水环境化学考试要点

一．名词解释（2*10=20） (2)

二．单选题（2*5=10） (3)

三．填空题 (3)

四．改错 (5)

五．简答（5*4=20） (5)

六.计算 (6)

请同学好好复习，本资料编辑仓促，有错误之望提出，以惠各位同学。

1

一．名词解释（2*10=20）

1.碱度的概念：是反映水结合质子的能力，即水与强酸中和能力的一个量。水中能结合质子的各种物质共同形成碱度。

2.盐度的最初含义：当海水中的溴和碘被相当量的氯所取代，碳酸盐全部变为氧化物，有机物完全氧化时，海水中所含全部固体物的质量与海水质量之比，称为盐度。以10–3或‰为单位，用符号S‰表示

3.

矿化度也是反映水中含盐量的一个指标，是指“蒸干称重法得到的无机矿物成分的总量”。测定时要用过氧化氢氧化水中可能含有的有机物，在105–110℃烘干剩余的残渣至恒重，然后称重。

4.水硬度的概念及表示单位

概念：硬度是指水中二价及多价金属离子含量的总和。

范围：Ca2+、Mg2+、Fe2+、Mn2+、Fe3+、Al3+等。

共性：含量偏高可使肥皂失去去污能力，使锅炉结垢，使水在工业上的许多部门不能使用。主要离子：Ca2+和Mg2+，其它离子含量较少，一般以离子的含量来计算硬度。

暂时硬度：由于水中含有重碳酸钙与重碳酸镁而形成的硬度，经煮沸后可把硬度去掉，这种硬度称为暂时性硬度，又叫碳酸盐硬度。

永久硬度：由于含有钙离子或者镁离子的硫酸盐或盐酸盐（氯化物）而产生的硬度，叫做永久硬度。

5.碱度：是反映水结合质子的能力，即水与强酸中和能力的一个量。水中能结合质子的各种物质共同形成碱度

6.

生化需氧量(BOD)：指好氧条件下，单位体积水中需氧物质生化分解过程中所消耗的溶解氧的量。

当水中耗氧有机物的含量越高时，生物氧化过程中需要的氧量也越高，因此BOD测定实际上是对可降解有机物含量的间接测量。

7.化学需氧量(COD)：在一定条件下，用强氧化剂氧化水中有机物时所消耗的氧化剂的量，以氧的mg/L为单位表示。

所用的氧化剂主要有重铬酸钾和高锰酸钾。两者测定化学需氧量的原理相似，均采用过量氧化剂氧化水中有机物后，再用标准还原剂(分别为硫酸亚铁铵和草酸钠)回滴剩余的氧化剂，根据还原剂的用量计算氧化剂的消耗量，并换算为氧的mg/L为单位。

用高锰酸钾氧化可在酸性或碱性条件下进行，而重铬酸钾只在强酸性条件下使用。

不同氧化方法对水中有机物的氧化程度或氧化率不同，因此获得的化学需氧量的数值也不相同。

8.活性磷

天然水中的含磷量通常以酸性钼蓝法测定。根据能否与酸性钼酸盐反应，可将水中的磷化合物分为两类：活性磷化合物和非活性磷化合物。

凡能与酸性钼酸盐反应的，包括磷酸盐，部分溶解态有机磷、吸附在悬浮物表面的磷酸盐以及一部分在酸性中可以溶解的悬浮无机磷[如Ca3(PO4)2、FePO4]，统称为活性磷化合物；由于活性磷化合物主要以可溶性磷酸盐形式存在，所以通常称为活性磷酸盐，以PO4-P表示。

其它不与酸性钼酸盐反应的统称为非活性磷化合物。

9.有效磷

以上各种形式的磷化合物中，凡能被水生植物吸收利用的部分称为有效磷，溶解无机正磷酸盐是对各种藻类普遍有效的形式。某些藻类在一定条件下，只能利用无机多聚磷酸盐及某些有机磷酸酯类作为有效磷源。

目前，一般把活性磷酸盐视作有效磷。

10.有毒有机污染物：指本身具有生物毒性的各种有机化合物。

有毒有机污染物包括：农药、多氯联苯(PCBs)、卤代脂肪烃、醚类、单环芳香族化合物、多环芳香烃类(PAHs)、酚类、酞酸酯类、亚硝胺类和其它各种人工合成的具累积性生物毒性的有机化合物，石油污染物亦可属此类。

