环境化学原理-1-5资料课件.ppt

1、（二）硫化物（二）硫化物 一般而言，金属离子的硫化物在水中的溶解度一般而言，金属离子的硫化物在水中的溶解度比起其氧化物或氢氧化物小得多，对金属离子在天比起其氧化物或氢氧化物小得多，对金属离子在天然水中的沉积起着重要作用。然水中的沉积起着重要作用。例如，例如，Hg2+在天然水体中的行为由于水体性质在天然水体中的行为由于水体性质而发生明显分异。而发生明显分异。汞的甲基化过程在嫌气条件下易汞的甲基化过程在嫌气条件下易于发生于发生。但水体在嫌气条件下产生。但水体在嫌气条件下产生H2S，而，而S2-非常非常容易与容易与Hg2+生成生成HgS沉淀，那么，汞的甲基化作用沉淀，那么，汞的甲基化作用会明显被削弱

2、，汞的迁移和毒害就会降低。由于上会明显被削弱，汞的迁移和毒害就会降低。由于上述原因，述原因，好气条件下的天然水体发生汞的甲基化作好气条件下的天然水体发生汞的甲基化作用常大于嫌气条件下的情况用常大于嫌气条件下的情况。表表3-7 重金属硫化物的溶度积重金属硫化物的溶度积分子式分子式KsppKsp分子式分子式KsppKspAg2S6.3 10-5049.2HgS4.0 10-5352.4CdS7.9 10-2726.1MnS25 10-1312.6CoS4.0 10-2120.4NiS3.2 10-1918.5Cu2S2.5 10-4847.6PbS8 10-2827.9CuS6.3 10-3635

3、.2SnS1 10-2525.0FeS3.3 10-1817.5ZnS1.6 10-2423.8Hg2S1.0 10-4545.0As2S3*2.1 10-2221.68注：引自武汉大学主编，注：引自武汉大学主编，2000；*为下列平衡的平衡常数：为下列平衡的平衡常数：As2S3+4H2O=2HAsO2+3H2S。由表由表3-7可以看出，只要水环境中存在可以看出，只要水环境中存在S2-，几，几乎所有的重金属离子均可从水体中除去。在天然水乎所有的重金属离子均可从水体中除去。在天然水体中，体中，S2-的含量约为的含量约为10-10 mol/L，相当于，相当于3.2 10-6 mg/L。以。以Cu2

4、+为例，为例，CuS溶度积等于溶度积等于6.3 10-36，在，在25下：下：Cu2+S2-=6.3 10-36 把天然水中把天然水中S2-的浓度代入上式，便可得天然水的浓度代入上式，便可得天然水中中Cu2+的平衡浓度：的平衡浓度：Cu2+=6.3 10-36/10-10=6.3 10-26（mol/L）由此说明，只要天然水中有少量由此说明，只要天然水中有少量S2-存在，存在，Cu2+完全可从天然水中沉淀出来。完全可从天然水中沉淀出来。（三）碳酸盐（三）碳酸盐 两价金属离子的碳酸盐通常是一些难溶两价金属离子的碳酸盐通常是一些难溶性化合物，表性化合物，表3-8列出了金属碳酸盐的溶度积。列出了金属

5、碳酸盐的溶度积。由于碳酸盐在由于碳酸盐在不同不同pH条件下，条件下，溶解度溶解度不同，不同，加上加上空气中空气中CO2分压对溶液中碳酸形态的影分压对溶液中碳酸形态的影响，故响，故碳酸盐对水中金属离子迁移的贡献随碳酸盐对水中金属离子迁移的贡献随环境条件的变化而异环境条件的变化而异。表表3-8 金属碳酸盐的溶度积金属碳酸盐的溶度积分子式分子式KsppKsp分子式分子式KsppKspAg2CO38.1 10-1211.09Hg2CO38.9 10-1716.05BaCO35.1 10-98.29MgCO33.5 10-87.46CaCO32.9 10-98.54MnCO31.8 10-1110.74

