量很少，一般只占其總和的1％，一般將水中游離的CO2與反應(yīng)生成的H2CO3總量合稱(chēng)為游離碳酸，用表示，則[]=[]＋[]≈[]60碳酸平衡(BalanceofH2CO3)（b）重碳酸，即；（c）碳酸，即

水中碳酸的一個(gè)重要來(lái)源是大氣中CO2氣體溶于水，其反應(yīng)如下：聯(lián)合上兩式則有61H2CO3*-HCO3--CO32-體系可用下面的反應(yīng)和平衡常數(shù)表示：62圖2.1碳酸化合態(tài)分布圖α406020080100CO2+H2CO3CO32-HCO3-4.38.3412.18pH6.3510.33pH<4.5為CO2+H2CO3，α＝100％4.5<pH<8.34為CO2+H2CO3＋HCO3－；游離H2CO3逐漸減少，增加HCO3－pH＝8.34時(shí)，游離H2CO3逐漸減少為0，HCO3－趨向到100％8.3<pH<12.18為CO32－＋HCO3－

pH>12.18為CO32－63646566天然水中的堿度和酸度

(AcidityandAlkalinityinNaturalWaters)

67686970第六講要點(diǎn)回顧1.天然水體的八大離子組成；2.溶解氧？天然水中的DO不能低于多少？3.天然水的總含鹽量4.富營(yíng)養(yǎng)化5.世界水日在哪一天？第七講2015-9-2871天然水體的緩沖能力

天然水體的pH在6—9之間，對(duì)許多水體，其pH基本保持恒定，這表明天然水體具有一定的緩沖作用。

對(duì)這樣一個(gè)開(kāi)放體系來(lái)講，它的酸度受多種因素的控制，其中最重要的是碳酸平衡體系。72水的硬度碳酸鹽硬度（暫時(shí)硬度）：水體中鈣、鎂的碳酸鹽和重碳酸鹽含量之和。這些鹽類(lèi)一經(jīng)加熱煮沸就分解成為溶解度很小的碳酸鹽，硬度大部分可除去，故又稱(chēng)暫時(shí)硬度。非碳酸鹽硬度（永久硬度）（non-carbonatehardness）：鈣、鎂的氯化物、硫酸鹽和硝酸鹽等的含量。這些鹽類(lèi)不能經(jīng)加熱煮沸的方法沉淀出來(lái)，硬度不變化，故又稱(chēng)永久硬度。

水的總硬度：水中所含鈣、鎂離子鹽類(lèi)的總量。一般所謂硬水是指洗滌時(shí)肥皂不易起泡，在加熱時(shí)生成水垢的水。我國(guó)規(guī)定：飲用水的硬度不得超過(guò)25度73水的硬度，通常用CaO或者是CaCO3（碳酸鈣）的質(zhì)量濃度來(lái)表示。是指水中鈣、鎂離子的濃度，硬度單位是ppm，1ppm代表水中碳酸鈣含量1毫克/升（mg/L）。標(biāo)準(zhǔn)名稱(chēng)水質(zhì)總硬度(以CaCO3,計(jì))(mg/L)中國(guó)地下水質(zhì)量國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)Ⅰ類(lèi)≤150Ⅱ類(lèi)優(yōu)質(zhì)水≤300Ⅲ類(lèi)≤450Ⅳ類(lèi)≤550Ⅴ類(lèi)>550中國(guó)建設(shè)部生活飲用水水源水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)Ⅰ類(lèi)≤350Ⅱ類(lèi)優(yōu)質(zhì)水≤450中國(guó)生活飲用水國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)≤450中國(guó)建設(shè)部飲用凈水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)≤300中國(guó)建設(shè)部生活雜用水標(biāo)準(zhǔn)≤450中國(guó)建設(shè)部建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范

50-300

世界衛(wèi)生組織飲用水水質(zhì)準(zhǔn)則（1）飲用水：≤500（2）優(yōu)質(zhì)飲用水：50日本生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)（1）健康水：無(wú)硬度要求（2）舒適水：10-100（3）自來(lái)水：≤300美國(guó)飲用水標(biāo)準(zhǔn)（1）飲用水：無(wú)硬度要求（2）美國(guó)供水工程協(xié)會(huì)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)：80-100

歐盟飲用水標(biāo)準(zhǔn)60加拿大飲用水標(biāo)準(zhǔn)≤300比利時(shí)飲用水標(biāo)準(zhǔn)

60-270澳大利亞飲用水標(biāo)準(zhǔn)≤20074表3.5水的硬度分類(lèi)

總硬度

水質(zhì)0～4度

極軟水4～8度

軟水8～16度

中等硬水16～30度

硬水30度以上

極硬水1G=10mg/LCaOor7.2mgMgO/L水按其硬度的大小，大致可分為以下五級(jí)：1法國(guó)度=10mg/LCaCO3

一般以度表示而未指國(guó)名時(shí)通常指德國(guó)度。75水體污染與自凈

指受污染的水體由于物理、化學(xué)、生物等方面的作用，使污染物濃度逐漸降低，經(jīng)一段時(shí)間后恢復(fù)到受污染前狀態(tài)的過(guò)程。水體污染

由于人類(lèi)活動(dòng)排放的污染物進(jìn)入河流、湖泊、海洋或地下水等水體，使水和水體底泥的物理、化學(xué)性質(zhì)或生物群落組成發(fā)生變化，從而降低了水體的使用價(jià)值，這種現(xiàn)象稱(chēng)為水體污染。

