水环境化学
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环境化学第3.2章水环境化学水中无机污染物的溶解和沉淀课件
纯水封闭体系中金属碳酸盐的溶解度
20
第三章/第二节/2.3 溶解和沉淀
2.3.4 碳酸盐 四、碳酸盐在开放体系的溶解度（二价金属）
[H2CO3*] = KHpCO2 [CO32-] = K1K2KHpCO2/[H+]2
pH＞pK2（10.33） pK1＜pH＜pK2 （6.35~10.33） [Me2+] ≈ Ksp[H+]2/K1K2KHpCO2 pH＜pK1（6.35）
第三章/第二节 水中无机污染物的迁移转化
2.3 溶解和沉淀
溶解/沉淀对迁移过程的影响
溶解/沉淀影响金属化合物溶解度，溶解度决定随水迁移能力 溶解度大，迁移能力大；溶解度小，迁移能力小
溶解/沉淀理论
溶解/沉淀受反应平衡和反应速率控制(化学热力学和动力学控制) 固－液平衡体系中，用溶度积来表征溶解度
第三章/第二节/2.3 溶解和沉淀
2.3.3 硫化物
二、金属硫化物的溶解度（以二价金属为例）
1. 金属硫化物的沉淀－溶解平衡
MeS (s) ⇌ Me2+ + S2-
[Me2+] = Ksp/[S2-]
2. H2S的电离平衡
H2S ⇌ H+ + HS- K1 = 8.9×10-8
HS- ⇌ H+ + S2-
= 2.532×10-3 mol/L
15
第三章/第二节/2.3 溶解和沉淀
2.3.4 碳酸盐
一、碳酸盐的沉淀－溶解平衡（以二价金属为例）
MeCO3 ⇌ Me2+ + CO32[Me2+] = Ksp/[CO32-] = Ksp/(CTα2)
H2CO3* ⇌ HCO3- + H+
20
第三章/第二节/2.3 溶解和沉淀
2.3.4 碳酸盐 四、碳酸盐在开放体系的溶解度（二价金属）
[H2CO3*] = KHpCO2 [CO32-] = K1K2KHpCO2/[H+]2
pH＞pK2（10.33） pK1＜pH＜pK2 （6.35~10.33） [Me2+] ≈ Ksp[H+]2/K1K2KHpCO2 pH＜pK1（6.35）
第三章/第二节 水中无机污染物的迁移转化
2.3 溶解和沉淀
溶解/沉淀对迁移过程的影响
溶解/沉淀影响金属化合物溶解度，溶解度决定随水迁移能力 溶解度大，迁移能力大；溶解度小，迁移能力小
溶解/沉淀理论
溶解/沉淀受反应平衡和反应速率控制(化学热力学和动力学控制) 固－液平衡体系中，用溶度积来表征溶解度
第三章/第二节/2.3 溶解和沉淀
2.3.3 硫化物
二、金属硫化物的溶解度（以二价金属为例）
1. 金属硫化物的沉淀－溶解平衡
MeS (s) ⇌ Me2+ + S2-
[Me2+] = Ksp/[S2-]
2. H2S的电离平衡
H2S ⇌ H+ + HS- K1 = 8.9×10-8
HS- ⇌ H+ + S2-
= 2.532×10-3 mol/L
15
第三章/第二节/2.3 溶解和沉淀
2.3.4 碳酸盐
一、碳酸盐的沉淀－溶解平衡（以二价金属为例）
MeCO3 ⇌ Me2+ + CO32[Me2+] = Ksp/[CO32-] = Ksp/(CTα2)
H2CO3* ⇌ HCO3- + H+
环境化学第三章水
二节 气体在水中的溶解性
水的质量特征：
• 酸度和碱度
第一节 概述
• 盐度和氯度:1千克水中碳酸盐转变为氧化物、溴化物 和碘化物转变为氯化物、有机物完全氧化后所含固体 的总克数。
• 硬度 • 溶氧量：25℃时的饱和浓度
[O2 (aq)] = 2.6×10-3 mol/L = 8.32 mg/L
• 清度和色度
化合物直接与 pH值有关，实际涉及到水解和羟基配合物的平
衡过程，该过程往往复杂多变，这里用强电解质的最简单关 系式表述： Me(OH)n(s) → Men+ + nOH根据溶度积表达式 可导出金属离子浓度 等号两边取负对数： Ksp = [Men+][OH-]n [Men+] = Ksp/[OH-]n = Ksp[H+]n/Kwn -lg[Men+] =－lgKsp－nlg[H+] + nlgKw (3-21)
HS- → H+ + S2则总反应： H2S →2 H+ + S2-
K2= 1.3×10-15
K1,2=K1K2=1.16×10-22
三、溶解沉淀平衡
