水环境物理化学课件.ppt

1、第二章内容概要 第一节 水资源与水环境 第二节 水污染 第三节 水环境功能与水质标准 第四节 水污染控制1水资源与水环境p 水资源与水环境p 水资源与水环境 江河湖海中一切淡水、咸水江河湖海中一切淡水、咸水 土壤水、浅层和深层地下水土壤水、浅层和深层地下水 南北两极冰帽和各大陆高山冰川中的冰南北两极冰帽和各大陆高山冰川中的冰 大气圈中的水蒸气和水滴大气圈中的水蒸气和水滴 生物体内的水生物体内的水一、地球上的水p 水资源与水环境水是生命之源！在地球上，哪里有水，哪里就有生命。在地球上，哪里有水，哪里就有生命。人体内的水分，大约占到体重的人体内的水分，大约占到体重的65%。其中，脑髓含水其中，脑髓

2、含水75%血液含水血液含水83%肌肉含水肌肉含水76%骨胳含水骨胳含水22%没有水，食物中的养料不能被吸收，废物不能排出没有水，食物中的养料不能被吸收，废物不能排出体外，药物不能到达起作用的部位。体外，药物不能到达起作用的部位。人体缺水人体缺水1%-2%，感到渴，感到渴缺水缺水5%，口干舌燥，皮肤起皱，意识不清，甚至幻视，口干舌燥，皮肤起皱，意识不清，甚至幻视 缺水缺水15%，往往甚于饥饿，往往甚于饥饿 没有食物，人可以活较长时间（有人估计为两个月），没有食物，人可以活较长时间（有人估计为两个月），如果连水也没有，顶多能活一周左右。如果连水也没有，顶多能活一周左右。p 水资源与水环境地球上的总

3、水量天然水量并不等于可利用水量，水资源则一般仅指地球表层中天然水量并不等于可利用水量，水资源则一般仅指地球表层中可供人类利用并逐年得到更新的那部分水量资源。可供人类利用并逐年得到更新的那部分水量资源。如大气降水，江河、湖泊、水库、土壤和含水层的淡水如大气降水，江河、湖泊、水库、土壤和含水层的淡水 。p 水资源与水环境（一）地球上的水资源分布p 水资源与水环境我国的水资源分布我国的淡水资源总量约我国的淡水资源总量约2.8万亿立方米，居世界第六位万亿立方米，居世界第六位人均淡水占有量人均淡水占有量2220立方米，被列为立方米，被列为13个贫水国家之一。个贫水国家之一。人均淡水是世界平均水平的人均淡

4、水是世界平均水平的1/4，美国的，美国的1/5，加拿大的，加拿大的1/48目前我国有目前我国有400多个城市缺水，多个城市缺水，110个城市严重缺水个城市严重缺水 p 水资源与水环境主要水体平均交换周期p 水资源与水环境 水（水（H2O）溶解物质溶解物质 胶体物质胶体物质 悬浮物质悬浮物质 分类分类主要物质主要物质悬浮物质悬浮物质细菌、藻类及原生动物；细菌、藻类及原生动物；泥沙、黏土等颗粒物泥沙、黏土等颗粒物胶体物质胶体物质硅、铝、铁的水合氧化物胶体物质；硅、铝、铁的水合氧化物胶体物质；黏土矿物胶体物质；黏土矿物胶体物质；腐殖质等有机高分子化合物腐殖质等有机高分子化合物溶解物质溶解物质氧、二氧

5、化碳、硫化氢、氮等溶解气体；氧、二氧化碳、硫化氢、氮等溶解气体；钙、镁等卤化物、碳酸盐、硫酸盐等盐类；钙、镁等卤化物、碳酸盐、硫酸盐等盐类；可溶性有机物可溶性有机物（三）天然水的物质组成（三）天然水的物质组成p 水资源与水环境（二）水的自然循环和社会循环（二）水的自然循环和社会循环p 水资源与水环境天然水中常见的八大离子天然水中常见的八大离子 K+、Na+、Ca2+、Mg2+、HCO3-、NO3-、Cl-、SO42-（占天然水中离子总量的（占天然水中离子总量的9599%）。）。金属离子金属离子 -酸酸-碱、沉淀、配合及氧化碱、沉淀、配合及氧化-还原等反应还原等反应-稳定状态稳定状态水中溶解性气