水體自凈76自凈作用物理自凈化學(xué)自凈生物自凈

污染物進(jìn)入水體后經(jīng)絡(luò)合、氧化還原、沉淀反應(yīng)等而得到凈化。

污染物進(jìn)入水體后，可沉性固體逐漸沉至水底形成污泥，懸浮物、膠體和溶解性污染物則因混合稀釋而逐漸降低濃度。

在生物的作用下，污染物的數(shù)量減少，濃度下降，毒性減輕或消失.77水體中的污染物–來(lái)源包括大氣沉降物、巖石風(fēng)化、有機(jī)物自然降解以及水體由于自然災(zāi)害等原因產(chǎn)生的放射性物質(zhì)和硫化物、氟化物等。天然污染源人為污染源:工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢水以及生活污水等，可以簡(jiǎn)單的分為點(diǎn)源、線源和面源。78歐洲十九世紀(jì)一些大城市的污水污染了地表與地下水源，造成多次霍亂爆發(fā)和蔓延。英國(guó)倫敦1832—1833年爆發(fā)霍亂死亡6779人；1848—1849年連續(xù)發(fā)生霍亂死亡14600人;1852—1854年又連續(xù)出現(xiàn)霍亂，僅1854年下半年就死亡10675人。2004沱江“3·02”特大水污染事故。在試生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)生故障致使含大量氨氮的工藝?yán)淠?氨氮含量>1000毫克/升)外排出廠流入沱江。造成沱江干流特大水污染事故的發(fā)生。2013年1月，山西苯胺泄露水污染事故水污染事件79

水中污染物的分布及存在形態(tài)

水體污染主要由人為污染造成的。污染物的種類(lèi)繁多，包括無(wú)機(jī)和有機(jī)有毒物質(zhì)、耗氧有機(jī)物、石油類(lèi)、放射性物質(zhì)、熱污染以及病原微生物等。

1.病原體污染物

生活污水、畜禽飼養(yǎng)場(chǎng)污水以及制革、洗毛、屠宰業(yè)和醫(yī)院等排出的廢水，常含有各種病原體，如病毒、病菌、寄生蟲(chóng)。水體受到病原體的污染會(huì)傳播疾病，如血吸蟲(chóng)病、霍亂、傷寒、痢疾、病毒性肝炎等。歷史上流行的瘟疫，有的就是水媒型傳染病。802.

耗氧污染物

在生活污水、食品加工和造紙等工業(yè)廢水中，含有碳水化合物、蛋白質(zhì)、油脂、木質(zhì)素等有機(jī)物質(zhì)。這些物質(zhì)以懸浮或溶解狀態(tài)存在于污水中，可通過(guò)微生物的生物化學(xué)作用而分解。在其分解過(guò)程中需要消耗氧氣，因而被稱(chēng)為耗氧污染物。這種污染物可造成水中溶解氧減少，影響魚(yú)類(lèi)和其他水生生物的生長(zhǎng)。

水體中有機(jī)物成分非常復(fù)雜，耗氧有機(jī)物濃度常用單位體積水中耗氧物質(zhì)生化分解過(guò)程中所消耗的氧量表示，即以生化需氧量(BOD)表示。

81生化需氧量BOD

(biochemicaloxygendemand)

水溫20℃的條件下，由于微生物的生活活動(dòng)，將有機(jī)物氧化成無(wú)機(jī)物所消耗的溶解氧量,其單位是mg(O2)/L。工程實(shí)用上，一般用20℃時(shí)，5日生化需氧量（BOD5）表示。它代表可生物降解有機(jī)物的綜合濃度指標(biāo)。82化學(xué)需氧量COD

(chemicaloxygendemand)用強(qiáng)氧化劑（我國(guó)規(guī)定用K2CrO7）在酸性條件下，將有機(jī)物氧化成CO2和H2O所消耗的氧量。常用的氧化劑有重鉻酸鉀和高錳酸鉀。用重鉻酸鉀測(cè)得的用CODCr表示?？傮w上，BOD氧化不如COD氧化徹底,所以BOD值<COD值。BOD是唯一能反映水體中可生化有機(jī)物含量的指標(biāo)。清潔水中：COD1mg/L；BOD2mg/L

工業(yè)廢水：COD100mg/L；BOD60mg/L833.植物營(yíng)養(yǎng)物

植物營(yíng)養(yǎng)物主要指氮、磷等能刺激藻類(lèi)及水草生長(zhǎng)、干擾水質(zhì)凈化，使BOD5升高的物質(zhì)。水體中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)過(guò)量所造成的"富營(yíng)養(yǎng)化"對(duì)于湖泊及流動(dòng)緩慢的水體所造成的危害已成為水源保護(hù)的嚴(yán)重問(wèn)題。

富營(yíng)養(yǎng)化(eutrophication)是指在人類(lèi)活動(dòng)的影響下，生物所需的氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)大量進(jìn)入湖泊、河口、海灣等緩流水體，引起藻類(lèi)及其他浮游生物迅速繁殖，水體溶解氧量下降，水質(zhì)惡化，魚(yú)類(lèi)及其他生物大量死亡的現(xiàn)象。一般地說(shuō)，總磷和無(wú)機(jī)氮分別超過(guò)20mg/m3和300mg/m3就認(rèn)為水體處于富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)84我國(guó)湖泊富營(yíng)養(yǎng)化8586保護(hù)治理后的云南省大理州洱海874.有毒污染物

有毒污染物指的是進(jìn)入生物體后累積到一定數(shù)量能使體液和組織發(fā)生生化和生理功能的變化，引起暫時(shí)或持久的病理狀態(tài)，甚至危及生命的物質(zhì)。如重金屬和難分解的有機(jī)污染物等。

污染物的毒性與攝入機(jī)體內(nèi)的數(shù)量有密切關(guān)系。

同一污染物的毒性也與它的存在形態(tài)有密切關(guān)系。價(jià)態(tài)或形態(tài)不同，其毒性可以有很大的差異。

88有毒污染物對(duì)生物的綜合效應(yīng)(1)相加作用：即兩種以上毒物共存時(shí)，其總效果大致是各成分效果之和。M=M1+M2

(2)協(xié)同作用：即兩種以上毒物共存時(shí)，一種成分能促進(jìn)另一種成分毒性急劇增加。如銅、鋅共存時(shí)，其毒性為它們單獨(dú)存在時(shí)的8倍。

M>M1+M2

(3)拮抗作用：兩種以上的毒物共存時(shí)，其毒性可以抵消一部分或大部分。如鋅可以抑制鎘的毒性；又如在一定條件下硒對(duì)汞能產(chǎn)生拮抗作用。M<M1+M2

(4)獨(dú)立作用：各毒物對(duì)機(jī)體的侵入途徑、作用機(jī)理等均不同，因而聯(lián)合作用中各毒物生物學(xué)效應(yīng)彼此無(wú)關(guān)、互不影響。即獨(dú)立作用的毒性低于相加作用，但高于其中單項(xiàng)作用的毒性。M=M1+M2(1-M1)