在饱和水溶液中，H2S浓度总是保持在0.1mol/L，则 [H+]2[S2-] = K1,2×[H2S] = 1.16×10-22×0.1 = 1.16×10-23 由于在水溶液中 H 2 S 的二级电离甚微，故可近似认为 [H+] = [HS-]，因此可求得溶液中[S2-]浓度：
三、溶解沉淀平衡
第二节 天然水中的平衡
溶解和沉淀是污染物在水环境中迁移的重要途径，一般金
属化合物在水中迁移能力，直观地可以用溶解度来衡量。
溶解度小者，迁移能力小； 溶解度大者，迁移能力大。 在固—液平衡体系中，需用溶度积来表征溶解度。
第三章水环境化学水中无机污染物的迁移转化
32
胶体微粒的吸附和聚沉对污染物的影响
④吸附和聚沉对污染物的影响
有人研究某入海河口铬、铜、汞的迁 移机制，测定了该河口底层水和表层底 泥中铬、铜、汞的含量及它们在底泥中 的富集系数(相对底层水)，发现多年来 该河口水中铬、铜、汞含量，基本稳定 在标准以下，而部分站位表层底泥中有 时出现超标的情况；而且在表层底泥中 铬、铜、汞的平均富集系数很大，分别 为980～1100、164～500、18～45，呈 现明显的富集能力，其中对铬尤为显著。
第二节 水中无机污染物的迁移转化
无机污染物主要通过沉淀-溶解、氧化-还原、配合作 用、胶体形成、吸附-解吸等一系列物理化学作用进行 迁移转化，参与和干扰各种环境化学过程和物质循环 过程，最终以一种或多种形态长期存留在环境中，造 成永久性的潜在危害。
实际上微量污染物在水体中的浓度和形态分布，在 很大程度上取决于水体中各类胶体的行为。胶体微粒 作为微量污染物的载体，它们的絮凝沉降、扩散迁移 等过程决定着污染物的去向和归宿。在天然水体中， 重金属在水相中含量极微，而主要富集于固相中，在 很大程度上与胶体的吸附作用有关。因此，胶体的吸 附作用对水环境中重金属的过程转化及生物生态效应 有重要影响。
27
胶体微粒的吸附和聚沉对污染物的影响
②不同吸附剂对金属离子的吸附有较大
的差别
P.A.Krenkel和E.B.Shin等研究了各种天然 和人工合成的吸附剂对HgCl2的吸附作用， 其吸附能力大致顺序是：含硫的沉积物(还 原态的)＞商业去污剂(硅的混合物、活性 碳)＞三维黏土矿物(伊利石、蒙脱石)＞含 蛋白去污剂＞铁、锰氧化物及不含硫的天 然有机物＞不含硫但含胺的合成有机去污 剂、二维黏土矿物和细砂。
26
补充：胶体微粒的吸附和聚沉对污染物的 影响
胶体微粒的吸附和聚沉对污染物的影响
④吸附和聚沉对污染物的影响
有人研究某入海河口铬、铜、汞的迁 移机制，测定了该河口底层水和表层底 泥中铬、铜、汞的含量及它们在底泥中 的富集系数(相对底层水)，发现多年来 该河口水中铬、铜、汞含量，基本稳定 在标准以下，而部分站位表层底泥中有 时出现超标的情况；而且在表层底泥中 铬、铜、汞的平均富集系数很大，分别 为980～1100、164～500、18～45，呈 现明显的富集能力，其中对铬尤为显著。
第二节 水中无机污染物的迁移转化
无机污染物主要通过沉淀-溶解、氧化-还原、配合作 用、胶体形成、吸附-解吸等一系列物理化学作用进行 迁移转化，参与和干扰各种环境化学过程和物质循环 过程，最终以一种或多种形态长期存留在环境中，造 成永久性的潜在危害。
实际上微量污染物在水体中的浓度和形态分布，在 很大程度上取决于水体中各类胶体的行为。胶体微粒 作为微量污染物的载体，它们的絮凝沉降、扩散迁移 等过程决定着污染物的去向和归宿。在天然水体中， 重金属在水相中含量极微，而主要富集于固相中，在 很大程度上与胶体的吸附作用有关。因此，胶体的吸 附作用对水环境中重金属的过程转化及生物生态效应 有重要影响。
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胶体微粒的吸附和聚沉对污染物的影响
②不同吸附剂对金属离子的吸附有较大
的差别
P.A.Krenkel和E.B.Shin等研究了各种天然 和人工合成的吸附剂对HgCl2的吸附作用， 其吸附能力大致顺序是：含硫的沉积物(还 原态的)＞商业去污剂(硅的混合物、活性 碳)＞三维黏土矿物(伊利石、蒙脱石)＞含 蛋白去污剂＞铁、锰氧化物及不含硫的天 然有机物＞不含硫但含胺的合成有机去污 剂、二维黏土矿物和细砂。
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补充：胶体微粒的吸附和聚沉对污染物的 影响
第三章水环境化学环境化学第二版
