水环境化学讲义天然水的组成与性质学时2学时教学目标了解.PDFVIP

水环境化学 讲义 第二章 天然水的组成与性质 学时：2 学时 教学目标：了解水的分子结构与性质，掌握天然水的组成、分类及其特征。了解 天然水的演化及其特征。 教学重难点：水的性质，水的分子结构与性质的关系，天然水的组成与分类。 教学内容与过程： 1．水质概况 地球表面有 70.8%为海洋所覆盖，占地球总水量的 97.3%，淡水只占2.7%， 3 可供人类使用的淡水资源约为850 万km ，仅占地球总水量的0.64%。 我国水资 源比较丰富，约为 27210 亿m3，居世界第六位。目前用水量仅次于美国。对44 个城市水质调查:地下水93.2%被污染，地表水100%污染。 2．天然水的组成 天然水化学组成的形成过程：考虑岩石风化和土壤生成等有关过程。 风化过程：地壳中原生岩石是火成岩，经过风化作用、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。 3．水的关键作用 大气组成受到火山排出物的直接或间接影响，提供CO 和氧化剂(O)而参与 2 2 化学转化过程。 4．天然水中的主要离子组成 - - - 2- K+、Na+、Ca +、Mg +、HCO 、NO 、Cl 和SO 为天然水中常见的八大离子， 2 2 3 3 4 占天然水中离子总量的95-99%。 5．水中的金属离子 水溶液中的金属离子通过化学反应可以达到最稳定的状态，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。 6．溶解在水中的气体 水生生物：水生生物可直接影响许多物质的浓度，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 单、无生命的无机物元素引进其复杂的生命分子中即组成生命体。异养生物利用 自养生物产生的有机物作为能源及合成它自身生命的原始物质。 7．溶解氧（DO）： 水体与大气交换或经化学、生物化学反应后溶于水中的氧称 为溶解氧。 水体受污染对其溶解氧反逐渐减少，因此，水中溶解氧的浓度是表明水体污 染程度的重要指标之一。地面水要求溶解氧含量不能低于4 毫克/升。 8．生物(或生化)需氧量（BOD ） 5 生物(或生化)需氧量 BOD 是另一个水质的重要参数，它是指在一定体积的 5 水中有机物降解所要耗用的氧的量。 9．化学需氧量（COD） 化学需氧量是指水样在规定条件下用氧化剂处理时，其溶解性或悬浮性物质 消耗氧化剂的量。 天然水的性质 10．碳酸平衡 - 2- 在水体中存在着CO 、H CO 、HCO 、CO 等四种化合态，常把CO 、H CO 合并 2 2 3 3 3 2 2 3 为H CO ，H CO 含量极低，主要是溶解性气体CO 。 2 3 2 3 2 11．天然水的碱度和酸度 碱度是指水中能与强酸发生中和作用的全部物质，即能接受质子 H+的物质 总量。 组成水中碱度的物质： （1）强碱在溶液中全部电离生成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+。 酸度是指水中能与强碱发生中和作用的全部物质，亦即放出 H+或经过水解 能产生H+的物质的总量。 组成水中酸度的物质：（1）强酸；（2）弱酸如CO 、H CO 、H S、蛋白质以及