89有毒污染物主要有以下幾類(lèi)：

(1)重金屬。

(2)無(wú)機(jī)陰離子，主要是NO2-、F-、CN-離子。

(3)有機(jī)農(nóng)藥:多氯聯(lián)苯。

(4)致癌物質(zhì)。致癌物質(zhì)大體分三類(lèi)：多環(huán)芳烴（PAHs）：被WHO確認(rèn)為第一類(lèi)致癌物，如3，4-苯并芘等；雜環(huán)化合物，如黃曲霉素等；芳香胺類(lèi)，如甲、乙苯胺，聯(lián)苯胺等。

(5)一般有機(jī)物質(zhì)。如酚類(lèi)化合物就有2000多種均為高毒性物質(zhì)90咸魚(yú)：咸魚(yú)產(chǎn)生二甲基亞硝酸鹽，在體內(nèi)可轉(zhuǎn)化為致癌物質(zhì)二甲基亞硝胺。一個(gè)人如果經(jīng)常食用咸魚(yú)，將來(lái)患鼻咽癌的可能性比不食用咸魚(yú)的人大。蝦醬、咸蛋、咸菜、臘腸、火腿、熏豬肉同樣含有較多的亞硝胺類(lèi)致癌物質(zhì)，應(yīng)盡量少吃。

燒烤食物：烤牛肉、烤鴨、烤羊肉、烤鵝、烤豬肉等，因含有強(qiáng)致癌物苯并芘，不宜多食。熏肝、熏魚(yú)、熏豆腐干等亦含苯并芘致癌物，常食易緩食道癌和胃癌。

油炸食品：食物煎炸過(guò)焦后產(chǎn)生致癌物質(zhì)多環(huán)芳烴?？Х榷篃购?，苯并芘含量增加20倍。油煎餅、臭豆腐、煎炸芋角、油條等，多數(shù)是使用重復(fù)次的油，高溫下會(huì)產(chǎn)生一種致癌分解物。生活中的致癌物質(zhì)91

霉變食物：米、麥、豆、玉米、花生等食品易受潮霉變，被霉菌污染后會(huì)產(chǎn)生各種致癌毒素，如黃曲霉素等。長(zhǎng)芽花生也易產(chǎn)生黃曲霉素。

隔夜熟白菜：會(huì)產(chǎn)生亞硝酸鹽，在體內(nèi)會(huì)轉(zhuǎn)為亞硝胺致癌物。

檳榔：嚼食檳榔是引起口腔癌的一個(gè)因素。

反復(fù)燒開(kāi)的水：反復(fù)燒開(kāi)的水含有亞硝酸鹽，最后生成致癌的亞硝胺。

喝不開(kāi)的水及溝塘水：胃癌、食道癌、肝癌這三種癌癥均與飲溝塘水有關(guān)。經(jīng)常飲用未燒開(kāi)的自來(lái)水的人，其患膀胱癌的可能性將增加12%，患直腸礙的可能性將增加38%生活中的致癌物質(zhì)92十大抗癌食物

1.十字花科植物：包括白菜類(lèi)、甘藍(lán)類(lèi)、芥菜類(lèi)、蘿卜類(lèi)、水生蔬菜類(lèi)（蓮藕、菱、莼菜、茭白、水芹、慈姑、荸薺）等。研究表明，十字花科蔬菜能降低癌癥、心血管病的患病風(fēng)險(xiǎn)。2.西紅柿：富含抗氧化劑和番茄紅素，能有效清除自由基，起到抗癌、抑癌的作用。經(jīng)常食用西紅柿，能夠降低患肺癌、胃癌、膀胱癌、子宮癌、皮膚癌、前列腺癌的風(fēng)險(xiǎn)。3.菠菜：被公認(rèn)為綠葉蔬菜中的黃金菜。它富含葉黃素、維生素E、抗氧化劑，經(jīng)常食用能預(yù)防肝臟、卵巢、結(jié)腸、前列腺癌。4.大蒜：素有“地里長(zhǎng)出的青霉素”之稱(chēng)，它富含大蒜素和硒等微量元素，經(jīng)常食用，對(duì)于防止癌癥惡化，以及提高身體免疫力都非常有幫助。9310.香菇：含有維生素C，能起到降低膽固醇、降血壓的作用，更能抑制和減緩癌細(xì)胞的生長(zhǎng)，減少癌癥治療的副作用。5.草莓：含有的花青素是一種很強(qiáng)的抗氧化劑。實(shí)驗(yàn)室研究表明，它能夠抑制肺癌、結(jié)腸癌、血癌等癌細(xì)胞的生長(zhǎng)。6.南瓜和胡蘿卜：富含的胡蘿卜素能夠起到抗氧化劑的作用，通過(guò)清除體內(nèi)自由基，預(yù)防肺癌。胡蘿卜素在體內(nèi)可轉(zhuǎn)化為人體不可缺少的營(yíng)養(yǎng)要素維生素A，可防止正常細(xì)胞癌變。7.橄欖油：是一種優(yōu)質(zhì)食用油，富含植物化學(xué)抗氧化劑和維生素E，具有預(yù)防乳腺癌和結(jié)腸癌的作用。8.菠蘿：富含蛋白酶，可以緩解嗓子疼和咳嗽，治療關(guān)節(jié)炎和痛風(fēng)，加速蛋白質(zhì)消化。而最新的一項(xiàng)研究也表明，食用菠蘿對(duì)于癌癥的預(yù)防和治療也非常有效。9.辣椒：被稱(chēng)為肥胖終結(jié)者。而在抗癌方面，研究顯示，它能夠有效阻止或減緩癌細(xì)胞的生長(zhǎng)。十大抗癌食物94

5.石油類(lèi)污染物

石油污染是水體污染的重要類(lèi)型之一，特別在河口、近海水域更為突出。排入海洋的石油估計(jì)每年高達(dá)數(shù)百萬(wàn)噸至上千萬(wàn)噸，約占世界石油總產(chǎn)量的千分之五。石油是烷烴、烯烴和芳香烴的混合物，進(jìn)入水體后的危害是多方面的:。(1)在水上形成油膜，能阻礙水體復(fù)氧作用，油類(lèi)粘附在魚(yú)鰓上，可使魚(yú)窒息；(2)粘附在藻類(lèi)、浮游生物上，可使它們死亡。(3)抑制水鳥(niǎo)產(chǎn)卵和孵化，嚴(yán)重時(shí)使鳥(niǎo)類(lèi)大量死亡。(4)使水產(chǎn)品質(zhì)量降低。956.放射性污染物

