环 境 化 学 (第三章 水环境化学)第二节.pptVIP

第二节?水中无机污染物的迁移转化;一、颗粒物与水之间的迁移 水中颗粒物 矿物微粒和粘土矿物 金属水合氧化物 腐殖质 水体悬浮沉积物 其他;一、颗粒物与水之间的迁移 1．水中的颗粒物 矿物微粒和黏土矿物 矿物微粒 主要指硅酸盐矿物，其中：石英(SiO2)、长石(KAlSi3O8)等矿物微粒颗粒粗、不易碎裂， 缺乏粘结性。;一、颗粒物与水之间的迁移; 金属水合氧化物 Al、Fe、Mn、Si等的水合氧化物，在天然水体中以无机高分子及溶胶等形式存在，在水环境中发挥重要的胶体化学作用。 所有金属水合氧化物可以结合水中微量物质,同时本身又趋于结合在矿物微粒和有机物的界面上。; 腐殖质 带负电荷的高分子弱电解质，多含有–COOH、–OH等。在pH高，离子强度低条件下，羟基、羧基大多离解，负电荷相互排斥，构型伸展，亲水性强。 在pH低、较高浓度金属离子存在下，各官能团难以离解，高分子趋于卷缩，亲水性弱，因而趋于沉淀或凝聚。 ; 悬浮沉积物 各种环境胶体物质的聚集物，组成不固定 其他 湖泊中的藻类、污水中的细菌、病毒、废水中的表面活性剂或油滴。; 表面吸附—物理吸附，与胶体的比表面 积有关。 离子交换吸附—物理化学吸附，水环境中一部分胶体带负电荷，吸附一部份阳离子，同时释放等量其它阴离子。 属可逆反应，不受温度影响，交换吸附能力与溶质的性质、浓度、吸附剂性质有关;2．水环境中颗粒物的吸附作用; 氧化物表面配合吸附模式; 吸附是指溶质在界面层浓度升高的现象，水体中颗粒物对溶质的吸附是一个动态平衡过程。 在一定的温度下，当吸附达到平衡时，颗粒物表面上的吸附量（G）与溶液中溶质平衡浓度 (C) 之间的关系用吸附等温式表达。; H型（ Henry）等温式（直线型）;L型（Langmuir）等温式 ;4 沉积物中重金属的释放（p125）; 水环境pH值的降低，导致硫酸盐和氢 氧化物的溶解 ; ? 胶体颗粒聚集的基本原理是：两颗粒在相互接近时产生几种作用力，如多分子范德华力、双电层静电斥力和水化膜阻力等，这几种作用力的综合效应使颗粒物聚集。;二、水中颗粒物的聚集;天然水环境和水处理条件下主要的颗粒物聚集方式;; ; 无机高分子絮凝剂 以三氯化铁、硫酸铝和碱式氯化铝等为基体制备 如：聚合硫酸铁（poly ferric sulfate，PFS）、含硼聚硅硫酸铁、聚合硅铝酸铁等Al2(SO4)3- CPAM（阳离子聚丙烯胺） ; 有机高分子絮凝剂 聚多胺，聚丙烯酰胺，阳离子型（淀粉－二甲基二烯丙基氯化铵接枝共聚物）, 两性絮凝剂等。 复合型絮凝剂;1. 金属氧化物和氢氧化物;金属氧化物和氢氧化物的溶解度与溶液的pH值呈线性关系。（p132,133）;Date;Date;2．碳酸盐（以CaCO3为例）;已知： ;2．碳酸盐（以CaCO3为例）;2．碳酸盐（以CaCO3为例）;2．碳酸盐（以CaCO3为例）;Date; 开放体系;开放体系;Date;小 结;1. 电子活度和氧化还原电位 电子活度的概念 酸碱反应 pH定义为： pH = -log(αH+) 氧化还原 pE定义为： pE = -log(αe) αe(电子活度) ;1. 电子活度和氧化还原电位; 氧化还原电位E与pE的关系 Ox + n e = Red; 反应平衡时， 平衡常数K可表示为： 则 ; (25℃) ;1. 电子活度和氧化还原电位; 水的氧化还原限度 边界条件： 氧化限度 1.0130×105Pa 氧分压 还原限度 1.0130×105Pa 氢分压;氧化限度: ; 还原限度:; 以Fe为例，Fe的pE-pH图落在水的氧化-还原限度内，假定溶解性铁最大浓度为1.0×10-7mol/L。 F