有毒有机污染物在水中可通过光解、水解、生物降解等途径分解。

11.生物富集：指同一生物个体在生长发育的不同阶段生物富集系数不断增加的现象；

生物富集是水体中持久性有机物产生危害的主要过程。通过生物富集，污染物质可以沿食物链几倍到数万倍积累。

水中的持久性有机污染物能被水生生物吸收富集。

12.生物放大：指在同一食物链上，生物富集系数从低营养级到高营养级逐级增加的现象。持久性有机污染物还会随着食物链向较高营养级的生物传递，在较高营养级生物体内进一步积累，有很显著的生物放大作用。

二．单选题（2*5=10）

1.有机物

吸收利用率，顺序

2.重金属主要是指汞(水银)、镉、铅、铬以及类金属砷等生物毒性显著的重元素。重金属不能被生物降解，相反却能在食物链的生物放大作用下，成千百倍地富集，最后进入人体。重金属在人体内能和蛋白质及酶等发生强烈的相互作用，使它们失去活性，也可能在人体的某些器官中累积，造成慢性中毒。

金属离子对鱼类的毒性分为急性毒性、亚急性毒性和慢性毒性。

一些研究表明，部分金属污染物对鱼类的毒性顺序为：

Hg > Cu > Zn、Cd > Pb；

三．填空题

1.水的分类

1.按含盐量的分类

(1)原苏联学者O·A·阿列金的分类法

淡水矿化度<1g/L

微咸水1–25g/L

具海水盐度的水25–50g/L

盐水>50g/L

(2)湖沼学与生态学中常用的分类法

淡水0.01–0.5g/L

寡混盐水0.5–5g/L

中混盐水5–18g/L

多混盐水18–30g/L

真盐水30–40g/L

超盐水>40g/L

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2. 按主要离子成分的分类

——阿列金分类法

⑴根据含量最多的阴离子分为三类

碳酸盐类C

硫酸盐类S

氯化物类Cl

⑵根据含量最多的阳离子分为三组

钙组Ca

镁组Mg

钠组Na

⑶根据阴、阳离子含量的比例关系将水分为四个型

Ⅰ型：

Ⅱ型：

Ⅲ型：

Ⅳ型：

2.胶体.胶团及其表示方法

线形直径在10–9m ～10–6m 间的粒子。

3.氧化还原

电子活度与氧化还原电位

1. 氧化还原半反应例如，有半反应：

Fe(OH)3(s) + 2H+ + e – = FeOH+ + 2H2O

氧化还原电位

O2＋ 4H+＋4e – ＝ 2H2O

表示天然水的氧化能力

+-+2[FeOH ][e ][H ]K =++2-[FeOH ][H ][e ]

K =4

4222e

H O O H K α

αρα+=

4.有机物分类

按其在水中的分散度的大小：颗粒状有机物，溶解性有机物

按对水环境质量的影响和污染危害方式：耗氧有机物，有毒有机物

按结构复杂程度和产生方式：腐殖质类，非腐殖质类

耗氧有机物：指水体中能被溶解氧所氧化的各种有机物，主要包括动、植物残体和生活污水及某些工业废水中的碳水化合物、脂肪、蛋白质等易分解的有机物。

这类有机物在微生物作用下氧化分解需要大量消耗水中的溶解氧，使水质恶化，因此统称为耗氧有机物。

有毒有机污染物包括：农药、多氯联苯(PCBs)、卤代脂肪烃、醚类、单环芳香族化合物、多环芳香烃类(PAHs)、酚类、酞酸酯类、亚硝胺类和其它各种人工合成的具累积性生物毒性的有机化合物，石油污染物亦可属此类。

有毒有机污染物在水中可通过光解、水解、生物降解等途径分解。

耗氧有机物的种类

耗氧有机物主要包括碳水化合物、脂肪类物质、蛋白质类物质等可生物降解的有机物。

耗氧有机物

有毒有机污染物

持久性有机污染物，即难降解有机污染物

持久性有机污染物：一般将半衰期在3–6个月以上的污染物称为持久性有机污染物。

水中持久性有机污染物主要为人工合成有机物

四．改错

注意补不需要回答正误，直接写出对题目错的地方的直接修改。

五．简答（5*4=20）

1.作业(推论题)

天然水中硫酸盐类的钙组中为什么没有Ⅰ型水？

思考题：试计算25℃时，CO2饱和时水体pH

2.常见碱度.融氧量测定的方法原理（见水化实验）

3.水的分类

包括：阴阳离子，溶氧分布：垂直和水平，由于pH影响...........

