水環(huán)境化學(xué) word版本

《水環(huán)境化學(xué) word版本》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《水環(huán)境化學(xué) word版本（21頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 水是人類寶貴的自然資源，它關(guān)系到人類的命運(yùn)、民族的身體素質(zhì)。水質(zhì)的優(yōu)劣影響著人類的生活、生產(chǎn)及健康?？梢哉f水是“萬物之本”，是人類與生物賴以生存和發(fā)展必不可缺少的物質(zhì)。 地球上水的總量是固定的，約13.6億km3，但可供人類利用的淡水只占水總量的0.26。雖然淡水資源有限，但如果時(shí)空分布得當(dāng)，并保持恰當(dāng)水質(zhì)，還是可以滿足全球目前和將來的淡水需要。遺憾的是，地球上淡水資源的時(shí)空分布極其不均勻，加上水污染日益嚴(yán)重以及工農(nóng)業(yè)和生活用水量的增加，許多國家和地區(qū)出現(xiàn)了水資源嚴(yán)重短缺的局面。水的短缺和污染不僅影響了生物生存，而且直接或間接地給人類生存帶來威脅和危害，同時(shí)也造成重大的經(jīng)濟(jì)損失。 水環(huán)境化學(xué)

2、是研究化學(xué)物質(zhì)在天然水體中的存在形態(tài)、反應(yīng)機(jī)制、遷移轉(zhuǎn)化、歸趨的規(guī)律與化學(xué)行為及其對生態(tài)環(huán)境的影響。它是環(huán)境化學(xué)的重要組成部分，這些研究將為水污染控制和水資源的保護(hù)提供科學(xué)依據(jù)。第一節(jié) 水環(huán)境化學(xué)基礎(chǔ)v 一、天然水的基本特性1、天然水的組成 天然水中一般含有可溶性物質(zhì)和懸浮物質(zhì)（懸浮物、顆粒物、水生生物等）或膠體物質(zhì)?？扇苄晕镔|(zhì)的成分十分復(fù)雜，主要是在巖石的風(fēng)化過程中，經(jīng)水溶解遷移的地殼礦物質(zhì)。（1）天然水的主要離子組成： K+, Na+, Ca2+ , Mg2+, HCO3-, NO3-, Cl-, SO42- 為天然水中常見的八大離子，占天然水離子總量的9599%。天然水中常見主要離子總量

3、可以粗略地多為水的總含鹽量（TDS）TDS=Ca2+ + Mg2+ + Na+ + K+ + HCO3-+ SO42- + Cl- + NO3-2Ca2+ + 2Mg2+ + Na+ + K+ = HCO3-+ 2SO42- + Cl- + NO3-此原則可以核對水質(zhì)分析結(jié)果的合理性 河水中陰、陽離子的 平均含量順序: Ca2+Na+Mg2+ K+ HCO3-SO42-Cl- NO3-海水中主要成分含量：Na+Mg2+ Ca2+K+Cl- SO42- HCO3- NO3-（2）水中的金屬離子 水中金屬離子常常以多種形態(tài)存在。例如三價(jià)鐵: Fe(OH)2+ , Fe(OH)2+ , Fe2(OH

4、)24+ , Fe3+ , (3)天然水中的微量元素 含量很小，常低于1ug/Lv 重金屬：Zn、Cu、Pb、Ni、Crv 稀有金屬：Li、Rb、Cs、Bev 鹵素：Br、I、Fv 放射性元素:鈾、鐳、氡等 對水體中動(dòng)植物體的生命活動(dòng)有較大影響。（4） 天然水中溶解的氣體 大氣中的氣體與溶液中同種氣體間的平衡為： X(g) X(aq)亨利定律：一種氣體在溶液中的溶解度與所接觸的該 氣體的分壓成正比 G(aq) = KHpG KH 各種氣體在一定溫度下的亨利定律常數(shù)(mol/LPa); pG各種氣體的分壓。 PG = P總摩爾分?jǐn)?shù) 同溫同壓下，氣體摩爾分?jǐn)?shù)等于體積分?jǐn)?shù)P總代表干燥大氣的總壓強(qiáng) 氧

5、氣在水中的溶解度 氧在干燥空氣中的含量為 20.95% ，25時(shí)水蒸氣的分壓為0.03167105 Pa。溫度升高，氣體在水中的溶解度反而降低！有些氣體溶解在水中后，會(huì)進(jìn)一步發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，那么其溶解在水中實(shí)際的量遵循亨利定律嗎？（5）水生生物 自養(yǎng)生物：利用太陽能或化學(xué)能量把簡單、無生命的無機(jī)元素引進(jìn)到復(fù)雜的生命分子中組成生命體，也稱之為生產(chǎn)者。如藻類。異養(yǎng)生物：利用自養(yǎng)生物產(chǎn)生的有機(jī)物作為能源和合成它自身生命的原始物質(zhì)，也稱之為分解者。如細(xì)菌、霉菌和真菌等。生產(chǎn)率：水體產(chǎn)生生物體的能力。生產(chǎn)率高的水體容易出現(xiàn)水體富營養(yǎng)化現(xiàn)象。決定水體水生生物的種類和范圍的因素：氧、溫度、透光度、水體的攪動(dòng)

6、，其中氧是關(guān)鍵因素。水中溶解氧DO ：溶解于水中的分子態(tài)氧稱為溶解氧。 生化需氧量BOD： ：水中有機(jī)物由于微生物的生化作用進(jìn)行氧化分解，使之無機(jī)化或氣體化時(shí)所消耗水中溶解氧的總數(shù)量?；瘜W(xué)需氧量（COD），是在一定條件，用一定的強(qiáng)氧化劑處理水樣所消耗的氧化劑的量，它是指示水體被還原性物質(zhì)污染的主要指標(biāo)，還原性物質(zhì)包括各種有機(jī)物、亞硝酸鹽、亞鐵鹽和硫化物等，但水樣受有機(jī)物污染是極為普遍的，因此化學(xué)需氧量可做有機(jī)物相對含量的指標(biāo)之一。2.水的特性v 透光性v 高比熱容、高汽化熱v 高密度v 高介點(diǎn)常數(shù)v 好溶劑v 冰輕于水v 水的依數(shù)性：凝固點(diǎn)降低、蒸汽壓下降（沸點(diǎn)升高）、滲透壓（1）天然水的循環(huán)