放射性污染是放射性物質(zhì)進(jìn)入水體后造成的。

放射性污染物主要來(lái)源于：（1）核動(dòng)力工廠排出的冷卻水（2）向海洋投棄的放射性廢物（3）核爆炸降落到水體的散落物（4）核動(dòng)力船舶事故泄漏的核燃料（5）開(kāi)采、提煉和使用放射性物質(zhì)時(shí)，如果處理不當(dāng)，也會(huì)造成放射性污染水體中的放射性污染物可以附著在生物體表面，也可以進(jìn)入生物體蓄積起來(lái)，還可通過(guò)食物鏈對(duì)人產(chǎn)生內(nèi)照射。967.酸、堿、鹽無(wú)機(jī)污染物各種酸、堿、鹽等無(wú)機(jī)物進(jìn)入水體，使淡水資源的礦化度提高，影響各種用水水質(zhì)。

鹽污染主要來(lái)自：（1）生活污水和工礦廢水以及某些工業(yè)廢渣（2）由于酸雨規(guī)模日益擴(kuò)大，造成土壤酸化、地下水礦化度增高。水體中無(wú)機(jī)鹽增加能提高水的滲透壓，對(duì)淡水生物、植物生長(zhǎng)產(chǎn)生不良影響。978.熱污染

熱污染是一種能量污染，它是工礦企業(yè)向水體排放高溫廢水造成的。

除了上述八類(lèi)污染物以外，洗滌劑等表面活性劑對(duì)水環(huán)境的主要危害在于使水產(chǎn)生泡沫，阻止了空氣與水接觸而降低溶解氧，同時(shí)由于有機(jī)物的生化降解耗用水中溶解氧而導(dǎo)致水體缺氧。高濃度表面活性劑對(duì)微生物有明顯毒性。站長(zhǎng)素材SC.CHINAZ.COM站長(zhǎng)素材SC.CHINAZ.COM第六講要點(diǎn)回顧第七講2015-9-30991.天然水體的緩沖能力2.水的硬度3.水體污染及水體自凈，水中污染物的種類(lèi)4.有毒污染物對(duì)生物的綜合效應(yīng)；5.耗氧污染物、BOD5、COD6.水環(huán)境化學(xué)中的兩大重要污染物；7.重金屬污染的特點(diǎn)；應(yīng)化專(zhuān)業(yè)金屬污染物(MetalPollutant)Cd、Hg、Pb、As、Cr、Cu、Zn、Tl、Ni、Be其中最引起人們重視的是汞、鎘、鉛、鉻等

水環(huán)境中的污染物，總體上可劃分為無(wú)機(jī)污染物和有機(jī)污染物兩大類(lèi)。在水環(huán)境化學(xué)中較為重要的，研究得較多的污染物是重金屬和有機(jī)物。

通過(guò)食物進(jìn)入人體，不易排泄，能在人體的一定部位積累，使人慢性中毒，極難治療。

101

重金屬污染的特點(diǎn)

(1)天然水中的微量重金屬就可產(chǎn)生毒性效應(yīng)。如汞、鎘產(chǎn)生毒性的濃度范圍是0.001～0.01mg/L。(3)生物體對(duì)重金屬有富集作用。(2)微生物不僅不能降解重金屬，相反地某些重金屬元素可在微生物作用下轉(zhuǎn)化為金屬有機(jī)化合物，產(chǎn)生更大的毒性。(4)重金屬可通過(guò)食物、飲水、呼吸等多種途徑進(jìn)入人體，對(duì)人體健康產(chǎn)生不利的影響。102有機(jī)污染物的特點(diǎn)（1）不易降解、在環(huán)境中持久存在（2）易在生物體內(nèi)積累、有“三致效應(yīng)”（3）潛在地威脅人類(lèi)健康及生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)（4）隨著科技發(fā)展和時(shí)間不同，國(guó)家的名單不同（5）環(huán)境污染物中痕量的有毒有機(jī)化合物的毒性更大，而不是BOD和COD持久性有機(jī)污染物（POPs）（persitantorganicpollutants）103當(dāng)前世界范圍最關(guān)注的化學(xué)污染物

主要是：（1）持久性有機(jī)污染物（PersistentOrganicPollutants）；（2）具有致突變、致癌變和致畸變作用的“三致”化學(xué)污染物；（3）環(huán)境內(nèi)分泌干擾物（天然或人工合成的激素藥物、二噁英、多氯聯(lián)苯等均能影響人類(lèi)的免疫系統(tǒng)）。104多氯代二苯并-P-二惡英（PCDDs）

(Polychlorinateddibenzo-P-dioxins)

多氯代二苯并-P-二惡英屬于有機(jī)氯化合物，由75種氯代化合物組成，從單氯代二苯并-P-二惡英到多氯代二苯并-p-二惡英。其中毒性和危害最大的是2，3，7，8一四氯代二苯并-P-二惡英(TCDD)。

1973年的國(guó)際環(huán)境衛(wèi)生科學(xué)研究會(huì)議開(kāi)始注意二惡英的環(huán)境危害和行為。105106107PCDDs在環(huán)境中的遷移

由于其較低的溶解度，PCDDs比較容易吸附于沉積物中，而且易于在水生生物體中進(jìn)行生物積累。化學(xué)降解過(guò)程和生物降解過(guò)程相當(dāng)緩慢，使得PCDDs成為在環(huán)境中持久性的污染物。不同生物的生物富集系數(shù)(BCFs)值的范圍可從1000到63300。

如:暴露30天后，水中TCDD的平衡濃度可變?yōu)?010-6g/L，而在水蚤中TCDD的濃度可高達(dá)2.4g/L(相應(yīng)的BCFs為48000)。108

指一類(lèi)具有很強(qiáng)的毒性，在環(huán)境中難降解，可遠(yuǎn)距離傳輸，并隨食物鏈在動(dòng)物和人體中累積、放大，具有內(nèi)分泌干擾特性的污染物，包括POPs和某些重金屬污染物。持久性有毒化學(xué)污染物（PersistentToxicSubstances，PTS）

