中国农业大学_807环境化学与环境监测_《环境化学》课件_环境化学第三章
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环境化学与监测 复习题页数:6
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环境化学-第三章-水环境化学-第二节-水中无机污染物的迁移转化知识交流
之，pE越大，电子浓度越低，体系接受电子的倾向就越强。
(2)氧化还原电位E和pE的关系
Ox ＋ne→Red
(1)
根据Nernst方程
E＝E0-(2.303RT/nF)lg[Red]/[Ox] (2) 当反应达平衡时，定义
E0＝(2.303RT/nF) lgK
(3)
从上述化学方程式(1)，可写出
K= [Red]/{[Ox][e]n }
如果考虑到羟基配合作用，那么金属氧化物或氢氧化物的 溶解度（MeT）表征为：
MeT = [ Mez+ ] +∑[ Me(OH)nz-n ]
固体的氧化物和氢氧化物具有两性的特征，它们和质子或 羟基离子都发生反应，存在一个pH值，在该值下溶解度为最 小值。在碱性或酸性更强的pH值区域内，溶解度都会变得更 大。
因此，在 H2S 和硫化物均达到饱和的溶液中，溶液重金属离子 的饱和浓度为： [Me2+]=Ksp/[S2-]=Ksp [H+]2/Ksp´ =Ksp [H+]2/（0.1K1K2）
3、碳酸盐
——多相平衡，pH通过控制碳酸根浓度影响沉淀平衡
封闭体系： 只考虑固相和液相，把 H2CO3* 当作不挥发酸类处理。
吸附量随粒度增大而减少，并且当溶质浓度范围固定 时，吸附量随颗粒物浓度增大而减少。
温度变化、几种离子共存（竞争作用）等。
3、沉积物中重金属的释放——属于二次污染问题
诱发释放的主要因素有： （1）盐浓度升高：碱金属和碱土金属阳离子可将被吸附在固体颗
粒上的金属离子交换出来。
（2）氧化还原条件的变化：有机物增多，产生厌氧环境、铁锰氧 化物还原溶解，使结合在其中的金属释放出来。
2、它在中性表面甚至在与吸附离子带相同电荷符号的表面 也能进行吸附作用。
环境化学第3.2章水环境化学水中无机污染物的溶解和沉淀课件
纯水封闭体系中金属碳酸盐的溶解度
20
第三章/第二节/2.3 溶解和沉淀
2.3.4 碳酸盐 四、碳酸盐在开放体系的溶解度（二价金属）
[H2CO3*] = KHpCO2 [CO32-] = K1K2KHpCO2/[H+]2
pH＞pK2（10.33） pK1＜pH＜pK2 （6.35~10.33） [Me2+] ≈ Ksp[H+]2/K1K2KHpCO2 pH＜pK1（6.35）
第三章/第二节 水中无机污染物的迁移转化
2.3 溶解和沉淀
溶解/沉淀对迁移过程的影响
溶解/沉淀影响金属化合物溶解度，溶解度决定随水迁移能力 溶解度大，迁移能力大；溶解度小，迁移能力小
溶解/沉淀理论
溶解/沉淀受反应平衡和反应速率控制(化学热力学和动力学控制) 固－液平衡体系中，用溶度积来表征溶解度
第三章/第二节/2.3 溶解和沉淀
2.3.3 硫化物
二、金属硫化物的溶解度（以二价金属为例）
1. 金属硫化物的沉淀－溶解平衡
MeS (s) ⇌ Me2+ + S2-
[Me2+] = Ksp/[S2-]
2. H2S的电离平衡
H2S ⇌ H+ + HS- K1 = 8.9×10-8
HS- ⇌ H+ + S2-
= 2.532×10-3 mol/L
15
第三章/第二节/2.3 溶解和沉淀
2.3.4 碳酸盐
一、碳酸盐的沉淀－溶解平衡（以二价金属为例）
MeCO3 ⇌ Me2+ + CO32[Me2+] = Ksp/[CO32-] = Ksp/(CTα2)
H2CO3* ⇌ HCO3- + H+
20
第三章/第二节/2.3 溶解和沉淀
2.3.4 碳酸盐 四、碳酸盐在开放体系的溶解度（二价金属）
[H2CO3*] = KHpCO2 [CO32-] = K1K2KHpCO2/[H+]2
pH＞pK2（10.33） pK1＜pH＜pK2 （6.35~10.33） [Me2+] ≈ Ksp[H+]2/K1K2KHpCO2 pH＜pK1（6.35）
第三章/第二节 水中无机污染物的迁移转化
2.3 溶解和沉淀
溶解/沉淀对迁移过程的影响
溶解/沉淀影响金属化合物溶解度，溶解度决定随水迁移能力 溶解度大，迁移能力大；溶解度小，迁移能力小
溶解/沉淀理论
溶解/沉淀受反应平衡和反应速率控制(化学热力学和动力学控制) 固－液平衡体系中，用溶度积来表征溶解度
第三章/第二节/2.3 溶解和沉淀
2.3.3 硫化物
二、金属硫化物的溶解度（以二价金属为例）
1. 金属硫化物的沉淀－溶解平衡
MeS (s) ⇌ Me2+ + S2-
[Me2+] = Ksp/[S2-]
2. H2S的电离平衡
H2S ⇌ H+ + HS- K1 = 8.9×10-8
HS- ⇌ H+ + S2-
= 2.532×10-3 mol/L
15
第三章/第二节/2.3 溶解和沉淀
2.3.4 碳酸盐
一、碳酸盐的沉淀－溶解平衡（以二价金属为例）
MeCO3 ⇌ Me2+ + CO32[Me2+] = Ksp/[CO32-] = Ksp/(CTα2)
H2CO3* ⇌ HCO3- + H+
中国农业大学_807环境化学与环境监测_《环境化学》课件_环境化学第三章2
层状硅铝酸盐，代表性矿物有水云母、蒙脱石、高岭石等。
粘土矿物的粒径比原生矿物小得多，是一种凝胶。
第四节
水中胶体物质及其吸附作用
2．金属水合氧化物
铝、铁、锰、硅等金属的水合氧化物在天然水中以无机高
分子及溶胶的形态存在。