7、（2）水量平衡二、天然水體中的化學(xué)平衡1 沉淀溶解平衡一般來說，金屬污染物在水中的溶解度越大，遷移能力也越大，反之越小。天然水中各種礦物質(zhì)的溶解-沉淀作用遵循溶度積原則。金屬氫氧化物：無定形沉淀 無序晶格的細(xì)小晶體與水體pH有關(guān)，酸性或堿性越強(qiáng)的水體，其遷移能力也升高金屬硫化物：在中性條件下絕大多數(shù)重金屬硫化物是不溶的。碳酸鹽：其溶解度很大程度上取決于水中溶解的CO2和pH值。2 酸堿平衡天然水的pH主要由CO2決定，天然水中的酸堿平衡主要受CO2的影響，CO2 + H2O pK0=1.46 H2CO3 pK1=6.35 H+HCO3- pK2=10.3 2H+CO32- 在水體中存在著CO2

8、、H2CO3、 HCO3-、 CO32- ; 實(shí)際上H2CO3 的含量極低，主要是溶解性的氣體CO2，常把CO2和H2CO3 合并為H2CO3*; H2CO3* HCO3-CO32-封閉體系可用下面的反應(yīng)和平衡常數(shù)表示：CT = H2CO3 * + HCO3- + CO32- 總無機(jī)碳含量 0 =H2CO3* /H2CO3* +HCO3- +CO32- 1= HCO3- /H2CO3* +HCO3- +CO32- 2 = CO32- /H2CO3* +HCO3- +CO32- pH6.35，含H2CO3*和HCO3- ， 主要為H2CO3* 組分，pH4.3時(shí)，H2CO3* 最大。pH=6.3

9、5，H2CO3* =HCO3-pH為6.3510.33，含H2CO3*、HCO3-和CO32-，主要HCO3-pH 6.35 8.34： H2CO3* 、HCO3- ，無CO32-pH=8.34：HCO3-最大pH 8.3410.33：HCO3- 、CO32- ，無H2CO3* pH=10.33, HCO3-=CO32-pH10.33, 含HCO3- 、CO32- ，主要為CO32-pH=12， CO32-最大。 若不考慮溶解性CO2與大氣交換的過程，認(rèn)為屬于封閉的水溶液體系情況， H2CO3*、HCO3-、CO32-可隨pH改變而改變，此時(shí)CT始終保持不變。 若考慮溶解性CO2與大氣交換的過

10、程，認(rèn)為屬于開放的水溶液體系情況，此時(shí)HCO3-、CO32-隨著pH改變而改變，CT改變， H2CO3*總保持與大氣相平衡的固定數(shù)值（亨利定律）。一般來說，大多數(shù)天然水pH在69，HCO3-占優(yōu)勢。3 天然水中的堿度和酸度（1）堿度：是指水中能與強(qiáng)酸發(fā)生中和作用的全部物 質(zhì)，即能接受質(zhì)子H+的物質(zhì)總量。組成水中堿度的物質(zhì)可分為：A. 強(qiáng)堿，如 NaOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2 等B. 弱堿，如 NH3、C6H5NH2；C. 強(qiáng)堿弱酸鹽， 如 NaCO3、Na2S、Na3PO4等。用1L水中能結(jié)合質(zhì)子的物質(zhì)的量表示，mol/L或mmol/L 一般認(rèn)為，天然水中弱堿、硅酸鹽、磷酸鹽等含量很

11、少，天然水體堿度主要由OH-、CO2平衡引起?？倝A度：水中各種堿度成分的總和，由 HCO3-、CO32-、OH-來衡量，也成為甲基橙堿度。強(qiáng)酸滴定至 HCO3-、CO32-全部轉(zhuǎn)化為CO2，OH-轉(zhuǎn)化為H2O，利用甲基橙為指示劑，溶液由黃色變?yōu)槌燃t色，此時(shí)溶液的pH約為4.3。根據(jù)質(zhì)子平衡， 總堿度 = HCO3- + 2CO32- +OH- -H+酚酞堿度：利用酚酞為指示劑，OH-被中和，CO32-全部轉(zhuǎn)化為HCO3-， HCO3-不能被滴定，溶液由紅色變?yōu)闊o色，此時(shí)，溶液的pH約為8.3。 酚酞堿度 = CO32- +OH- - H+ - H2CO3* 總堿度 = HCO3- + 2CO3

12、2- +OH- -H+封閉體系中加入CO2，總堿度 不變 ，CT 增加 ；加入強(qiáng)堿，總堿度 增加 ，CT 不變 ；加入強(qiáng)酸，總堿度 減小 ，CT 不變 ；加入碳酸鹽、碳酸氫鹽，總堿度 增加 ，CT 增加 ；v 例題： 某水體的pH = 7.00, 堿度為1.0010-3 mol/L, 求該水體中H2CO3*,HCO3-, CO32-, OH-的濃度. 解：pH = 7.00時(shí)， CO32-的濃度很低，可認(rèn)為堿度全部由HCO3-貢獻(xiàn)，則HCO3- = 堿度 = 1.0010-3 mol/L； 根據(jù)pH值，H+ = 1.00 10-7 mol/L; OH- = 1.00 10-7 mol/L-7-

13、4CO32- = K2HCO3- / H+ （2） = 4.6910-111.0010-3 /1.0010-7 = 4.69 10-7mol.L-1（2）酸度是指水中能與強(qiáng)堿發(fā)生中和作用的全部物質(zhì)，亦即放出H+或經(jīng)過水解能產(chǎn)生H+的物質(zhì)的總量。組成水中酸度的物質(zhì)可分為： A. 強(qiáng)酸，如 HCl、H2SO4； B. 弱酸，如 CO2、H2CO3、各種有機(jī)酸等； C. 強(qiáng)酸弱堿鹽， 如 FeCl3、Al2（SO4）3等。 一般認(rèn)為，天然水中弱酸、弱堿鹽等含量很少，天然水體酸度主要由H+、CO2平衡引起。總酸度：水中各種酸度成分的總和，由 H2CO3*、HCO3-、H+來衡量 以強(qiáng)堿滴定水溶液測定其

14、酸度。 總酸度：用堿滴定酸至pH=10.8可得到總酸度。 總酸度 = H+ + HCO3- + 2H2CO3* -OH- 此時(shí)無明顯突躍，難以選擇合適指示劑。CO2酸度：以酚酞為指示劑，滴定到pH=8.3，無色變紅色。 CO2酸度 = H+ + H2CO3* - CO32- -OH- 無機(jī)酸度：以甲基橙為指示劑，滴定到pH=4.3，紅到黃。 無機(jī)酸度 = H+ - HCO3- - 2CO32- -OH- 總酸度 = H+ + HCO3- + 2H2CO3* -OH- 封閉體系中加入CO2，總酸度 增加 ，CT 增加 ；加入強(qiáng)酸，總酸度 增加 ，CT 不變 ；加入強(qiáng)堿，總酸度 減小 ，CT 不變

