第三章 水环境化学 一、 填空题
1、天然水体中常见的八大离子包括：K+、Na+、Ca2+、Mg2+、HCO3-、NO3-、Cl-、SO42-。
2-2、天然水体中的碳酸平衡体系a0、a1、a2分别表示[H2CO3*]、[HCO3-]、[CO3]的分配系数，其表达式分别为：（用pH\\K1\\K2表达）:
a0=[H2CO3*]/{[ H2CO3*]+[ HCO3-]+[ CO32-]}=[H+]2/{[H+]2+K1[H+]+K1K2} a1=[ HCO3-] /{[ H2CO3*]+[ HCO3-]+[ CO32-]}= K1[H+]/{[H+]2+K1[H+]+K1K2} a2=[ CO32-] /{[ H2CO3*]+[ HCO3-]+[ CO32-]}= K1K2/{[H+]2+K1[H+]+K1K2}。 (注：此三个公式前半段教材119-120页有错误！) a0+a1+a2=1
3、根据溶液质子平衡条件得到酸度低表达式：总酸度= [H+]+2[ H2CO3*]+[HCO3-]-[OH-]；
+2--CO2酸度= [H]+[H2CO3*]-[CO3]-[OH] （注：教材121此公式错误），
无机酸度= [H+]-[HCO3-]-2[CO32-] -[OH-] 。 4、根据溶液质子平衡条件得到酸度低表达式： 总碱度= [OH-] +2[CO32-]+[HCO3-]-[H+] ；
-2-+
酚酞碱度= [OH] +[CO3]-[H] -[ H2CO3*] ； 苛性碱度= [OH-] -2[ H2CO3*]-[HCO3-]-[H+] 。 5、“骨痛病事件”的污染物是 镉 ；水俣病的污染物是 汞（或甲基汞） 。 6、水体的富营养化程度一般可用 总磷（TP）、总氮（TN）、叶绿素a、透明度 等指标来衡量。
7、水环境中氧气充足的条件下有机物发生的生物降解称为 有氧（或好氧） 降解，最终产物主要为 二氧化碳和水 ，有机氮转化为 硝酸根，有机硫转化为 硫酸根。水中的有机物在无氧条件经微生物分解，称为 厌氧 降解，降解产物除二氧化碳和水外，还有小分子的 醇、酮、醛、酸等 ，无机态氮主要以 氨氮 存在、硫主要以 硫化物 存在，水体发臭发黑。
8、体系的pE值越小，体系提供电子的能力 强 ，还原能力 强 。 9、 水体中常见的吸附等温线有Henry型、Freundlich型、Langmuir型 。水体中胶体颗粒物的吸附作用有 表面吸附、离子交换吸附、专属吸附 三种形式。 10、取一定体积的某天然水样测定其碱度，用标准HCl溶液滴至酚酞指示剂有红色变成无色时，耗用了P mLHCl，再加入甲基橙指示剂，再用标准HCl溶液滴定至甲基橙指示剂变色时，又用去MmL HCl，当P=0，M>0，水体的碱度构成为 [HCO3-] ；当P=M>0水体的碱度构成为 [CO32-] ；当P>M>0水体的碱度构成为 [OH-] +[CO32-] ；当M>P>0水体的碱度构成为 [CO32-]+[HCO3-] ；当P>0,M=0水体的碱度构成为 [OH-] 。 11、水体的自净作用按其发生的机理可分为 物理净化、化学净化、生物净化 三类。
12、水体的pE值越大，体系接受电子的能力 越大 ，氧化能力 越强 ；水体的pE值越小，体系接受电子的能力 越弱 ，氧化能力 越弱 ；
13、天然水的pE随水中溶解氧的减少而 减小 ，一般天然水体表层水的pE 较大 ， 因而表层水呈 氧化 环境。
14、三态氮（氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮）的相对含量 常用作水体自净程度的指标。
15、pE的定义为： pE =-lgae- ；pE与E的关系式为： pE=EF/(2.303RT) ，25℃时为 pE=E/0.0591 。
二、 概念（名词解释） 1、溶解氧（DO，英文全称）：Dissolved Oxygen 2、亨利定律及其数学表达式： [X(aq)]=KH pG 3、化学需氧量（COD英文全称）：Chemical Oxygen Demand 4、生化需氧量（BOD英文全称）：Biochemical Oxygen Demand 5、五日生化需氧量（BOD5、英文全称）。Five day Biochemical Oxygen Demand 6、水体的酸度（acidity）和碱度（alkalinity）：水体的酸度是指每升水样中能与强碱发生中和反应的物质的量（或能提供质子的物质的量）；水体的碱度是指每升水样中能与强酸发生中和反应的量（或能接受质子的物质的量）。 7、硝化与反硝化：氨氮在有氧条件下，经亚硝化细菌、硝化细菌的作用，氧化成亚硝酸最后氧化为硝酸的过程称为硝化。硝酸盐氮在缺氧条件下，经反硝化细菌作用，还原为氮气或一氧化二氮（N2O）的过程称为反硝化。
