三篇水环境化学市公开课金奖市赛课一等奖课件.pptx

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第三篇,水,环,境,化,学,世界上可供人类利用淡水资源仅占地球水资源0.64%。,重点转向,(1),有毒难降解有机污染物水环境行为和归趋模式方面研究,;,(2),金属存在形态与生物有效性及生物地球化学循环研究,;,(3),饮用水资源保护及地下水污染问题。,1,第1页,第1页,第三篇,水,环,境,化,学,教学要求,:,1.,掌握天然水构成和性质,;,2.,溶解和沉淀，氧化还原，配合作用及固-液界面互相作用等基本化学原理在水环境化学中应用；,3.,掌握主要有毒难降解有机污染物环境行为和归趋模式基本原理。,2,第2页,第2页,第一章 天然水性质和构成,水质概况,地球表面有70.8%为海洋所覆盖，占地球总水量97.3%，淡水只占2.7%，可供人类使用淡水资源约为850万,km,3,，,仅占地球总水量0.64%。,我国水资源比较丰富，约为27210亿,m,3,，,居世界第六位。,当前用水量仅次于美国。,对44个都市水质调查,:,地下水93.2%被污染，地表水100%污染,.,3,第3页,第3页,第一章 天然水性质和构成,天然水系类别,4,第4页,第4页,第一章 天然水性质和构成,天然水构成,天然水化学构成形成过程,考虑岩石风化和土壤生成等相关过程。,风化过程,地壳中原生岩石是火成岩，通过风化作用、迁移和沉积作用而成为沉积岩，沉积岩经地壳变迁可重新转入大陆，也可再经变质岩转为火成岩，构成岩石循环。,水关键作用,大气构成受到火山排出物直接或间接影响，提供,CO,2,和氧化剂(,O,2,),而参与化学转化过程。,5,第5页,第5页,第一章 天然水性质和构成,天然水中主要离子构成,K,+,、Na,+,、Ca,2+,、Mg,2+,、HCO,3,、NO,3,、Cl,和,SO,4,2,为天然水中常见八大离子，占天然水中离子总量9599%。,水中金属离子,水溶液中金属离子通过化学反应能够达到最稳定状态，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过程。,6,第6页,第6页,第一章 天然水性质和构成,溶解在水中气体,水生生物,水生生物可直接影响许多物质浓度，包括代谢、摄取、转化、存贮和释放等。,自养生物和异养生物,自养生物利用太阳能或化学能量，把简朴、无生命无机物元素引进其复杂生命分子中即构成生命体。,异养生物利用自养生物产生有机物作为能源及合成它本身生命原始物质。,7,第7页,第7页,第一章 天然水性质和构成,溶解氧（,DO）,水体与大气互换或经化学、生物化学反应后溶于水中氧称为溶解氧。,水体受污染对其溶解氧反逐步减少，因此，水中溶解氧浓度是表明水体污染程度主要指标之一。地面水要求溶解氧含量不能低于4毫克/升。,8,第8页,第8页,第一章 天然水性质和构成,生物(或生化)需氧量（,BOD,5,）,生物(或生化)需氧量,BOD,5,是另一个水质主要参数，它是指在一定体积水中有机物降解所要耗用氧量。,化学需氧量（,COD）,化学需氧量是指水样在要求条件下用氧化剂处理时，其溶解性或悬浮性物质消耗氧化剂量。,9,第9页,第9页,第一章 天然水性质和构成,天然水性质,碳酸平衡,在水体中存在着,CO,2,、H,2,CO,3,、HCO,3,、CO,3,2,等四种化合态，常把,CO,2,、H,2,CO,3,合并为,H,2,CO,3,，H,2,CO,3,含量极低，主要是溶解性气体,CO,2,。,10,第10页,第10页,碳酸平衡系统,11,第11页,第11页,第一章 天然水性质和构成,天然水碱度和酸度,碱度是指水中能与强酸发生中和作用所有物质，即能接受质子,H,+,物质总量。,构成水中碱度物质：,（1）强碱在溶液中所有电离生成,OH,离子；,（2）弱碱在水中发生反应生成,OH,离子；,（3）强碱弱酸盐如各种碳酸盐、硅酸盐、磷酸盐、硫化物和腐殖酸 盐等，水解生成,OH,或者直接接受质子,H,+,。,12,第12页,第12页,第一章 天然水性质和构成,酸度是指水中能与强碱发生中和作用所有物质，亦即放出,H,+,或通过水解能产生,H,+,物质总量。,构成水中酸度物质：,（1）强酸；,（2）弱酸如,CO,2,、H,2,CO,3,、H,2,S、,蛋白质以及各种有机酸类；,（3）)强酸弱碱盐。,天然水体缓冲能力,天然水体,pH,值普通在69之间。,水中含有各种碳酸化合物控制水,pH,值并含有缓冲作用。,13,第13页,第13页,第一章 天然水性质和构成,水硬度,水中所含钙、镁离子总量称为水总硬度。,水硬度分级,总硬度 水质,04度 很软水,48度 软水,816度 中档硬水,1630度 硬水,30度以上 很硬水,惯用“度”作为硬度单位。比如,l0mg/L,CaO,称为1德国度，,l0mg/L,CaCO,3,称为法国度。