3．腐殖质和有机胶体 腐殖质是一种天然的带负电的有机胶体。藻类、细菌及病 毒是一类天然的生物有机胶体。排入废水中的表面活性剂， 与泄漏在水中的油滴、憎水有机物质形成的乳浊液也类似 于有机胶体。
第四节
水中胶体物质及其吸附作用
半径在 0.1~1 nm 的颗粒的许多性质与胶体相类似，一般也
将其归为胶体物质。下面分别叙述天然水中的胶体物质的 类别。 1. 矿物微粒和粘土矿物 天然水中常见矿物微粒一般为原生矿物，主要有石英、长 石、云母类矿物，这类矿物颗粒较粗，构成了水中颗粒物 的主要部分。粘土矿物为原生矿物经化学风化作用而成的
第四节
水中胶体物质及其吸附作用
一、
天然水中的胶体物质
水环境中的胶体物质主要有无机胶体，有机胶体和无
机 — 有机复合胶体。这些物质根据它们的半径的不同而呈
现为凝胶或溶胶的形式，有些胶体物质通过静电聚合作用
凝聚在一起，可形成颗粒物。 对分散系的划分大致为：溶解半径 < 1 nm溶质的溶液称 为真溶液；溶解粒子的半径 > 1 nm属粗分散系统。其中半 径在1~100 nm 的为胶体分散系统，对应大小的固体超细粉 料即为所谓的纳米材料。
Ka1 Ka2 +H NRCOOH === +H NRCOO- === H NRCOO3 3 2
低pH 中等pH 高4．胶体的双电层 胶体表面存在电荷，使溶液中固液界面区域内电荷分布被扰 乱而形成局部的不均等分布，由此构成胶体的双电层。根据 一系列的由于静电吸引作用和热运动两种效应，所以在溶液
环境化学 2008_第三章 化学污染物的转化行为
迁移：污染物在环境介质内部或环境介质之间的物理运动 (时间和空间)。不发生化学变化。 物理转化：相变、渗透、凝聚、吸附以及放射性元素蜕变等。 化学转化：光化学氧化、氧化还原和络合水解等作用。 生物化学转化：生物的吸收和代谢作用而发生的变化 。
二、空气中硫氧化物的转化和硫酸烟雾型污染
Transformation of Sulfur Oxides in Air and Pollution of Sulfuric Acid Aerosol 1. 硫的来源 人为来源： 含硫矿物燃料燃烧 煤 (0.5-6%)占60%
n MeT [Me ] [Me(OH)z n ] z 1 n
PbO (s) + 2H PbO (s) + H
+
+
Pb2++H2O Pb(OH)+ Pb(OH)2 Pb(OH)3- +H+
lgKs0=12.7 lgKs1=5.0 lgKs2=-4.4 lgKs3=-15.4
PbO (s) + H2O PbO (s) + 2H2O
四、配合平衡
重要的无机配位体有：OH-、Cl-、CO32-、HCO3-、F-、S2-等。 有机配位体：天然水体中有动植物组织的天然降解产物，如氨 基酸、糖、腐殖酸；生活废水中有洗涤剂、清洁剂、EDTA、 农药和大分子环状化合物等。这些有机物相当一部分具有配合 能力。 (1) 配合物在溶液中的稳定性
对眼睛和呼吸道有强刺激作用。 O3等氧化剂
臭氧浓度 出现时间 毒 性
严重时可导致死亡。
注：本表摘自王晓蓉，1993。
有强氧化破坏作用，严重时可导致死亡。
三、溶解-沉淀
1. 金属类污染物可能发生的迁移和转化过程
二、空气中硫氧化物的转化和硫酸烟雾型污染
Transformation of Sulfur Oxides in Air and Pollution of Sulfuric Acid Aerosol 1. 硫的来源 人为来源： 含硫矿物燃料燃烧 煤 (0.5-6%)占60%
n MeT [Me ] [Me(OH)z n ] z 1 n
PbO (s) + 2H PbO (s) + H
+
+
Pb2++H2O Pb(OH)+ Pb(OH)2 Pb(OH)3- +H+
lgKs0=12.7 lgKs1=5.0 lgKs2=-4.4 lgKs3=-15.4
PbO (s) + H2O PbO (s) + 2H2O
四、配合平衡
重要的无机配位体有：OH-、Cl-、CO32-、HCO3-、F-、S2-等。 有机配位体：天然水体中有动植物组织的天然降解产物，如氨 基酸、糖、腐殖酸；生活废水中有洗涤剂、清洁剂、EDTA、 农药和大分子环状化合物等。这些有机物相当一部分具有配合 能力。 (1) 配合物在溶液中的稳定性
对眼睛和呼吸道有强刺激作用。 O3等氧化剂
臭氧浓度 出现时间 毒 性
严重时可导致死亡。
注：本表摘自王晓蓉，1993。
有强氧化破坏作用，严重时可导致死亡。
三、溶解-沉淀
1. 金属类污染物可能发生的迁移和转化过程
环境化学 第三章空气与废气监测
1) 含硫化合物：SO2、H2S； SO3、硫酸、硫酸盐； 2) 含氮化合物：NO、NO2、NH3； 硝酸、硝酸盐； 3) 碳氧化合物：CO、CO2； 4) 卤素化合物：HF、HCl、Cl2； 5) 碳氢化合物： 6) 其它有机化合物：
粒子状态污染物
粒子状态污染物：即颗粒物，是分散在大
气中的微小固体和液体颗粒，粒径多在0.01100μm之间,是一个复杂的非均匀体系。
对动植物的危害
• 美国蒙塔那洲一铜冶炼厂排出大量SO2、 As2O3，污染周围牧草，草中含砷400PPm, 使在24Km内的羊群大量死亡。
• 臭氧使美国每年森林农作物经济损失超过30 亿美元
• 哥伦比亚的炼铜厂SO2污染，使该厂南部52 英里内30％的树木，南部33英里内60％的树 木死亡或者严重受损。
对材料的损坏
• SO2能腐蚀暴露于空气中的金属制品，使 皮革、纸张、纺织品变脆；
• H2S能使白色铅涂料变成黑色； • 光化学烟雾能使橡胶轮胎龟裂、电镀层加
速腐蚀； • 高浓度的NOx能使尼龙织品分解。
对大气的影响
改变大气的性质和气候的形式
• CO2吸收地面的辐射，颗粒物对阳光的散射 作用能改变地面温度，使温度上升或者下降 （温室效应）