1.按含盐量的分类

(1)原苏联学者O·A·阿列金的分类法

淡水矿化度<1g/L

微咸水1–25g/L

具海水盐度的水25–50g/L

盐水>50g/L

(2)湖沼学与生态学中常用的分类法

淡水0.01–0.5g/L

寡混盐水0.5–5g/L

中混盐水5–18g/L

多混盐水18–30g/L

5

真盐水 30–40g/L

超盐水 >40g/L

2. 按主要离子成分的分类

——阿列金分类法

⑴根据含量最多的阴离子分为三类

碳酸盐类C

硫酸盐类S

氯化物类Cl

⑵根据含量最多的阳离子分为三组

钙组Ca

镁组Mg

钠组Na

⑶根据阴、阳离子含量的比例关系将水分为四个型

Ⅰ型：

Ⅱ型：

Ⅲ型：

Ⅳ型：

六.计算

1.pH

的调整

22,2,12CO T CO T c f c f +≈'2

'1'12'2'1'2'1'12'121,222ααααααααααααααK K K K K K K K K A f f A c H H H H H T T CO T +++++=+=+++++][][222,2,1+--++=H OH c f c f CO T CO T ]H []OH []CO [2]HCO [A 233T +----++

=

7

CT, CO2 = f × AT

例1、有一养鱼池，面积为1.00 hm2，水深平均为1.5m 。池水pH 高达9.5，AT ＝2.00mmol/L ，若拟用浓HCl 将池水pH 中和到9.0。问需用多少浓盐酸？设浓盐酸的浓度为12mol/L 。 解题思路：酸碱中和可视为封闭体系。加HCl 前后的CT 不变。由pH 求f ，然后求CT ，再求中和后应达到的AT ，前后AT 之差即为酸碱用量。

解：

查表4-6可知：

pH = 9.5时，f = 0.895；

pH = 9.0时，f ' = 0.964；

CT = AT f; 已知 AT ＝2.00mmol/L

AT’= CT/f ' = AT f / f '

= 2 mmol/L×0.895/0.964

= 1.857 mmol/L

ΔAT = AT - AT' = ( 2.00 – 1.857 ) mmol/L

= 0.143 mmol/L

水量V ＝1.00×104 m2×1.5m=1.5×104 m3 ，又已知C HCl = 12 mol/L ，

VHCl =ΔAT×V / CHCl

= 0.143mmol/m3×1.5×104m3 / 12 mol/L

= 178.75 L

需要浓盐酸178.75 L 。

2.气体溶解度

对于难溶气体，当气体压力不是很大时，气体溶解度与其压力成正比，这就是享利定律。用公式表示为:

C = KH × p

式中：C ——气体的溶解度;

p ——达到溶解平衡时某气体在液面上的压力;

KH ——气体吸收系数，其数值随气体的性质、温度、水的含盐量变化而变化，也与压力(P)、溶解度(C)所采用的单位有关。

对同一种气体在同一温度下有

C1/C2=P1/P2

式中：C1----压力为P1时的溶解度;

C2----压力为P2时的溶解度。

亨利定律：

'2

'1'1'2'1'1221221αααααααααK

K K K K K f f f H H H +++=+≡++

+

3.不同pH值，不同的氨氮含量的分布系数（求补充）

4.重金属污染特点

重金属主要是指汞(水银)、镉、铅、铬以及类金属砷等生物毒性显著的重元素。重金属不能被生物降解，相反却能在食物链的生物放大作用下，成千百倍地富集，最后进入人体。重金属在人体内能和蛋白质及酶等发生强烈的相互作用，使它们失去活性，也可能在人体的某些器官中累积，造成慢性中毒。

金属离子对鱼类的毒性分为急性毒性、亚急性毒性和慢性毒性。

一些研究表明，部分金属污染物对鱼类的毒性顺序为：

Hg > Cu > Zn、Cd > Pb；