•解：pH = 8.00时， [CO32-]的浓度很低，可认为碱度全部由 [HCO3-]贡献，则[HCO3-] = [碱度] = 1.00×10-3 mol/L； •根据pH值，[H+] = 1.00 × 10-8 mol/L; [OH-] = 1.00 × 10-6 mol/L
第三章水环境化学环境化学第二版
物对溶质的吸附是一个动态平衡过程。
• 在一定的温度条件下，当吸附达到平衡时，颗粒物表面上
的吸附量(G)与溶液中的溶质的平衡浓度之间的关系，可用吸附
等温线表示。 •Henry 型吸附等温线 • G=kc • k------(分配)系数
•G
•Freundlich型吸附等温线
G=kc1/n
• lgG=lgk+1/nlgc
•[OH-] + [HCO3-] + 2[CO32-] = 1.00 × 10-3 mol/L
(1)
•[H+] = 1.00 × 10-10 mol/L; [OH-] = 1.00 × 10-4 mol/L (2)
• (3)
第三章水环境化学环境化学第二版
•第一节 水环境化学基础 •若一个天然水的pH为7.0，碱度为1.4mmol/L，求需加多少酸 才能把水体的pH降低到6.0？ •解：
•
Fe3+, Fe(OH)2+, Fe(OH)2+, Fe2(OH)24+, Fe(OH)3
第三章水环境化学环境化学第二版
•第二节 水体中无机污染物的迁移转化
• 腐殖质
•
腐殖质是一种带负电的高分子弱电解质。腐殖质
是生物体物质在土壤、水和沉积物中转化而成。分子量
300-30000。
•
第三章水环境化学环境化学第二版
物对溶质的吸附是一个动态平衡过程。
• 在一定的温度条件下，当吸附达到平衡时，颗粒物表面上
的吸附量(G)与溶液中的溶质的平衡浓度之间的关系，可用吸附
等温线表示。 •Henry 型吸附等温线 • G=kc • k------(分配)系数
•G
•Freundlich型吸附等温线
G=kc1/n
• lgG=lgk+1/nlgc
•[OH-] + [HCO3-] + 2[CO32-] = 1.00 × 10-3 mol/L
(1)
•[H+] = 1.00 × 10-10 mol/L; [OH-] = 1.00 × 10-4 mol/L (2)
• (3)
第三章水环境化学环境化学第二版
•第一节 水环境化学基础 •若一个天然水的pH为7.0，碱度为1.4mmol/L，求需加多少酸 才能把水体的pH降低到6.0？ •解：
•
Fe3+, Fe(OH)2+, Fe(OH)2+, Fe2(OH)24+, Fe(OH)3
第三章水环境化学环境化学第二版
•第二节 水体中无机污染物的迁移转化
• 腐殖质
•
腐殖质是一种带负电的高分子弱电解质。腐殖质
是生物体物质在土壤、水和沉积物中转化而成。分子量
300-30000。
•
第三章水环境化学
总含盐量(TDS)：
TDS=[K++Na++Ca2++Mg2+]+[HCO3-+NO3-+Cl-+SO42-
2、天然水的性质
(Characteristic of Natural Waters) （1）碳酸平衡(Balance of H2CO3) 水体中存在四种化合态：
CO2、CO32-、HCO3-、H2CO3
第三章 水环境化学
(Water Environmental Chemistry)
本章重点
1、无机污染物在水体中进行沉淀-溶解、氧化-还原、 配合作用、吸附-解吸、絮凝-沉淀的基本原理;
2、计算水体中金属存在形态;
3、pE计算;
4、有机污染物在水体中的迁移转化过程和分配系数、 挥发速率、水解速率、光解速率和生物降解速率的 计算方法。
农药
有机氯 有机磷
多氯联苯 (PCBS) 卤代脂肪烃 醚
单环芳香族化合物 苯酚类和甲酚类 酞酸酯类 多环芳烃（PAH) 亚硝胺和其他化合物
2、金属污染物 (Metal Pollutant)
Cd、 Hg、 Pb、 As、 Cr、 Cu、 Zn、 Tl、 Ni、 Be
第二节 水中无机污染物的迁移转化
强酸 弱酸 强酸弱碱盐
总酸度= [H+]+ [ HCO3-] +2[H2CO3*] - [ OH-] CO2酸度= [H+]+ [H2CO3*] - [CO32-] - [ OH-] 无机酸度= [H+]- [ HCO3-]-2 [CO32-] - [ OH-]
二、水中污染物的分布及存在形态
1、有机污染物 (Organic Pollutant)