6、CdCO35.2 10-1211.28NiCO36.6 10-98.18CoCO31.4 10-1312.84PbCO37.4 10-1413.13CuCO31.4 10-109.86SrCO31.1 10-109.96FeCO33.2 10-1110.50ZnCO31.4 10-1110.84S2-的含量约为的含量约为10-10 mol/L，相当于，相当于3.2 10-6 mg/LCO2=1.02810-5mol/L，相当于，相当于0.45 mg/L，这时，这时CO32-含量约为含量约为10-7mol/L。C1：CaCl2 2mmol/L C2：CaCl2 8mmol/L N1：NaHCO3

7、 2mmol/L N2：NaHCO3 8mmol/L 因此，因此，CaCl2在降低盐碱性水体的在降低盐碱性水体的pH有显著作用有显著作用 水中Ca2+对pH的调节作用 由于方解石（由于方解石（CaCO3）是天然水）是天然水体中钙的主要矿物，其对水中离子的体中钙的主要矿物，其对水中离子的调节非常重要。因此，下面以调节非常重要。因此，下面以CaCO3和其它金属的碳酸盐为例，对碳酸盐和其它金属的碳酸盐为例，对碳酸盐的溶解度与的溶解度与pH的关系作进一步介绍。的关系作进一步介绍。1.封闭体系封闭体系 其特征为：其特征为：1)只考虑溶液相碳酸形态和固相碳酸只考虑溶液相碳酸形态和固相碳酸盐碳酸形态；盐碳酸

8、形态；2)把把H2CO3*当成不挥发酸处理；当成不挥发酸处理；3)碳酸形态总浓度碳酸形态总浓度cT为常数为常数,其中其中 CO32-=cT2根据沉淀溶解平衡，有根据沉淀溶解平衡，有 CaCO3(s)Ca2+CO32-Ksp=Ca2+CO32-于是：于是：Ca2+=Ksp/CO32-=Ksp/cT 这就是计算水溶液中钙离子浓度这就是计算水溶液中钙离子浓度的公式。的公式。2对于其它金属对于其它金属Me2+，有，有 Me2+=Ksp/cT 由于由于 是是pH的函数，说明的函数，说明CaCO3或或MeCO3的溶解与的溶解与pH有关有关。22122122)HH1(aaaKKK（）如在如在pH=7，cT=

9、3 10-3 mol/L下下 =3.82 10-4 Ca2+=Ksp/cT =2.9 10-9/(3 10-3 3.82 10-4)=2.5 10-3(mol/L)=2.5(mmol/L)-lgCa2+=2.6022 再如在这一条件下，再如在这一条件下，PbCO3的溶解的溶解度为：度为：Pb2+=Ksp/cT =7.4 10-14/(3 10-3 3.82 10-4)=6.4 10-8(mol/L)-lgPb2+=7.192456789101112121086420pKa1pKa2CO32-OH-Ca2+Zn2+Pb2+H+-1gcpH图图3-6 3-6 封闭体系中封闭体系中CaCO3、ZnC

10、O3和和PbCO3的溶解度的溶解度（cT=3 10-3 mol/L）pKsp(CaCO3)2.开放体系开放体系 天然水体实际上是天然水体实际上是CO2的开放体的开放体系，水体中系，水体中CaCO3的形成是与水中碳的形成是与水中碳酸各形态基本上处于平衡之中。根据酸各形态基本上处于平衡之中。根据亨利定律，大气中亨利定律，大气中CO2一定，溶液中一定，溶液中CO2也相应固定：也相应固定：即即 cT=CO2/=KH /2COp00 而而 CO32-=cT =KH /根据溶度积规则，可以得出二氧根据溶度积规则，可以得出二氧化碳开放体系中的金属离子浓度的计化碳开放体系中的金属离子浓度的计算公式为：算公式为

11、：Me2+=Ksp/(KH )222COp0022COp Me2+=Ksp/(KH )=H+2Ksp/Ka1Ka2 KH 022COp2COp 在大气在大气CO2分压固定的情况下，分压固定的情况下，金属金属碳酸盐的碳酸盐的lgMe2+与水体与水体pH的关系为一条的关系为一条斜率为斜率为-2的直线的直线，也就是说，也就是说，水体水体pH每提每提高高1单位，金属离子的浓度就下降单位，金属离子的浓度就下降2个数量个数量级。级。pKa2pKa1pKa0H+H2CO3*CTCO32-OH-HCO3-真实真实H2CO3pHlgc-1-2-3-4-5-6-7-84567891011图图3-3 开放体系的碳酸