15、 ；加入碳酸氫鹽，總酸度 增加 ，CT 增加 ；加入碳酸鹽總酸度 不變 ，CT 增加 ；酸度和堿度有一定的重復(fù)性，所以除了pH4.5水體外，一般使用堿度。（3）水的穩(wěn)定性 -根據(jù)水中碳酸鈣的溶解、沉淀判斷v 水中CaCO3(s)處于沉淀溶解平衡-水具有穩(wěn)定性v 水中CaCO3(s)處于未飽和狀態(tài)-水具有侵蝕性v 水中CaCO3(s)處于過飽和狀態(tài)-水具有沉淀性根據(jù)水的實(shí)測pH和pHs確定水的穩(wěn)定性。水的穩(wěn)定性指數(shù)：S = pH pHs pH是水體實(shí)測的pH； pHs是指水中CaCO3剛好達(dá)到溶解沉淀平衡時(shí) 對應(yīng)的pH。水的穩(wěn)定性指數(shù)：S = pH pHspHs的計(jì)算 Ca2+ + CO32-

16、CaCO3(s) Ksp = Ca2+ CO32- HCO3- H+ + CO32- K2 = H+CO32- HCO3- CO32-要同時(shí)滿足以上兩個(gè)平衡Ksp = K2HCO3-Ca2+ H+ = K2 堿度 + H+ Kw/H+ H+ 1+ 2 K2 H+當(dāng)pH10時(shí)，H+ Kw / H+ 堿度簡化為： H+ K2Ca2+ 堿度 Ksp 1+ 2 K2 H+此時(shí)H+可作為CaCO3溶解平衡狀態(tài)的標(biāo)志，當(dāng)達(dá)到平衡時(shí)，溶液的pH值稱為pHspHs= pK2 pKsp lgCa2+- lg堿度+ lg(1+2K2/H+)當(dāng)pH9時(shí)，最后一項(xiàng)可略去：pHs= pK2 pKsp lgCa2+ lg

17、堿度 -求平衡時(shí)pHs的基本計(jì)算式根據(jù)水的實(shí)測pH和pHs確定水的穩(wěn)定性。水的穩(wěn)定性指數(shù)：S = pH pHsS=0:溶液中游離碳酸實(shí)際含量等于計(jì)算所得到的平衡碳酸值，表明此時(shí)溶液處于對碳酸鈣溶解平衡狀態(tài)，不會(huì)出現(xiàn)碳酸鈣的沉淀或溶解，水具有穩(wěn)定性；S0:溶液中游離碳酸實(shí)際含量小于計(jì)算所得到的平衡碳酸值，表明此時(shí)溶液處于對碳酸鈣過飽和狀態(tài)，水具有沉淀性；可通過酸化，減少實(shí)測溶液中的碳酸根離子濃度，達(dá)到平衡。一般把 S 0.250.3范圍內(nèi)的水都認(rèn)為是穩(wěn)定的。4 .氧化還原平衡v 通常用電子活度來表示水體氧化性或還原性的強(qiáng)弱v 許多重要的氧化還原反應(yīng)均為微生物催化反應(yīng)（1）電子活度和氧化還原電位

18、1）電子活度的概念 e-：表示水溶液中的電子活度 （假想） 電子活度越高，體系給出電子的傾向就越強(qiáng)，處于還原態(tài)。 電子活度越低，體系接受電子的傾向就越強(qiáng)，處于氧化態(tài)。 根據(jù) H2 的半電池反應(yīng)， 2H+(aq) + 2e = H2 即當(dāng)H+(aq)為1個(gè)單位活度與H2為1.0130105 Pa (活度1)平衡 的介質(zhì)中，電子活度為1，酸堿反應(yīng) pH定義為： pH = -lgH+ 氧化還原反應(yīng) pE定義為： pE = -lge- pE衡量溶液接受或給出電子的相對趨勢，在還原性很強(qiáng)的溶液中，其趨勢是給出電子；在氧化性強(qiáng)的溶液中，趨勢是接受電子。 pE越小，電子活度越高，體系給出電子的傾向就越強(qiáng)，

19、處于還原態(tài)，是還原性環(huán)境； pE越大，電子濃度越低，體系接受電子的傾向就越強(qiáng)， 處于氧化態(tài)，是氧化性環(huán)境。2）氧化還原電位E與pE的關(guān)系v 氧化態(tài) + ne- 還原態(tài)K = 還原態(tài) 氧化態(tài)e-n 還原態(tài)-lgK = -lg 氧化態(tài) + nlg e-令： pEy =(1/n )lgK pE = pEy + 1 lg 氧化態(tài) n 還原態(tài)與Nernst方程相比較： E = Ey + 0.059 lg 氧化態(tài) n 還原態(tài)可得：pE = E pEy = Ey 0.059 0.059在氧化還原平衡體系中，往往有H+或OH-離子參與反應(yīng)。 所以，pE除了與氧化態(tài)和還原態(tài)濃度有關(guān)以外，還與體 系的pH有關(guān)。3

20、)天然水的 pE pH 圖v pE對于pH的依賴關(guān)系可用pE-pH圖來表示。v未受污染的天然水體的pE-pH圖如右圖所示 該圖顯示了水中各形態(tài)的穩(wěn)定范圍及邊界線。水的還原限度：1.0130105Pa 氫分壓氧化限度： 1.0130105Pa 氧分壓 pE = 20.75-pH 若在某pH下，某物質(zhì)的pE高于b線，說明該物質(zhì)氧化性強(qiáng)于水，水被氧化，放出氧氣。若在某pH下，某物質(zhì)的pE低于a線，說明該物質(zhì)還原性強(qiáng)于水，水被還原，放出氫氣。若在某pH下，某物質(zhì)的pE在a線以上，B線以下，水既不會(huì)被還原也不會(huì)被氧化。 （5）配位-離解平衡v 水中多數(shù)金屬污染物以配合物形態(tài)穩(wěn)定的存在于水中；v 羥基、鹵

21、素配體的競爭配位作用，影響金屬難 溶鹽的溶解度；v 重金屬離子與不同配體的配位作用，改變其化學(xué)形態(tài)和毒性，如甲基汞的毒性大于無機(jī)Hg，自由Cu2+毒性大于配合態(tài)銅。 最重要的無機(jī)配位體是Cl-和OH- 無機(jī)的 比較重要的無機(jī)配位體是HCO3- 、 SO42-等配位體分類 某些特定水體中NH3、PO43-、F-、S2- 有機(jī)的 腐植質(zhì)、泥炭、植物殘?bào)w、微 生物代謝物等 人為污染物，如農(nóng)藥等1） 氯離子對重金屬的配合作用它與二價(jià)金屬離子M2+能生成MCl+、MCl2、MCl3-、MCl42-形式的配合物。 Cl-濃度越大，配位數(shù)越大。 與金屬離子本身性質(zhì)有關(guān)，即與生成物穩(wěn)定常數(shù)有關(guān)。氯離子與汞、鎘