1. 功能区布点法
多用于区域性的常规监测
(1) 先将监测区域划分成工业区、商业区、居 住区、工业和居住混合区、交通密集区、清洁 区等不同功能区
(2) 再根据具体污染情况，按功能区的地形、气 象、人口密度、建筑密度等，在每个功能区 设若干采样点
2. 网格布点法
•适用于有多个污染源，且污染源分布较均匀的地区 •将监测区域划分成若干均匀网状方格，采样点设在两 条直线的交点处或方格中心
家庭炉灶与取暖设备排气 室内空气污染源
粒子状态污染物
粒子状态污染物：即颗粒物，是分散在大
气中的微小固体和液体颗粒，粒径多在0.01100μm之间,是一个复杂的非均匀体系。
对动植物的危害
• 美国蒙塔那洲一铜冶炼厂排出大量SO2、 As2O3，污染周围牧草，草中含砷400PPm, 使在24Km内的羊群大量死亡。
• 臭氧使美国每年森林农作物经济损失超过30 亿美元
• 哥伦比亚的炼铜厂SO2污染，使该厂南部52 英里内30％的树木，南部33英里内60％的树 木死亡或者严重受损。
对材料的损坏
• SO2能腐蚀暴露于空气中的金属制品，使 皮革、纸张、纺织品变脆；
• H2S能使白色铅涂料变成黑色； • 光化学烟雾能使橡胶轮胎龟裂、电镀层加
速腐蚀； • 高浓度的NOx能使尼龙织品分解。
对大气的影响
改变大气的性质和气候的形式
• CO2吸收地面的辐射，颗粒物对阳光的散射 作用能改变地面温度，使温度上升或者下降 （温室效应）
1. 功能区布点法
多用于区域性的常规监测
(1) 先将监测区域划分成工业区、商业区、居 住区、工业和居住混合区、交通密集区、清洁 区等不同功能区
(2) 再根据具体污染情况，按功能区的地形、气 象、人口密度、建筑密度等，在每个功能区 设若干采样点
2. 网格布点法
•适用于有多个污染源，且污染源分布较均匀的地区 •将监测区域划分成若干均匀网状方格，采样点设在两 条直线的交点处或方格中心
家庭炉灶与取暖设备排气 室内空气污染源
中国农业大学_807环境化学与环境监测_《环境化学》课件_第二章 水环境化学
表面张力 溶解能力 介电常数 电离度 密 度 透明度 热传导 氢键 偶极矩 存在状态
2. 3 水质标准和水质指标
2.3 水质标准和水质指标
一、水质标准 水质标准是环境质量标准的重要组成部分。所谓环境质 量标准就是环境中的污染物具有法律效力的限量。包括 环境水质标准和污水排放标准两大类。前者又分为饮用 水质标准、渔业用水质标准，工业用水质标准等多种； 后者如工业“三废”排放标准等。理论上讲，排放标准 首要应当以保障环境水质标准为基本目标。 水质标准的确定是以保护人体健康和生态平衡为目的， 用客观的科学数据表示各污染物在适合于一种较高要求 的生态系统生存的水体中所允许的限量。同时还要考虑 具体的自然条件和国家的经济技术条件等因素。所以各 国的水质标准有明显的差异
凝固点 (摄氏度) 沸 点 （摄氏度） 偶极矩 (德 拜 ) 汽化热 (千焦/摩) 融化热 (千焦/摩) 生成热 (千焦/摩)
化合物
H2O H2O推测 H2S H2Se H2Te
0 (-95) -85.2 -65.7 -51
100 (-80) -60.3 -41.3 -2.2
1.84 (2.58) 1.10 0.40 ＜0.20
2.1 水在地球上的分布及水循环
一、天然水的分布 二、水循环
三、我国水资源状况
2.1
水在地球上的分布及水循环
全 球 水 量 分 布 比 例
2.1 水在地球上的分布及水循环
表2-1 地球上各种水的储量
序 号 类 别 水储量 (万亿m3)
1338000 23400 12870 10530 16.5 24064.1 300.0 176.4 85.4 91.0 11.47 2.12 1.12 12.9 1385984.61 35029.21
中国农业大学_807环境化学与环境监测_《环境化学》课件_第四章 大气环境和性质
中毒情况
数千人发病60人死亡，咳嗽、呼 吸短促、流泪等 4天内6000人患病，17人死亡， 咳嗽、喉痛、胸闷 5天内4000人死亡，已发生12次 死近万人，胸闷、咳嗽、喉痛 400人死亡，多数人患病，刺激 眼、鼻、喉，引起眼病，喉炎
原因
SO2转化为SO3进入 肺部 SO2同烟尘作用生成硫 酸盐，吸入肺部 粉尘中Fe2O3使SO2转为 硫酸，吸入肺部
食用含有甲基汞的鱼
使用含镉米和含镉水 有毒重金属颗粒及 SO2吸入肺部 食用含有多氯联苯的 米糠油
第一节 60年代后
大气污染化学概述
酸性降水在北美、北欧的出现，人们便开展了酸
雨形成机制的研究，并发现了酸雨的前体物（SOx和NOx）以 及几种氧化致酸的途径和作用。（发展了液相和多相化学）
70年代后 由于南极上空“臭氧洞”的发现以及温室效应对气
增加而降低。
第二节 天然大气环境特征及化学组成
2、电离状态------ 60km以上为电离层，离子密度大， 60~90km主要为NO光解离； 90~120km主要为O2光解
大气的总质量约为5.2×1015吨，仅占地球质量的106分之一。其中90%集中
在地球表面30km以内。
第二节 天然大气环境特征及化学组成 一、大气的范围及结构 根据大气在铅直方向上的温度、化学组成、物理特性，大气
圈可分为若干层次。
●按大气中化学组成的分布，大气圈可分为均质层（90km 以下）和非均质层（90km以上）； ●按大气的电离状态分布，可将在大气分为电离层（60km 以上）和非电离层（60km以下）。
候变暖的作用，使得人们开始注意并研究 氯氟烃（CFCs）等痕量气体对平流层O3的耗损， 及CO2、CH4增多而造成的地球温室效应。 （平流层化学迅速发展）（目前臭氧洞已达2800万平方公里）.