12、平衡开放体系的碳酸平衡Ca2+（四）磷酸盐（四）磷酸盐 水溶液中水溶液中正磷酸根正磷酸根易于和许多金属离子易于和许多金属离子形成难溶性化合物，没有被重金属污染的天然形成难溶性化合物，没有被重金属污染的天然水体，主要含碱土金属离子，而土壤、岩石中水体，主要含碱土金属离子，而土壤、岩石中的构成元素，如铁、铝等在其化学风化过程中的构成元素，如铁、铝等在其化学风化过程中汇入水体，从而与水中包括磷酸根在内的阴离汇入水体，从而与水中包括磷酸根在内的阴离子发生沉淀作用。反过来，磷酸盐的沉淀也会子发生沉淀作用。反过来，磷酸盐的沉淀也会影响环境中一些金属离子的有效性。影响环境中一些金属离子的有效性。表表3-9

13、金属磷酸盐的溶度积金属磷酸盐的溶度积分子式分子式KsppKsp分子式分子式KsppKspAg3PO41.4 10-1615.84Cu3(PO4)21.3 10-3736.9AlPO46.3 10-1918.24FePO41.3 10-2221.89CaHPO41.0 10-77.0Hg2HPO44.0 10-1312.40Ca3(PO4)22.0 10-2928.70Mg3(PO4)210-2310-2723.027.0Cd3(PO4)22.5 10-3332.6Ni3(PO4)25.0 10-3130.3CoHPO42.0 10-76.7PbHPO41.3 10-109.90Co3(PO4)

14、22.0 10-3534.7Pb3(PO4)28.0 10-4342.10CrPO4 4H2O2.4 10-2322.62Zn3(PO4)29.0 10-3332.04注：引自张孙玮等编，注：引自张孙玮等编，1987 下面以磷与下面以磷与Ca2+、Fe3+和和Al3+的的反应为例，讨论磷在天然水中的溶解反应为例，讨论磷在天然水中的溶解度与水体度与水体pH的关系。的关系。PO43-水体水体Ca2+？Mg 2+？Fe3+？Al3+？在天然水中，在天然水中，Ca2+一般为一般为10-4 mol/L，假设磷与其生成假设磷与其生成CaHPO4和和 Ca3(PO4)2型沉淀，与型沉淀，与Fe3+或或Al3

15、+形形成成FePO4 或或AlPO4型沉淀。型沉淀。当磷形成的磷酸盐为当磷形成的磷酸盐为CaHPO4时，时，遵循下列平衡：遵循下列平衡：CaHPO4 Ca2+HPO42-pKsp=7.0 而而HPO42-在水中还须与其它磷酸在水中还须与其它磷酸形态相平衡，如：形态相平衡，如：H2PO4-H+HPO42-pKa2=7.20根据溶度积原理，有根据溶度积原理，有 pKsp=pCa2+pHPO42-=pCa2+pKa2+pH2PO4-pH 即即 pH2PO4-=pKsp pCa2+-pKa2+pH pKsp、pKa2分别为分别为CaHPO4的溶度积和的溶度积和磷酸的二级离解常数的负对数，将有关常数磷酸

16、的二级离解常数的负对数，将有关常数和和pCa2+代入上式，便得到代入上式，便得到25时，水中时，水中磷酸盐浓度为：磷酸盐浓度为：pH2PO4-=pH 4.2 水中水中CaHPO4在较短时间内会转在较短时间内会转化为化为Ca3(PO4)2，类似于，类似于CaHPO4反反应，应，Ca3(PO4)2与水中磷达到平衡时，与水中磷达到平衡时，有有 pH2PO4-=2pH 11.2 磷与水中磷与水中Fe3+反应时，遵循下列平衡：反应时，遵循下列平衡：FePO4 Fe3+PO43-pKsp=21.89 而而 Fe(OH)3 Fe3+3OH-pKsp=37.50 H2PO4-2H+PO43-pKa2+pKa3

