第三章水环境化学作业(1)
第三章水环境化学作业(1)
一、填空题
1.天然水中的[总碱度]= +2 + [OH-] —。
2.水环境中胶体颗粒物的吸附作用有、和
3.影响胶体微粒聚沉的因素有_________、___________、_________、水体pH及流动状况，带相反电荷颗粒间的相互作用。
4.适用于水体颗粒物对污染物吸附的等温式有_______________、
_________________和_______________三种方程。其中
_______________可求饱和吸附量。
5.某一氧化还原体系的标准电极电位为0.771，其pE o为______。
6、腐殖质中不溶于NaOH的部分称为__________，可溶于NaOH的部分称为__________，既溶于碱又溶于酸的部分称为_________。
7、天然水的PE随水中溶解氧的减少而，因而表层水呈
环境。
二、简答题
1. 向某一含有碳酸的水体加入重碳酸盐，问：①总酸度、②总碱度、
③无机酸度、④酚酞碱度、⑤CO2酸度，是增加还、减少还是不变。
2. 什么是表面吸附作用、离子交换吸附作用和专属吸附作用？并说明水合氧化物对金属离子的专属吸附和非专属吸附的区别。
3. 请说明水体中胶体的凝聚和絮凝之间的区别。
三、计算题
1.含镉废水通入H2S达到饱和并调整pH为8.0，计算水中剩余镉离子浓度。 [Ksp(CdS=7.9×10-27)]
2.用Langmuir方程描述悬浮物对溶质的吸附作用，假设溶液平衡浓度为
3.00×10-3mol/L,溶液中每克悬浮物固体吸附溶质0.50×10-3mol/L,当平衡浓度降至 1.00×10-3mol/L时, 每克吸附剂吸附溶质0.25×10-3mol/L,问每克吸附剂可以吸附溶质的限量是多少?
3. 若有水A，pH为7.5，其碱度为6.38 mmol/L，水B的pH为9.0，
碱度为0.80 mmol/L，若以等体积混合，问混合后的pH值是多少？
4. 在一个pH为6.5，碱度为1.6 mmol/L的水体中，若加入碳酸钠使其碱化，问需要加多少mmol/L的碳酸钠才能使水体pH值上升至8.0。若用NaOH强碱进行碱化，又需要多少碱？
水环境化学
第三章水环境化学 水是世界上分布最广的资源之一，也是人类与生物体赖以生存和发展必不可少的物质，但世界上可供人类利用的水资源很少，仅占地球水资源的0.64%。 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、归趋的规律与化学行为及其对生态环境的影响。它是环境化学的重要组成部分，这些研究将为水污染控制和水资源的保护提供科学的依据。 第一节 水的分布、基本特征及污染物存在形态 一、水的特征与分布 天然水中一般含有可溶性物质和悬浮物质（包括悬浮物、颗粒物、水生生物 等）。可溶性物质的组成十分复杂，主要是岩石在风化过程中，经水溶解迁移 的地壳矿物质。天然水中常见的八大离子占天然水中离子总量的95%－99%. 总含盐量：TDS=[Ca2+ + Mg2+ + K+ + Na+ ] + [Cl- + SO42- + HCO3- + NO3-] （２）水中的金属离子 水中金属离子的表示式常写成Ｍｎ＋，其水合离子的分子式一般写作Ｍ（Ｈ２Ｏ）ｘｎ＋。金属离子在水中可以以多种形态存在，一般为Ｆｅ（ＯＨ）２＋，Ｆｅ２（ＯＨ）２４＋和Fe3+等形态存在。水溶液中金属离子的表示式常写成Mn+，预示着是简单的水合金属阳离子M(H2O)xn+。它可通过化学反应达到最稳定的状态，酸－碱、沉淀、配合及氧化－还原等反应是它们在水中达到最稳定状态的过程。各种形态的浓度可以通过平衡常数加以计算，见书P148页。 （3）气体在水中的溶解性 气体溶解在水中，对于生物种类的生存是非常重要的。一般来说大气中的气体分子与溶液中同种气体分子存在一种平衡，浓度关系服从Henny定律。 X（g）X（aq） （4）水生生物 水生生物可直接影响许多物质的浓度,其作用有代谢、摄取、存储和释放等。 自养生物：利用太阳能量和化学能量，把简单、无生命的无机一无机元素引进至复杂的生命分子中组成生命体，如藻类。 异养生物：利用自养生物产生的有机物作为能源及合成自身生命的原始物质。 藻类生成和分解是水体中进行光合作用（P）和呼吸作用（R）的一典型过程，可
水环境化学复习题
水环境化学复习题 7. 腐殖质分为哪些种类，通过哪些途径对水质产生影响？ 8. 简述生物富集的概念和影响因素，并说明生物富集的生态环境意义。9. 说明辛醇/水分配系数的概念和作用。 10. 亨利常数的表达方式有哪些？怎样计算亨利常数？11. 葡萄糖的氧化反应式为：C6H12O6 + 6O2 ＝6CO2 + H2O 计算100 mg/L的葡萄糖完全氧化的理论耗氧量。 12. 某废水的BOD5为250 mg/L，其最终BOD为380 mg/L，试求其降解速率常数。 13 .某河段流量为Q = 2 160 000 m3/d, 流速为46 km/d，T=13.5℃，耗氧系数k1=1.14 d-1，复氧系数k2=1.85d-1，起始断面排污口排放的废水量为8×104 m3/d，废水含BOD5为500 mg/L, DO为0，上游河水BOD5为0，DO为8.95 mg/L。求排污口下游10 km处河水的BOD5和氧亏值以及极限溶解氧出现的距离。 14 .某芳烃类有机污染物的分子量为192，在水中的溶解度为0.05 mg/L，试估算其辛醇/水分配系数（kow）及在鱼体中的生物富集系数(logBCF)。 15 .某种鱼对水中的持久性污染物X的吸收速率常数ka为14.5h-1,鱼体消除X的速率常数ke为2.5×10-3h-1；若X在鱼体中的起始浓度为0，在水中的浓度保持不变，且实验期间鱼体体重保持不变。计算X在鱼体内的富集系数及其浓度达到稳态浓度95%时所需要的时间。