21世紀(jì)影響人類(lèi)生存與健康的三大環(huán)境問(wèn)題：持久性有毒污染物(PTS)臭氧層破壞溫室效應(yīng)109是一種半揮發(fā)有機(jī)物；水溶性較低，而脂溶性高；在環(huán)境中降解緩慢、滯留時(shí)間長(zhǎng)；通過(guò)生物放大和食物鏈的輸送作用對(duì)動(dòng)物和人體健康構(gòu)成直接威脅；可通過(guò)大氣、水的輸送而影響到區(qū)域和全球環(huán)境。持久性有機(jī)污染物的性質(zhì)PhysicalandChemicalPropertiesofPOPs110

1.國(guó)際POPs公約禁用的十二種POPs物質(zhì)：分為殺蟲(chóng)劑、工業(yè)化學(xué)品和生產(chǎn)中的副產(chǎn)品三類(lèi)：

二噁英、（多氯二代苯并）呋喃殺蟲(chóng)劑類(lèi)工業(yè)化學(xué)品副產(chǎn)物艾氏劑、狄氏劑、異狄氏劑、毒殺芬、七氯、DDT、六氯苯、氯丹和滅蟻靈多氯聯(lián)苯六氯苯2.地區(qū)公約中的POPs名單：1998年6月在丹麥奧爾胡斯召開(kāi)的泛歐環(huán)境部長(zhǎng)會(huì)議上，美國(guó)，加拿大和歐洲32個(gè)國(guó)家正式簽署了《關(guān)于長(zhǎng)距離越境空氣污染公約》（LRTAP）框架下的持久性有機(jī)污染物協(xié)議書(shū)。新增：六溴聯(lián)苯，林丹，多環(huán)芳烴和開(kāi)蓬（十氯酮）3.新增的POPs名單：111持久性有機(jī)污染物（POPs）具有毒性，在自然界中難降解，還具有長(zhǎng)距離遷移的特性，在北極熊和南極企鵝的體內(nèi)，甚至在喜馬拉雅山的土壤中，都可以檢測(cè)出：POPs物質(zhì)。POPs物質(zhì)對(duì)人體健康和生態(tài)環(huán)境具有嚴(yán)重的危害，對(duì)人類(lèi)的生存和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展構(gòu)成了重大威脅。

1997年召開(kāi)的聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署理事會(huì)第19次會(huì)議，在有關(guān)科學(xué)評(píng)估的基礎(chǔ)上決定成立政府間談判委員會(huì)，以擬訂一項(xiàng)具有全球法律約束力的國(guó)際文書(shū)，對(duì)POPs物質(zhì)采取國(guó)際行動(dòng)，在全球范圍內(nèi)減少和／或消除POPs物質(zhì)的排放，保護(hù)人類(lèi)和生態(tài)環(huán)境。

通過(guò)5次政府間談判委員會(huì)的緊張談判后，2001年5月，在瑞典斯德哥爾摩召開(kāi)的全權(quán)代表大會(huì)上正式通過(guò)了《關(guān)于持久性有機(jī)污染物的斯德哥爾摩公約》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“公約”）。2004年5月17日，公約生效。截止到2010年，已召開(kāi)了4次締約方大會(huì)對(duì)公約的實(shí)施進(jìn)行審議和指導(dǎo)，公約管制的POPs物質(zhì)也增加到了21種／類(lèi)?！蛾P(guān)于持久性有機(jī)污染物的斯德哥爾摩公約》通過(guò)于2001年5月22日，2004年5月17日生效，11月11日對(duì)中國(guó)生效。內(nèi)容主要是為了保護(hù)人類(lèi)健康和環(huán)境采取包括旨在減少和/或消除持久性有機(jī)污染物排放和釋放的措施在內(nèi)的國(guó)際行動(dòng)。112持久性的污染物:第一類(lèi)——?dú)⑾x(chóng)劑

(1)艾氏劑(aldrin):施于土壤中,用于清除白蟻、蚱蜢、南瓜十二星葉甲和其他昆蟲(chóng)。1949年開(kāi)始生產(chǎn),已被72個(gè)國(guó)家禁止,10個(gè)國(guó)家限制。(2)氯丹(chlordane):控制白蟻和火蟻,作為廣譜殺蟲(chóng)劑用于各種作物和居民區(qū)草坪中,1945年開(kāi)始生產(chǎn),已被57個(gè)國(guó)家禁止,17個(gè)國(guó)家限制。(3)滴滴涕(DDT):曾用作農(nóng)藥殺蟲(chóng)劑,但目前用于防治蚊蠅傳播的疾病,1942年開(kāi)始生產(chǎn),已被65個(gè)國(guó)家禁止,26個(gè)國(guó)家限制。(4)狄氏劑(dieldrin):用來(lái)控制白蟻、紡織品害蟲(chóng),防治熱帶蚊蠅傳播疾病,部分用于農(nóng)業(yè),產(chǎn)生于1948年,被67個(gè)國(guó)家禁止,9個(gè)國(guó)家限制。(5)異狄氏劑(endrin):噴灑棉花和谷物等作物葉片殺蟲(chóng)劑,也用于控制嚙齒動(dòng)物,1951年開(kāi)始生產(chǎn),已被67個(gè)國(guó)家禁止,9個(gè)國(guó)家限制。(6)七氯:用來(lái)殺滅火蟻、白蟻、蚱蜢、作物病蟲(chóng)害以及傳播疾病的蚊蠅等帶菌媒介,1948年開(kāi)始生產(chǎn),已被59個(gè)國(guó)家禁止,11個(gè)國(guó)家限制。(7)六氯代苯(HCB):首先用于處理種子,是糧食作物的殺真菌劑,已被59個(gè)國(guó)家禁止,9個(gè)國(guó)家限制。(8)滅蟻靈(mirex):用于殺滅火蟻、白蟻以及其他螞蟻,已被52個(gè)國(guó)家禁止,