17、=19.56 H2O H+OH-pKw=14 在此情形下，磷酸盐浓度可以表示在此情形下，磷酸盐浓度可以表示为：为：pH2PO4-=3pKw+pKsp pH (pKa2+pKa3)pKsp =6.83 pH 同理，磷与水中同理，磷与水中Al3+反应达到平衡时，反应达到平衡时，有有 pH2PO4-=6.78 pH 所以，所以，对应于对应于FePO4 或或AlPO4，水，水体中磷酸盐浓度为：体中磷酸盐浓度为：pH2PO4-=6.8 pH pH24681012121086420-2-4-6-8-1gc图图3-7 天然水中磷酸盐溶解度曲线天然水中磷酸盐溶解度曲线（Ca2+=10-4 mol/L）从图从图

18、3-7可知，阴影所包围的部可知，阴影所包围的部分为磷以可溶性分为磷以可溶性H2PO4-形式存在于天形式存在于天然水中，磷最大溶解度的然水中，磷最大溶解度的pH值大约为值大约为5.5，当水体当水体pH7后，由于后，由于CaHPO4向更难溶的向更难溶的Ca3(PO4)2转化，水中磷急转化，水中磷急剧下降。剧下降。高学鲁高学鲁;宋金明宋金明;2003年年5月长江口内外溶解态无机氮、磷、月长江口内外溶解态无机氮、磷、硅的空间分布及日变化硅的空间分布及日变化.海洋与湖沼海洋与湖沼,2007,38(5):420-431 长江口不同断面水溶性磷酸盐的浓度分布13号点水深号点水深20m不同深度水体不同深度水体

19、PO4-P随时间的随时间的变化情况变化情况结论：结论：1)长江口海域长江口海域PO4-P沿长江径流入海方向沿长江径流入海方向的浓度分布则呈现出先增加后降低的特征的浓度分布则呈现出先增加后降低的特征,最高最高值出现在咸淡水交界面附近值出现在咸淡水交界面附近,为为2.06mol/L；2)连续观测数据显示连续观测数据显示,PO4-P浓度可能在浓度可能在4h的时间的时间里发生较大幅度的波动；里发生较大幅度的波动；3)在混合水区在混合水区,由于水由于水深较浅深较浅,水体混合较容易水体混合较容易,垂直方向上各元素的浓垂直方向上各元素的浓度平均值差异不大度平均值差异不大;4)在水深较深的海水区在水深较深的海

20、水区,随随着水深的增加着水深的增加,PO4-P浓度平均值总体上呈上升浓度平均值总体上呈上升趋势。趋势。第二节第二节 天然水中的化学平衡天然水中的化学平衡三、配合平衡三、配合平衡（一）配合物在溶液中的稳定性（一）配合物在溶液中的稳定性1、配合物、配合物形成常数形成常数（形成常数、逐级（形成常数、逐级形成常数）形成常数）以以Zn2+与与NH3反应为例，反应为例，ZnNH32+继继续与续与NH3起反应，生成起反应，生成Zn(NH3)22+：ZnNH32+NH3 Zn(NH3)22+形成常数为形成常数为K2 23232232101.2NHZnNH)Zn(NHK2、配合物、配合物积累形成常数积累形成常数

21、（）例如，例如，Zn2+与与2个个NH3起表观反应，起表观反应，反应式为反应式为 Zn2+2NH3 Zn(NH3)22+该反应的表观形成常数称为二级积该反应的表观形成常数称为二级积累形成常数，用表示：累形成常数，用表示：同样，对于同样，对于Zn(NH3)32+的的 ，Zn(NH3)42+的的 。4212322232102.8NHZn)Zn(NHKK3213KKK43214KKKK（二）无机配位体对重金属的配合作用（二）无机配位体对重金属的配合作用 根据根据Zn2+离子在水溶液中既可水解离子在水溶液中既可水解又可与又可与OH-形成配合物的特点，通过计形成配合物的特点，通过计算绘制出算绘制出Zn2