环境化学全部ppt课件
20世纪70年代：出版一系列专著，建立一系列 研究计划。《增长的极限》
25
20世纪80年代：生命元素的生物地球化 学循环、化学品安全评价、全球变化及全球 性环境问题研究。
26
2.环境化学的定义 环境化学：环境化学是一门研究有害化学物质在
环境介质中的存在、化学特性、行为和效应及其控 制的化学原理和方法的科学。
13
第一章 绪 论
1
环境化学
2
环境污染物
14
1. 环境问题(Environmental Problems)
1.1环境污染（Environmental pollution)
环境污染: 由于人为因素使环境的构成或状态发
生变化，环境素质下降，从而扰乱了生态系统和人 们的正常生活条件和生产条件，就叫做环境污染。
为是怎样的？ 3.SO2及潜在有害物质在环境中经过迁移转化将会
产生哪些危害，其危害机制如何？ 4.如何预防酸雨的产生或减缓酸雨产生的危害？
29
4. 环境化学的研究特点 ●从微观的原子、分子水平上，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。 ● 污染物种类众多，形态多变；浓度低；分布广泛，
第三阶段：90年代以来 巩固和发展“持续发展”的战略思想。 ——把环境保护与经济、社会协调发展。
23
二、环境化学
1. 环境化学的发展 环境化学的发展：
孕育阶段：二次大战-1970年； 形成阶段：70-80年代； 发展阶段：80年代。
24
二次大战-20世纪60年代：研究环境中农药 （有机氯）残留行为。《寂静的春天》-卡逊
27
3. 环境化学的研究内容
有害物质在环境中存在的浓度水平和形态；
25
20世纪80年代：生命元素的生物地球化 学循环、化学品安全评价、全球变化及全球 性环境问题研究。
26
2.环境化学的定义 环境化学：环境化学是一门研究有害化学物质在
环境介质中的存在、化学特性、行为和效应及其控 制的化学原理和方法的科学。
13
第一章 绪 论
1
环境化学
2
环境污染物
14
1. 环境问题(Environmental Problems)
1.1环境污染（Environmental pollution)
环境污染: 由于人为因素使环境的构成或状态发
生变化，环境素质下降，从而扰乱了生态系统和人 们的正常生活条件和生产条件，就叫做环境污染。
为是怎样的？ 3.SO2及潜在有害物质在环境中经过迁移转化将会
产生哪些危害，其危害机制如何？ 4.如何预防酸雨的产生或减缓酸雨产生的危害？
29
4. 环境化学的研究特点 ●从微观的原子、分子水平上，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。 ● 污染物种类众多，形态多变；浓度低；分布广泛，
第三阶段：90年代以来 巩固和发展“持续发展”的战略思想。 ——把环境保护与经济、社会协调发展。
23
二、环境化学
1. 环境化学的发展 环境化学的发展：
孕育阶段：二次大战-1970年； 形成阶段：70-80年代； 发展阶段：80年代。
24
二次大战-20世纪60年代：研究环境中农药 （有机氯）残留行为。《寂静的春天》-卡逊
27
3. 环境化学的研究内容
有害物质在环境中存在的浓度水平和形态；
环境化学 (第三章 水环境化学)第三节
根据上述方程，作者对虹鳟鱼又 得到下列相关方程： lg(BCF) = -0.802 lgSw - 0.497 n = 7 r = 0.977
27
生物浓缩因子 (BCF)
上述结果是对较高等生物而言， 对占水体生物量大部分的微生物也 可获得类似的相关方程。
28
二、挥发作用（略）
挥发作用是指有机物质从溶解态转向 气态的过程。挥发速率与有毒物的性 质和水体特征有关
分配作用（partition） 吸附作用（adsorption)
2
吸附作用（adsorption）
在非极性有机溶剂中，土壤矿物质对有机 化合物的表面吸附作用，或干土壤矿物 质对有机化合物的表面吸附作用。
前者靠范德华力，后者是化学键力，如氢 键、离子偶极键、配位键、π键等。
3
吸附作用（adsorption）
有机污染物的挥发速率（ c / t ）及
挥发速率常数（ Kv ）的关系：
C / t KvC
29
三、水解作用（简述）
有机毒物与水的反应是X-基团与OH-基 团交换的过程：
RX H 2O ROH HX
在水体环境条件下，可能发生水解的 官能团有烷基卤、酰胺、胺、氨基甲酸脂 羧酸脂、环氧化物、腈、磷酸脂、 磺酸脂、 硫酸脂等。
25
生物浓缩因子 (BCF)
lg(BCF) = 0.542 lgKow + 0.124 n=8 r=0.948
lg(BCF) = 0.980 lgKow - 0.063 n=5 r=0.991
将生物的类脂含量加以标化，两个 方程的差别将减少。
26
生物浓缩因子 (BCF)
同Koc的相关性一样，lg(BCF)也与 溶解度相关。
27
生物浓缩因子 (BCF)
上述结果是对较高等生物而言， 对占水体生物量大部分的微生物也 可获得类似的相关方程。
28
二、挥发作用（略）
挥发作用是指有机物质从溶解态转向 气态的过程。挥发速率与有毒物的性 质和水体特征有关
分配作用（partition） 吸附作用（adsorption)
2
吸附作用（adsorption）
在非极性有机溶剂中，土壤矿物质对有机 化合物的表面吸附作用，或干土壤矿物 质对有机化合物的表面吸附作用。
前者靠范德华力，后者是化学键力，如氢 键、离子偶极键、配位键、π键等。
3
吸附作用（adsorption）
有机污染物的挥发速率（ c / t ）及
挥发速率常数（ Kv ）的关系：
C / t KvC
29
三、水解作用（简述）
有机毒物与水的反应是X-基团与OH-基 团交换的过程：
RX H 2O ROH HX
在水体环境条件下，可能发生水解的 官能团有烷基卤、酰胺、胺、氨基甲酸脂 羧酸脂、环氧化物、腈、磷酸脂、 磺酸脂、 硫酸脂等。