16 .已知二氯乙烷（CH2ClCH2Cl）在25℃时的饱和蒸汽压为82 mmHg，在水中的溶解度为8700 mg/L，计算在该温度下四氯化碳从6.5 cm厚水层中挥发的半衰期。十、水中的重金属 1. 天然水体中的重金属大约有几种存在形态？ 2. 影响水中重金属存在形态的因素有哪些？ 3. 影响水中重金属毒性的因素有哪些？它们都如何影响重金属的毒性？ 4. 何谓金属元素在水环境中的迁移？有哪些迁移基本类型？ 5. 元素在地表环境中迁移的特点有哪些？ 6. 影响元素在地表环境中迁移的因素是什么？ 7. 有哪些因素可以影响沉积物中的重金属向上覆水中释放？ 8. 沉积物中的金属有哪些存在形态？9. 如何评价沉积物中重金属的生物有效性？十一、配位解离平衡 1、决定络合物稳定性的因素在哪几方面？ 2、水环境中常见无机配位体和有机配位体有哪些？ 3、水环境中的金属离子与配位体络合的一般规律如何？ 4、Cl-对金属离子的络合作用有何特点？ 5、OH-对金属离子的络合作用有何特点？ 6、腐植质对对重金属离子迁移转化有何影响？ 7、举例说明EDTA在水产养殖上的应用？十二、溶解与沉淀 1.天然水体中的溶解和沉淀平衡的复杂性表现在哪里？ 2.难溶金属氢氧化物的溶解度与pH的关系如何？ 3.解释图12—2中的3条直线与一条曲线各表示什么意思？ 4.如何绘制氢氧化亚铁与碳酸亚铁溶解度与pH的关系图？
(完整版)第三章水环境化学答案
第三章 水环境化学 1、 请推导出封闭和开放体系碳酸平衡中[H 2CO 3*]、[HCO 3-]和[CO 32-]的表达式，并讨论 这两个体系之间的区别。 解: 开放体系，考虑到CO 2在气液相之间的平衡，[H 2CO 3*] 不变 根据亨利定律： [CO 2(aq)] = K H Pco 2 lg[H 2CO 3*] ≈ lg[CO 2(aq)] = lg K H + lg Pco 2 = - 4.9 lg[HCO 3-] = lg K 1 + lg [H 2CO 3*] + pH = -11.3 + pH lg[CO 32-] = lgK 1 + lgK 2 + lg[H 2CO 3*] + 2pH = -21.6 + 2pH *][][][*][]][[32133231CO H H K HCO CO H HCO H K +--+== *][] [][*] [] [][32221233223221CO H H K K CO CO H CO H K K +--+?== ?][][][233*32- -++=CO HCO CO H C T 是常数。 的总和为各种碳酸化合态浓度假设,T C T C HCO ??????-=31αT C CO ??????-=232αT C CO H ??? ???*=320α12 2122)][][1(-+ ++=K H K K H α1211)][][1(-++++=H K K H α122110)][][1(-++++=H K K H K α*][][][*][]][[32133 231 CO H H K HCO CO H HCO H K +-- +==*][][][*][][][32221233223221CO H H K K CO CO H CO H K K +--+?==?] [][][][2 1233* 32+--H K K CO HCO C CO H T 和含有的表示式，，为变量表示以:,][],[*],[21023332得到，，代入把αααT C CO HCO CO H --
水环境化学作业(1)
水环境化学作业(1) 一、填空题 1.天然水中的[总碱度]= +2 + [OH-] —。 2.水环境中胶体颗粒物的吸附作用有、和 3.影响胶体微粒聚沉的因素有_________、___________、_________、水体pH及流动状况，带相反电荷颗粒间的相互作用。 4.适用于水体颗粒物对污染物吸附的等温式有_______________、 _________________和_______________三种方程。其中 _______________可求饱和吸附量。 5.某一氧化还原体系的标准电极电位为0.771，其pE o为______。 6、腐殖质中不溶于NaOH的部分称为__________，可溶于NaOH的部分称为__________，既溶于碱又溶于酸的部分称为_________。 7、天然水的PE随水中溶解氧的减少而，因而表层水呈 环境。 二、简答题 1. 向某一含有碳酸的水体加入重碳酸盐，问：①总酸度、②总碱度、 ③无机酸度、④酚酞碱度、⑤CO2酸度，是增加还、减少还是不变。 2. 什么是表面吸附作用、离子交换吸附作用和专属吸附作用？并说明水合氧化物对金属离子的专属吸附和非专属吸附的区别。 3. 请说明水体中胶体的凝聚和絮凝之间的区别。 三、计算题 1.含镉废水通入H2S达到饱和并调整pH为8.0，计算水中剩余镉离子浓度。 [Ksp(CdS=7.9×10-27)]
2.用Langmuir方程描述悬浮物对溶质的吸附作用，假设溶液平衡浓度为 3.00×10-3mol/L,溶液中每克悬浮物固体吸附溶质0.50×10-3mol/L,当平衡浓度降至 1.00×10-3mol/L时, 每克吸附剂吸附溶质0.25×10-3mol/L,问每克吸附剂可以吸附溶质的限量是多少? 3. 若有水A，pH为7.5，其碱度为6.38 mmol/L，水B的pH为9.0， 碱度为0.80 mmol/L，若以等体积混合，问混合后的pH值是多少？ 4. 在一个pH为6.5，碱度为1.6 mmol/L的水体中，若加入碳酸钠使其碱化，问需要加多少mmol/L的碳酸钠才能使水体pH值上升至8.0。若用NaOH强碱进行碱化，又需要多少碱？
环境化学作业答案