TDS=[K++Na++Ca2++Mg2+]+[HCO3-+NO3-+Cl-+SO42-
2、天然水的性质
(Characteristic of Natural Waters) （1）碳酸平衡(Balance of H2CO3) 水体中存在四种化合态：
CO2、CO32-、HCO3-、H2CO3
第三章 水环境化学
(Water Environmental Chemistry)
本章重点
1、无机污染物在水体中进行沉淀-溶解、氧化-还原、 配合作用、吸附-解吸、絮凝-沉淀的基本原理;
2、计算水体中金属存在形态;
3、pE计算;
4、有机污染物在水体中的迁移转化过程和分配系数、 挥发速率、水解速率、光解速率和生物降解速率的 计算方法。
农药
有机氯 有机磷
多氯联苯 (PCBS) 卤代脂肪烃 醚
单环芳香族化合物 苯酚类和甲酚类 酞酸酯类 多环芳烃（PAH) 亚硝胺和其他化合物
2、金属污染物 (Metal Pollutant)
Cd、 Hg、 Pb、 As、 Cr、 Cu、 Zn、 Tl、 Ni、 Be
第二节 水中无机污染物的迁移转化
强酸 弱酸 强酸弱碱盐
总酸度= [H+]+ [ HCO3-] +2[H2CO3*] - [ OH-] CO2酸度= [H+]+ [H2CO3*] - [CO32-] - [ OH-] 无机酸度= [H+]- [ HCO3-]-2 [CO32-] - [ OH-]
二、水中污染物的分布及存在形态
1、有机污染物 (Organic Pollutant)
环境化学课件第三章 水环境化学
水环境可根据其范围的大小分为区域水环境（如流域水环境、城市 水环境等）、全球水环境。对某个特定的地区而言，该区域内的各 种水体如湖泊、水库、河流和地下水等是该水环境的重要组成部分 ，因此，水环境又可分为地表水环境和地下水环境。地表水环境包 括河流、湖泊、水库、池塘、沼泽等；地下水环境包括泉水、浅层 地下水和深层地下水等。
图 水环境体系（水体）
<返回>
水环境化学是研究化学物质在天然水体中的存在形态、反应机制 、迁移转化和归趋的规律及其化学行为对生态环境的影响。水环 境化学是环境化学的重要组成部分，为水污染控制和水资源的保 护提供了科学依据。
水环境化学研究的领域包括河口、海洋、河流、湖泊等。
研究的特点是： （1）体系非常复杂 离子、分子、胶体微粒 （2）界面现象突出、重要 重金属、有机物附着在胶体微粒面
海湾 海
大洋 海洋沉积物间隙水
DP Dg K
P 0
水循环 Water cycle
1.水的自然循环： 特点：①由降雨量自然循环的大致尺度
②水的性质基本不变 2.水的社会循环 特点：①工业与生活污水的产生与排放是主
要的污染源 ②水的性质不断变化
水资源的主要问题
●我国水资源人均和亩均水量少； ●水资源在地区分布上很不均匀，水土资源 组合不平衡 ●水量年内及年际变化大，水旱灾害频繁 ●水土流失严重，许多河流含沙量大； ●我国水资源开发利用各地很不均衡
第三章 水环境化学 Aquatic chemistry
知识点：认识天然水的基本特征和污染物的分布形 态，掌握水中污染物的迁移转化规律，学 会建立水质模型
重 点：水中污染物的迁移和转化规律 难 点：水质模型的建立
水圈：Hydrosphere 1978年.R.A.Horne
图 水环境体系（水体）
<返回>
水环境化学是研究化学物质在天然水体中的存在形态、反应机制 、迁移转化和归趋的规律及其化学行为对生态环境的影响。水环 境化学是环境化学的重要组成部分，为水污染控制和水资源的保 护提供了科学依据。
水环境化学研究的领域包括河口、海洋、河流、湖泊等。
研究的特点是： （1）体系非常复杂 离子、分子、胶体微粒 （2）界面现象突出、重要 重金属、有机物附着在胶体微粒面
海湾 海
大洋 海洋沉积物间隙水
DP Dg K
P 0
水循环 Water cycle
1.水的自然循环： 特点：①由降雨量自然循环的大致尺度
②水的性质基本不变 2.水的社会循环 特点：①工业与生活污水的产生与排放是主
要的污染源 ②水的性质不断变化
水资源的主要问题
●我国水资源人均和亩均水量少； ●水资源在地区分布上很不均匀，水土资源 组合不平衡 ●水量年内及年际变化大，水旱灾害频繁 ●水土流失严重，许多河流含沙量大； ●我国水资源开发利用各地很不均衡
第三章 水环境化学 Aquatic chemistry