25
生物浓缩因子 (BCF)
lg(BCF) = 0.542 lgKow + 0.124 n=8 r=0.948
lg(BCF) = 0.980 lgKow - 0.063 n=5 r=0.991
将生物的类脂含量加以标化，两个 方程的差别将减少。
26
生物浓缩因子 (BCF)
同Koc的相关性一样，lg(BCF)也与 溶解度相关。
环境化学-绪论 PPT课件
环境问题
• 人类生活和生产活动不断影响和改变环境条件，甚至引起环 境污染。
• 工业化过程中的处置失当，特别是对自然资源的不合理开发 利用，造成了全球性的环境污染和生态破坏。 空气、水和土地污染的环境退化现象 臭氧层破坏 气候变化 水资源的短缺和污染 有毒化学品和团体废弃物的危害 生物多样性的损伤
2. 造成环境污染的三因素 物理的
噪声、震动等 化学的
九大类 生物的
大米草、水葫芦、赤藻等
温室效应
酸雨
光化学烟雾
伦敦烟雾事件
臭氧空洞
海洋污染
赤潮
农药污染
3. 认识环境问题的三个阶段
环境问题并非只限于环境污染,人们对现代环境 问题的认识有个发展过程。 第一阶段：在20世纪60年代人们把环境问题只当成一 个污染问题，认为环境污染主要指的是城市和工农业 发展带来的对大气、水质、土壤、固体废弃物和噪声 的污染。对土地沙化、热带森林破坏和野生动物某些 品种的濒危灭绝等并未从战略上予以重视。我国当时 以污染控制为中心进行环境管理，曾对改善城市和人 民生活的环境质量起了重要作用。 存在问题：没有把环境问题与自然生态联系起来,低 估了环境污染的危害性和复杂性，没有把环境污染与 社会因素相联系，未能追根寻源。
每年有600万公顷具有生产力的旱地变成沙漠
有1100多万公顷的森林遭到破坏
在非洲,干旱将3500万人置于危难之中
在印度,博帕尔农药厂化学品泄漏造成两千人死亡
在墨西哥城,液化气罐爆炸使千人遇难
在前苏联,切尔诺贝利核反应堆爆炸使核尘埃遍布欧洲
在瑞士,农用化学品、溶剂和录污染了莱茵河,使数百万 尾鱼被毒死
样是热门课题。
（2）各圈层环境化学
03-5环境化学第三章__水环境化学
概括起来，配合物平衡反应相应的平衡常数可表示如下：
L M
K1
L ML
K2
L ML 2 Kn-1
L
…………….
Kn
MLn
β2
βn
Kn
[MLn ] [MLn1 ][L]
n
[MLn ] [M ][L]n
=K1K2……Kn
➢Kn或βn越大，配合离子愈难离解，配合物也愈 稳定。因此,从稳定常数的值可以算出溶液中各 级配合离子的平衡浓度。
一般而言，配合物的稳定性取决于三个因素： ➢配位体的性质，多齿配位体比单齿配位体稳定 ➢金属离子半径与电荷：
配位体半径越小，越稳定 金属离子的化合价越高，则一般配合物越稳定 ➢金属在元素周期表中的位置：同族元素从上到下 其络合物稳定性增加。
稳定常数是衡量配合物稳定性大小的尺度。 包括：逐级生成常数（K）和累积生成常数（β）
2－ 4
K1
[MeOH ] [Me2 ][OH ]
K2
[Me(OH )20 ] [MeOH ][OH ]
K3
[Me(OH )3 ] [Me(OH )20 ][OH
]
K4
[Me(OH)4 2 ] [Me(OH) 3][OH ]
或者也可以写为：Me2++ OH－→Me(OH)+
Me2++
2OH－→Me(OH)
=β1 [Me2+][OH－]/ [Me]T 在一定温=度ψ0下β1，[OβH1、－]β2、…、βn等为定值， ψ仅是pH值的函数。 因此ψ可2 =以[M表e示(OCHd)22+0—] /O[MH－e]配T =合ψ离0子β2在[O不H同－]p2 H值下的分布。
ψ3 =[Me(OH) 3-] / [Me]T = ψ0 β3[OH－]3 ψ4 =[Me(OH) 42-] / [Me]T = ψ0 β4[OH－]4 ψn =[Me(OH) nn-2] / [Me]T = ψ0 βn·[OH－]n
L M
K1
L ML
K2
L ML 2 Kn-1
L
…………….
Kn
MLn
β2
βn
Kn
[MLn ] [MLn1 ][L]
n
[MLn ] [M ][L]n
=K1K2……Kn
➢Kn或βn越大，配合离子愈难离解，配合物也愈 稳定。因此,从稳定常数的值可以算出溶液中各 级配合离子的平衡浓度。
一般而言，配合物的稳定性取决于三个因素： ➢配位体的性质，多齿配位体比单齿配位体稳定 ➢金属离子半径与电荷：
配位体半径越小，越稳定 金属离子的化合价越高，则一般配合物越稳定 ➢金属在元素周期表中的位置：同族元素从上到下 其络合物稳定性增加。
稳定常数是衡量配合物稳定性大小的尺度。 包括：逐级生成常数（K）和累积生成常数（β）
2－ 4
K1
[MeOH ] [Me2 ][OH ]
K2
[Me(OH )20 ] [MeOH ][OH ]
K3
[Me(OH )3 ] [Me(OH )20 ][OH
]
K4
[Me(OH)4 2 ] [Me(OH) 3][OH ]
或者也可以写为：Me2++ OH－→Me(OH)+
Me2++
2OH－→Me(OH)
=β1 [Me2+][OH－]/ [Me]T 在一定温=度ψ0下β1，[OβH1、－]β2、…、βn等为定值， ψ仅是pH值的函数。 因此ψ可2 =以[M表e示(OCHd)22+0—] /O[MH－e]配T =合ψ离0子β2在[O不H同－]p2 H值下的分布。
ψ3 =[Me(OH) 3-] / [Me]T = ψ0 β3[OH－]3 ψ4 =[Me(OH) 42-] / [Me]T = ψ0 β4[OH－]4 ψn =[Me(OH) nn-2] / [Me]T = ψ0 βn·[OH－]n
《环境化学》全套教学课件pptx
水体中污染物迁移转化规律
1 2
污染物的迁移方式 包括对流、扩散、吸附、沉淀等。
污染物的转化过程 包括光化学转化、生物转化、化学转化等。
3