22、、鋅、鉛形成配合物能力的大小順序?yàn)椋?Hg2+Cd2+Zn2+Pb2+ pH對Cl-的配合作用幾乎沒有什么影響氯離子對金屬離子的配合作用可以大大提高難溶金屬化合物的溶解度。2）在ClOHMe2+體系中的配合作用v OH-與Cl-在水體中對金屬離子的配合作用發(fā)生競爭，如Cd2+、Hg2+、Pb2+、Zn2+，除形成氯配離子外，也可形成PbOH+、CdOH+、Hg(OH)2、Zn(OH)2v 還能形成復(fù)雜混配離子： Hg(OH)Cl 、Cd(OH)Cl不同形態(tài)配合物的形成與配離子濃度、水體pH等因素有關(guān)（p59）。v 形成配離子，對重金屬的遷移轉(zhuǎn)化起重要作用： 提高難溶金屬化合物的溶解度 如：Hg

23、(OH)2和HgS的溶解度在Cl-=110-4mol/L，分別增 大45倍和408倍。 使膠體對金屬離子的吸附作用減弱（Hg）3) 腐殖質(zhì)的配位作用 天然水中對水質(zhì)影響最大的有機(jī)物是腐殖質(zhì)，腐殖質(zhì)是由動(dòng)植物殘骸被微生物分解轉(zhuǎn)化而成的有機(jī)高分子化合物。 分子量在300到30000以上；顏色從褐到黑； 結(jié)構(gòu)多孔疏松； 含量在天然水中約幾到幾十ppm，水體低泥中約千分之幾到百分之幾。 其分解產(chǎn)物是植物可以吸收的養(yǎng)料。根據(jù)酸堿中的溶解情況和顏色分類 富里酸（Fulvic acid） 溶于酸堿，相對分子質(zhì)量數(shù)百 到數(shù)千，棕黃色，又稱黃腐酸；含碳量44% 50%，含氧44%50%，含氫4%6%，含氮 1%

24、3%。 腐殖酸（Humic acid）溶于稀堿不溶于酸，相對分 子質(zhì)量數(shù)千到數(shù)萬，棕色，又稱棕腐酸； 腐黑物（Humin） 不被酸堿提取，相對分子質(zhì)量數(shù) 萬到數(shù)百萬，又稱胡敏素。不同地區(qū)不同來源的腐殖質(zhì)相對分子質(zhì)量的元素組成有所區(qū)別性質(zhì)：1）隨親水性基團(tuán)含量的不同，腐殖質(zhì)的水溶性不同，如富里酸 單位重量含有的含氧官能團(tuán)數(shù)量較多，因而親水性也較強(qiáng)。2）腐殖質(zhì)中所含官能團(tuán)在水中可以離解并產(chǎn)生化學(xué)作用，具有 高分子電解質(zhì)的特性，表現(xiàn)為弱酸性；3）具有抵抗微生物降解的能力；4）具有同金屬離子和水合氧化物形成穩(wěn)定的水溶性和不溶性鹽 類的配合能力；5）具有與黏土礦物及人類排入水體的有機(jī)物相互作用的能力。6

25、）具有吸附性能螯合能力：除堿金屬尚未定論外，其余金屬都可以與腐殖質(zhì)螯合。其螯合能力與其來源有關(guān)，并與同一來源的不同成分有關(guān)。腐殖質(zhì)的螯合能力：一般相對分子質(zhì)量小的成分對金屬離子螯合能力越強(qiáng)，富里酸腐殖酸腐黑物腐殖質(zhì)對金屬離子的螯合能力有較強(qiáng)的選擇性，如湖泊腐殖質(zhì)對金屬螯合能力強(qiáng)弱一般為以下次序Hg2+Cu2+Ni2+ Zn2+ Co2+ Cd2+ Mn2+ Ca2+ Mg2+螯合能力與水體pH有關(guān)，水體pH值降低，腐殖質(zhì)的螯合能力減弱（p60） vv 腐殖質(zhì)在環(huán)境中的作用：（1）對重金屬在環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化有重要影響（2）可以影響重金屬對水生生物的毒性，如腐殖質(zhì)存在下可減弱Hg對浮游生物的抑制作

26、用，也可降低對浮游生物的毒性，減弱魚類和軟體動(dòng)物富集汞的效應(yīng)。（3）可以影響人的生命安全，如在氯化作用消毒飲用水過程中，腐殖質(zhì)的存在可形成可疑的致癌物質(zhì)-三鹵甲烷。（4）能鍵合水體中的有機(jī)物，從而影響其遷移分布v 腐殖質(zhì)在環(huán)境中的作用：（1）對重金屬在環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化有重要影響（2）可以影響重金屬對水生生物的毒性，如腐殖質(zhì)存在下可減弱Hg對浮游生物的抑制作用，也可降低對浮游生物的毒性，減弱魚類和軟體動(dòng)物富集汞的效應(yīng)。（3）可以影響人的生命安全，如在氯化作用消毒飲用水過程中，腐殖質(zhì)的存在可形成可疑的致癌物質(zhì)-三鹵甲烷。（4）能鍵合水體中的有機(jī)物，從而影響其遷移分布（6）吸附-解吸平衡離子從溶液中

27、轉(zhuǎn)移到膠體上的過程是離子的吸附過程；膠體上原來的離子轉(zhuǎn)移到溶液中的過程是離子的解吸過程。水中膠體物質(zhì)：懸浮顆粒物、水合氧化物、腐殖質(zhì)物理吸附：非選擇性吸附，主要是靠分子間范德華力進(jìn)行，常發(fā)生在固體表面表面吸附，膠體表面積越大，產(chǎn)生的表面吸附能越大，吸附作用就越強(qiáng)?；瘜W(xué)吸附離子交換吸附：帶負(fù)荷的膠體容易吸附各種陽離子。吸附過程中，每吸附一部分陽離子，就會(huì)釋放出其他等量陽離子，該吸附屬于可逆反應(yīng)。吸附過程中吸附劑表面電荷不會(huì)發(fā)生改變。不受溫度影響，在酸堿條件下都可進(jìn)行，吸附能力與溶質(zhì)性質(zhì)、濃度和吸附劑性質(zhì)有關(guān)。如陽離子交換樹脂：Fe3+ Ca2+ Na+Zn2+Cu2+ Ni2+ Co2+ Fe2