知识点：认识天然水的基本特征和污染物的分布形 态，掌握水中污染物的迁移转化规律，学 会建立水质模型
重 点：水中污染物的迁移和转化规律 难 点：水质模型的建立
水圈：Hydrosphere 1978年.R.A.Horne
第水环境化学(共10张PPT)
水环境中污染物种类繁多，一般分为两大类：
cp—单位溶液理体积论上颗，粒物即的浓非度k离g／L子； 性有机化合物可通过溶解作用分配到土壤
有机质中，并经一定时间达到分配平衡，此时有机化合物
在土壤有机质和水中含量的比值称分配系数。
第5页，共10页。
▪实际上，有机化合物在土壤(沉积物)中的吸着存在着二种主要机
作用、挥发作用、水解作用、光解作用、生物富集和生物降 解作用等过程进行迁移转化。
第4页，共10页。
二、分配作用
1．分配理论
▪近20年来，国际上对有机化合物的吸附分配理论开展了
使得pH降低，一般伴随E降低，pH会降低，酸性增强，金属溶解，酸性增强情况下，金属Hg容易甲基化；
②靠吸范附 德作华用力，，广即后在者泛非则研极是性各究有种机化。溶学剂键结中力果，如土氢均壤键矿、表物离明质子对偶，有极机键颗化、合配粒物位物的键表及(面π沉键吸作积附用作物的用结或或果于。土土壤壤矿物)从质对水有机中化合吸物的表面吸附作用，前者主要
cT = cs·cp+cw 式中：cT—单位溶液体积内颗粒物上和水中有机毒物质量的总和ug / L；
cs—有机毒物在颗粒物上的平衡浓度，ug／kg；
cp—单位溶液体积上颗粒物的浓度kg／L；
cw—有机毒物在水中的平衡浓度，ug／L。
此时水中有机物的浓度(cw)为：cw =cT / (Kp cp十1)
第7页，共10页。
▪一般吸附固相中含有有机碳（有机碳多，则Kp大），为了在类型各异组分复 杂的沉积物或土壤之间找到表征吸着的常数，引入标化分配系数(Koc)：
➢ 使得pH降低，一般伴随E降低，pH会降低，酸性增强，金属溶解， 酸性增强情况下，金属Hg容易甲基化； ➢ 静止水体的富营养化。
cp—单位溶液理体积论上颗，粒物即的浓非度k离g／L子； 性有机化合物可通过溶解作用分配到土壤
有机质中，并经一定时间达到分配平衡，此时有机化合物
在土壤有机质和水中含量的比值称分配系数。
第5页，共10页。
▪实际上，有机化合物在土壤(沉积物)中的吸着存在着二种主要机
作用、挥发作用、水解作用、光解作用、生物富集和生物降 解作用等过程进行迁移转化。
第4页，共10页。
二、分配作用
1．分配理论
▪近20年来，国际上对有机化合物的吸附分配理论开展了
使得pH降低，一般伴随E降低，pH会降低，酸性增强，金属溶解，酸性增强情况下，金属Hg容易甲基化；
②靠吸范附 德作华用力，，广即后在者泛非则研极是性各究有种机化。溶学剂键结中力果，如土氢均壤键矿、表物离明质子对偶，有极机键颗化、合配粒物位物的键表及(面π沉键吸作积附用作物的用结或或果于。土土壤壤矿物)从质对水有机中化合吸物的表面吸附作用，前者主要
cT = cs·cp+cw 式中：cT—单位溶液体积内颗粒物上和水中有机毒物质量的总和ug / L；
cs—有机毒物在颗粒物上的平衡浓度，ug／kg；
cp—单位溶液体积上颗粒物的浓度kg／L；
cw—有机毒物在水中的平衡浓度，ug／L。
此时水中有机物的浓度(cw)为：cw =cT / (Kp cp十1)
第7页，共10页。
▪一般吸附固相中含有有机碳（有机碳多，则Kp大），为了在类型各异组分复 杂的沉积物或土壤之间找到表征吸着的常数，引入标化分配系数(Koc)：
➢ 使得pH降低，一般伴随E降低，pH会降低，酸性增强，金属溶解， 酸性增强情况下，金属Hg容易甲基化； ➢ 静止水体的富营养化。
水环境化学资料
水环境化学资料绪论：一、我们生活的环境：大气圈、水圈、岩石圈水圈的定义：狭义“水圈”是指海洋与陆地各种贮水水体，包括海洋、江河、湖泊、冰盖、沉积物中的间隙水等。
广义“水圈”则还包括其他圈层中存在的水。
世界水资源分布情况我国的水资源状况：我国水资源总量约为2.8124 万亿立方米，约占全球径流总量的5.8%，居世界第四位。
由于人口众多，目前我国人均水资源占有量仅为2220 m3，约为世界人均占有量的1/4，在世界上名列121位，是全球13 个人均水资源最贫乏的国家之一。
中国属于季风气候，水资源时空分布不均匀，南北自然环境差异大，其中北方9 省区，人均水资源不到500 m3，实属水少地区。