22、+在水中的溶解度对在水中的溶解度对pH值的值的函数关系图。函数关系图。Zn2+在水中同时发生着沉淀溶解反应在水中同时发生着沉淀溶解反应和配合离解反应，主要的反应有，和配合离解反应，主要的反应有，(1)沉淀溶解平衡：沉淀溶解平衡：Zn(OH)2(s)Zn2+2OH-lgKsp=-17.15 Zn(OH)2(s)ZnOH+OH-lg*Ks1=-11.45 Zn(OH)2(s)Zn(OH)2(aq)lgKs2=-7.02 Zn(OH)2(s)+OH-Zn(OH)3-lg*Ks3=-2.92 Zn(OH)2(s)+2OH-Zn(OH)42-lg*Ks4=-1.66配合平衡：配合平衡：Zn2+OH-Zn

23、OH+lgK1=5.70 ZnOH+OH-Zn(OH)2(aq)lgK2=4.43 Zn(OH)2(aq)+OH-Zn(OH)3-lgK3=4.10 Zn(OH)3-+OH-Zn(OH)42-lgK4=1.26 水中溶解性水中溶解性Zn(II)的总浓度为的总浓度为:cT=Zn2+Zn(OH)+Zn(OH)2(aq)+Zn(OH)3-+Zn(OH)42-根据以上各平衡关系进行计算，可根据以上各平衡关系进行计算，可得如下结果：得如下结果：lgZn2+=2pH+pKsp 2pKw=2pH 10.85 (1)lgZn(OH)+=pH+pKs1 pKw=pH 2.55 (2)lgZn(OH)2(aq)=

24、pKs2=7.02 (3)lgZn(OH)3-=pH+pKs3+pKw=pH+16.92 (4)lgZn(OH)42-=2pH+pKs4+2pKw=2pH+29.66 (5)图图3-8 3-8 水溶液中锌的溶解度与水溶液中锌的溶解度与pH pH 的关系的关系pH02468101214(3)(2)(1)(4)(5)0246810-1gc（三）有机配位体对重金属的配合作用（三）有机配位体对重金属的配合作用 天然水体中常见的有机配位体种类很多，可分为天然水体中常见的有机配位体种类很多，可分为两个类型两个类型:水体中动物、植物、微生物的新陈代谢产物或水体中动物、植物、微生物的新陈代谢产物或它们的残骸分

25、解物，其中最重要的是腐殖质；它们的残骸分解物，其中最重要的是腐殖质；人为有机污染物，包括洗涤剂、农药、人为有机污染物，包括洗涤剂、农药、EDTA、NTA 氮基三乙酸三钠，氮基三乙酸三钠，N(CH2COONa)3、表面活性、表面活性剂以及其它许多有机化工制剂等。剂以及其它许多有机化工制剂等。1.NTA（氮基三乙酸）对重金属的配合（氮基三乙酸）对重金属的配合作用作用 NTA为三元弱酸，当溶液在为三元弱酸，当溶液在pH49时，时，NTA主要以主要以HT2-存在，它能促使重存在，它能促使重金属的氢氧化物或碳酸盐沉淀溶解。金属的氢氧化物或碳酸盐沉淀溶解。NTA与金属离子的配合稳定常数（25）金属离子金属

26、离子 Ag+Ca2+Cd2+Cu2+Fe3+Hg2+Mg2+Pb2+Zn2+lgKf 1 5.16 6.46 10.0 11.5 18.87 14.6 7.00 11.47 10.44lgKf 2 -4.6 3.3 8.45 -3.20 -例如，在例如，在pH=7.00时，时，NTA能促使能促使Pb(OH)2(s)溶解：溶解：Pb(OH)2(s)+HT2-PbT+OH+H2O这一过程涉及下面一系列反应：这一过程涉及下面一系列反应：Pb(OH)2(s)Pb2+2OH (1)Ksp=Pb2+OH2=1.2 1015 HT2 H+T3 (2)Ka3=H+T3/HT2=5.25 1011 Pb2+T3

27、-PbT (3)Kf=PbT/Pb2+T3-=2.45 1011 H2O H+OH (4)Kw=H+OH=1.00 1014 将（将（1）+（2）+（3）-（4）得）得 Pb(OH)2(s)+HT2-PbT+OH+H2O （5）方程式（方程式（5）是难溶的）是难溶的Pb(OH)2在水中在水中NTA作用下发生溶解的过程，反应达到平衡时，其作用下发生溶解的过程，反应达到平衡时，其平衡常数为平衡常数为:K=PbT OH/HT2-=KspKa3Kf/Kw =1.2 10-15 5.25 1011 2.45 1011/1.00 1014 =1.54（1）在）在Pb(OH)2(s)存在的天然水体存在的天然