10個(gè)國(guó)家限制。(9)毒殺芬(toxaphene):棉花、谷類(lèi)、水果、堅(jiān)果和蔬菜殺蟲(chóng)劑,1948年開(kāi)始生產(chǎn),已被57個(gè)國(guó)家禁止,12個(gè)國(guó)家限制113第二類(lèi):工業(yè)化學(xué)品多氯聯(lián)苯(PCBs)和六氯苯(HCB)(1)

PCBs:用作電器設(shè)備如變壓器、電容器、充液高壓電纜和熒光照明整流以及油漆和塑料中，是一種熱交流介質(zhì)

(2)HCB:化工生產(chǎn)的中間體114第三類(lèi):生產(chǎn)中的副產(chǎn)品：

二惡英和呋喃其來(lái)源:(1)不完全燃燒與熱解,包括城市垃圾、醫(yī)院廢棄物、木材及廢家具的焚燒,汽車(chē)尾氣,有色金屬生產(chǎn)、鑄造和煉焦、發(fā)電、水泥、石灰、磚、陶瓷、玻璃等工業(yè)及釋放PCBs的事故。(2)含氯化合物的使用,如氯酚、PCBs、氯代苯醚類(lèi)農(nóng)藥和菌螨酚。(3)氯堿工業(yè)。(4)紙漿漂白。(5)食品污染,食物鏈的生物富集、紙包裝材料的遷移和意外事故引起食品污染。國(guó)際對(duì)POPs的控制:禁止和限制生產(chǎn)、使用、進(jìn)出口、人為源排放,管理好含有POPs廢棄物和存貨115116117優(yōu)先污染物（PriorityPollutants)118優(yōu)先污染物黑名單：BlackList在眾多污染物中篩選出潛在危險(xiǎn)大的作為優(yōu)先研究的控制對(duì)象，稱(chēng)之為優(yōu)先控制污染物。我國(guó)水中優(yōu)先控制污染物黑名單共分14類(lèi)，68種有毒污染物119120

第二節(jié)

水中無(wú)機(jī)污染物的遷移轉(zhuǎn)化

(TransportandTransformationofinorganicPollutants)

顆粒物顆粒物的聚集沉淀和溶解氧化還原配合作用121122

水中的顆粒物的類(lèi)別礦物微粒和黏土礦物金屬水合氧化物腐殖質(zhì)懸浮沉積物其他長(zhǎng)石、云母硅酸如藻類(lèi)、細(xì)菌、病毒、表面活性劑123水體中膠體物質(zhì)

天然水體中的膠體一般可分為三大類(lèi)：

（1）無(wú)機(jī)膠體：包括各種次生黏土礦物和鐵、鋁、錳、硅等各種水合氧化物；（2）有機(jī)膠體：包括天然的和人工合成的高分子有機(jī)物、蛋白質(zhì)、腐殖質(zhì)等；主要是腐殖質(zhì)。（3）有機(jī)無(wú)機(jī)膠體復(fù)合體：腐殖質(zhì)除能與金屬離子螯合以外，還能與水中的水合氧化物、黏土礦物等無(wú)機(jī)膠體物質(zhì)結(jié)合成為有機(jī)、無(wú)機(jī)膠體復(fù)合物。124125固定層126表面吸附離子交換吸附專(zhuān)屬吸附膠體的吸附作用分類(lèi)

1271281291.天然水體的緩沖能力2.水的硬度3.水體污染及水體自凈，水中污染物的種類(lèi)4.有毒污染物對(duì)生物的綜合效應(yīng)；5.耗氧污染物、BOD5、COD6.水環(huán)境化學(xué)中的兩大重要污染物；7.重金屬污染的特點(diǎn)；8.優(yōu)先污染物及其特點(diǎn)；9.持久性有機(jī)污染物的概念、特點(diǎn)及分類(lèi)。10.我國(guó)水中優(yōu)先控制污染物黑名單共分幾類(lèi)，多少種？化藝專(zhuān)業(yè)130131132

吸附量和吸附等溫式

(AdsorptionIsothermsandIsothermalEquation)吸附是指溶質(zhì)在界面層濃度升高的現(xiàn)象，水體中顆粒物對(duì)溶質(zhì)的吸附是一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡過(guò)程。在一定條件下吸附達(dá)到平衡后，單位質(zhì)量吸附劑所吸附的吸附物的量稱(chēng)為吸附量，以G表示，它表示吸附劑的吸附能力。

在恒溫等條件下，吸附量G與吸附物平衡濃度c的關(guān)系曲線稱(chēng)為吸附等溫線，其相應(yīng)的數(shù)學(xué)方程式稱(chēng)為吸附等溫式。水體中常見(jiàn)的吸附等溫線有三類(lèi)：Henry型、Freundlich型、Langmuir型，簡(jiǎn)稱(chēng)為H、F、L型。133H型（Henry）等溫式（直線型）

式中：K——分配系數(shù)顆粒上的污染物水中的污染物134F型（Freundlich）等溫式用對(duì)數(shù)表示：

n為另一常數(shù)，其值介于0～1之間；

當(dāng)n=1時(shí)，G與c呈直線關(guān)系，G=K·c；當(dāng)0＜n＜1時(shí)G與c并非直線關(guān)系。

135L型（Langmuir）等溫式

G0—單位表面上達(dá)到飽和時(shí)的最大吸附量A—常數(shù)，它為吸附量在G0/2時(shí)溶液的平衡濃度A值越小，達(dá)到半飽和吸附量時(shí)殘留在液相中的被吸附物濃度越小，即吸附劑的吸附強(qiáng)度大；相反，A值越大，吸附強(qiáng)度越小。

136137影響吸附作用的因素（1）pH：（3）顆粒物的濃度：污染物一定，顆粒物粒度↑吸附量↓（5）共存離子：產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)，吸附量↓吸附量G與pH、平衡濃度c之間的關(guān)系：pH升高，吸附量增大，繼續(xù)升高，超過(guò)某元素的臨界pH值時(shí)，水解沉淀增加，吸附量減少。（2）顆粒物的粒度：粒度↑，吸附量↓（4）溫度：溫度↑，吸附量↓138139

沉積物中重金屬的釋放

(ReleaseofHeavyMetalsinSediments)

沉積物中的重金屬可能重新進(jìn)入水體，這是產(chǎn)生二次污染的主要原因。不僅對(duì)于水生生態(tài)系統(tǒng)，而且對(duì)于飲用水的供給都是很危險(xiǎn)的。140誘發(fā)釋放的主要因素：141