特别是近年来，城市人口剧增，生态环境恶化，工农业用水技术落后，浪费严重，水源污染，更使原本贫乏的水“雪上加霜”，而成为国家经济建设发展的瓶颈。
天然水质系的构成：水质系、天然水的概念及天然水质系的构成图天然水系的复杂性：水中含有的物质种类繁多，含量相差悬殊水中溶存物质的分散程度复杂：< 1 nm 真溶液状态存在的各种分子、离子1~1,000 nm 胶体分散态>1,000 nm 静置时易沉淀的粗分散态物质（如泥沙颗粒、浮游细菌、微藻等）水中存在的生物种类繁多天然水中化学成分的来源：大气淋溶从岩石、土壤中淋溶(地面径流、地下径流)生物作用(光合作用、呼吸作用、代谢、尸体腐解)次级反应与交换吸收作用工业废水、生活污水与农业退水二、环境化学与养殖水环境化学环境化学是环境科学的一个分支。
环境科学是研究人类环境质量及其控制、改善的原理、技术和方法的综合性科学。
环境化学是研究有害化学物质在环境介质中的来源、存在形态、化学特性、行为和效应、控制和治理的化学原理和方法的科学。
它又是化学科学的一个重要分支。
环境化学的研究内容:环境化学是从微观的原子水平上研究宏观的环境现象及防治方法，研究其中的化学机制。
研究对象：大气、天然水体及土壤分支学科：环境分析化学、各圈层环境化学(大气环境化学、水环境化学、土壤环境化学)、环境工程化学水环境化学与水产养殖：水环境化学讲授天然水中存在的物质的种类、形态、迁移转化的规律。
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环境污染物——如生产过程产生的废水、废气 和废渣中的各种有毒物质；
农药——包括有机磷、有机氯农药、除草剂等
生物毒素——由活的生物体产生的一种特殊毒 素，包括动物毒素、植物毒素、霉菌毒素和细 菌毒素。
★毒性——物质对生物正常生命活动产生不良作 用的性质。
2、生物的毒性反应
死亡、回避 生理指标异常 生长速度减慢 发育异常（致畸）
(b)
96hLC SC
48 hLC 50 0.3
(24 hLC 50/ 48 hL5C050 )2
应 用 系
(c)
数
SC 96 hLC 50 f
④回避浓度
能使受试生物产生回避反应的毒物的最低浓度
三.影响毒物毒性的因素
1、温度 水温升高，有毒物质的毒性增强。 温度每升高10℃，生物存活时间减少一半。
第七章 天然水中的污染物
§7-1 水环境污染基本概念 §7-2 毒物毒性的测定方法 §7-3 水中主要污染物的特征
§7-1 水环境污染基本概念
一、水中污染物的种类与来源 1.种类与来源
（1）种类 无机无毒物、无机有毒物、有机无毒物、 有机有毒物、石油类污染物、病原微生物、 寄生虫、放射性污染物、热污染等。
③安全浓度，SC
在进行全生命周期试验或持续多个世代 的慢性毒性试验时，对试验动物无影响 的毒物浓度。
安全浓度可通过慢性毒性试验直接求得， 也可用经验公式求得：
(三个经验公式)
③安全浓度，SC (续)
三个经验公式：
f SC （a）
SC 24 hLC 50 0.3 (24 hLC 50 / 48 hLC 50 )3
2、溶解氧 溶解氧减少，有毒物质的毒性往 往增强。其原因是：溶氧不足时，呼吸及循环 系统加速运行，流过鳃丝的水量增加，进入体 内的毒物增多，并被血液迅速带至各敏感部位， 产生毒害。
三.影响毒物毒性的因素（续）
3、pH值 pH值超出5-10的范围时，其本身就对水 生生物不利。pH会改变某些毒物的毒性。
3、常用表示毒物毒性的指标
①致死浓度 LC ：24hLC50 , 24hLC10 , 48hLC90
半致死浓度LC50 ———在一定时限内，导致50%试验生物死亡
的毒物浓度。 24hLC50 48hLC50 96hLC50 3hLC50 等等
1，生物群体的反应敏感性最大
2，重现性最好，受个体差异影 响最小
无机无毒物：悬浮物（SS）; 酸、碱、无机盐类 物质; 氮、磷等营养物质。
无机有毒物：非金属无机毒性物质如氰化物 （CN）、砷（As），金属毒性物质如汞（Hg）、 铬（Cr）、镉（Cd）、铜（Cu）、铅（Pb）等。
有机无毒物：如生活及食品工业污水中所含的碳水 化合物、蛋白质、脂肪等。
有机有毒物：人工合成的有机物质如农药DDT、六 六六等、有机含氯化合物、醛、酮、酚、多氯联苯 （PCB）和芳香族氨基化合物、高分子聚合物（塑 料、合成橡胶、人造纤维）、染料等。
（2）来源