影响污染物迁移转化的因素 如水温、水流速度、水体pH值、微生物活动等。
04
土壤环境化学
土壤组成与性质
矿物质
有机质
土壤矿物质是岩石经过风化作用形成的不同 大小的矿物颗粒。包括砂粒、粉粒、黏粒等。
07
当代环境问题与可持 续发展战略思考
当代环境问题概述
空气污染
工业废气、汽车尾 气、室内空气污染 等。
生物多样性丧失
物种灭绝、生态系 统破坏、基因资源 流失等。
全球气候变化
温室效应、极端天 气件频发、海平 面上升等。
水资源危机
水资源短缺、水污 染严重、水生态破 坏等。
土壤污染与退化
化肥农药过量使用、 重金属污染、土壤 侵蚀等。
影响生物体免疫系统
污染物质可能影响生物体的免疫系统， 降低生物体的免疫力，使其更容易受 到病原体的侵袭。
06
环境质量评价方法及 标准
环境质量评价概述
环境质量评价的定义和意义
环境质量评价是对环境的优劣进行定量或定性的描述和评估，为 环境管理、规划和决策提供科学依据。
环境质量评价的内容和范围
包括大气、水、土壤、生物等环境要素的质量评价，以及环境噪声、 放射性、电磁辐射等污染因素的评价。
土壤中污染物迁移转化规律
物理迁移
污染物在土壤中的物理 迁移主要包括扩散、对 流和机械搬运等作用。
化学迁移
污染物在土壤中的化学 迁移涉及溶解、沉淀、 氧化、还原等化学反应
过程。
生物迁移
土壤中的生物活动如植 物吸收、微生物降解等 作用可以影响污染物的
环境化学课件
大气的结构
大气在垂直方向上可分为对流层、平流层、中间层、热层和外大气层。其中， 对流层是大气最底层，与人类活动关系最为密切。
大气污染及来源
大气污染的定义
大气污染是指由于人类活动或自然过程使得大气中的一些物质的含量达到有害的 程度，以至破坏生态系统和人类正常生活条件的现象。
大气污染的主要来源
工业排放、交通运输、农业活动、城市生活等。其中，工业排放和交通运输是大 气污染的主要来源。
04 土壤环境化学
土壤组成与性质
矿物质
土壤矿物质是土壤的主要组成 成分，包括原生矿物和次生矿 物，对土壤的物理和化学性质
有重要影响。
有机质
土壤有机质主要来源于动植物 残体及其分解产物，对土壤肥 力、结构和微生物活性等有重 要作用。
水分
土壤水分是土壤的重要组成部 分，影响土壤的理化性质和生 物活性。
度升高，导致温室效应。
03 水环境化学
水体组成与性质
水体的组成
水分子、溶解物质、悬浮物质、 底泥等。
水体的物理性质
温度、颜色、透明度、密度、粘度 等。
水体的化学性质
酸碱度、硬度、氧化还原电位、溶 解氧等。
水体中污染物迁移转化
01
02
03
污染物的来源
工业废水、生活污水、农 业排水、大气沉降等。
污染物的迁移
食物链进入生物体。
土壤污染
03
农药、重金属等污染物在土壤中的积累，通过食物链或直接接
触进入生物体。
生物体内污染物质运移途径
血液循环
污染物质进入血液后，随血液循环分布到全身各组织器官。
淋巴循环
部分污染物质可进入淋巴液，通过淋巴循环转运至淋巴结等组织 。
大气在垂直方向上可分为对流层、平流层、中间层、热层和外大气层。其中， 对流层是大气最底层，与人类活动关系最为密切。
大气污染及来源
大气污染的定义
大气污染是指由于人类活动或自然过程使得大气中的一些物质的含量达到有害的 程度，以至破坏生态系统和人类正常生活条件的现象。
大气污染的主要来源
工业排放、交通运输、农业活动、城市生活等。其中，工业排放和交通运输是大 气污染的主要来源。
04 土壤环境化学
土壤组成与性质
矿物质
土壤矿物质是土壤的主要组成 成分，包括原生矿物和次生矿 物，对土壤的物理和化学性质
有重要影响。
有机质
土壤有机质主要来源于动植物 残体及其分解产物，对土壤肥 力、结构和微生物活性等有重 要作用。
水分
土壤水分是土壤的重要组成部 分，影响土壤的理化性质和生 物活性。
度升高，导致温室效应。
03 水环境化学
水体组成与性质
水体的组成
水分子、溶解物质、悬浮物质、 底泥等。
水体的物理性质
温度、颜色、透明度、密度、粘度 等。
水体的化学性质
酸碱度、硬度、氧化还原电位、溶 解氧等。
水体中污染物迁移转化
01
02
03
污染物的来源
工业废水、生活污水、农 业排水、大气沉降等。
污染物的迁移
食物链进入生物体。
土壤污染
03
农药、重金属等污染物在土壤中的积累，通过食物链或直接接
触进入生物体。
生物体内污染物质运移途径
血液循环
污染物质进入血液后，随血液循环分布到全身各组织器官。
淋巴循环
部分污染物质可进入淋巴液，通过淋巴循环转运至淋巴结等组织 。
中国农业大学_807环境化学与环境监测_《环境化学》课件_第六章_土壤环境化学
1. 土壤的组成和性质
蒙脱石的特点
两个四面体片夹一八面体片组成 一个晶片，八面体片中，部分Mg 取代Al而使层片带负电，多余电 荷由层间阳离子中和。水化时膨 胀严重。
1. 土壤的组成和性质
其他2:1型矿物
• 根据同晶置换与层间结合不同可分为
– 叶蜡石——范德华力连结 – 蒙脱石——Mg-Al，钠作为补偿离子 – 蛭石——Al-Si，Mg、Fe-Al，水合镁离子作为
次生矿物：原生矿物经化学风化后形成的新矿物，其化学 组成和晶体结构都有所改变。
1. 土壤的组成和性质
成土母质的风化-土壤的形成
1. 土壤的组成和性质
石英、长石类、云母类、
原 生
辉石、角闪石、橄榄石、
矿
赤铁矿、磁铁矿、磷灰石、
物
黄铁矿……
化学风化：氧化、水解和酸性水解。
简单盐类(方解石、白云石、石膏、泻盐等)、
1. 土壤的组成和性质
土壤结构模型
1. 土壤的组成和性质
2. 各粒级的主要矿物成分和理化特性
由于土粒大小不同，矿物成分和化学组成也不同各粒级的 物理化学性质和肥力特征相差很大。
(1) 石块和石粒：多为岩石碎快，直径大于 1 mm，不利于 保持水分和养分。
(2) 砂粒：主要为原生矿物，大多为石英、长石、云母、 角闪石等。粒径为1-0.05 mm，土壤含砂粒多时，通气 和透水性强，保水保肥能力弱，营养成分含量少。