28、+ Ba2+ Ca2+ Mg2+專屬吸附常見專屬吸附劑是水合氧化物膠體。吸附過程中吸附作用不但可使表面電荷發(fā)生改變，也可使離子吸附在帶同號電荷表面上，也能吸附在中性表面上。該吸附過程中作用力有：化學(xué)鍵、憎水鍵、范德華力和氫鍵等。三、水體污染及水體污染源1. 水體污染水體三個(gè)機(jī)能：能量相對穩(wěn)定的單向衰減流動(dòng) 物質(zhì)相對穩(wěn)定的循環(huán)流動(dòng) 自凈作用v 水體污染：當(dāng)污染物進(jìn)入天然水體并超過水體的自凈能力，使水和水體低泥的物理、化學(xué)、生物或放射性等方面的特性發(fā)生變化，從而降低了水體的使用價(jià)值和使用功能，即水體受到污染。2.水體污染源v （1）含義：造成水體污染的污染物的發(fā)生源分類：天然污染源：火山噴發(fā)、巖石

29、風(fēng)化水解等 人為污染源：水體類型：江河、湖泊、海洋 人類活動(dòng) ：工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通、生活 污染物性質(zhì)：化學(xué)、物理、生物 排放空間：點(diǎn)源 非點(diǎn)源（面源）四、水體的自凈作用與水環(huán)境容量v 1.水體的自凈作用v 定義：未經(jīng)妥善處理的污水任意排入天然水體中，會(huì)使水體的物質(zhì)組成發(fā)生變化，破壞了原有的物質(zhì)平衡、造成水質(zhì)惡化。與此同時(shí)，污染物也參與水體中的物質(zhì)轉(zhuǎn)化和循環(huán)過程，經(jīng)過一系列的物理、化學(xué)和生物變化，污染物被分離或分解，水體基本上或完全地恢復(fù)到原來的狀態(tài)，這個(gè)自然凈化過程稱為水體自凈作用。水體自凈過程包括：物理自凈：污染物進(jìn)入水體后，只改變其物理性狀、空間位置，不改變化學(xué)性質(zhì)，不參與生物作用?；瘜W(xué)自凈

30、：污染物在水體中以簡單或復(fù)雜的離子或分子狀態(tài)遷移，并發(fā)生了化學(xué)形態(tài)、價(jià)態(tài)上的轉(zhuǎn)化，使水質(zhì)也發(fā)生了化學(xué)性質(zhì)的變化，但未參與生物作用。生物自凈：污染物經(jīng)生物吸收、降解作用而發(fā)生消失或濃度降低的過程。2.污水在水體中的稀釋擴(kuò)散v 稀釋：將污水中的污染物擴(kuò)散到水體中去，從而降低污染物的相對濃度。推流：在河流河速的推動(dòng)下，污染物沿著水流前進(jìn)前進(jìn)方向的運(yùn)動(dòng)。擴(kuò)散：水體中污染物由高濃度處向低濃度處遷移的運(yùn)動(dòng)。3.水體中氧的消耗和溶解v 水體中的耗氧行為：有機(jī)物被微生物氧化分解 還原性物質(zhì)、淤泥分解 動(dòng)植物呼吸作用v 水中氧來源：水體中原來含有的氧 大氣中的氧溶解到水體中 水生植物光合作用放出氧4.水體中細(xì)菌

31、的死亡原因：v 有機(jī)物因氧化分解而減少，使細(xì)菌失去養(yǎng)料v 水體中含有大量吞噬細(xì)菌的生物v 生物物理因素：生物絮凝、沉淀v 其他因素：pH值、水溫、日光5.水體的環(huán)境容量v 定義：一定水體在規(guī)定的環(huán)境目標(biāo)下所能容納污染物的最大負(fù)荷量。v 影響因素：水體特征：水文參數(shù)、背景參數(shù)、自凈參數(shù)、工程參數(shù)污染物特征：擴(kuò)散性、持久性、生物降解性水質(zhì)目標(biāo)：水的用途、功能要求不同，允許存在與水體的污染物量也不同，帶有社會(huì)性。W = V(S-B)+C水體中重金屬污染物的遷移轉(zhuǎn)化一、遷移轉(zhuǎn)化途徑1. 重金屬污染的特點(diǎn) 重金屬形態(tài)多變，毒性不同 產(chǎn)生毒性效應(yīng)的濃度范圍低（110mg/L） 不易被微生物分解 大部分沉積

32、于底泥中，少數(shù)存在水相中 遷移轉(zhuǎn)化過程復(fù)雜 某些重金屬離子及其化合物易被微生物吸收，通過食物鏈積累，使人慢性中毒2. 遷移轉(zhuǎn)化途徑v 物理遷移 污染物隨水體徑流而進(jìn)行的機(jī)械搬遷作用v 物化遷移 污染物經(jīng)過物理化學(xué)作用發(fā)生形態(tài)變化，實(shí)現(xiàn)遷移v 生物遷移 污染物通過新陳代謝、生長、衰亡等生物活動(dòng)而發(fā)生的特有的生命作用的過程二、主要重金屬污染物在水體中的遷移轉(zhuǎn)化v 1. 汞（結(jié)合p136、p150） 汞在環(huán)境中的存在形態(tài)有金屬汞、無機(jī)汞和有機(jī)汞，各形態(tài)具有的毒性不同。一般來說，毒性大小順序： 無機(jī)汞金屬汞有機(jī)汞，一價(jià)汞二價(jià)汞在水環(huán)境中，汞主要以單質(zhì)汞和二價(jià)汞存在。v （1）汞的吸附 水體低泥、懸浮物

33、對汞有強(qiáng)烈吸附 腐殖質(zhì)對汞吸附力最大、吸附量不受Cl-濃度的影響 汞污染物主要集中在排放口附近的底泥和懸浮物中，在水相中含量低。（2）汞的化學(xué)行為v 發(fā)生配合反應(yīng)：Hg2+ + 2X- = HgX2 R-Hg+ + X- = R-HgXv 發(fā)生水解反應(yīng)：Hg2+ + H2O = HgOH+ + H+ Hg2+ + 2H2O = Hg(OH)2 + 2H+水體pH2，不發(fā)生水解； pH在57范圍， Hg2+全部水解 。（3）汞的生物甲基化作用： CH3CoB12 好養(yǎng) CH3- + Hg2+ CH3Hg+甲基鈷氨轉(zhuǎn)移酶 厭氧 2CH3- + Hg2+ CH3-Hg-CH3 以上反應(yīng)無論在好養(yǎng)條件