水中顆粒物的聚集

(AggregationofParticalsinWater)142143144

重金屬在水環(huán)境中的沉淀反應(yīng)

(PrecipitationandDissolution)重金屬化合物在水中的溶解度可直觀地表示它在水環(huán)境中的遷移能力。溶解度大者遷移能力大，溶解度小者遷移能力小。下面簡(jiǎn)要討論重金屬的氫氧化物、硫化物及碳酸鹽的沉淀-溶解平衡對(duì)重金屬遷移的影響。

重金屬化合物的溶解度與體系中陰離子的種類(lèi)、濃度及pH有關(guān)。

145金屬氫氧化物的溶解平衡可表示為：溶度積為：可轉(zhuǎn)化為：若溶解后的金屬離子不再發(fā)生其他化學(xué)反應(yīng)，則在金屬氫氧化物的飽和溶液中，金屬離子的最大濃度[Men+]即為該金屬氫氧化物的溶解度，它與水體的pH有關(guān)。

金屬氫氧化物氫氧化物的溶解度與溶液的pH值呈線性關(guān)系。將左式兩邊取負(fù)對(duì)數(shù)得：

令pC=-lg[Men+]

則：根據(jù)上式及氫氧化物的Ksp可以作出金屬離子濃度的對(duì)數(shù)值與pH值的關(guān)系圖，稱(chēng)為對(duì)數(shù)濃度圖或簡(jiǎn)稱(chēng)pC-pH圖。1471.斜率n即為金屬離子的價(jià)數(shù)

2.同價(jià)金屬離子的直線斜率相同，彼此平行；

3.圖中靠右側(cè)斜線代表的Me(OH)n的溶解度大于靠左側(cè)

.5.根據(jù)此圖可以大致查出各種金屬離子在不同pH下所能存在的最大濃度，也即它的溶解度。

在實(shí)際應(yīng)用中，人們常?？刂扑w的pH，使其中的重金屬離子生成氫氧化物沉淀，以除去廢水中的重金屬。

4.同種金屬離子，pH值增大，溶解度減??；148一般來(lái)說(shuō)，如果水體中沒(méi)有其它配位體，大部分金屬離子氫氧化物有如下特征：pH值較高溶解度較小遷移能力較弱pH值較低溶解度較大遷移能力較強(qiáng)149

總的溶解度

游離金屬離子

形成的羥基配合物

上述表示的關(guān)系，并不能充分反應(yīng)出氧化物或氫氧化物的總?cè)芙舛取纯紤]金屬離子與羥基作用形成配合物的過(guò)程。金屬或氫氧化物的溶解度(MeT)表征如下：

150例：250C，固相與溶質(zhì)化合態(tài)之間所有可能的反應(yīng)如下：

根據(jù)上式，Pb2+、PbOH+、Pb(OH)20和Pb(OH)3－作為pH值函數(shù)的特征線分別有斜率–2、–1、0和+1，把所有化合態(tài)都結(jié)合起來(lái)，可以得到圖3-12中包圍著陰影區(qū)域的線。因此，[Pb(Ⅱ)T]在數(shù)值上可由下式得出：

[Pb(Ⅱ)T]=151152

固體的氧化物和氫氧化物具有兩性的特征，它們和質(zhì)子或羥基離子都發(fā)生反應(yīng)，存在一個(gè)pH值，在該值下溶解度為最小。在堿性或酸性更強(qiáng)的區(qū)域內(nèi)，溶解度都會(huì)變得更大。153

金屬硫化物是比氫氧化物溶度劑更小的一類(lèi)難溶沉淀物。水中存在H2S氣體時(shí)，溶于水的H2S氣體電離：

兩式相加得：

金屬硫化物(Sulfide)154若溶液中存在金屬離子，S2－與之生成硫化物：

1atm，25℃，pH≤6時(shí)，H2S在水中的飽和濃度為0.1mol/L。155可見(jiàn)，硫離子對(duì)重金屬在水體中的遷移有較大影響。由于硫化物的溶解度甚小，當(dāng)水中出現(xiàn)少量硫離子時(shí)，即可出現(xiàn)金屬硫化物沉淀，使重金屬離子的遷移能力大大降低。156金屬碳酸鹽

(Carbonates)（以CaCO3為例）封閉體系只考慮固相和液相，把H2CO3*當(dāng)做不揮發(fā)類(lèi)處理

CT=常數(shù)，CaCO3的溶解度：

CaCO3(s)→Ca2++CO32－Ksp=[Ca2+][CO32－]=10－8.32

[Ca2+]=Ksp/[CO32－]=Ksp/(CTα2）)以lg[Ca2+]對(duì)pH作圖。(ClosedSystemfortheAtmosphere)

157158開(kāi)放體系

CaCO3暴露在含有CO2的氣相中，大氣中pCO2固定，溶液中CO2濃度也相應(yīng)固定。(OpenSystemfortheAtmosphere)159站長(zhǎng)素材SC.CHINAZ.COM站長(zhǎng)素材SC.CHINAZ.COM第七講要點(diǎn)回顧第八講2015-10-101611.優(yōu)先污染物及其特點(diǎn)2.持久性有機(jī)污染物的概念、特點(diǎn)及分類(lèi)。

3.我國(guó)水中優(yōu)先控制污染物黑名單共分幾類(lèi)，多少種？4.什么是吸附？水環(huán)境中吸附分哪幾類(lèi)？影響吸附作用的因素有那些？5.誘發(fā)沉積物中重金屬的釋放的因素有哪些？

6.說(shuō)說(shuō)你對(duì)金屬氫氧化物溶解區(qū)域圖的理解應(yīng)化專(zhuān)業(yè)

氧化-還原

(OxidationandReduction)氧化還反應(yīng)概念回顧氧化過(guò)程：給出電子，結(jié)果是元素化合價(jià)升高；

還原劑—電子給予體還原過(guò)程：接受電子，結(jié)果是元素化合價(jià)降低。

氧化劑還原劑以C元素為例：氧化劑—電子接受體163電子活度和氧化還原電位pE

=-lg(αe)αe——水溶液中電子的活度pH=-lg(αH+)αH+——水溶液中氫離子的活度

酸-堿反應(yīng)中，氫離子活度是衡量溶液接受或遷移質(zhì)子的能力。

氧化還原反應(yīng)中，電子活度是衡量體系接受或遷移電子的能力。pH越小，氫離子濃度越高，體系是酸性的；pE越小，電子濃度越高，體系提供電子的傾向就越強(qiáng)，體系中元素處于還原態(tài)。164pE的熱力學(xué)定義:

根據(jù)H2的半電池反應(yīng)：2H+(aq)+2e=H2

當(dāng)這個(gè)反應(yīng)的全部組分都以1單位活度存在時(shí)，該反應(yīng)的自由能變化ΔG可定義為零。

即當(dāng)H+(aq)在1單位活度與1.0130×105Pa

H2平衡(同樣活度也為1)的介質(zhì)中，電子活度α才為1.00及pE=-lg(αe)=0.0。若電子活度增加10倍，那么電子活度將為10，此時(shí)，pE=-1.0電子活度和氧化還原電位pE:表示平衡狀態(tài)下(假想)的電子活度，它衡量溶液接收或遷移電子的相對(duì)趨勢(shì)，在還原性很強(qiáng)的溶液中，其趨勢(shì)是給出電子。

pE越小，電子濃度越高，體系提供電子的傾向就越強(qiáng)。pE越大，電子濃度越低，體系接受電子的傾向就越強(qiáng)。例：碳元素如果在體系中接受電子，將被還原，元素自身處于態(tài)。氧化166半反應(yīng)：Ox+ne-=Red

根據(jù)Nernst方程：

氧化還原電位E與pE的關(guān)系

（1）（2）當(dāng)反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)E=0反應(yīng)平衡時(shí)又有（3）從電子轉(zhuǎn)移的理論上考慮平衡常數(shù)（k）也可以表示為：

代入（3）式Ox+ne=Red25℃時(shí)169氧化還原電位E與pE的關(guān)系

根據(jù)Nernst方程：

上式兩邊同乘以：

pE的一般表達(dá)式：某一氧化還原體系的標(biāo)準(zhǔn)電極電位為0.771，其pe0為_(kāi)_____。

A13.50B13.35C13.05D12.80已知：25℃時(shí),1/4O2+H++e=1/2H2O,E0=1.224伏。則該體系對(duì)應(yīng)的電子活度（pe0

）為

。170pE與G的關(guān)系△

171

天然水體的pE-pH圖

(pEinNatrualWater)水的氧化還原限度氧化限度

1.0130×105Pa氧分壓pE=20.75-pH172還原限度

1.0130×105Pa氫分壓173水的氧化區(qū)水的還原區(qū)水的穩(wěn)定區(qū)水的穩(wěn)定上限水的穩(wěn)定下限總結(jié):六區(qū)九線

區(qū)域Ⅰ:在酸性還原區(qū),

主要物類(lèi)為Fe2+。

區(qū)域Ⅱ、Ⅲ:在酸性氧化區(qū),

主要物類(lèi)為Fe3+。

區(qū)域Ⅳ:在堿性氧化區(qū)，主要物類(lèi)為Fe(OH)3。

區(qū)域Ⅴ、Ⅵ：在堿性還原區(qū),

主要物類(lèi)為Fe(OH)2。ⅠⅡⅢⅣⅤⅥ邊界處的化學(xué)反應(yīng)1.3.5.Fe-O-H體系的pE/pH圖總結(jié):四區(qū)五線

區(qū)域Ⅰ:在酸性還原區(qū),

主要物類(lèi)為Fe2+。

區(qū)域Ⅱ:在酸性氧化區(qū),

主要物類(lèi)為Fe3+。

區(qū)域Ⅲ:在堿性氧化區(qū)，主要物類(lèi)為Fe(OH)3。

區(qū)域Ⅳ:在堿性還原區(qū),

主要物類(lèi)為Fe(OH)2。1763、天然水的pE和決定電位

(pEinNatrualWater)

水中主要氧化劑：DO、Fe(III)、Mn(IV)、S(VI)等還原劑：H2O、Fe(II)、Mn(II)、S(-II)

等作用后依次變?yōu)橛袡C(jī)化合物、Fe(II)、Mn(II)、S(-II)、等177決定電位：某個(gè)單體系的含量比其他體系高得多，該單體系的電位幾乎等于混合體系的pE，被視作決定電位。

在一般水環(huán)境中，溶解氧是“決定電位”，而有機(jī)污染物積累的厭氧體系中有機(jī)物是“決定電位”。1784、無(wú)機(jī)氮化合物的氧化還原轉(zhuǎn)化水中氮的形態(tài)主要是：

NH4+、NO2-、NO3-等。pH值在5～9的范圍內(nèi)，pE>8時(shí)，NO3-占優(yōu)勢(shì)；pE<5時(shí)為NH4+占優(yōu)勢(shì)。5<pE<8時(shí)，NO2-占優(yōu)勢(shì)180

5、無(wú)機(jī)鐵的氧化還原轉(zhuǎn)化

天然水中的鐵主要以Fe(OH)3(S)或Fe2+形態(tài)存在。設(shè)總?cè)芙忤F的濃度為1.00×10-3mol/LFe3++e=Fe2+pEo=13.05181pE<12時(shí)，【Fe2+】占優(yōu)勢(shì)；pE>14時(shí)，【Fe3+】占優(yōu)勢(shì)。1826、水中有機(jī)物的氧化

(OxidationofOrganicinWater)

微生物利用水中的溶解氧對(duì)水中的有機(jī)物進(jìn)行有氧降解，可以表示為：{CH2O}+O2→CO2+H2O

當(dāng)水中有機(jī)物增多，溶解氧減少，可能發(fā)生缺氧降解，主要產(chǎn)物為NH4+、H2S、CH4等，使水質(zhì)進(jìn)一步惡化。天然水體有自凈能力。183184五、配合作用(Complexation)1、水中多數(shù)金屬污染物以配合物形態(tài)存在天然水體中重要的無(wú)機(jī)配體有：OH-、Cl-、CO32-、HCO3-、F-、S2-、CN-、NH3

有機(jī)配體情況復(fù)雜，包括動(dòng)植物組織中的天然降解產(chǎn)