28、水体 假定在假定在pH=7.00 时时NTA与与Pb(OH)2(s)达到平衡，达到平衡，NTA既可以是未配合的既可以是未配合的HT2-，也，也可以是可以是PbT，但两者孰占优势，则可通过，但两者孰占优势，则可通过PbT/HT2-的比值来判断：的比值来判断：PbT/HT2-=K/OH =1.54/1.00 107 =1.54 107 以上可以看出，以上可以看出，PbT与游离的与游离的NTA比比值约为值约为1.54 107 1，表明在有，表明在有NTA存在的存在的水体中，水体中，NTA都与都与Pb2+形成了配合物而使形成了配合物而使得氢氧化铅发生溶解。得氢氧化铅发生溶解。（2）含碳酸盐的天然水体）

29、含碳酸盐的天然水体 如果水中含有碳酸盐，由于如果水中含有碳酸盐，由于Pb2+离子还会参与离子还会参与碳酸根的沉淀溶解平衡，那么，情况又不相同。如碳酸根的沉淀溶解平衡，那么，情况又不相同。如由下列平衡存在：由下列平衡存在：PbCO3(s)+HT2-PbT-+HCO3-这一平衡与上述平衡（这一平衡与上述平衡（5）类似：）类似：PbCO3(s)+HT2-PbT+HCO3+H2O其平衡常数可写成其平衡常数可写成 K=PbT HCO3/HT2-=KspKa3Kf/Ka2 =7.4 10-14 5.25 10-11 2.45 1011/5.6 1011 =1.70 102K=PbT OH/HT2-=Ksp

30、Ka3Kf/Kw =1.2 10-15 5.25 1011 2.45 1011/1.00 1014 =1.54K=PbT HCO3/HT2-=KspKa3Kf/Ka2 =7.4 10-14 5.25 10-11 2.45 1011/5.6 1011 =1.70 102 天然水体中，天然水体中，HCO3通常为通常为1.00 103 mol/L，通过上式可以计算出螯合剂在，通过上式可以计算出螯合剂在PbT与与HT2-之间的比例：之间的比例：PbT/HT2-=K/HCO3 =1.70 102/1.00 103 =17.0 在上述指定条件下，与固体在上述指定条件下，与固体PbCO3平衡平衡共存的共存的

31、NTA大部分为铅的配合物。显然，大部分为铅的配合物。显然，当水当水体中体中HCO3浓度增加时，浓度增加时，NTA 对对PbCO3的溶的溶解能力下降。解能力下降。（3）Ca2+对对NTA与与Pb配合反应的影响配合反应的影响 如果某一水体的硬度较大，即如果某一水体的硬度较大，即Ca2+离子离子浓度较高，那么在这类水体中浓度较高，那么在这类水体中NTA将对将对Pb2+，或或Pb(OH)2或或PbCO3的溶解作用将会产生怎的溶解作用将会产生怎样的影响？在此，以样的影响？在此，以PbCO3为例进行讨论。为例进行讨论。PbCO3(s)+CaT-+H+Ca2+PbT-+HCO3-K=PbT HCO3 Ca2

32、+/CaT-H+=KspKf Pb/Kf CaKa2 =5.22 天然水中天然水中Ca2+为为1.00 10-3 mol/L（中等浓度）中等浓度）水体水体pH=7.0时，时，HCO3-=1.00 10-3 mol/L PbT/CaT-=5.22 H+/Ca2+HCO3 =5.22 1.00 10-7/(1.00 10-3 1.00 10-3)=0.522 可见，在中等可见，在中等Ca浓度的中性水体中，浓度的中性水体中，NAT与与Pb及及Ca都会发生配合作用，结果都会发生配合作用，结果Pb螯合物占螯合物占Ca螯合物的一半。螯合物的一半。表表 NTA与天然水体中与天然水体中Pb的配合作用效果的配合

