第四章 水环境地球化学
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☆大气降水中所含溶解气体十分稳定,浓度几乎不变,但CO2成分不稳定。
☆大气降水中二氧化硅含量很小,一般不超过0.5mg/L。
大气降水的pH值一般为5.5-7.0左右。
☆目前,酸雨已成为全球性的重大环境问题之一。
海水占地球总水量的97.2%,世界各地海洋水质基本相似和稳定。
各种天然存在的元素,在海水中几乎都能发现,它们以单离子、络合离子、分子等各种形式存在。
海水占地球总水量的97.2%,世界各地海洋水质基本相似和稳定。
各种天然存在的元素,在海水中几乎都能发现,它们以单离子、络合离子、分子等各种形式存在。
34g 3☆宏量组分海水中宏量组分的含量按其顺序为Cl、Na、SO4、Mg、Ca、K、HCO3、Br,它们的总量占海水溶解物质的绝大部分,即99.94%。
☆中量组分它们是指含量为0.1-10mg/L的组分,这些组分是:Sr、SiO2、B、F、NO3、Li、Rb、C(有机)。
☆微量组分它们是指其含量小于0.1mg/L的组分。
它们包括P、I、Ba、Zn、Ni、As等30多种。
☆海水的含盐度大到在34‰-36‰范围内,只有含量范围变化很大,Na和Cl比也有些变化。
☆海水中含有溶解的和悬浮的有机物,一般有机碳含量在0.1-2.7mg/L范围。
2、海水的成分特征2、海、海水的成分特征3、河水的成分特征☆不同地区的岩石、土壤组成决定着该地区河水的基本化学成分。
在结晶岩地区,河流水中溶解离子含量较少;在石灰岩地区,河水中富含Ca2+及HCO3;若河流流经白云岩及燧石层时,水中Mg、Si含量增高;河流流经石膏层时,使水中富含SO4,且总含盐量有所增加;富含吸附阳离子的页岩及泥岩地区则向河水提供大量溶解物质,如Na、K、Ca、Mg。
☆河水中总含盐量在100-200mg/L间,一般不超过500mg/L,有些内陆河流可以有较高的含盐量。
河水中主要离子关系与海水相反,即其次序为Ca>Na,HCO3> SO4>Cl。
水文地球化学电子教案第一章:水文地球化学概述1.1 水文地球化学的定义1.2 水文地球化学的研究对象和内容1.3 水文地球化学的发展简史1.4 水文地球化学的重要性第二章:水文地球化学基本概念2.1 地球化学的基本概念2.2 水的性质和分类2.3 地下水的形成和运动2.4 水文地球化学循环第三章:水文地球化学元素与同位素3.1 元素的性质和分布3.2 常见元素的水文地球化学行为3.3 同位素的水文地球化学应用3.4 元素和同位素在水文地球化学研究中的应用第四章:水文地球化学分析方法4.1 水文地球化学样品的采集与处理4.2 水文地球化学分析技术4.3 数据处理与质量控制4.4 水文地球化学分析方法的进展与挑战第五章:水文地球化学应用实例5.1 地下水污染的水文地球化学研究5.2 地下水资源评价与管理5.3 环境水文地球化学问题5.4 水文地球化学在工程中的应用第六章:水文地球化学循环与地球化学过程6.1 水文地球化学循环的基本原理6.2 岩石圈-大气圈-水圈-生物圈之间的水文地球化学循环6.3 地球化学过程在水文地球化学研究中的应用6.4 典型水文地球化学循环案例分析第七章:水文地球化学野外调查与采样技术7.1 野外调查的基本方法7.2 地下水采样技术7.3 岩石和土壤样品的采集7.4 数据处理与质量保证第八章:水文地球化学实验室分析技术8.1 常用实验室分析方法概述8.2 岩石和矿物分析8.3 水质分析8.4 同位素分析技术第九章:水文地球化学模型与应用9.1 水文地球化学模型的类型与构建9.2 地下水流动模型9.3 污染物迁移与转化模型9.4 水文地球化学模型在环境管理中的应用第十章:水文地球化学在我国的应用案例研究10.1 