疏松的枯枝落叶层，未经分解
A0 暗色半分解有机质层
A1
暗色的腐殖层
A2 灰白色的灰化层
A3 向B层过渡层，多似A层
B1 向A层过渡层，多似B层
B2
棕色至红棕色的淀积层
B3 向C层过渡层
2022年中国农业大学807环境化学与环境监测考研真题和答案
2022年中国农业大学807环境化学与环境监测考研真题和答案2022年中国农业大学资源与环境学院《807环境化学与环境监测》考研全套内容简介•中国农业大学资源与环境学院《807环境化学与环境监测》历年考研真题汇总（含部分答案）•全国名校环境化学考研真题汇总（含部分答案）•全国名校环境监测考研真题汇总说明：本部分收录了本科目近年考研真题，方便了解出题风格、难度及命题点。
此外提供了相关院校考研真题，以供参考。
2．教材教辅•戴树桂《环境化学》（第2版）配套题库【考研真题精选＋章节题库】•奚旦立《环境监测》（第5版）配套题库【考研真题精选＋章节题库】说明：以上为本科目参考教材配套的辅导资料。
•试看部分内容第一部分考研真题精选一、选择题1环境质量标准和污染物排放标准具有（）。
[河北大学201 8年研]A．强制性B．推荐性C．指导性D．随意性【答案】A查看答案【解析】目前中国环境标准分为强制性环境标准和推荐性环境标准。
环境质量标准和污染物排放标准及法律、法规规定必须执行的其他标准为强制性环境标准。
强制性环境标准必须严格执行，超标即违法。
强制性环境标准以外的环境标准属于推荐性环境标准。
国家鼓励采用推荐性环境标准。
如果推荐性环境标准被强制性环境标准采用，也必须强制执行。
2《地表水环境质量标准》将地表水环境功能分为5类，我们居住区域的长江水体属于（）水体。
[武汉科技大学2018年研] A．Ⅰ类B．Ⅱ类C．Ⅲ类D．Ⅳ类【答案】C查看答案【解析】《地表水环境质量标准》（GB 3838—2002）适用于全国领域内江河、湖泊、运河、渠道、水库等具有使用功能的地表水水域。
具有特定功能的水域，执行相应的专业用水水质标准。
其目的是保障人体健康、维护生态平衡、保护水资源、控制水污染以及改善地表水质量和促进生产。
依据地表水水域环境功能和保护目标，按功能高低依次划分为五类：①Ⅰ类。
主要适用于源头水、国家自然保护区；②Ⅱ类。
主要适用于集中式生活饮用水地表水源地一级保护区、珍稀水生生物栖息地、鱼虾类产卵场、仔稚幼鱼的索饵场等；③Ⅲ类。
《环境化学课件》PPT课件
物体。
水体污染
工业废水、生活污水等 排放到水体中的污染物 ，通过饮水和食物链进
入生物体。
土壤污染
农药、重金属等污染物 在土壤中积累，通过食
物链进入生物体。
其他途径
包括食物摄入、皮肤接 触等途径，使污染物进
入生物体。
生物体内污染物质转化与排泄机制
01
生物转化
生物体内的酶系统可将污染物转化为低毒或无毒的代谢产物，如肝脏中
化学法
包括中和、氧化还原、电解和混凝等。
生物法
利用微生物的代谢作用，将有机物转化为无害物质，包括活性污泥 法、生物膜法和厌氧生物处理法等。
土壤污染治理技术与方法
物理化学修复技术
包括土壤淋洗、土壤固化/稳定化、热脱附和电动 修复等。
生物修复技术
利用微生物或植物对土壤中的污染物进行降解、 转化或固定，包括微生物修复和植物修复等。
REPORT
《环境化学课件》 PPT课件
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMARY
目录
CONTENTS
• 环境化学概述 • 大气环境化学 • 水环境化学 • 土壤环境化学 • 生物体内污染物质运动过程及毒性效
应 • 环境污染治理技术与方法
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
危害
影响水生生物生存、破坏水生态平衡、危害人类健康等。
水环境化学原理
1 2
水中的化学反应
酸碱反应、沉淀溶解反应、氧化还原反应等。
水质指标与标准
pH值、溶解氧、化学需氧量、生物需氧量等。
3
水处理原理与技术
物理处理、化学处理、生物处理等。
REPORT
水体污染
工业废水、生活污水等 排放到水体中的污染物 ，通过饮水和食物链进
入生物体。
土壤污染
农药、重金属等污染物 在土壤中积累，通过食
物链进入生物体。
其他途径
包括食物摄入、皮肤接 触等途径，使污染物进
入生物体。
生物体内污染物质转化与排泄机制
01
生物转化
生物体内的酶系统可将污染物转化为低毒或无毒的代谢产物，如肝脏中
化学法
包括中和、氧化还原、电解和混凝等。
生物法
利用微生物的代谢作用，将有机物转化为无害物质，包括活性污泥 法、生物膜法和厌氧生物处理法等。
土壤污染治理技术与方法
物理化学修复技术
包括土壤淋洗、土壤固化/稳定化、热脱附和电动 修复等。
生物修复技术
利用微生物或植物对土壤中的污染物进行降解、 转化或固定，包括微生物修复和植物修复等。
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ANALYSIS
SUMMARY
目录
CONTENTS
• 环境化学概述 • 大气环境化学 • 水环境化学 • 土壤环境化学 • 生物体内污染物质运动过程及毒性效
应 • 环境污染治理技术与方法
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DATE
ANALYSIS
危害
影响水生生物生存、破坏水生态平衡、危害人类健康等。
水环境化学原理
1 2
水中的化学反应
酸碱反应、沉淀溶解反应、氧化还原反应等。
水质指标与标准
pH值、溶解氧、化学需氧量、生物需氧量等。
3
水处理原理与技术
物理处理、化学处理、生物处理等。
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第一节
水环境中的沉淀溶解反应