绪论1、如何认识现代环境问题的发展过程？ 答：环境问题不止限于环境污染，人们对现代环境问题的认识有个由浅入深，逐渐完善的发展过程。 a 、在 20 世纪 60 年代人们把环境问题只当成一个污染问题,认为环境污染主要指城市和工农业发展带来的对大气、水质、土壤、固体废弃物和噪声污染。对土地沙化、热带森林破环和野生动物某些品种的濒危灭绝等并未从战略上重视,明显没有把环境污染与自然生态、社会因素联系起来。 b 、 1972 年发表的《人类环境宣言》中明确指出环境问题不仅表现在水、气、土壤等的污染已达到危险程度，而且表现在对生态的破坏和资源的枯竭；也宣告一部分环境问题源于贫穷，提出了发展中国家要在发展中解决环境问题。这是联合国组织首次把环境问题与社会因素联系起来。然而，它并未从战略高度指明防治环境问题的根本途径，没明确解决环境问题的责任，没强调需要全球的共同行动。 c 、20 世纪 80 年代人们对环境的认识有新的突破性发展，这一时期逐步形成并提出了持续发展战略，指明了解决环境问题的根本途径。
d 、进入20 世纪 90 年代，人们巩固和发展了持续发展思想，形成当代主导的环境意识。通过了《里约环境与发展宣言》、《 21 世纪议程》等重要文件。它促使环境保护和经济社会协调发展，以实现人类的持续发展作为全球的行动纲领。这是本世纪人类社会的又一重大转折点，树立了人类环境与发展关系史上新的里程碑。 2、怎样理解人类活动对地球环境系统的影响？ 答：地球环境系统即为生物圈，生物圈有五大圈层组成：大气圈水圈、生物圈、土壤圈、。这五大圈层受到人类影响，也就影响了整个地球环境系统。例如： 大气圈：人类的工业化，是的矿物质燃料使得CO2、SO2等气体大量进入大气中使得大气吸收的地面的长波辐射增多，形成保温层，这就是我们说的。 生物圈：人类的砍伐，屠杀野生动物，造成的破坏，食物链的断裂或减少，是的的物质循环，能量流动受到影响，造成灾害，各种的恢复力减弱，抗破坏力减弱。 土壤圈：树木的砍伐造成，人们盲目施肥，造成 水圈：水的污染就不用说了 ：人类活动的原因引发，腐蚀，砍伐造成风沙肆虐，风化现象加剧。
水环境化学作业图文稿
水环境化学作业 文件管理序列号：[K8UY-K9IO69-O6M243-OL889-F88688]
水环境化学作业（2） 一、解释下列名词： 分配系数215；标化分配系数；生物浓缩因子；亨利定律常数；直接光解227；间接光解；光量子产率；生长物质代谢和共代谢232。 二、简答题 1、某水体中Fe2+为56mg/L，Fe3+为56μg/L，试求水体的pE值。若与该水体平衡的氧分压为10-10大气压，当水体pH为9和6时，能否将 Fe(Ⅱ)氧化为Fe(Ⅲ) 2、什么是决定电位水体中起决定电位作用的物质是什么 三、计算题 1、在厌氧消化池中和pH=7.0的水接触的气体含65%CH 4和35% CO 2 ,计算 PE和Eh。24 2、从湖水中取得深层水水样，其pH=7.0，含溶解氧浓度0.32mg/L,计算其pE和E值.23 3、某废水中Cu2+含量为5.0mg/L，经EDTA处理后，未络合EDTA为200mg/L，体系pH =11，计算后回答反应平衡时，Cu的存在形式。（已知 Cu2+ +Y4-==CuY2-, K=6.3X1018, EDTA分子量为372。） 4、某水体中含有300mg/L的悬浮颗粒物，其中70％为细颗粒 （d<50μm），有机碳含量为10％，其余的粗颗粒有机碳含量为5％。已知苯并[a]芘的K ow 为106，请计算该有机物的分配系数。27 5、一个有毒化合物排入至pH=8.4，T=25°C水体中，90％的有毒物质被悬浮物所吸着，已知酸性水解速率常数Ka=0，碱性催化水解速率常数 K b =4.9×10-7L/(mol·d)，中性水解速率常数K h =1.6d-1，请计算化合物的 水解速率常数。28
环境化学第三章水环境化学复习知识点
第三章水环境化学 1、水中八大离子：K+、Na+、Ca2+、Mg2+、HCO 3-、NO 3 -、Cl-和SO 4 2-为常见八种离子 2、溶解气体与Henry定律:溶解于水中的气体与大气中的气体存在平衡关系，气体的大气分压P G与气体的溶解度的比表现为常数关系，称为Henry定律，该常数称为Henry定律常数K H。 [G(aq)] = K H PG K H－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) 3、水体中可能存在的碳酸组分 CO 2、CO 3 2-、HCO 3 -、H 2 CO 3 ( H 2 CO 3 *) 4、天然水中的碱度和酸度：碱度：水中能与强酸发生中和作用的全部物质，即能够接受质子H+的物质总量；酸度：凡在水中离解或水解后生成可与强碱（OH-）反应的物质（包括强酸、弱酸和强酸弱碱盐）总量；即水中能与强碱发生中和作用的物质总量。 5、天然水中的总碱度=HCO3-+2CO32-+ OH- —H+ 6、水体中颗粒物的类别(1)矿物微粒和粘土矿物（铝或镁的硅酸盐）(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)其他（藻类、细菌、病毒等） 影响水体中颗粒物吸附作用的因素有：颗粒物浓度、温度、PH。 7、水环境中胶体颗粒物的吸附作用有表面吸附、化学吸附、离子交换吸附和专属吸附。 8、天然水的PE随水中溶解氧的减少而降低，因而表层水呈氧化性环境。 9、吸附等温线：在一定温度，处于平衡状态时被吸附的物质和该物质在溶液中的浓度的关系曲线称为吸附等温线；水环境中常见的吸附等温线主要有L－型、F－型和H－型。 10、无机物在水中的迁移转化过程：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。 11、PE:pE 越小，电子活度越高，提供电子的倾向越强，水体呈还原性。pE 越大，电子活度越低，接受电子的倾向越强，水体呈氧化性。 