我国水文地球化学研究概况10.2 典型地区水文地球化学特征分析10.3 地下水资源评价与保护案例10.4 环境水文地球化学问题研究与治理案例第十一章:水文地球化学与环境健康11.1 水文地球化学与水质关系11.2 地下水中有害元素的来源与迁移规律11.3 水文地球化学指标在环境健康评估中的应用11.4 环境健康案例分析第十二章:水文地球化学在农业领域的应用12.1 农业水文地球化学背景12.2 土壤-植物系统中元素迁移与富集12.3 农业水文地球化学调查与评价方法12.4 农业水文地球化学应用案例第十三章:水文地球化学在能源领域的应用13.1 能源水文地球化学概述13.2 地下水资源在能源开发中的作用13.3 能源开发活动对水文地球化学的影响13.4 能源水文地球化学案例分析第十四章:水文地球化学在灾害防治中的应用14.1 地质灾害的水文地球化学因素14.2 水质预测与灾害预警14.3 水文地球化学在地质灾害防治中的应用14.4 灾害防治案例分析第十五章:水文地球化学研究的前沿与挑战15.1 水文地球化学研究的新技术与发展趋势15.2 跨学科研究在水文地球化学中的应用15.3 水文地球化学在全球变化研究中的作用15.4 未来水文地球化学研究的挑战与机遇重点和难点解析本教案全面覆盖了水文地球化学的基本概念、研究方法、应用领域及前沿挑战。
可编辑修改精选全文完整版水环境化学讲义水圈包括海洋水、大气水、陆地水。
陆地水包括:地下水:潜水,承压水,冻土水,岩石、土壤分子水。
地表水:冰帽水、径流水、湖泊水、沼泽水。
生物水。
从分子与溶液的角度看水与天然水作为分子的水的组成、结构、特性:易作溶剂:氢键、异性相吸、六边形、较大分子间隙。
作为溶液的天然水的物理化学性质粘度:流体运动过程中,分子之间形成的剪切应力的物理量,水的粘度相对较大且随温度升高而急剧减少。
离子活度(ɑ)及离子强度(L)离子活度系数:反映溶液体系中某离子表现活性的物理量。
当量数:相当于1摩尔氢离子所含电子量的物理化学量。
当量浓度:1L溶液中所有某种物质的当量数的量。
当量=【M Zi】/|Zi| ,摩尔浓度【M Zi】=|Zi|*当量。
一切化学反应都是当量平衡。
离子缔合体。
范德华力包括静电力、诱导力、色散力。
溶液体系中因分子与分子间碰撞作用形成的离子束称为离子缔合体。
第二章天然水化学成分最早形成于大气层(凝结核),成分的直接影响因素包括生物、土壤、岩石。
生物是最大来源;成分的间接影响因素包括气候、地貌(接触时间)、水文要素(容量、流速等)天然水主要离子化学水化学反应回顾:(1)中和反应(2)沉淀-溶解反应:CaCO3<==>Ca2++CO32-(3)氧化还原反应(4)水解反应Fe3++3OH-<==>Fe(OH)3↓Fe(OH)3+3OH-<==>Fe(OH)63-未脱水而先形成配位体(配位反应特例)(5)配位反应Fe3++CN-<==>Fe(CN)63-氰化物处理(6)置换反应(7)吸附-解吸反应:2Na++Mg(胶体)2+<==>(Na胶体Na)2++Mg2+ 2Na++Cd(胶体)2+<==>(Na胶体Na)2++Cd2+骨痛病(8)缔和反应:在离子强度很高的条件下发生。
AgCl+Cl -<==>AgCl2-标准海水矿化度35.5g/L ,碱金属一般不发生配位反应。
《环境化学》(戴树桂第二版)课后部分习题解答第一章绪论4、根据环境化学的任务、内容和特点以及发展动向,你认为怎样才能学好环境化学这门课?环境化学是一门研究有害化学物质在环境介质中的存在、化学特征、行为和效应及其控制的化学原理和方法的科学。
环境化学以化学物质在环境中出现而引起环境问题为研究对象,以解决环境问题为目标的一门新型科学。
