第三章水环境化学.ppt

毕进红福州大学环境与资源学院第三节水中有机污染物的迁移转化3.3.3光解作用光催化中敏化光解第一章绪论Tobecontinued气体溶解在水中,对于生物种类的生存是非常重要的.例如鱼需要溶解氧,在污染水体许多鱼的死亡,不是由于污染物的直接毒性致死,而是由于在污染物的生物降解过程中大量消耗水体中的溶解氧,导致生物无法生存.CO2在水中形成酸,可同岩石中的碱性物质发生反应,通过沉淀反应变为沉积物从水中除去,在水和生物体之间的生物化学交换中,CO2占有独特的地位,溶解的碳酸盐化合态与岩石圈\大气圈进行均相多相的酸碱反应和交换反应,对于调节天然水的pH和组成起着重要作用.在海底,实验室,地下水.锅炉水和实验室水样中遇到的体系第二节水中无机污染物的迁移转化3.2.4氧化还原第二节水中无机污染物的迁移转化3.2.4氧化还原1、电子活度和氧化还原电位定义氧化还原反应：还原剂和氧化剂可以定义为电子供体和电子接受体，可以定义pε为：pε=-lg(ae)ae_______水溶液中电子的活度酸碱反应：pH=-lg(aH+) aH+_______氢离子在水溶液中的活度，它衡量溶液接受或迁移质子的相对趋势；第二节水中无机污染物的迁移转化3.2.4氧化还原1、电子活度和氧化还原电位定义pε的严格热力学定义，基于反应：2H+(aq)+2e?H2(g)当H+(aq)在1单位活度与1.013×105Pa的H2平衡(同样活度为1)的介质中,电子活度为1.00,pε=0.0pε越小，电子浓度越高，体系提供电子的倾向越强；pε越大,电子浓度越低，体系接受电子的倾向越强第二节水中无机污染物的迁移转化3.2.4氧化还原1、电子活度和氧化还原电位氧化还原电位E与pε的关系第二节水中无机污染物的迁移转化3.2.4氧化还原第二节水中无机污染物的迁移转化3.2.4氧化还原2、天然水体的pε-pH图---水的氧化还原限度氧化限度1.0130×105Pa氧分压pε=20.75-pH还原限度1.0130×105Pa氢分压pε=-pH第二节水中无机污染物的迁移转化3.2.4氧化还原2、天然水体的pε-pH图水中铁的pE-pH图（总可溶性铁浓度为1.0×10-7mol/L）水体的pH为5-9，Fe(OH)3或Fe2+是主要的稳定形态第二节水中无机污染物的迁移转化3.2.4氧化还原3、天然水的pε和决定电位（1）决定电位：若某个单体系的含量比其他体系高得多，则此时该单体系电位几乎等于混合复杂体系的pε，称之为决定电位。（2）一般天然水环境中，溶解氧是决定电位物质，而在有机物积累的厌氧环境中，有机物是决定电位物质，介于二者之间者，则其决定电位为溶解氧体系和有机物体系的结合。（3）天然水的pε为13.58，该值随水中溶解氧的减少而降低，因而表层水呈氧化性环境，深层水及底泥呈还原性环境，同时天然水的pε随pH减少而增大。第二节水中无机污染物的迁移转化3.2.4氧化还原第二节水中无机污染物的迁移转化3.2.4氧化还原4、无机铁的氧化还原天然水中铁的存在形态为Fe(OH)3(s)或Fe2+。设总溶解铁浓度为1.0×10-3mol/L：pε0=13.05pε=13.05+1/nlg[Fe3+]/[Fe2+]当pεpε0时，[Fe3+][Fe2+]，[Fe2+]=1.0×10-3mol/Llg[Fe3+]=pε-16.05当pεpε0时，[Fe3+][Fe2+]，[Fe3+]=1.0×10-3mol/Llg[Fe2+]=10.05-pε第二节水中无机污染物的迁移转化3.2.4氧化还原4、无机铁的氧化还原第二节水中无机污染物的迁移转化3.2.4氧化还原5、水中有机物的氧化A、水中有机物可以通过微生物的作用，逐步降解转化为无机物B、水中有机物有氧分解产物为CO2、、H2O、SO42-、NO3-等，不会引起水质恶化；而缺氧分解产物为NH3、H2S、CH4，将会使水质恶化。氧下垂线：向河流中加入有机物后，水中BOD升高，发生耗氧分解，河流的含氧量沿程迅速下降。第二节水中无机污染物的迁移转化3.2.5配合作用水中多数金属污染物以配合物形态存在重要的无机配体有：OH-、Cl-、CO32-、HCO3-、F-、S2-、CN-、NH3有机配体情况复杂，包括动植物组织中的天然降解产物，如氨基酸、糖、腐殖质以及生活废水中的洗涤剂、NTA、EDTA等。第二