pe影响因素：1)天然水的pE随水中溶解氧的减少而降低；2)天然水的pE随其pH减少而增大。 12、什么是电子活度pE，以及pE和pH的区别。 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，电子供出电子的倾向越大。在电化学研究中，通常用电极电位表示电极供出或接受电子的倾向，当给出电子活度E 和电子活度的负对数pE 明确的热力学意义之后，就可以明确地表示不同电对在反应条件下供出或接受电子能力的相对大小。 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，电极的氧化能力或接受电子的能力越强，供出电子能力越弱，pE与电子活度的关系同pH与H+活度的关系相似。 pH亦称氢离子浓度指数，是溶液中氢离子活度的一种标度，也就是通常意义上溶液酸碱程度的衡量标准。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的溶液为中性溶液。 若水体的PE值高，有利于下列Cr、Mn在水体中迁移。 13、腐殖质的组成：由生物体物质在土壤、水体和沉积物中经腐败作用后的分解产物，是一种凝胶性有机高分子物质。分为腐殖酸：溶于稀碱但不溶于酸的部分；富里酸：即可溶于碱又可溶于酸的部分；腐黑物：不能被酸和碱提取的部分。一般认为，当浓度较高时，金属离子与腐殖质的反应以溶解为主，当金属离子浓度较低时，则以沉淀和凝聚为主。 14、沉淀物中重金属重新释放诱发因素：①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的金属离子交换出来。②氧化还原条件的变化：有机物增多，产生厌氧环境，铁猛氧化物还原溶解，使结合在其中的金属释放出来。③pH值降低：氢离子的竞争吸附作用、金属在低pH值条件下致使金属难溶盐类以及配合物的溶解。④增加水中配合剂的含量：天然或合成的配合剂使用量增加，能和重金属形成可溶性配合物，有时这种配合物稳
第三章水环境化学
第三章水环境化学 第一节 本节内容要点：水资源和利用、地球上的水分布、水循环、天然水的组成等。 水是人类宝贵的自然资源，它关系到人类的命运、民族的身体素质。水质的优劣影响着人类的生活、生产及健康。可以说水是"万物之本"，是人类与生物赖以生存和发展必不可缺少的物质。 1）水资源和利用 地球上水的总量是固定的，约13.86亿km3，但可利用的淡水只占水总量的0.3％。虽然淡水资源有限，但如果时空分布得当，并保持恰当水质，还是可以满足全球目前和将来的淡水需要。遗憾的是，地球上淡水资源的时空分布极其不均匀，加上水污染日益严重以及工农业和生活用水量的增加，许多国家和地区出现了水资源严重短缺的局面。水的短缺和污染不仅影响了生物生存，而且直接或间接地给人类生存带来威胁和危害，同时也造成重大的经济损失。 当前主要的缺水类型有：资源型缺水、工程型缺水和水质型缺水。由于缺水，危害了农作物生长、并影响着工业生产、威胁着人体健康和生态、国家安全。 2）地球上水的分布 地球表面约有70％以上被水所覆盖，所以地球素有"水的行星"之称。地球上的水分布在海洋、湖泊、沼泽、河流、冰川、雪地、以及大气、生物体、土壤和地层。水的总量约为13.86亿km3(表3-1～3-2)，其中海水占96.5%，淡水为0.35亿km3，占总水量的2.35%。由于开发困难或技术、经济的限制，到目前为止，海水、深层地下淡水、冰雪固态淡水、盐湖水等很少被直接利用。比较容易开发利用的，与人类生活和生产关系密切的淡水储量为400多万km3，仅占淡水的11％，总水量的0.3％。
表3-1自然环境中的水量分布 我国地表水径流总量约2.8万亿m3，地下水资源约8000亿m3，冰川年平均融水量约500亿m3，近海海水约500万km3。我国目前可供利用的水资源量每年约有11000亿m3，平均每人占有地表水资源约2700m3，居世界第88位，仅为世界人均占有量的1/4。每亩土地占有地表水1755m3，只相当于世界平均水平的1/2。总的说来，我国淡水资源并不丰富，处于缺水状态，而且水资源的时空分布非常不均衡，东南多，西北少，耕地面积只占全国33％的长江流域和长江以南地区，水资源占全国的70％。我国许多地方缺水或严重缺水，水污染比较严重。另一方面，由于人口的剧增，工农业生产的迅速发展，我国和西方国家一样，也面临水质下降，水源不足的威胁。因此，控制水体污染，保护水资源已成为刻不容缓的任务。 3）循环 自然界的水不仅受地球引力作用沿着地壳倾斜方向流动，而且由于水在太阳能和地球表面热能的作用下发生形态变化，蒸发的水分随着气流运行而转移，遇冷凝结成云或以降水形式到达地面，到达地表的水又重新蒸发、凝结、降落，这个周而复始的过程，称为水循环。仅在局部地区(陆地或海洋)完成的水的循环过程称为小循环。自海洋蒸发的部分水汽，随气流转移至陆地上空，并以降水形式达到地面后，经过江河湖泊或渗入地下，再归入海洋，这种海洋和陆地之间水的往复运动过程，称为水的大循环。环境中水的
水环境化学练习题(整理好)