6、体水中溶解性气体 -大气气体分子与同种气体在溶液分子间的平衡服从亨利定律大气气体分子与同种气体在溶液分子间的平衡服从亨利定律水生生物水生生物 -自养生物、异养生物自养生物、异养生物天然水的物质组成天然水的物质组成p 水资源与水环境天然水的化学组成天然水的化学组成又称为主要离子、恒量元素、保守成分。又称为主要离子、恒量元素、保守成分。淡水中常量成分占水体溶解盐类总量的淡水中常量成分占水体溶解盐类总量的90%以以上，八大离子主要有上，八大离子主要有 K+、Na+、Ca2+、Mg2+HCO3-、CO32-、SO42-、Cl-海水中常量成分占海水中溶解盐类的海水中常量成分占海水中溶解盐类的99.8%9

7、9.9%，其比例及排序几乎不变，其比例及排序几乎不变 Na+、Mg2+、Ca2+、K+、Sr2+、Cl-、SO42-、HCO3-（CO32-）、）、Br-、H3BO3、F-。常量成分常量成分溶解气体溶解气体营养元素营养元素有机物质有机物质微量元素微量元素有毒物质有毒物质常量成分常量成分p 水资源与水环境天然水的化学组成天然水的化学组成 除了除了N2、O2、CO2外，还有惰性气体外，还有惰性气体He、Ne、Ar、Kr、Xe、Rn。海水中也含有少量。海水中也含有少量H2，在水，在水交换较差的水底有时也有游离的交换较差的水底有时也有游离的H2S存在。对于存在。对于部分受污染地区，水中可能还有污染气体

8、（如硫部分受污染地区，水中可能还有污染气体（如硫氧化物、氮氧化物等）。氧化物、氮氧化物等）。溶解气体的含量与水的温度、水中动物代谢活溶解气体的含量与水的温度、水中动物代谢活动有关；其含量有明显的昼夜、季节、周年变化动有关；其含量有明显的昼夜、季节、周年变化特点和显著的水层差异。特点和显著的水层差异。常量成分常量成分溶解气体溶解气体营养元素营养元素有机物质有机物质微量元素微量元素有毒物质有毒物质p 水资源与水环境天然水的化学组成天然水的化学组成 主要包括与水生生物生长有关的一些元素，如N、P、Si等。营养元素多以复杂的离子形式或以有机物的形式存在于水体中。营养元素在水体中含量通常较低，受生物影响

9、较大，有时又称为“非保守成分”或“生物制约元素”。常量成分常量成分溶解气体溶解气体营养元素营养元素有机物质有机物质微量元素微量元素有毒物质有毒物质p 水资源与水环境天然水的化学组成天然水的化学组成 水体中的有机物可分为颗粒态有机物和溶解态有机物两大类。一般1升水有机物中仅几毫克。包括糖类、脂肪、蛋白质及降解有机物等；有机物对水质及水生生物有着多方面错综复杂的影响，适量有机物的存在是使水质维持一定肥力的重要条件，而过量有机物的存在将会使水质恶化。常量成分常量成分溶解气体溶解气体营养元素营养元素有机物质有机物质微量元素微量元素有毒物质有毒物质p 水资源与水环境天然水的化学组成天然水的化学组成 除了

10、常量元素和营养元素以外的其他元素（如同位素等），仅占总含盐量的0.1%左右；微量元素中的Fe、Mn、Cu等与生物的生长有着密切的关系，称为“微量营养元素”。常量成分常量成分溶解气体溶解气体营养元素营养元素有机物质有机物质微量元素微量元素有毒物质有毒物质p 水资源与水环境天然水的化学组成天然水的化学组成 天然水中的有毒物质，主要是由于地球化学异常和水体内部物质循环失调而生成并积累的毒物，如重金属、放射性同位素、硫化氢、氨、低重金属、放射性同位素、硫化氢、氨、低级胺类、高浓度级胺类、高浓度CO2及赤潮生物的有毒分泌物及赤潮生物的有毒分泌物等。有毒物质在浓度较低时就会对水生生物产生毒性作用，并破坏生

11、态系统的平衡；其毒性的大小与该物质的存在形式有关，并受到多中水体物理化学性质的影响。常量成分常量成分溶解气体溶解气体营养元素营养元素有机物质有机物质微量元素微量元素有毒物质有毒物质p 水资源与水环境天然水的化学组成天然水的化学组成成分Ca2+Mg2+Na+K+HCO3-SO42-Cl-含盐量黑龙江11.62.56.754.96.02.083.7松花江12.03.86.864.45.91.093.9黄河39.117.946.3162.082.630.0377.9长江28.99.68.6128.913.44.2193.6闽江2.60.66.720.24.90.535.5西江18.54.88.191.52.82.9128.6我国主要河流的化学组成 王凯雄，胡勤海.环境化学.北京：化学工业出版社.2006，5