34、還是厭氧條件下，只要甲基鈷氨素存在，在微生物作用下反應(yīng)就能進(jìn)行。這一反應(yīng)既可在水體淤泥中進(jìn)行，也可在魚體內(nèi)進(jìn)行。一甲基汞為水溶性物質(zhì)，易被生物吸收進(jìn)入食物鏈，難以代 謝消除； 二甲基汞難溶于水，有揮發(fā)性，易逸散到大氣中，但二甲基汞 易被光解為甲烷、乙烷和汞，大氣中二甲基汞存在量少。 二者可以相互轉(zhuǎn)化，通常合成一甲基汞的最佳pH=4.5。在較高pH下易生成二甲基汞，在較低pH下，二甲基汞可以轉(zhuǎn)化為一甲基汞。（4）汞污染的危害甲基汞：脂溶性、高神經(jīng)毒性，在細(xì)胞中可以整個(gè)分子原形積蓄。可在生物體內(nèi)富集達(dá)一萬倍 進(jìn)入人體：與胃酸作用，形成氯化甲基汞，幾乎全部吸收于血液中，并被輸送至全身（肝腎），15%

35、可進(jìn)入腦細(xì)胞，患者出現(xiàn)向心性視野縮小、運(yùn)動(dòng)失調(diào)癥狀，語言表達(dá)不清等，不可逆，無法治療。無機(jī)汞：Hg2+與生物體內(nèi)-SH結(jié)合，使蛋白質(zhì)、各種酶失去活性，表現(xiàn)為牙齒松弛脫落、口水增多、嘔吐、消化與神經(jīng)系統(tǒng)被破壞。水俁病事件 2. 鎘v 存在形態(tài)主要為Cd、Cd2+（1）鎘的吸附 水體低泥、懸浮物對Cd2+有強(qiáng)烈吸附 特別是腐殖質(zhì) 鎘污染物主要集中在排放口附近的低泥和懸浮物中，在水相中含量低。（2）鎘的化學(xué)行為v 配合反應(yīng)： 與各種配位體形成配合物穩(wěn)定性順序： SH- CN- P3O105- CO32- OH- PO43- NH3 SO42- I- Br- Cl- F-v 可通過加硫控制水體、土壤中

36、Cd含量： S2- + Cd2+ = CdS（3）鎘污染的危害 許多植物對鎘的富集能力強(qiáng)v 進(jìn)入人體后在腎臟、肝臟蓄積v 與人體內(nèi)含-OH、-NH2、-SH的蛋白質(zhì)結(jié)合，控制酶系統(tǒng)，損害肝腎；v 使溫血?jiǎng)游?、人的染色體畸變；v 干擾鐵代謝，產(chǎn)生貧血癥 硒對鎘有一定的拮抗作用。 拮抗作用：兩種化學(xué)藥劑作用于生物機(jī)體時(shí)，一種化學(xué)藥劑干擾另一種藥劑的毒效，或彼此互相干擾對方的毒效，使總體毒效下降的現(xiàn)象。痛痛病事件 3. 鉛v （1）鉛的化學(xué)行為（p154）v 存在價(jià)態(tài)：0、+2、+4，但大多數(shù)天然水體中多以+2的化合物形式存在。 腐殖質(zhì)對鉛有強(qiáng)烈吸附、螯合作用 易被水中膠體、懸浮物吸附沉入水底 鉛污

37、染物主要集中在排放口附近的底泥中，隨懸浮物被水流搬運(yùn)而遷移。（2）鉛污染的危害v 被人體吸收的鉛主要形成Pb3(PO4)2沉積在骨骼中，當(dāng)血液酸堿平衡被破壞，會(huì)釋放出來，引起中毒： Pb3(PO4)2 + 2H+ 2PbHPO4 + Pb2+v 損害骨骼造血系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)，造成貧血v 兒童腦組織對鉛非常敏感智力減退 使711歲男孩注意力不集中，出現(xiàn)攻擊、不法行為。人體內(nèi)血鉛正常含量應(yīng)低于0.4ug/L 4.鉻v 是人體必需的微量元素之一（1）鉻的遷移轉(zhuǎn)化v 水體中Cr的存在價(jià)態(tài)是：Cr3+ 、Cr6+堿性介質(zhì)，溶解氧、Fe3+、MnO2 Cr3+ Cr6+ 酸性介質(zhì)，S2-、Fe2+、有機(jī)物

38、是水體污染的重要因素，在水體中主要發(fā)生吸附、配合作用（2）鉻的危害v Cr3+：毒性低，是人體必需的元素，與人體脂類代謝有關(guān)，參與糖代謝，膽固醇代謝。v Cr6+：毒性大，比Cr3+大100倍 影響體內(nèi)的氧化、還原、水解反應(yīng)，與核酸蛋白結(jié)合，抑制尿素酶的活性，促進(jìn)Vc氧化，阻止半胱氨酸氧化 致癌 傷害皮膚、黏膜對水生生物： Cr3+毒性比Cr6+大5. 砷v （1）砷的遷移轉(zhuǎn)化（結(jié)合p156）v 天然水中存在形態(tài)：As3+、As5+v As2O3：兩性氧化物，偏酸性，以H3AsO3存在v As2O5：最主要的是以H2AsO4-和HAsO42-存在。 pH l2.5堿性水體，還可能存在AsO43

39、-（2）砷的危害v 單質(zhì)As毒性很低，As5+次之，As3+毒性最強(qiáng)，AsH3有劇毒！v 中毒機(jī)理：As3+ + -SH 使細(xì)胞代謝失調(diào)使毛細(xì)管透性增大，造成營養(yǎng)障礙。v 慢性砷中毒：消化系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)生病變 皮膚病變：皮膚色素高度沉 著、角化，導(dǎo)致皮膚癌。第三節(jié) 水中有機(jī)污染物的遷移轉(zhuǎn)化 有機(jī)污染物在水環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化主要取決于有機(jī)污染物本身的性質(zhì)以及水體的環(huán)境條件。 有機(jī)污染物一般通過吸附作用、揮發(fā)作用、水解作用、光解作用、生物富集和生物降解作用等過程進(jìn)行遷移轉(zhuǎn)化。 v 1. 分配作用(1)在沉積物（土壤）與水之間 顆粒物（沉積物、土壤）含有有機(jī)質(zhì)，根據(jù)相似相溶性質(zhì)，顆粒物可溶解一定量的

40、有機(jī)污染物，即非離子性有機(jī)化合物可通過溶解作用分配到顆粒物有機(jī)質(zhì)中，并經(jīng)一定時(shí)間達(dá)到分配平衡，此時(shí)有機(jī)化合物在顆粒物有機(jī)質(zhì)和水中含量的比值稱分配系數(shù)。 v 有機(jī)物在沉積物(土壤)與水之間的分配系數(shù)Kp Kp=Cs /Cw Cs：有機(jī)物在沉積物中的平衡濃度 Cw：有機(jī)物在水中的平衡濃度Kp 沉積物(土壤)中有機(jī)質(zhì)的含量 有機(jī)物在沉積物(土壤)中的吸著存在兩種機(jī)制：分配作用：通過溶解作用把有機(jī)化合物分配到土壤有機(jī)質(zhì)中（相似相溶）。吸附作用：土壤礦物質(zhì)依靠范德華力、或靠氫鍵、離子鍵等對有機(jī)化合物的表面吸附作用，表面積越大，吸附量越大。（2）生物濃縮因子（BCF）生物濃縮/積累：有機(jī)污染物在生物-水之