1写出天然水体的八大离子 2从环境化学角度综合分析我国酸雨的地域分布和形成过程。 15、说明酸雨形成的原因。(1) 大气中的SO2和NOx经氧化后，溶于水形成H2SO4、HNO3和HNO2等酸性物质；其它气态或固态物质进入大气，对降水的pH也有影响。(2) 酸雨中，H2SO4约占60~65%，它主要来源于火山爆发的大量硫化物和悬浮物、自然水域表面释放的酸性化合物，以及人为燃烧产生的硫氧化合物。(3) 酸雨中，HNO3和HNO2约占30%，主要来源于汽车尾气排放和人为燃烧产生的NOx，以及大气中的N2经过雷电而转化成的NOx，此外土壤中的NO3-通过还原等作用也可生成NOx。（4）酸雨中，盐酸约占5%，主要来源于一些化工厂和焚烧垃圾，以及矿物燃料燃烧而产生的HCl气体。（5）酸雨中，有机酸约占2%，主要来源于人为燃烧产生的碳氧化合物，以及天然源的一些植物和森林排放等。 3持久性有机污染物（POPs）。 4简述酸雨的来源、形成制约因素与危害 5含镉废水通入H2S达到饱和并调整pH值为8.0，请算出水中剩余镉离子的浓度。(已知CdS的溶度积为7.9*10-27，饱和水溶液中H2S浓度保持在0.1mol/L，H2S离解常数K1=8.9*10-8，K2=1.3*10-15) 6水环境中污染物的光解过程可分为___直接光解____、___敏化光解____、__氧化过程_____三类。 7组成水中酸度的三类物质为__强酸_____、__弱酸_____、__强酸弱碱盐_____。 8水环境中胶体颗粒的吸附作用可分为___表面吸附____、__离子交换吸附_____、__专属吸附_____。 9水中有机污染程度的指标是什么？并分别加以说明。 答：水体中有机污染物的种类繁多、组成复杂，现代分析技术难以分别测定它们的含量。因此，只能利用它们共同的特点，用一些指标间接反映水体中有机物的污染程度。常见的指标有：溶解氧、生化需氧量、化学需氧量、总有机碳和总需氧量。 10试述有机配体对重金属迁移的影响 （1）影响颗粒物对重金属吸附能力； （2）影响重金属化合物的溶解度。 11天然水中的总碱度= 12有机污染物一般通过分配、挥发、水解、光解、生物富集和降解等过程进行迁移转化。 13正常水体中其决定电位作用的物质是溶解氧_；厌氧水体中决定电位作用的物质是有机物。 14_ TP _、_ TS __和_ DO _常作为衡量水体富营养化的指标。 15达分配平衡时，Kow 称为有机物的辛醇-水分配系数。 16请简述诱发重金属从水体悬浮物或沉积物中重新释放的主要因素。 17
养殖水环境化学习题
各章复习思考题及综合性模拟题 参考答案 第一章 一、名词解释 1、水质：水及其中杂质所共同表现出来的特征。 2、水质系：水和其中杂质所组成的一切复杂体系。 二、问答题（答题要点） 1、为什么说天然水是包含各种杂质的溶液或浊液？ 答：天然水中溶解了多种盐类、气体和有机物，而且还含有泥沙、粘土颗粒、浮游生物、有机碎片等悬浮物质，所以说天然水是包括各种杂质的溶液和浊液。 2、水生生物与水、水质有何密切关系？（可问老师） 答：主要从水生生物生长、繁殖等与水、水质的关系及养殖生产的产量、质量与水、水质的关系这两个方面另以阐述。 第二章 一、名词解释 1、硬度：单位水体中所含二价和二价以金属离子的总量为水的硬度。 2、暂时硬度：水中的钙、镁的碳酸氢盐在煮沸后即分解成碳酸盐沉淀析出，故相应的硬度又称暂时硬度。 3、永久硬度：钙、镁的硫酸盐、氯化物等，用一般的煮沸方法不能把它们从水中除去，所以又称永久硬度。 4、电导率：在相距1cm用惰性金属制成的平行电极间，电解质溶液有1cm2面上所具有的电导，称为电导率。P32 5、离子活度：离子的有效浓度。P30 6、水的透明度：把透明度板沉入水中，至恰好看不见板面上的白色，此时水的深度即为水的透明度。 7、温跃层：温度随深度增加而迅速降低的水层。 8、水温的正分层：指夏季的上层温度高，下层温度低的分层情况。 9、水温的逆分层：指冬季的上层温度低，下层温度高的分层情况。 10、水温的全同温：指春秋季的上下层温度几乎相同的情况。 二、问答题（答题要点） 1、水的硬度如何分类? 答：单位水体中所含Ca2+、Mg2+的总量称为水的总硬度，按照造成硬度的阳离子的不同，硬度又可分为钙硬度和镁硬度。考虑阴离子组成，硬度可分为碳酸盐硬度（其中钙、镁的碳酸氢盐标定的硬度又称暂时硬度）和非碳酸盐硬度（又称永久硬度）。 2、硬度的常用单位有哪三种？这些单位之间如何相互换算？ 答：常用单位有：mmol（1/2 Ca2+，1/2 Mg2+）·L-1；德国度（0H G）和mg（CaCO3）·L-1三种。 换算关系：1 mmol（1/2 Ca2+，1/2 Mg2+）·L-1=2.804 0H G=50.05 mg （CaCO3）·L-1。 3、鱼池水硬度变化与水生生物的呼吸作用和光合作用有何关系？答：光合作用和呼吸作用会引起鱼池水硬度变化：光合作用使硬度减小，呼吸作用使硬度增大。 4、盐度小于24.9的海水，密度最大时的温度比冰点高，在冰下可以保持高于冰点温度的水层；在盐度为24.9的海水中密度最大时的温度与冰点相同：（24.9‰、-1.350C），纯水在3.980C时密度最大。 5、何谓硫酸盐的还原作用？发生硫酸盐还原作用的条件是什么？P56 答：在缺氧环境中，各种硫酸盐还原菌可把SO42-还原成硫化物，这一过程称为硫酸盐的还原作用的，其发生的条件是：（1）缺乏溶氧；（2）有丰富的有机物；（3）SO42-的含量（4）有微生物的参与。 6、硫元素在水体中有哪些转化作用？ 答：硫元素在水体中的转化作用有：氧化作用、还原作用、化学沉淀或吸附沉淀和同化作用及蛋白质分解作用。 7、硫化氢在总硫化物中占的比例与哪些因素有关?为什么pH值降低的毒性增强？P56 答：H2S在总硫化物中占的比例主要与水温、pH值等有关，在硫化物的三种存在形式中，H2S毒性最强，pH下降，硫化氢在总硫化物中占的比例增加，毒性也随之增强。 8、养殖生产中可采取哪些措施防止硫化氢的生成及其毒害作用？P57 答：主要措施有：（1）促进水体垂直流转混合，打破其分层停滞状态，避免底泥、底层水发展为厌气状态。（2）尽可能保持底质、底层水层中性、微碱性（pH值8左右），极力避免底质、底层水呈酸性。(3)施用铁剂，提高底质、底层水中铁含量。（4）避免大量SO42-进入养殖水体。 9、为什么Fe2+、Fe3+、石灰水、黄泥水均可降低水中硫化物的毒性？P57 答：Fe2+、Fe3+可使硫化物转化为硫和硫化亚铁沉淀，黄泥含铁离子也具有此作用，而石灰水会增大水的pH值，降低硫化氢含量，而且石灰水及铁剂也有催化硫化物的效果，所以Fe2+、Fe3+、石灰水、黄泥水均可降低水中硫化物的毒性。 