8、分配定律与分配系数：所谓分配定律是指一定温度下，物质A在两种互不相溶的溶剂中达到分配平衡时在两相中的活度（常近似为浓度）之比，即分配系数，为一常数。分配系数可用于表示该物质对两种溶剂的亲和性的差异。 9、水体的自净作用：污染物排入水体后，使水环境受到污染，经过水体自然的物理、化学与生物的作用，使水体中污染物的浓度得以降低，经过一段时间后，水体质量逐渐恢复的过程。
10、优先污染物：也叫优控污染物，由于化学污染物种类繁多，世界各国都按一定的筛选原则筛选出一些毒性强、难降解、残留时间长、在环境中分布广的污染物优先进行控制。这些被筛选出优先控制的污染物称为优先污染物。 11、表面吸附、离子交换吸附、专属吸附：（1）表面吸附：由于胶体表面具有巨大的比表面和表面能，因此固液界面存在表面吸附作用。胶体表面积越大，吸附作用越强。（2）离子交换吸附：环境中大部分胶体带负电荷，容易吸附各种阳离子。胶体每吸附一部分阳离子，同时也放出等量的其他阳离子，这种作用称为离子交换吸附作用；（3）专属吸附：指在吸附过程中，除了化学键作用外，尚有加强的憎水键和范德化力或氢键作用。该作用不但可以使表面点荷改变符号，还可以使离子化合物吸附在同号电荷的表面上。
12、胶体的凝聚与絮凝：凝聚：水中胶体失去稳定（脱稳）并生成微小聚集体的过程。絮凝：脱稳的胶体相互聚结成大的絮凝体的过程。混凝：水中胶体粒子失去稳定并相互聚结成大的絮凝体的过程，它是通过向水中投加混凝剂实现的。混凝是凝聚和絮凝的总称。作用机理不一样，凝聚是由压缩双电层机理作用，胶体脱稳引起的聚集成为凝聚。絮凝是吸附架桥作用，由天然高分子物质吸附架桥作用使微粒相互黏结的过程是絮凝。
13、SS（水中悬浮物） 三、简答题
1、天然水体的碳酸平衡体系，开放体系和封闭体系各有什么特点？
答：天然水体开放体系，水始终与大气接触，水中CO2（[H2CO3*]）的浓度与大气中的CO2达到平衡，其浓度可有亨利定律计算，温度一定，空气中CO2分压一定，水中CO2（[H2CO3*]）的浓度一定，不随pH变化。封闭体系，水不与大气接触，水中CO2（[H2CO3*]）不与大气中CO2交换，CT=[ H2CO3*]+ [ HCO3-] + [ CO32-]，CT 不随pH变化。
2、影响重金属在水体中的迁移转化方式及其因素有哪些？
答：按照物质的运动形式，重金属在水环境中的迁移可分为机械迁移、物理化学迁移和生物迁移。机械迁移是指重金属离子以溶解态或颗粒态的形式被水流搬运物理化学迁移是指重金属以简单离子、络离子或可溶性分子在水环境中通过一系列物理化学作用所实行的迁移和转化过程，这种迁移转化的结果决定了重金属在水环境中的存在形式、富集状况和潜在危害程度。生物迁移指重金属通过生物体的新陈代谢、生长、死亡等过程所实现的迁移，这是一种复杂的迁移，正是由于这种迁移，才使重金属被有机体(如鱼类)富集起来，再经由食物链，构成对人体的威胁。
影响因素：
pH：一般pH降低，重金属化合物的溶解性增加，水中重金属含量增加，重金属的活性增加；
温度：温度增加，减低物理吸附作用，增加重金属化合物的溶解度，水中重金属含量增加，重金属的活性增加；
盐分：水中盐分增加，降低胶体对重金属的吸附，离子交换是吸附的重金属离子释放，水中重金属含量增加，重金属的活性增加；
配为离子：一般配位离子浓度增加，重金属离子形成配位化合物的几率增加，溶解性增加。
氧化还原电位：氧化还原电位对不同重金属的影响不同，如：氧化还原电位增加，二价铁变成三价铁，二价锰变成四价锰，溶解性降低；三价铬变成六价铬，溶解性增加；重金属硫化物在高氧化还原电位条件下变成硫酸盐，溶解度增加；
悬浮物的含量与类型对重金属在水中的迁移转化，一般来说，水体中的重金属易被悬浮物吸附沉积到沉积物中去。
生物的积累、生物的转化 等。
3、水体中有机污染物的迁移转化方式有哪些？
答：挥发、吸附沉降、化学氧化还原、光化学氧化、生物积累、生物降解（生物氧化）。
生物降解有分为好氧降解和厌氧降解。 三、 选择题
1、某一氧化还原体系的标准电极电位为0.80，其pE0为：（ A ）
A 、13.50 B、 13.35 C 、13.05 D、 12.80
2、以下因素中不会诱发重金属从沉积物中释放出来的是( A )。
A、pH升高 B、pH降低 C、pE升高 D、氧化还原电位降低 3、某生活污水的COD为100 mg/L，其BOD5约为( C )。