41、間的分配。生物濃縮因子: 有機(jī)污染物在生物體某一器官內(nèi)的濃度與水中該有機(jī)物濃度之比，用BCF或KB表示。 BCF或KB可看出不同有機(jī)物向各種生物體內(nèi)濃縮的相對趨勢。v 2. 揮發(fā)作用 揮發(fā)作用是有機(jī)物從溶解態(tài)轉(zhuǎn)入氣相的一種重要遷移過程。在自然環(huán)境中，需要考慮許多有毒物質(zhì)的揮發(fā)作用。揮發(fā)速率依賴于有毒物質(zhì)的性質(zhì)和水體的特征。如果有毒物質(zhì)具有“高揮發(fā)”性質(zhì)，那么顯然在影響有毒物質(zhì)的遷移轉(zhuǎn)化和歸趨方面，揮發(fā)作用是一個(gè)重要的過程。 v 3. 水解作用 水解作用是有機(jī)化合物與水之間重要的反應(yīng)。在反應(yīng)中，化合物的官能團(tuán)X和水中的OH發(fā)生交換，整個(gè)反應(yīng)可表示為： RX+H2O ROH + HX有機(jī)物通過水解

42、反應(yīng)而改變了原化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)。水解作用：毒性改變、降解程度改變（一般水解產(chǎn)物比原來物質(zhì)更易降解）、溶解性改變、揮發(fā)性改變對于許多有機(jī)物來說，水解作用是其在環(huán)境中消失的重要途徑。v 3. 水解作用 水解作用是有機(jī)化合物與水之間重要的反應(yīng)。在反應(yīng)中，化合物的官能團(tuán)X和水中的OH發(fā)生交換，整個(gè)反應(yīng)可表示為： RX+H2O ROH + HX有機(jī)物通過水解反應(yīng)而改變了原化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)。水解作用：毒性改變、降解程度改變（一般水解產(chǎn)物比原來物質(zhì)更易降解）、溶解性改變、揮發(fā)性改變對于許多有機(jī)物來說，水解作用是其在環(huán)境中消失的重要途徑。v 4. 光解作用 光解作用是有機(jī)物由于光的作用而分解的過程，是有機(jī)污染

43、物真正的分解過程，因?yàn)樗豢赡娴馗淖兞朔磻?yīng)分子，強(qiáng)烈地影響水環(huán)境中某些污染物的歸趨。但一個(gè)有毒化合物的光化學(xué)分解的產(chǎn)物可能還是有毒的。光解過程可分為三類：第一類：直接光解 水中有機(jī)污染物吸收太陽光輻射并躍遷到某激發(fā)態(tài)后，隨即發(fā)生離解或通過進(jìn)一步次級反應(yīng)而分解的過程。如有機(jī)汞化合物、有機(jī)鹵化物等。第二類：敏化光解（間接光解） 水體中存在的光敏物質(zhì)被陽光激發(fā)，又將其激發(fā)態(tài)的能量轉(zhuǎn)移給化合物而導(dǎo)致的分解反應(yīng)；光敏物質(zhì)腐殖質(zhì)、某些芳香族化合物、懸浮在水中的固體半導(dǎo)體物質(zhì)微粒（TiO2、ZnO、Fe2O3、CdS）第三類：氧化反應(yīng) 天然物質(zhì)被輻照而產(chǎn)生自由基或純態(tài)氧(又稱單一氧)等中間體，這些中間體又與

44、化合物作用而生成轉(zhuǎn)化的產(chǎn)物。v 5. 生物化學(xué)作用 污染物通過生物的生理生化作用及食物鏈的傳遞過程發(fā)生特有的生命作用過程。 分為生物降解作用和生物積累作用第四節(jié) 水體富營養(yǎng)化 水體富營養(yǎng)化是指在人類活動(dòng)的影響下，生物所需的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)大量進(jìn)入湖泊、河口、海灣、水庫等緩流水體，引起藻類及其他浮游生物迅速繁殖，水體溶解氧量下降，水質(zhì)惡化，魚類及其他生物大量死亡的現(xiàn)象。 水體中營養(yǎng)物質(zhì)由少到多逐漸增加，直接造成水質(zhì)惡化的過程稱為富營養(yǎng)化過程。v 在自然條件下，湖泊也會(huì)從貧營養(yǎng)狀態(tài)過渡到富營養(yǎng)狀態(tài)，不過這種自然過程非常緩慢。v 而人為排放含營養(yǎng)物質(zhì)的工業(yè)廢水和生活污水所引起的水體富營養(yǎng)化則可以在短

45、時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)。一 水體富營養(yǎng)化類型及富營養(yǎng)化程度判別標(biāo)準(zhǔn)v 水體富營養(yǎng)化類型：赤潮（紅潮）：發(fā)生在海洋的水體富營養(yǎng)化，是海洋中某一種或幾種浮游生物在一定環(huán)境條件下爆發(fā)性繁殖或高度聚集，引起海水變色，影響和危害其他海洋生物正常生存的災(zāi)害性生態(tài)異?，F(xiàn)象。因占優(yōu)勢的浮游藻類的顏色不同，水面往往呈現(xiàn)藍(lán)色、紅色、棕色、乳白色等，統(tǒng)稱為赤潮或紅潮。主要發(fā)生在近海區(qū)域。水華（水花、藻花）：發(fā)生在江河湖泊的水體富營養(yǎng)化，是淡水水體中某些藍(lán)藻類過渡生長的現(xiàn)象。大量發(fā)生時(shí)，水面形成一層很厚的綠色藻層，能釋放毒素，對魚類有毒殺作用。 2005年至2010年期間，云南省共開工建設(shè)滇池治理項(xiàng)目65個(gè)，截至2010年底，完