内部来源：水体内部因物质循环失调生成并积 累的毒物，如硫化氢、低级胺类等。
外部来源：人们生活生产过程中排放进入水体 的污染物，包括工业废水、生活污水等的排放 及农业退水。
二.毒物与毒性参数
1、毒物：主要指一般意义上的毒剂，这些毒剂多 经过毒理学测定，对不同接触途径、染毒剂量、 作用对象等毒效作用比较明确。包括:
如pH升高，氨的毒性增强，而氰化物、硫化物的毒 性降低，多数金属盐类也会由于析出氢氧化物或碳 酸盐等的沉淀或络合物，导致金属离子浓度的降低， 从而使毒性降低。
4、硬度许多金属离子的毒性，在软水中要比硬水中 强得多。
5、联合作用
当2种或数种有毒物质同时存在于养殖水体中时， 其中的某些成分之间可能发生相加作用、拮抗作用、 协同作用等 ，从而影响各自的毒性。
在上述藻类中，美国环保局推荐使用聚镰 藻、铜绿微囊藻、水华鱼腥藻、小环藻、菱 形藻和针杆藻。根据我国的实际情况，目前 采用小球藻和斜生栅藻较为适宜。
2、水蚤类
目前用于毒性试验的蚤有大型蚤、蚤 状蚤、隆线蚤、锯顶低额蚤、多刺裸 腹蚤等，其中以大型蚤最为普遍。
3、鱼类
三.试验生物
水生生物毒性试验可用： 鱼类、蚤类、藻类等， 其中鱼类毒性试验应用较广泛。
褐藻
金鱼
蝴蝶鱼
绿藻
可用于水生生物毒性试验的部分鱼类和藻类
三.试验生物
11、、藻藻类类
绿藻：聚镰藻、小球藻、斜生栅藻、四尾栅 藻、尖细栅藻、莱因衣藻等；
蓝藻：铜绿微裸藻等。
一、毒性试验的分类
分
按水流方式：静水式和流水式
按测试时间分类：急性试验和慢性试验
类
按受试活体分类：水生生物和发光细菌等
一、毒性试验的分类
1，急性毒性试验 时间：通常48-96 h; 指标：死亡
2，亚急性毒性试验 时间：5-90 d 指标：生物生态的、生理的、生化的、 组织病理或行为上的变化
3，慢性毒性试验 时间：接近或超过整个生命周期，甚至几个世代
属于完全生活史生物测试 指标：生物的生长、发育、繁殖能力，
幼体的成活、行为、畸形率，毒物积累等
二、毒性试验的一般准备
1. 明确毒性试验的目的和要求 2. 确定受试生物的种类、规格 3.了解毒物的性质，设置毒物的浓度 4.确定试验的持续时间 5. 受试生物的数量及分配，暂养及筛选 6. 确定观测指标及其测定方法
②有效浓度
EC ： 24hEC50 ， 48hEC10 ，
——明确效应指标及其判定的方法 例如：GB中采用大型溞为实验动物时，以大型溞运
动受抑制为判定标准，规定：不断转动容器， 15sec不动，就认为失去活动能力。心脏停止跳动 判为死亡。 又如：酶的活性等生理指标变化；发光细菌发光强 度减少等，也可以做为效应指标。
相加作用：毒性不变 拮抗作用：毒性减弱 协同作用：毒性增强
联 合 作 用 所 用 的 术 语
§7-2 毒物毒性的测定方法
毒性试验的目的 通过水生生物急性毒性实验，获得包括LC50
等在内的有关毒性参数值，并由此可推导该 种生物的生存安全浓度值； 通过中毒症状及生物指标等的观察，为进一 步研究中毒机理提供依据；更为慢性毒性实 验打下了基础。
农药——包括有机磷、有机氯农药、除草剂等
生物毒素——由活的生物体产生的一种特殊毒 素，包括动物毒素、植物毒素、霉菌毒素和细 菌毒素。
★毒性——物质对生物正常生命活动产生不良作 用的性质。
2、生物的毒性反应
死亡、回避 生理指标异常 生长速度减慢 发育异常（致畸）
(b)
96hLC SC
48 hLC 50 0.3
(24 hLC 50/ 48 hL5C050 )2
应 用 系
(c)
数
SC 96 hLC 50 f
④回避浓度
能使受试生物产生回避反应的毒物的最低浓度
三.影响毒物毒性的因素
1、温度 水温升高，有毒物质的毒性增强。 温度每升高10℃，生物存活时间减少一半。
第七章 天然水中的污染物
§7-1 水环境污染基本概念 §7-2 毒物毒性的测定方法 §7-3 水中主要污染物的特征
§7-1 水环境污染基本概念
一、水中污染物的种类与来源 1.种类与来源
（1）种类 无机无毒物、无机有毒物、有机无毒物、 有机有毒物、石油类污染物、病原微生物、 寄生虫、放射性污染物、热污染等。
③安全浓度，SC
在进行全生命周期试验或持续多个世代 的慢性毒性试验时，对试验动物无影响 的毒物浓度。
安全浓度可通过慢性毒性试验直接求得， 也可用经验公式求得：
(三个经验公式)
③安全浓度，SC (续)
三个经验公式：
f SC （a）