10、光照强度与浮游植物的生长关系？ 答：（1）光照强度过高，抑制浮游植物生长；（2）光照强度适宜，在其他条件合适时，浮游植物可以正常生长；（3）光照强度太弱，浮游植物无法生长。 11、一定压力下，天然水的冰点下降与哪些因素有关？ 答：一定压力下，天然水的冰点下降与水中溶质的浓度有关，浓度越大，冰点下降值越大，其间关系为：△T f=K f m a。 12、密度最大时的温度与海水盐度呈什么关系？ 答：天然水最大密度时的温度随盐度的增加而下降。 13、为什么天然水结冰从表层开始，底层水温可保持在冰点以上？答：天然淡水盐度小于24.695‰，最大密度时的温度高于冰点，在最大密度时的温度以上降温时，其密度逐渐增大，产生垂直对流，直到达到最大密度时的温度，再继续降温，使表层水密度小于下层水，不能产生垂直对流，直到表层结冰，而底层水温仍可保持在冰点以上。 14、为什么海水较难结冰，而且结冰后冰下的水温比淡水冰下的水温低得多？ 答：海水含盐量比淡水高，由于冰点下降，其冰点比淡水低，海水盐度大于24.695‰，密度最大时的温度比冰点低，表层海水温度降低，其密度一直在增大，如果下层海水温度高于表层，则垂直对流就一趟在进行，而且温度越趋于最大密度时的温度，垂直对流就越剧烈，即使海水表层已结冰，但冰下的海水也没有到最大密度时的
水环境化学试卷答案
新疆农业大学试卷答案 新疆农业大学2012—2013学年度第二学期期末考试 课程名称：水环境化学 学生姓名：杨志敏学号： 113836233 专业：水文与水资源工程班级：水文112班课程性质： 1、选择题（共10分，每小题2分。） 1.A 2.D 3.B 4.B 5.A 2、填空题（共25分，每一个空1分。） 1.可溶性物质、悬浮物质 2.DO、BOD、COD、TOC、TOD 3.大气中氧的溶解、光合作用、水体补给 4.大小、形状、荷电状态 5.有机胶体、无机胶体、有机-无机胶体复合体 6.迁移 7.浮游生物、真核生物、原核生物 8.专一性、诱导性
9.氧化还原作用、甲基化作用 10.现场实验模拟、实验室实验模拟 三、名词解释（共15分，每小题3分。） 1.水质指标：指的是水样中除水分子外所含杂质的种类和数量。 2.腐殖质：腐殖质是已死的生物体在土壤中经微生物分解而形成的有机物质，黑褐色，含有植物生长发育所需要的一些元素，能改善土壤，增加肥力。 3.标化分配系数：有机碳为基础表示的分配系数成为标化分配系数。 4.水体自净：是指水体受到污染后，内部发生一系列物理，化学，生物等方面的作用，使污染物浓度逐渐降低，经过一段时间后恢复到污染前的状态。 5.光化学平衡：由光化学反应参与的可逆反应所达到的平衡。 四、简答题（共30分，每小题6分。） 1.（1）物理指标（2）化学指标： 非专一性指标 无机物指标 非专一性有机物指标 溶解性气体（3）生物指标（4）放射性指标 2.氧在水中的溶解度指的是水体和大气处于平衡时氧的最大溶解量，它的数值与温度、压力、水中的溶质量等因素有关。水中溶解氧量则一般是指非平衡状态下的水中溶解氧的浓度，它的数值与水体曝气作用、光合作用、呼吸作用及有机污
《水环境化学》重点习题及参考答案
《水环境化学》重点习题及参考答案 1．请推导出封闭和开放体系碳酸平衡中[H2CO3＊]、[HCO3-]和[CO32-]的表达式，并讨论这两个体系之间的区别。 解： （1）封闭体系（溶解性CO2与大气没有交换）中存在下列平衡 CO2 + H2O H2CO3* pK0=1.46 H2CO3* HCO3- + H+pK1=6.35 HCO3-CO32- + H+pK2=10.33 其中K1=[HCO3-][H+] / [H2CO3*] ，K2=[CO32-][H+] / [HCO3-] 用α0、α1和α2分别表示三种碳酸化合态在总量中所占比例，得下面表达式α0= [H2CO3*]/{[H2CO3*] + [HCO3-] + [CO32-]} α1= [HCO3-]/{[H2CO3*] + [HCO3-] + [CO32-]} α2= [CO32- ]/{[H2CO3*] + [HCO3-] + [CO32-]} 把K1、K2的表达式代入以上三式，得 α0= (1 + K1/[H+] + K1K2/[H+]2)-1 α1= (1 + [H+]/ K1 + K2/ [H+] )-1 α2= (1 + [H+]2/ K1K2 + [H+]/ K2)-1 设C T = [H2CO3*] + [HCO3-] + [CO32-]，则有 [H2CO3*] = C T(1 + K1/[H+] + K1K2/[H+]2)-1 [HCO3-] = C T(1 + [H+]/ K1 + K2/ [H+] )-1 [CO32- ] = C T(1 + [H+]2/ K1K2 + [H+]/ K2)-1 （2）开放体系中CO2在气相和液相之间平衡，各种碳酸盐化合态的平衡浓度可表示为P CO2和pH的函数。 依亨利定律：[CO2(aq)]＝K H·P CO2 溶液中，碳酸化合态相应为： C T = [CO2]/ α0= K H·P CO2/ α0 [HCO3-]= (α1/ α0 )K H·P CO2= (K1/[H+])K H·P CO2 [CO32-]= (α2/ α0 ) K H·P CO2= (K1K2/[H+]2)K H·P CO2
《水环境化学》重点习题及参考答案