33、作用效果情形情形Pb(OH)2与与NTA共存共存PbCO3与与NTA共共存存PbCO3，Ca2+与与NTA共存共存K1.541.70 10-2 5.22PbT-/HT2-1.54 10717.0PbT-/CaT-0.522共存条件、共存条件、浓度浓度(mol/L)pH=7.0pH=7.0HCO3-=10-3pH=7.0HCO3-=10-3Ca2+=10-3 需要说明的是，对需要说明的是，对NTA从水体沉从水体沉积物中溶解出重金属离子准确量的问积物中溶解出重金属离子准确量的问题，除了需考虑重金属离子、题，除了需考虑重金属离子、NTA形形态及其重金属配合物本身的性质以外，态及其重金属配合物本身的性

34、质以外，水体水体pH、HCO3-、Ca2+、Mg2+等都是等都是同时影响溶解过程的重要因素，这需同时影响溶解过程的重要因素，这需要用全面的平衡观点和对应的平衡常要用全面的平衡观点和对应的平衡常数才能加以解决。数才能加以解决。2.天然有机配位体对重金属的配合作用天然有机配位体对重金属的配合作用 水体中最重要的天然有机配位体是腐水体中最重要的天然有机配位体是腐殖质，其主要成分为富里酸、胡敏酸和胡殖质，其主要成分为富里酸、胡敏酸和胡敏素。敏素。腐殖质在天然水中的含量约为百万腐殖质在天然水中的含量约为百万分之几到百万分之几十，湖底沉积物中则分之几到百万分之几十，湖底沉积物中则有千分之几到百分之几，有千

35、分之几到百分之几，其分子量在其分子量在30030000以上。以上。腐殖质腐殖质在在结构特点：结构特点：骨架上具有骨架上具有大量大量羧基、醇基、酚基、羧基、醇基、酚基、氨基和巯基氨基和巯基等功能基团；等功能基团；这些基团所含的这些基团所含的O、N、S原子具有原子具有提供孤对电子的能力；提供孤对电子的能力；与金属离子以配位键的形式结合，与金属离子以配位键的形式结合，形成多元环结构，即螯合物。形成多元环结构，即螯合物。有研究表明，有研究表明，镉、铅和铜在美洲的大湖镉、铅和铜在美洲的大湖（Great Lake）水中不存在游离离子，而）水中不存在游离离子，而是以与腐殖酸形成配合物的形式存在。是以与腐殖酸

36、形成配合物的形式存在。北美洲大湖位于加拿大东边与美国的交界处，由大小不等北美洲大湖位于加拿大东边与美国的交界处，由大小不等的五个湖泊组成的五个湖泊组成图3-16 富里酸的结构（Schnitzer,1978）表表3-10 腐殖质与金属离子配合物的稳定常数腐殖质与金属离子配合物的稳定常数腐殖腐殖质来质来源源lgKCaMgMnCoNiCuZnCdHg湖水湖水3.954.004.854.835.149.835.144.7519.4河水河水9.595.4121.1海水海水3.603.504.454.835.148.895.2718.1引自何燧源，引自何燧源，2001。3、有机配位体对重金属迁移的影响、有

37、机配位体对重金属迁移的影响 环境中重金属迁移环境中重金属迁移 洗矿尾水进入水田；洗矿尾水进入水田；化工废水排放；化工废水排放；食物中重金属；食物中重金属；生物链传递；生物链传递；有机配合物影响颗粒物对重金属吸附有机配合物影响颗粒物对重金属吸附（1）有机配位体与金属离子形成配合物，）有机配位体与金属离子形成配合物，吸附量吸附量（2）覆盖颗粒表面吸附位，吸附量）覆盖颗粒表面吸附位，吸附量（3）生成较弱的配合物或生成的配合物对）生成较弱的配合物或生成的配合物对颗粒表面亲和力弱，吸附量变化较小；颗粒表面亲和力弱，吸附量变化较小；（4）生成很强的配合物并与颗粒表面亲和）生成很强的配合物并与颗粒表面亲和力很强，吸附量明显增加。力很强，吸附量明显增加。lgK：Cu-citrate 14.2lgK：Pb-citrate 4.08lgK：Fe-citrate 25.0