SC 24 hLC 50 0.3 (24 hLC 50 / 48 hLC 50 )3
2、溶解氧 溶解氧减少，有毒物质的毒性往 往增强。其原因是：溶氧不足时，呼吸及循环 系统加速运行，流过鳃丝的水量增加，进入体 内的毒物增多，并被血液迅速带至各敏感部位， 产生毒害。
三.影响毒物毒性的因素（续）
3、pH值 pH值超出5-10的范围时，其本身就对水 生生物不利。pH会改变某些毒物的毒性。
3、常用表示毒物毒性的指标
①致死浓度 LC ：24hLC50 , 24hLC10 , 48hLC90
半致死浓度LC50 ———在一定时限内，导致50%试验生物死亡
的毒物浓度。 24hLC50 48hLC50 96hLC50 3hLC50 等等
1，生物群体的反应敏感性最大
2，重现性最好，受个体差异影 响最小
无机无毒物：悬浮物（SS）; 酸、碱、无机盐类 物质; 氮、磷等营养物质。
无机有毒物：非金属无机毒性物质如氰化物 （CN）、砷（As），金属毒性物质如汞（Hg）、 铬（Cr）、镉（Cd）、铜（Cu）、铅（Pb）等。
有机无毒物：如生活及食品工业污水中所含的碳水 化合物、蛋白质、脂肪等。
有机有毒物：人工合成的有机物质如农药DDT、六 六六等、有机含氯化合物、醛、酮、酚、多氯联苯 （PCB）和芳香族氨基化合物、高分子聚合物（塑 料、合成橡胶、人造纤维）、染料等。
（2）来源
内部来源：水体内部因物质循环失调生成并积 累的毒物，如硫化氢、低级胺类等。
外部来源：人们生活生产过程中排放进入水体 的污染物，包括工业废水、生活污水等的排放 及农业退水。
二.毒物与毒性参数
1、毒物：主要指一般意义上的毒剂，这些毒剂多 经过毒理学测定，对不同接触途径、染毒剂量、 作用对象等毒效作用比较明确。包括:
如pH升高，氨的毒性增强，而氰化物、硫化物的毒 性降低，多数金属盐类也会由于析出氢氧化物或碳 酸盐等的沉淀或络合物，导致金属离子浓度的降低， 从而使毒性降低。
4、硬度许多金属离子的毒性，在软水中要比硬水中 强得多。
5、联合作用
当2种或数种有毒物质同时存在于养殖水体中时， 其中的某些成分之间可能发生相加作用、拮抗作用、 协同作用等 ，从而影响各自的毒性。
在上述藻类中，美国环保局推荐使用聚镰 藻、铜绿微囊藻、水华鱼腥藻、小环藻、菱 形藻和针杆藻。根据我国的实际情况，目前 采用小球藻和斜生栅藻较为适宜。
2、水蚤类
目前用于毒性试验的蚤有大型蚤、蚤 状蚤、隆线蚤、锯顶低额蚤、多刺裸 腹蚤等，其中以大型蚤最为普遍。
3、鱼类
三.试验生物
水生生物毒性试验可用： 鱼类、蚤类、藻类等， 其中鱼类毒性试验应用较广泛。
褐藻
金鱼
蝴蝶鱼
绿藻
可用于水生生物毒性试验的部分鱼类和藻类
三.试验生物
11、、藻藻类类
绿藻：聚镰藻、小球藻、斜生栅藻、四尾栅 藻、尖细栅藻、莱因衣藻等；
蓝藻：铜绿微裸藻等。
一、毒性试验的分类
分
按水流方式：静水式和流水式
按测试时间分类：急性试验和慢性试验
类
按受试活体分类：水生生物和发光细菌等
一、毒性试验的分类
1，急性毒性试验 时间：通常48-96 h; 指标：死亡
2，亚急性毒性试验 时间：5-90 d 指标：生物生态的、生理的、生化的、 组织病理或行为上的变化
3，慢性毒性试验 时间：接近或超过整个生命周期，甚至几个世代
属于完全生活史生物测试 指标：生物的生长、发育、繁殖能力，
幼体的成活、行为、畸形率，毒物积累等
二、毒性试验的一般准备
1. 明确毒性试验的目的和要求 2. 确定受试生物的种类、规格 3.了解毒物的性质，设置毒物的浓度 4.确定试验的持续时间 5. 受试生物的数量及分配，暂养及筛选 6. 确定观测指标及其测定方法
②有效浓度
EC ： 24hEC50 ， 48hEC10 ，
——明确效应指标及其判定的方法 例如：GB中采用大型溞为实验动物时，以大型溞运
动受抑制为判定标准，规定：不断转动容器， 15sec不动，就认为失去活动能力。心脏停止跳动 判为死亡。 又如：酶的活性等生理指标变化；发光细菌发光强 度减少等，也可以做为效应指标。
相加作用：毒性不变 拮抗作用：毒性减弱 协同作用：毒性增强
联 合 作 用 所 用 的 术 语
§7-2 毒物毒性的测定方法
毒性试验的目的 通过水生生物急性毒性实验，获得包括LC50
等在内的有关毒性参数值，并由此可推导该 种生物的生存安全浓度值； 通过中毒症状及生物指标等的观察，为进一 步研究中毒机理提供依据；更为慢性毒性实 验打下了基础。