第三章 水环境化学

第三章 水环境化学

一、名词解释：

亨利定律 水体富营养化 分配定律 辛醇-水分配系数 吸附等温线 分配系数 生长代谢 赤潮 共代谢 水解速率 直接光解 间接光解 生物浓缩因子 二、填空

1、天然水中的总碱度= [HCO3-] +2 [CO32-] + [OH-] - [H+] 。

2、水中污染物大体可分为8类：①耗氧污染物，②致病污染物，③合成有机物，④植物营养物，⑤无机物与矿物质，⑥由土壤、岩石等冲刷下来的沉积物，⑦放射性物质，⑧热污染。

3、水循环过程通常由蒸发、水汽输送、凝结降水、径流4个环节组成。 4、水环境中胶体颗粒物的吸附作用有表面吸附、离子交换吸附和专性吸附等。 5、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。

6、有机污染物一般通过吸附作用、挥发作用、水解作用、光解作用、生物富集和降解等过程进行迁移转化。

7、一般天然水体的决定电位是溶解氧，而有机污染物积累的厌氧体系中决定电位是有机物。

8、腐殖质与环境有机物之间的作用主要涉及吸附效应、溶解效应、对水解反应的催化作用、对微生物过程的影响以及光敏效应和猝灭效应等。

9、水体呈富营养状态时，水面藻类增殖，成片成团地覆盖水体表面。这种现象发生在湖面上称为水华或湖靛，而发生在海湾或河口区域则称为赤潮。

10、海水以 Cl- 和 Na+ 离子为主。

11、天然水中常见的八大离子是K，Na，Ca，Mg，HCO3，NO3，Cl，SO4。 12、天然水体中最重要的无机配位体是OH-和Cl-，其次是HCO3-和SO42-等。 13、水体中常见的吸附等温线有Henry型、Langmuir型和Freundlich型三种

14、有机化合物在土壤(沉积物)中的吸着存在着二种主要机理：分配作用和吸附作用。 15、辛醇-水分配系数常用 kow 表示，反映了化合物在 水 相和 有机 相之间的迁移能力，它与化合物的水溶性、土壤吸咐常数和生物浓缩因子密切相关。

16、水体中典型的自养生物是藻类，自养生物的C、N、P源分别是CO2、NO3-、PO43-。 17、影响生物降解的因素是有机化合物本身的化学结构和微生物的种类，此外，温度、pH、反应体系的溶解氧等也能影响生物降解有机物的速率。

18、水中无机污染物进入水体，主要是通过沉淀－溶解、氧化－还原、配合作用、胶体形成、吸附－解吸等作用进行迁移转化。

19、通常使用N/P值的大小判断湖泊的富营养化状况。当N/P值>100时，属贫营养湖泊状况。当N/P值<10时，属富营养状况。

20、天然水体的pH值一般在6~9之间。

21、水环境中促成颗粒相互碰撞产生絮凝有三种不同机理。即异向絮凝、同向絮凝和差速沉降絮凝。

22、DLVO理论适用于没有化学专属吸附作用的电解质溶液中，而且假设颗粒是粒度均

+

+

2+

2+

---2-等、球体形状的理想状态。

三、选择题

1、在通常的水体pH范围内（pH=5～9） B 是主要的稳定形态。

A、Fe(OH)2，Fe2+ B、Fe(OH)3，Fe2+ C、Fe(OH)2，Fe3+ D、Fe(OH)3，Fe3+ 2、水的氧化还原限度pe为 B 。

A、-pH B、20.75-pH C、（1/0.059）E D、pH-20.75 3、一般情况下，当水体DO B 时，鱼类会死亡。

A、>8.0mg/L B、<4.0 mg/L C、>0 D、>4.0 mg/L 4、水解速率与pH有关。水解速率常数在低pH范围内， C 占优势。 A、kN B、kB[OH] C、kA[H] D、kh 5、某一水体的BOD20为100 ppm，其BOD5约为___D___ ppm。 A、40 B、50 C、35 D、70 6、游离氰对鱼的中毒限量为 B mg/L