3、相互结合的离子半径差别愈小，其离子化合物愈牢固， 即难溶解。 溶解度小于0.01克/100克水的物质叫做“难溶物” 地表水和沉积物的孔隙水中主要阴离子Cl-、SO2-4、HCO-3
还原条件下有H2S衍生的HS-与S2-，碳酸盐、氢氧化物、硫 化物难溶。
第一节
水环境中的沉淀溶解反应
一、氧化物和氢氧化物
金属氢氧化物沉淀有多种形态，它们在水环境中的行为差
别很大。氧化物可看成是氢氧化物脱水而成。金属氢氧化 物的沉淀溶解平衡可以用化学反应的通式表述：
Me (OH)n(s) ==== Me n+ + nOH¯ Ksp = [Me n+][OH–]n [Me n+]= Ksp/[OH–]n = Ksp[H+]n / Knw
pc = ( pKsp – npKw ) + npH （3-1）
第一节
水环境中的沉淀溶解反应
1、pc 与pH成直线关系，即在一定的pH的范围内， pH 越高，金属离子的浓度越低；
2、金属离子的价数就是浓度随pH变化的斜率，其中
lg[Men+] 与pH的关系，斜率分别为 -1、-2、-3。 Ag+、Hg+ 的斜率为 1； Ca2+ 、 Mg2+ 、 Fe2+ 、 Mn2+ 、 Zn2+ 、 Pb2+ 、 Cu2+ 、 Hg2+ 、 Ni2+ 、 Cd2+ 、 Co2+ 的斜率为 2； Al3+、Fe3+、Cr3+ 的斜率为 3； 3、当pc = 0时（-lg[Men+] = 0 即 [Men+] = 1 mol/L）， 直线在横轴上的pH值为截距 ， 用下式计算：
上边所讨论的并不能充分反映出溶解度，应该考虑OH-与 金属离子可进行配合，金属离子氧化物和氢氧化物的溶解 度:
MeT=[Mez+]+∑[Me（OH）nz-n]
第一节
水环境中的沉淀溶解反应
铅的各种形态与水体pH的关系以及所对应的浓度
(1) H2O ==== H+ + OH¯ (2) PbO(s) + 2H+ ==== Pb2+ + H2O (3) PbO(s) + H+ ==== PbOH + lgKw = -14 lg*Ks0 = 12.7 lg*Ks1 = 5.0
(4) PbO(s) + H2O ==== Pb (OH)20 lg Ks2 = -4.4 (5) PbO(s) + 2H2O ==== Pb (OH)3¯+ H+ lg*Ks3 = -15.4 lg[Pb2+] = 12.7 – 2pH ①
lg[PbOH +] = 5.0 – pH
lg[Pb (OH)20] = – 4.4
（不同文献的平衡常数有差异）
第一节
水环境中的沉淀溶解反应
水对许多物质有很强的溶解能力，是由于它有很高的介电常数， 1、水是强极性分子，对极性大的离子键化合物的溶解能力比极
性小的共价键化合物的溶解能力大。金属离子与SO42-之间为离
子键，在水中的溶解度远大于共价键的金属硫化物。
AgF（离子晶格）的溶解度大于 AgCl（共价键） 2、对离子键化合物来说，溶解度随着离子半径的增大和电价 的减少而增加，Na3PO4、 Na2SO4 、 Na2CO3均易溶 ，而 Ca3(PO 4)2 、 CaSO4 、 CaCO3均难溶 。
水环境中的沉淀溶解反应
1、金属离子在水中的沉淀溶解过程往往是一些非均相反
应，这些反应进行得缓慢，在动态环境中不易达到平衡。
2、热力学理论中所阐述的物相关系不一定与实际沉淀反 应完全一致。(沉淀可以进一步转化) 3、在实际中往往出现化合物的溶解量大于其溶解度的情 况，即存在过饱和现象。 4、固体溶解所产生的离子可能在溶液中进一步反应。 5、用于计算的平衡常数因测定条一节
水环境中的沉淀溶解反应
图中阴影所包围的区域为PbO(s)稳定存在的区域，
阴影以外的区域为溶解的铅形态，
[Pb(Ⅱ)T]=[Pb2+]+[ PbOH +]+[ Pb (OH)20]+[ Pb (OH)3¯]
第三章
第一节
水环境化学
水环境中的沉淀溶解反应
金属离子在水环境中的迁移与否，迁移能力的大小多和这 些离子的化合物在水中的沉淀和溶解反应紧密相关。在金属离 子中，溶解度小者，其在水中的迁移能力小，溶解度大者的迁 移能力大。
第一节
水环境中的沉淀溶解反应
在固—液平衡体系中，一般用溶度积来表征溶解度大小。
第三章 水环境化学
Chapter3. Aquatic Environmental Chemistry
从化学过程和原理方面阐明天然水中的各种化学平衡 问题和无机离子，特别是重金属离子，有机化合物等 在天然水中分布、迁移、转化和归宿规律.
第三章
水环境化学
第一节 水环境中的沉淀溶解反应 第二节 水环境中的配合反应 第三节 水环境中的氧化与还原反应 第四节水中胶体物质及其吸附作用 第五节 水中有机污染物的迁移转化
尽管在化学理论研究上，溶度积的获得具有严格的条件， 将
其用于解释天然水中各种化合物的沉淀溶解性质时存在一定 偏差， 但在水环境中各种无机化合物的溶解度或沉淀反应仍 遵守溶度积原则。 在用溶度积讨论无机化合物的沉淀溶解反应平衡，以及
这一反应对金属离子迁移、转化的具体影响时----------?
第一节 要注意的是：
pH = 14 – 1/n pKsp
第一节
水环境中的沉淀溶解反应
第一节
水环境中的沉淀溶解反应
1、从图中可看出各金属离子生成氢氧化物沉淀的先后。 2、金属离子的浓度已知，可知道该金属离子开始沉淀时的 pH值。
3、同价金属离子均有相同的斜率，靠右边斜线代表的金属 氢氧化物的溶解度大于靠左边的金属氢氧化物的溶解度。
②
③
lg[Pb (OH)3¯] = – 15.4 + pH
④
第一节
水环境中的沉淀溶解反应
可见除[Pb (OH)20]与pH无关外，其余3种铅形态都与溶液
中H+离子浓度有关，Pb2+、PbOH +、Pb (OH)20和Pb(OH)3---对
数值作为pH值函数特征线的斜率分别为–2、–1、0和 +1， 将有关铅形态浓度的对数对 pH 作图，可得 Pb的溶解度与 pH的关系， 其中lg[Pb (OH)20]是一条与pH无关的水平线