其内容主要涉及:有害物质在环境介质中存在的浓度水平和形态,潜在有害物质的来源,他们在个别环境介质中和不同介质间的环境化学行为;有害物质对环境和生态系统以及人体健康产生效用的机制和风险性;有害物质已造成影响的缓解和消除以及防止产生危害的方法和途径。
环境化学的特点是要从微观的原子、分子水平上来研究宏观的环境现象与变化的化学机制及其防治途径,其核心是研究化学污染物在环境中的化学转化和效应。
目前,国界上较为重视元素(尤其是碳、氮、硫和磷)的生物地球化学循环及其相互偶合的研究;重视化学品安全评价、臭氧层破坏、气候变暖等全球变化问题。
当前我国优先考虑的环境问题中与环境化学密切相关的是:以有机物污染为主的水质污染、以大气颗粒物和二氧化硫为主的城市空气污染;工业有毒有害废物和城市垃圾对水题和土壤的污染。
5、环境污染物有哪些类别?主要的化学污染物有哪些?按环境要素可分为:大气污染物、水体污染物和工业污染物。
按污染物的形态可分为:气态污染物、液态污染物和固体污染物;按污染物的性质可分为:化学污染物、物理污染物和生物污染物。
主要化学污染物有:1.元素:如铅、镉、准金属等。
2.无机物:氧化物、一氧化碳、卤化氢、卤素化合物等3.有机化合物及烃类:烷烃、不饱和脂肪烃、芳香烃、PAH等;4.金属有机和准金属有机化合物:如,四乙基铅、二苯基铬、二甲基胂酸等;5.含氧有机化合物:如环氧乙烷、醚、醛、有机酸、酐、酚等;6.含氮有机化合物:胺、睛、硝基苯、三硝基甲苯、亚硝胺等;7.有机卤化物:四氯化碳、多氯联苯、氯代二噁瑛;8.有机硫化物:硫醇、二甲砜、硫酸二甲酯等;9.有机磷化合物:磷酸酯化合物、有机磷农药、有机磷军用毒气等。
《环境地球化学》教学大纲课程名称:环境地球化学课程编号:S011034课程学时:32课程学分:2课程性质:学位课适用专业:环境科学,地球化学先修课程:环境科学、环境化学、地球科学概论大纲执笔人:教研室主任:课程简介《环境地球化学》为环境科学专业硕士研究生的一门学位课,主要介绍化学元素和微量物质在人类赖以生存的周围环境中的含量、分布特征和来源,生物—非生物复合系统中化学物质(包括营养物质,主要是针对污染物)的生物地球化学循环的基本过程(包括迁移、转化和保留等)与反应机制及其与人类健康的关系,揭示人为系统干扰下区域及全球环境系统的变化规律,为资源合理开发利用,环境质量有效控制及人类生存、健康服务。
重点介绍地表环境中典型有机物质(主要为痕量有机污染物)的来源、分布、地球化学循环(迁移、转化与归宿),以及有关全球性和区域性环境问题。
环境地球化学是环境地学和有机地球化学的一个重要分支。
本课程共分五章,第一章介绍痕量有机污染物的主要类型、分布特征及污染源分析;第二章介绍有机污染物环境地球化学循环;第三章介绍有机污染物的环境生态效应;第四章介绍有机污染物的微生物降解及环境污染修复;第五章介绍环境地球化学分析技术。
一、课程目的与要求《环境地球化学》为环境科学专业硕士研究生的一门学位课,课程的任务是介绍化学元素和微量物质(主要为痕量有机污染物)在人类赖以生存的周围环境中的含量、分布规律及来源,生物—非生物复合系统中化学物质(包括营养物质,主要是针对污染物)的生物地球化学循环的基本过程(包括迁移、转化和保留等)与反应机制及其与人类健康的关系,揭示人为系统干扰下区域及全球环境系统的变化规律,为资源合理开发利用,环境质量有效控制及人类生存、健康服务。
学生通过本课程的学习,熟悉地球表面有机污染物的类型、性质、分布和地球化学循环原理;了解环境地球化学研究进展;掌握有关环境地球学方面的科研方法和样品分析技术。
《环境地球化学》既是一门理论基础课,又是一门实践性都很强的课程,具有综合性、多样性、交叉性和实践性很强的特点,要求学生通过本课程的学习,不仅要熟悉有机污染物环境地球化学循环的基本原理,还必须能够形成运用所学知识解决有机污染物造成的实际环境科学问题思路,培养环境样品分析检测的能力和环境质量评价的科学方法。