A、0.02 B、0.03 C、0.05 D、0.1

7、引起水体富营养化原因是由磷、氮的化合物过多排放，__A__等微量元素及有机化合物的含量大大增加而引起水体中某些浮游植物、原生动物或细菌爆发性增殖或高度聚集。

A、Fe、Mn B、Ca、Mg C、Hg、Pb D、Cu、Zn 8、下列各种形态的汞化物，毒性最大的是__A __。

A、Hg(CH3)2 B、HgO C、Hg D、Hg2Cl2 9、影响水环境中颗粒物吸附作用的因素有 BCD 。

A、溶解氧含量 B、颗粒物粒度 C、温度 D、pH

10、进入水体有机物很多，水体中溶解氧将迅速下降，可能发生缺氧降解，主要产物为 ACD 等，将会使水质进一步恶化。

A、NH3 B、H2O C、H2S D、CH4

11、有机物通过 A 可能改变原化合物的化学结构、毒性、挥发性、生物降解的难易程度。

A、水解反应 B、挥发作用 C、生物降解作用 D、分配作用 12、吸附等温线是线性的是 B 。

A、吸附作用 B、分配作用 C、挥发作用 D、光解作用 四、问答题

1、有机物可通过哪些主要方式在水环境中发生迁移转化？ 答：有机物在水环境中的迁移转化作用主要有： （1）在固相（悬浮物或底泥）- 水体系中的分配作用； （2）从水中转入大气的挥发作用； （3）在水中的水解作用； （4）在光照条件下的光解作用； （5）在微生物作用下的生物降解作用。

2、某冶炼厂含铅废水经处理后排入河水中，测得排污口附近河水中铅的含量为0.4～

-+

0.5mg/L，而在下游500米处河水中铅含量仅为3～4μg/L，请解释其原因。 答：出现这种情况的原因可能有： （1）含Cu废水在河中的稀释、扩散；

（2）Cu与水中的阴离子生成Cu(OH)2、CuCO3等难溶物； （3）悬浮物和底泥对Cu有高度的吸附作用； （4）水生生物的生物富集作用。 3、简述水体的富营养化及其环境危害。

答：水体的富营养化是指生物所需的N、P等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等封闭性或半封闭性水体，以及某些滞流河流水体内的N、P和C等营养元素的富集，导致某些特征性藻类物质的异常繁殖，使水体透明度下降，水体溶解氧量下降，水质恶化，鱼类及其它生物大量死亡的现象。

水体的富营养化的环境危害：

（1）产生“水华”（内陆水体）和“赤潮”（海洋）事件； （2）产生藻毒素，导致鱼类等水生生物的大量死亡； （3）破坏生态平衡，加速水域地的衰亡过程。

4、某水体的pH = 8.00，碱度为1.00×10mol/L，该水体中[HCO3]，[CO3]，[OH]，[H]等物质的浓度。

解：pH = 8.00时， [CO3]的浓度很低，可认为碱度全部由[HCO3]贡献，则[HCO3] = [碱度] = 1.00×10mol/L；

根据pH值，[H+] = 1.00×10-8 mol/L；[OH-] = 1.00×10-6 mol/L

H2COK1?3-3 -2--

+

2---

-3

?H?HCO??3??3?3[H]?[HCO[H2CO3]]?[H2CO3]??1.00?10?7?3[H]?[HCOK1?2.25?10?5?] [H2CO3]??31.00?10?84.45?10?2?3mol/LHCOK2?[CO?H?CO?2?3?[H][CO[HCO2?3]]?[CO?112?3]?K2[HCO[H]?3??3] 3]?4.69?10?1.00?10?81.00?10?4.69?10?6mol/L5、若一个天然水的pH为7.0，碱度为1.4×10-3 mol/L，需加多少酸才能把水体的pH降到6.0？

解：总碱度= cT(α1+2α2)+kw/[H]-[H] cT =

1+

+

?1?2?2{总碱度+[H]-[OH]} 令α =

+-

1?1?2?2

当pH在5~9范围内，碱度≥10-3 mol/L或pH在6~8范围内，碱度≥10-4 mol/L时，[H+]、[OH]项可忽略不计，得到简化式

cT =α×碱度

-

当pH=7.0时，查P130表3-5得α1=0.816，α1=3.83×10-4，则α =1.22，cT =α×碱度=1.22×1.4 =1.71×10-3 mol/L，若加强酸将水的pH降低到6.0，其cT值不变，而α为3.25，可得： 碱度= cT/α=1.71×10-3/3.25=5.26×10-4（mol/L）

碱度降低值就是应加入的酸量，即△A=1.4×10-3 -5.26×10-4=8.74×10-4（mol/L）

6、一个有毒化合物排入pH=8.4，T=25oC水体中，90%的有毒物质被悬浮物所吸着，已知其Ka=0，Kb=4.9×10-7L/(d·mol)，Kh=1.6d-1，计算化合物的水解速率常数。