水环境化学剖析

29.09.2020
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化学性质指标（II）
常用的ຫໍສະໝຸດ Baidu化剂有：
重铬酸钾（CODCr），主要测定污染 水体；
高锰酸钾（CODMn），主要测定清洁 水体或饮用水中的还原性物质，现常 称作高锰酸钾指数。
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化学性质指标（II）
生物需氧量(BOD) Biochemical oxygen
demand
F ( O e ) 3 ( s ) H 3 H F 3 e 3 H 2 O
[F3 e ]/H []39.1130 (4) 当 pH = 7 时,
[F 3 ] e 9 .1 1 (1 0 .0 1 7 )3 0 9 .1 1 1m 0 8/Lo
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2. 水中金属离子
游离的 CO2(CO2+H2CO3) 侵蚀性的CO2，包括碳酸盐 总有机碳 (TOC)（燃烧法）
Total organic carbon
三氮
NH3-N, NO2-－N, NO3-－N
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化学性质指标（II）
有机污染物 挥发性酚、农药残留、洗涤剂、多环 芳烃、多氯联苯等
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生物性质指标
水中总大肠杆菌群 指能在35℃，48h内发酵乳糖、
产酸产气的、需氧的及兼性厌氧的革 兰氏阴性的无芽孢杆菌。
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第二节 天然水的组成和基本特征
一、天然水的组成
1. 主要离子组成 Ca2+ Mg2+ H+ Na+ K+ HCO3CO32- OH- SO42- Cl- NO3-
将这一数据代入上面的方程中，即 可得到其它各形态的浓度： [Fe(OH)2+] = 8.1×10－14 mol.L-1 [Fe(OH)2+] = 4.5×10－10 mol.L-1 [Fe2(OH)24+] =1.02×10－23 mol.L-1
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3. 气体在水中的溶解性
F ( O e ) 2 ] H H [ ] 2 /F [3 ] e 4 .9 1 70 (2)
[ F 2 ( O e ) 2 4 ] H H [ ] 2 /F [ 3 ] 2 e 1 .2 1 3 30 (3)
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2. 水中金属离子
如果考虑到存在固体 Fe(OH)3(S)，则
总含盐量（TDS）= [Ca2++ Mg2+ + Na+ + K+] + [HCO3-+ SO42-+Cl-]
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2. 水中金属离子
水中金属离子以M(H2O)xn+ 以及各种络 合态化合物存在。
以金属Fe为例，在中性水体中各形态存在如 下平衡:
[ F ( O e ) 2 ] H H [ ] /F [3 ] e 8 .9 1 4 0 (1)
气体在水中的溶解度服从亨利定理， 即：
一种气体在液体中的溶解度 正比于液体所接触的该种气体的 分压。
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3. 气体在水中的溶解性
则溶于水的气体的量为：
[G(aq)] = KH PG
KH － 气体在一定温度下的亨利定理常 数 (mol/L.Pa)
PG － 各种气体的分压 (Pa)
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化学性质指标（I）
酸度、碱度 硬度 重金属 Cu、Pb、Zn、Cd、Hg、
Fe、As、 Cr、 Tl、Ni、Be
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化学性质指标（II）
三氧和总氧
溶解氧（DO）Dissolved Oxygen 溶解于水中的分子态氧 mg/L 化学需氧量（COD）
Chemical Oxygen Demand 氧化水中有机物(或其它还原性物质)所需化学氧化 剂的量，以氧的 mg/L计。
[CO2(aq)] = KH Pco2 = 3.34×10-7×30.8 = 1.028×10-5 mol.L-1
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计算示例
CO2在水中离解，则： [H+] = [HCO3-]
[H ]2 [CO2 ] K1
= 4.45×10-7
[H+] =（ 1.028×10-5× 4.45×10-7）1/2 = 2.14×10-6 mol.L-1
好气条件下水中有机物被微生物所氧 化，在一定期间内所消耗的溶解氧的量 单位 mg/L， BOD5称五日生物耗氧量。
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化学性质指标（II）
总需氧量（TOC）
Total Oxygen Demand
水中有机物完全氧化所需氧的量 （燃烧法）
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化学性质指标（II）
无机碳和有机碳
pH = 5.67
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计算示例
CO2在水中的溶解度： [CO2] + [ HCO3-]
= 1.028×10-5+ 2.14×10-6 = 1.24×10-5 mol.L-1 = 0.55 mg.L-1
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4．水生生物
水生生物直接影响水中许多物质的 存在，具有代谢、摄取、转化、存 储和释放等的作用。
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3. 气体在水中的溶解性
溶解的气体若有进一步的化学 反，如：
CO2 + H2O = H+ + HCO3-
SO2 + H2O = H+ + HSO3则亨利定律并不能说明进一步
的化学反应。
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计算示例
氧在水中的溶解度：(25℃) PO2 = (1.0130-0.03167)×105×0.2095
= 0.2056×105 （Pa） [O2(aq)] = KHPo2=1.26×108×0.2056×105
= 2.6×10-4 mol.L-1 氧的分子量32，溶解度 8.32 mg.L-1 (DO)
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计算示例
二氧化碳在水中的溶解度： (25℃)
Pco2 =(1.0130-0.03167)×105×3.14×10-4 = 30.8 (Pa)
水环境化学
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第二章 水环境化学
第一节 天然水的水质标准
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物理性质指标
温度、嗅味 色度 (1单位 = 1mg Pt + 0.5mg Co 颜
色/L ) 浊度 (1°= 1mg白陶土/L 所产生的
浑浊度)
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物理性质指标
悬浮物 （坩埚抽滤恒重法） 电导率 μS/cm pH值 氧化还原电位