,14,第14页,第14页,第一章 天然水性质和构成,天然水体中颗粒物和沉积物,总残渣包括过滤性残渣(又称总溶解性固体物,TDS),和非过滤性残渣(又称悬浮物或悬浮固体物,SS)。,总残渣又可分为挥发性残渣和固定残渣两部分,.,天然水体中颗粒物质起源,（,1,）陆生岩石碎屑,包括石英,(SiO,2,),、刚玉,(Al,2,O,3,),或赤铁矿,(Fe,2,O,3,),等颗粒物,.,（2）粘土矿物,（3）碳酸盐和硅石,（4）颗粒状有机物,（5）天然和人造化学物质,15,第15页,第15页,天然水体,-,海洋,海洋,海洋覆盖着70.8%地球表面，总面积约361,10,12,m,2,，,平均深度3800,m，,总体积为1370,10,15,m,3,。,海水离子强度,I,约为0.7。,温度和盐度是决定海水各种性质决定性因数。,海水,pH,值在表层为8.18.3，在深层可下降到7.8。,溶解于海水中物质按它们存在数量分为三类，即主要离子、少许物质和微量元素。,16,第16页,第16页,天然水体,-,海洋,主要成份依次为,Cl,、Na,+,、Mg,2+,、SO,4,2,、Ca,2+,、K,+,和（,HCO,3,+CO,3,2,）。,含氯量包括水样中氯化物、溴化物和碘化物总和(后两者被折算为氯化物)。,盐度和含氯量之间经验关系式为：,盐度,=0.03+1.805（含氯量,）,多数海水盐度在33-37。,17,第17页,第17页,天然水体,-,海洋,18,第18页,第18页,天然水体,-,海洋,海洋污染问题,(1),由汇入海洋河水夹带工农业废水以及投弃海洋各种工业废物；,(2),在由河水夹带入海生活污水中含有很丰富营养物质，可在河口、海湾地域引起赤潮；,(3),海岸建立核电站、热电站排水中放射性污染物和热污染；,(4),运送船只机房排出机油，由海难事件中油轮倾翻大量原油；,(5),各种塑料制件(破碎鱼网、船上丢弃人海废塑料制品)；,(6),由旅游事业引起海滨地域污染等。,19,第19页,第19页,天然水体,河流,二、河流,大气降水及来自地下水向低洼处汇集，并在重力作用下沿泄水长条形凹槽流动，且终年有水者称为河流。,常年性流水和槽床(即河床)是形成河流基本条件。,相关河流水体基本综合性质有受纳水量、水位、流速、流量、含固量、矿化度(即以,g/kg,表示离子总浓度)等。,与地下水相比，河流是敞开流动水体；,与海洋相比，河流只有很小水量(占地球总水量百万分之一)。,20,第20页,第20页,天然水体,河流,主要离子中，,Na,+,、Ca,2+,占大多数，阴离子含量普通递减顺序是,HCO,3,、Cl,、SO,4,2,。,河流主要污染物是各种有毒金属和各类有机物。,释入河流重金属污染物(,Hg、Cd、Pb,等)很容易被水中悬浮颗粒物吸附，随后沉入水底。,当富含有机物都市污水经排污管释入河流水体后，随水逐流污染物会引起上下游水段内溶解氧渐次减少效应，造成种种不良环境后果。,21,第21页,第21页,天然水体,湖泊,三、湖泊,由地面上大小形状不同洼地积水而成湖泊。形成湖泊必须条件是要含有一个周围高、中间低能蓄水湖盆以及长久有水蓄积。,湖水中含钙、镁、钠、钾、硅、氮、磷、锰、铁等元素，其中氮、磷等元素引发富营养化问题是湖泊主要污染问题。,富营养化是湖泊等水体衰老表现，极端富营养化会使湖泊演化为沼泽或干地。,由酸雨引发湖水酸化是湖泊严重污染问题。,22,第22页,第22页,天然水体,地下水,四、地下水,地下水主要水源是大气降水。降水中一部分通过岩石和土壤间隙而渗入地下形成地下水。严格地说，存在于地表之下饱和层水体才是地下水，即是由水重力克服了向上毛细管力从而汇聚在此水分。,地下水水质特点：,(1),悬浮颗粒物含量很少，水体清沏透明；,(2),无菌、盐分高、硬度大、含较多量有机物；,(3),不与空气接触，水体呈还原态，铁、锰等元素以低价形态存在；,(4),水温不受气温影响；,(5),因有岩石等阻隔，流动速度很小，各部位水层水质也可有很大差别。,23,第23页,第23页,天然水体,地下水,地下水中污染物质,耗氧污染物,病原体，如细菌、病毒、原生动物等,植物营养物质,有机化学物品,放射性物质,24,第24页,第24页,天然水水质,水质指标,水质、水量和水能是度量水资源可利用价值三个主要指标,.,水质指标指水样中除水分子外所含杂质种类和数量或浓度。,天然水(也兼及各种用水、废水)水质指标，可分为物理、化学、生物、放射性四类。,水质原则,国家环境保护局于1988年公布了地面水环境质量原则,GB3838,一88(相关海水水质原则另列于,GB3097,一82),.,25,第25页,第25页,天然水水质,类：,适合用于源头水、国家自然保护区；,类：,适合用于集中式生活饮用水水源地一级保护区、珍贵鱼,类保护区、鱼虾产卵场等；,类：,适合用于集中式生活饮用水水源地二级保护区、普通鱼,类保护区及游泳区；,类：,适合用于普通工业用水区及人体非直接接触娱乐用水区；,类：,适合用于农业用水区及普通景观要求水域。,26,第26页,第26页,