46、成項(xiàng)目57項(xiàng)，在建8項(xiàng)，實(shí)際投資額達(dá)171.77億元人民幣，是2000年至2005年期間的7.7倍。為了確保滇池五類水質(zhì)達(dá)標(biāo)，在2010年至2015年期間，云南省將加速滇池治理。根據(jù)昆明市滇池治理最新規(guī)劃，今后5年將啟動(dòng)治理項(xiàng)目87個(gè)，總投資420.14億元，力爭讓滇池水早日變清。2011-5-6日：中共昆明市委書記召開的新一輪滇池治理工作會(huì)上表示，到2015年滇池全湖水質(zhì)力爭達(dá)到四類標(biāo)準(zhǔn)，確保五類標(biāo)準(zhǔn)，35條主要入湖河道水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)到三類至四類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)滇池水質(zhì)明顯改善。水體富營養(yǎng)化程度判斷標(biāo)準(zhǔn)調(diào)和型湖泊：產(chǎn)者、還原者、消費(fèi)者達(dá)到生態(tài)平衡的湖泊依據(jù)湖水營養(yǎng)化程度大小分為：貧營養(yǎng)化、中營養(yǎng)化

47、、富營養(yǎng)化、過營養(yǎng)化（表3-11）非調(diào)和型湖泊：不存在生產(chǎn)有機(jī)質(zhì)的生產(chǎn)者 質(zhì)營養(yǎng)化、酸性營養(yǎng)湖一般來說，調(diào)和型湖泊水體富營養(yǎng)化判別標(biāo)準(zhǔn)：v N含量0.20.3mg/Lv P含量0.010.02mg/Lv BOD10mg/Lv 表征藻類數(shù)量的葉綠素a 10g/Lv 細(xì)胞總數(shù)10萬個(gè)/mL（pH=79水體）二 水體富營養(yǎng)化過程氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)的輸入和富集是水體發(fā)生富營養(yǎng)化的最主要原因，其中磷是控制水體藻類生長的最關(guān)鍵因素。調(diào)查結(jié)果顯示：80的湖泊、水庫富營養(yǎng)化是受磷元素的制約，大約10的湖泊、水庫富營養(yǎng)化與氮元素有關(guān)，余下的10的湖泊、水庫與其它因素有關(guān)。水體富營養(yǎng)化過程適宜的光照、溫度、pH和具

48、備充足營養(yǎng)物質(zhì)的條件下，106CO2 + 16NO3- + HPO42- + 122H2O + 18H+ + 能量、痕量元素PRC106H263O110N16P1+138O2營養(yǎng)物質(zhì)：主要為氮磷的各種化合物；藻類繁殖程度主要取決于氮、磷兩種成分的含量，二者濃度之比與藻類的增長繁殖密切相關(guān)。v 當(dāng)湖水的總氮和總磷濃度的比值在（11.815.5）：1（均值12:1）時(shí)，最適宜于藻類增殖。若總氮和總磷濃度之比小于此值時(shí)，則藻類增殖可能受到影響。磷對水體的富營養(yǎng)化作用大于氮，當(dāng)水體中磷供給充足 時(shí)，藻類可充分繁殖。但：即使有大量磷存在，氮含量太低時(shí)，仍不足以造成富營養(yǎng)化。水中氮化合物形態(tài)：有機(jī)氮、氨態(tài)

49、氮、亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮等，可互相轉(zhuǎn)化，藻類優(yōu)先攝取的可能是氨態(tài)氮；水中磷化合物形態(tài)：有機(jī)磷、正磷酸鹽、三聚磷酸鹽等，可互相轉(zhuǎn)化，藻類優(yōu)先攝取的可能是正磷酸鹽。氮的轉(zhuǎn)化有機(jī)氮 氨化 有氧/無氧條件下 NH3/NH4+ 硝化 有氧 NO3- 無機(jī)氮 好氧： NH3 HNO2 NO3- 硝化 反硝化厭氧： 脫氧 磷的轉(zhuǎn)化v 無機(jī)磷均以磷酸鹽的形式存在，天然水體pH下，主要為HPO42-（90%）+H2PO4-（10%）， HPO42-為植物的基本營養(yǎng)物質(zhì)。v 洗滌劑中含三聚磷酸鹽易水解為正磷酸鹽。v 可溶性磷含量較少，易生成難溶性的磷酸氫鈣、磷酸鐵等沉積于底泥中。沉積物中不溶性磷不能為水中生產(chǎn)者直

50、接利用。v 在微生物作用下，轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C(jī)磷化合物進(jìn)入生物體、或可溶性磷。 HPO42- ATP甘油磷酸酯糖+ADPHPO42- + 糖微量、痕量物質(zhì)：鎂、鋅、鉬、硼、氯、鈷等元素的化合物。適宜的溫度v 水溫升高,可以促進(jìn)藻類的生長繁殖,尤其2035范圍內(nèi),生物量除隨溫升有較大增加外,且藻類多樣性指數(shù)下降,優(yōu)勢種突出;v 同時(shí),水溫升高, 加劇了菌類分解水中存積生物殘?bào)w的活動(dòng),又加劇了厭氧性真菌的繁殖,使水體溶解氧有較大幅度下降,加快了有機(jī)物的氮、磷分解速度,使藻類生長繁殖有更多的營養(yǎng)物質(zhì),促進(jìn)藻類大量生長,積累到一定程度,就會(huì)使水體爆發(fā)富營養(yǎng)化當(dāng)缺乏CO2時(shí)，即使有足夠的氮磷也不足以構(gòu)成富營養(yǎng)化

51、。水體富營養(yǎng)化會(huì)導(dǎo)致水體pH升高。危害：v 1 使水味變得腥臭難聞 在富營養(yǎng)狀態(tài)的水體中生長著很多藻類，其中有一些藻類能夠散發(fā)出腥味異臭。藻類散發(fā)出這種腥臭，向湖泊四周的空氣擴(kuò)散，直接影響、煩擾人們的正常生活，給人以不舒適感覺，同時(shí)，這種腥臭味也使水味難聞，大大降低了水質(zhì)質(zhì)量。 v 2 降低水體的透明度 大量水藻浮在湖水表面，形成一層 “綠色浮渣”，使水質(zhì)變得渾濁，透明度明顯降低，嚴(yán)重影響植物光合作用。富營養(yǎng)嚴(yán)重的水質(zhì)透明度僅有0.2米，湖水感官性狀大大下降。 v 3 影響水體的溶解氧 富營養(yǎng)湖泊的表層，藻類可以獲得充足的陽光，從空氣中獲得足夠的二氧化碳進(jìn)行光合作用而放出氧氣，因此表層水體有充足的溶解氧。但是，在富營養(yǎng)湖泊深層，情況就不同，首先是表層的密集藻類使陽光難以透射入湖泊深層，而且陽光在穿射過程中被藻類吸收而衰減，所以深層水體的光合作用明顯受到限制而減弱，使溶解氧來源減少。其次，湖泊藻類死亡后不斷向湖底沉積，不斷地腐爛分解，也會(huì)消耗深層水體大量的溶解氧，嚴(yán)重時(shí)可能使深層水體的溶解氧消耗殆盡而呈厭氧狀態(tài)，使得