圣才电子书 www.100xuexi.com 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台 第三章 水环境化学
3.1 复习笔记
【知识框架】
天然水的基本特征 天然水的基本特征及污染物的存在形态 水中污染物的分布和存在形态 水中营养元素及水体富营养化 颗粒物与水之间的迁移 水中颗粒物的聚集 水中无机污染物的迁移转化 溶解和沉淀 氧化还原 水 配合作用 环境 分配作用 化 挥发作用 学 水中有机污染物的迁移转化 水解作用 光解作用 生物降解作用 水质模型基本原理 水质模型 氧平衡模型（S－P模型） 律与化学行为及其对生态环境的影响。
一、天然水的基本特征及污染物的存在形态 1．天然水的基本特征 （1）天然水的组成
天然水中一般含有可溶性物质和悬浮物质（包括悬浮物、颗粒物、水生生物等）。 ①天然水中的主要离子组成
为天然水中常见的八大离
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【重点难点归纳】
水环境化学是研究化学物质在天然水体中的存在形态、反应机制、迁移转化、归趋的规
子。
圣才电子书 www.100xuexi.com 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台 表3－1 水中的主要离子组成
天然水中常见主要离子总量可以粗略地作为水中的总含盐量（TDS）：
②水中的金属离子
水溶液中金属离子的表示式常写成
，预示着是简单的水合金属离子
。水
中可溶性金属离子可以多种形式存在。例如，铁可以
等形态存在。在中性（pH＝7）水体中的浓度可以通过平衡
常数加以计算：
假如存在固体
，则
在pH＝7时，
将这个数值代入上面的方程中，即可得出其他各形态的浓度：
③气体在水中的溶解性
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圣才电子书 www.100xuexi.com 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台 大气中的气体分子与溶液中同种气体分子间的平衡为
它服从Henry定律，即一种气体在液体中的溶解度正比于与液体所接触的该种气体的分压。
气体在水中的溶解度可用以下平衡式表示：
式中，KH为各种气体在一定温度下的Henry定律常数；PG为各种气体的分压。 a．氧在水中的溶解度
氧在水中的溶解度与水的温度、氧在水中的分压及水中含盐量有关。 气体的溶解度随温度升高而降低，可由Clausius－Clapeyron方程显示出：
式中，c1，c2为热力学温度T1和T2时气体在水中的浓度；△H为溶解热，J/mol；R为摩尔气体常数，8.314J/（mol·K）。
b．CO2的溶解度
25℃时水中[CO2]的值可以用Henry定律来计算。已知干空气中CO2的含量为0.0314％（体积分数），水在25℃时蒸气压为0．03167×105Pa，CO2的Henry定律常数是3.34×10－7mol/（L·Pa）（25℃），则CO2在水中的溶解度为
CO2在水中解离部分可产生等浓度的H＋和解离常数（K1）计算出：
的浓度可从CO2的酸
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故CO2在水中的溶解度应为④水生生物
a．水生生物可直接影响许多物质的浓度，其作用有代谢、摄取、转化、存储和释放等。在水生生态系统中生存的生物体，可以分为自养生物和异养生物。
第一，自养生物。利用太阳能或化学能量，把简单、无生命的无机物元素引进至复杂的生命分子中即组成生命体。藻类是典型的自养水生生物。
第二，异养生物。利用自养生物产生的有机物作为能源及合成它自身生命的原始物质。 b．生产率是指水体产生生物体的能力，由化学的及物理的因素相结合而决定。 c．富营养化是指在高生产率的水中藻类生产旺盛，死藻的分解引起水中溶解氧水平降低的情况。
d．生物（或生化）需氧量（BOD）是指在一定体积的水中有机物降解所需耗用的氧的量。
（2）天然水的性质 ①碳酸平衡
在水体中存在着CO2，并为H2CO3*。
水中
体系可用下面的反应和平衡常数表示：
等四种化合态，常把CO2和H2CO3合
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圣才电子书 www.100xuexi.com 十万种考研考证电子书、题库视频学习平台 体系形态分布图。
根据K1和K2值，可以制作以pH为主要变量的
图3－1 碳酸化合态分布图
用α0，α1，和α2分别代表上述三种化合态在总量中所占比例，可以给出下面三个表示式：
若用cT表示各种碳酸化合态的总量，则有
。
若把K1，K2的表示式代入式（3－8）～式（3－10），可得到作为酸解离常数和氢离子浓度的函数的形态分数：
当考虑CO2在气相和液相之间平衡时，各种碳酸盐化合态的平衡浓度可表示为PCO2和pH的函数。可应用Henry定律：
溶液中，碳酸化合态相应为
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戴树桂《环境化学》(第2版)笔记和课后习题(含考研真题)详解-第三章 水环境化学【圣才出品】