《水环境化学》重点习题及参考答案 1请推导出封闭和开放体系碳酸平衡中［H2CO3 ］、［HCO 3-］和[CO 32-]的表达式，并讨论这两个体系之间的区别。 解： (1) 封闭体系(溶解性C02与大气没有交换)中存在下列平衡 C02 + H20 -―- H2CO3* pK o=1.46 - + H2CO3* -―HCO3 + H pK i=6.35 - 2- + HCO3 -―C03 + H pK2=10.33 其中K i=[HCO3-][H+] / [H2CO3*] ，K2=[CO32-][H j / [HCO 3-] 用a、a和a分别表示三种碳酸化合态在总量中所占比例，得下面表达式 a= [H 2CO3*]/{[H 2CO3*] + [HCO 3] + [CO 32 ]} - - 2- a= [HCO3]/{[H 2CO3*] + [HCO 3] + [CO3 ]} a= [CO32 ]/{[H 2CO3*] + [HCO 3] + [CO32]} 把K i、K2的表达式代入以上三式，得 + +2-1 a= (1 + K i/[H ] + K1K2/[H ]2) 1 + + -1 a= (1 + [H ]/ K1 + K2/ [H ]) + 2 + -1 a= (1 + [H ] / K1K2 + [H ]/ K2) 设C T = [H 2CO3*] + [HCO 3-] + [CO 32-]，则有 + + 2 -1 [H 2CO3*] = C T(1 + K1/[H ] + K1K2/[H ]) - + + -1 [HCO3] = C T(1 + [H ]/ K1 + K2/ [H ] ) 1 2- + 2 + -1 [CO3 ] = C T(1 + [H ] / K1K2 + [H ]/ K2) (2) 开放体系中CO2在气相和液相之间平衡，各种碳酸盐化合态的平衡浓度可 表示为P CO2和pH的函数。 依亨利定律：[CO2(aq)]= K H P CO2 溶液中，碳酸化合态相应为： C T = [CO2]/ a= K H P CO2/ a - + [HCO3]= ( a/ a )K H P CO2= (K 1/[H ])K H P CO2
水环境化学复习题
一、理化性质 1.哪些参数可以反映天然水的含盐量？它们各有什么特点？ 2.海水盐度、氯度是怎么定义的？它们之间关系如何？ 3.海水实用盐度是用一定质量分数的KCl溶液作电导率标准，用水样电导率与KCl标准溶液的电导率比值来定义的，与盐度的初始定义、氯度都没有关系。为什么在必要时可以从实用盐度来反算氯度？ 4.阿列金分类法如何对天然水分类？为什么硫酸盐类、氯化物类的钙组、镁组中没有Ⅰ型水？你能否作个逻辑推断？ 5.解释以下概念 冰点下降渗透压西门子离子活度离子强度 6.影响天然水渗透压的因素有哪些？渗透压和冰点下降有什么关系？ 二、主要离子 1，说明总硬度、钙硬度、镁硬度、永久硬度、暂时硬度、碳酸盐硬度、负硬度的概念，表示单位以及这些单位之间的关系。 2，鱼池水硬度、碱度的变化与水中的呼吸作用及光合作用有何关系？ 3，简要说明天然水中K+含量一般小于Na+的原因。通常以什么方法求得K+与Na+在自然水域中的含量？它们与鱼类养殖的关系如何？ 4，氯离子在天然水中含量情况如何？为什么在低含盐量的水中可以用Cl－含量的异常升高来指示水体可能受到污染？对于盐碱地或沿海地区的水体是否也可以以此来判别水体的污染？ 5，什么叫硫酸盐还原作用？硫酸盐还原作用的条件是什么？ 6，某鱼池水质分析数据如下，计算离子总量，估算矿化度（取3位有效数字），计算钙硬度与镁硬度，并按阿列金分类法对该鱼池水质加以分类： （答：离子总量74.5mmol/L,2203mg/L；矿化度约为2.18g/L；） 7，鱼池水中含Ca(HCO3)2200mg/L,Mg(HCO3)2120mg/L。计算水中总硬度及HCO3-含量，以三种单位表示硬度。 （答：2.05mmol/L=5.75oHG=103mg/L）
第三章 水环境化学习题解答
第三章水环境化学一、填空题 1、天然水体中常见的八大离子包括：K+、Na+、Ca2+、Mg2+、HCO 3-、NO 3 -、Cl-、SO 4 2-。 2、天然水体中的碳酸平衡体系a 0、a 1 、a 2 分别表示[H 2 CO 3 *]、[HCO 3 -]、[CO 3 2-]的 分配系数，其表达式分别为：（用pH\K1\K2表达）: a 0=[H 2 CO 3 *]/{[ H 2 CO 3 *]+[ HCO 3 -]+[ CO 3 2-]}=[H+]2/{[H+]2+K 1 [H+]+K 1 K 2 } a 1=[ HCO 3 -] /{[ H 2 CO 3 *]+[ HCO 3 -]+[ CO 3 2-]}= K 1 [H+]/{[H+]2+K 1 [H+]+K 1 K 2 } a 2=[ CO 3 2-] /{[ H 2 CO 3 *]+[ HCO 3 -]+[ CO 3 2-]}= K 1 K 2 /{[H+]2+K 1 [H+]+K 1 K 2 }。 (注：此三个公式前半段教材119-120页有错误！) a 0+a 1 +a 2 =1 3、根据溶液质子平衡条件得到酸度低表达式：总酸度= [H+]+2[ H 2CO 3 *]+[HCO 3 -]-[OH-]； CO 2酸度= [H+]+[H 2 CO 3 *]-[CO 3 2-]-[OH-]（注：教材121此公式错误）， 无机酸度= [H+]-[HCO 3-]-2[CO 3 2-] -[OH-] 。 4、根据溶液质子平衡条件得到酸度低表达式： 总碱度= [OH-] +2[CO 32-]+[HCO 3 -]-[H+]； 酚酞碱度= [OH-] +[CO 32-]-[H+]-[ H 2 CO 3 *]； 苛性碱度= [OH-] -2[ H 2CO 3 *]-[HCO 3 -]-[H+]。 5、“骨痛病事件”的污染物是镉；水俣病的污染物是汞（或甲基汞）。 6、水体的富营养化程度一般可用总磷（TP）、总氮（TN）、叶绿素a、透明度等指标来衡量。 7、水环境中氧气充足的条件下有机物发生的生物降解称为有氧（或好氧）降解，最终产物主要为二氧化碳和水，有机氮转化为硝酸根，有机硫转化为硫酸根。水中的有机物在无氧条件经微生物分解，称为厌氧降解，降解产物除二氧化碳和水外，还有小分子的醇、酮、醛、酸等，无机态氮主要以氨氮存在、硫主要以硫化物存在，水体发臭发黑。 8、体系的pE值越小，体系提供电子的能力强，还原能力强。 9、水体中常见的吸附等温线有Henry型、Freundlich型、Langmuir型。水体中胶体颗粒物的吸附作用有表面吸附、离子交换吸附、专属吸附三种形式。 10、取一定体积的某天然水样测定其碱度，用标准HCl溶液滴至酚酞指示剂有红色变成无色时，耗用了P mLHCl，再加入甲基橙指示剂，再用标准HCl溶液滴定至甲基橙指示剂变色时，又用去MmL HCl，当P=0，M>0，水体的碱度构成为[HCO 3 -]；当P=M>0水 体的碱度构成为[CO 32-]；当P>M>0水体的碱度构成为[OH-] +[CO 3 2-]；当M>P>0 水体的碱度构成为[CO 32-]+[HCO 3 -]；当P>0,M=0水体的碱度构成为[OH-]。 11、水体的自净作用按其发生的机理可分为物理净化、化学净化、生物净化三类。 12、水体的pE值越大，体系接受电子的能力越大，氧化能力越强；水体的pE值越小，体系接受电子的能力越弱，氧化能力越弱；
第三章水环境化学作业(1)
第三章水环境化学作业(1) 一、填空题 1.天然水中的[总碱度]= +2 + [OH-] —。 2.水环境中胶体颗粒物的吸附作用有、和 3.影响胶体微粒聚沉的因素有_________、___________、_________、水体pH及流动状况，带相反电荷颗粒间的相互作用。 4.适用于水体颗粒物对污染物吸附的等温式有_______________、 _________________和_______________三种方程。其中 _______________可求饱和吸附量。 5.某一氧化还原体系的标准电极电位为0.771，其pE o为______。 6、腐殖质中不溶于NaOH的部分称为__________，可溶于NaOH的部分称为__________，既溶于碱又溶于酸的部分称为_________。 7、天然水的PE随水中溶解氧的减少而，因而表层水呈 环境。 二、简答题 1. 向某一含有碳酸的水体加入重碳酸盐，问：①总酸度、②总碱度、 ③无机酸度、④酚酞碱度、⑤CO2酸度，是增加还、减少还是不变。 2. 什么是表面吸附作用、离子交换吸附作用和专属吸附作用？并说明水合氧化物对金属离子的专属吸附和非专属吸附的区别。 3. 请说明水体中胶体的凝聚和絮凝之间的区别。 三、计算题 1.含镉废水通入H2S达到饱和并调整pH为8.0，计算水中剩余镉离子浓度。 [Ksp(CdS=7.9×10-27)]
2.用Langmuir方程描述悬浮物对溶质的吸附作用，假设溶液平衡浓度为 3.00×10-3mol/L,溶液中每克悬浮物固体吸附溶质0.50×10-3mol/L,当平衡浓度降至 1.00×10-3mol/L时, 每克吸附剂吸附溶质0.25×10-3mol/L,问每克吸附剂可以吸附溶质的限量是多少? 3. 若有水A，pH为7.5，其碱度为6.38 mmol/L，水B的pH为9.0， 碱度为0.80 mmol/L，若以等体积混合，问混合后的pH值是多少？ 4. 在一个pH为6.5，碱度为1.6 mmol/L的水体中，若加入碳酸钠使其碱化，问需要加多少mmol/L的碳酸钠才能使水体pH值上升至8.0。若用NaOH强碱进行碱化，又需要多少碱？
第三章 水环境化学
第三章水环境化学 1．请推导出封闭和开放体系碳酸平衡中[H 2CO 3 ＊]、[HCO 3 -]和[CO 3 2-]的表达式，并 讨论这两个体系之间的区别。 解： （1）封闭体系（溶解性CO2与大气没有交换）中存在下列平衡 CO2 + H2O H2CO3* pK0=1.46 H2CO3* HCO3- + H+pK1=6.35 HCO3-CO32- + H+pK2=10.33 其中K1=[HCO3-][H+] / [H2CO3*] ，K2=[CO32-][H+] / [HCO3-] 用α0、α1和α2分别表示三种碳酸化合态在总量中所占比例，得下面表达式α0= [H2CO3*]/{[H2CO3*] + [HCO3-] + [CO32-]} α1= [HCO3-]/{[H2CO3*] + [HCO3-] + [CO32-]} α2= [CO32- ]/{[H2CO3*] + [HCO3-] + [CO32-]} 把K1、K2的表达式代入以上三式，得 α0= (1 + K1/[H+] + K1K2/[H+]2)-1 α1= (1 + [H+]/ K1 + K2/ [H+] )-1 α2= (1 + [H+]2/ K1K2 + [H+]/ K2)-1 设C T = [H2CO3*] + [HCO3-] + [CO32-]，则有 [H2CO3*] = C T(1 + K1/[H+] + K1K2/[H+]2)-1 [HCO3-] = C T(1 + [H+]/ K1 + K2/ [H+] )-1 [CO32- ] = C T(1 + [H+]2/ K1K2 + [H+]/ K2)-1 （2）开放体系中CO2在气相和液相之间平衡，各种碳酸盐化合态的平衡浓度可表示为P CO2和pH的函数。 依亨利定律：[CO2(aq)]＝K H·P CO 2 溶液中，碳酸化合态相应为： C T = [CO2]/ α0= K H·P CO2/ α0 [HCO3-]= (α1/ α0 )K H·P CO2= (K1/[H+])K H·P CO2 [CO32-]= (α2/ α0 ) K H·P CO2= (K1K2/[H+]2)K H·P CO2 （3）比较封闭体系和开放体系可发现，在封闭体系中，[H 2CO 3 *]、[HCO 3 -]、[CO 3 2-]