三章 水环境化学2.ppt
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1、2若一个天然水体在25时的pH值为7.0,碱度为1.4mmol/L ,求需加多少酸才能把水体的pH值降低至6.0? (K1 4.45107,K24.691011) 解: 当pH值5-9范围 内,碱度10-3 或pH值在6-8, 碱度10-4时, H+、OH-项忽 略不计 pH值为7.0时的碱酸 盐化合态总量 解题的要点:在碳酸总量不变前提下, 碱度的降低值即为加入的酸量。 步骤 : 1 求碳酸总量; 2 求碱度; 3 求差。 pH为6.0时碳酸盐化合物态总量pH为7.0时的总量 pH为6.0时的总碱度为 解法二(书上的解法): 解: 查表34(碳酸平衡系数)可知:pH值为7.0时1.224 p
2、H值为6.0时3.247 则: pH值不同时的各碳酸 化合物的百分数为已知 (3)天然水体的缓冲能力 天然水体的pH值一般在69之间,而且对于某一水体,其pH 值几乎不变,这表明天然水体具有一定的缓冲能力。一般认 为,各种碳酸化合物是控制水体pH值的主要因素,并使水体 具有缓冲能力。 对于碳酸水体系,当pH值8.3时,可以只考虑一级碳酸平衡 ,故pH值可由下式确定: 如果向水体投入B量的碱性废水时,相应有B量H2CO3*转 化为HCO3,水体pH值升高为pH,则: 水体pH值的变化为 二、水中污染物的分布和存在形态 (一)有机污染物 1、农药(主要是有机氯和有机磷) DDT (Dichloro
3、 Diphenyl Trichloroethane):双对氯苯基三氯乙 烷,化学式(ClC6H4)2CHCCl3 危害:持久性;累积性;远距离迁移能力。 甚至在南极企鹅的血液中也检测出滴滴涕, 鸟类体内含滴滴涕会导致产软壳蛋而不能孵 化,尤其是处于食物链顶极的食肉鸟如美国 国鸟白头海雕几乎因此而灭绝。1976年,美 国洛杉矶动物园的小河马突然全部死亡,就 是饮用了附近农药厂排放的DDT废液所致。 虽然许多国家已在70年代停止使用DDT,我 国也在1983年停止使用DDT,但DDT的影响 远未终结。前几年,美国一些医学家测试到 ,美国一些母亲的乳汁中含有较高的DDT毒 物,美国医生在死婴儿的脑部
4、也发现了DDT ,这些是透过胎盘从母亲那里接受的。 功绩:为 20世纪上半叶防止农业病虫 害,减轻疟疾伤寒等蚊蝇传播的 疾病 危害起到了不小的作用。 1948年诺贝 尔生理学和医学奖给了米勒。 1938年瑞士化学家米勒 试制成功的1942年大规 模生产的一种白色晶体 化合物,取名DDT。 六六六:六氯环己烷 HCH=hexachlorocyolohexane BHC=benzenehexachloride 有机磷农药 甲胺磷对硫磷(1605)敌敌畏 与有机氯比较,较易被生物降解,它们在环境中的滞留时间较 短。由于它们的溶解度较大,其沉积物吸附和生物累积过程是 次要的,然而在水中的浓度较高时,有
5、机质含量高的沉积物和 脂类含量高的水生生物也会吸收相当量的该污染物。 20世纪30年代末由德国化 学家格哈德施雷德尔发现 ,发现的同时就被认为是 人类战争中新的、毁灭性 的武器,并秘密研究,制 成了现在人们所说的神经 毒气(如:沙林,甲氟磷 酸异丙酯)。另一些同属 结构成为农药。 据说,在芬兰,对硫磷现 在是人们最中意的自杀药 物。60年代,加利福尼亚 州有报道称每年平均发生 200多宗意外的对硫磷中毒 事故。在世界许多地方, 对硫磷造成的死亡率是令 人震惊的:1958年在印度 有l00起致命的病例,叙利 亚有67起;在日本,每年 平均有336人中毒致死。 2、多氯联苯(polychlorin
6、ated biphenlys) Biphenly PCBs 多氯联苯极难溶于水,不易降解,易溶于有机溶剂和脂肪中, 具有高的辛醇水分配系数,能强烈的分配到沉积有机质和生 物脂肪中,因此,即使它在水中浓度很低时,在水生生物体内 和沉积物中的浓度仍然可以很高。由于PCBs在环境中的持久 性、生物累积性、远距离迁移性及对人体健康的危害,1973年 以后,各国陆续开始减少或停止生产。 事例 米糠油事件。1968年,日本九州爱知县一带在生产米糠 油过程中,由于生产失误,米糠油中混人了多氯联苯(作脱 臭工艺中的热载体 ),致使1400多人食用后中毒,4个月后 ,中毒者猛增到5000余人,并有16人死亡。与
7、此同时,用生 产米糠油的副产品黑油做家禽饲料,又使数十万只鸡死亡。 1978-1979年间为期6个月的时间里,台湾油症地区约 2000人食用了受多氯联苯和多氯联二苯并呋喃污染的食用油 。多氯联苯从热交换器漏入成品油中。一部分多氯联苯受热 后降解产生了多氯二苯并呋喃和其他氯化物,造成了高达数 万人的患者。 1986年,加拿大一辆卡车载着一台有高浓度多氯联苯液 体的变压器去废物储存场,途中在经过安大略省北部的凯拉 城附近时,有400多升PCBs从变压器中泄漏,污染了100公 里的高速公路和其它车辆,对当地的居民身体健康造成极大 伤害。 二噁英 多氯二苯并二噁英(Polychlorinated di
8、benzo-p-dioxins, 简称 PCDDs)和多氯二苯并呋喃(Polychlorinated dibenzo-p- furans, 简称PCDFs) 来源 毒性最强的是2, 3, 7, 8-四氯二苯并 二噁英类(2, 3, 7, 8-PCDD), 是迄 今为止发现过的最具致癌潜力的物 质,所以有人把2, 3, 7, 8-TCDD称 作为“世纪之毒”。 二噁英的来源 (1)城市垃圾和工业固体废物焚烧 时生成二噁英类。(主要的来源) (2)含氯化学品及农药生产过程可 能伴随产生PCDDs和PCDFs。 (3)在纸浆和造纸工业的氯气漂白 过程中也可以产生二噁英类,并随废 水或废气排放出来。
9、事例 2004年9月乌克兰总统尤先科被认为有人投毒。 二噁英类(Dioxins)的毒性最初是在化工产品的副产物中发现的, 其中最著名的是美国曾在越南战争中大量使用的被称为橙剂(Agent Orange)的脱叶剂,导致了美国历史上最大规模的战争环境健康影响 调查,确认橙剂中含有的二噁英类杂质具有潜在的急性、亚急性和长 期毒性,最终建立了越战老兵基金为受到二噁英类污染危害的越战士 兵提供医疗资助。 1976年,意大利Seveso一家化学工厂发生爆炸事故,使得数以 千计的居民暴露在高剂量的二噁英类之中,人体组织中的二噁英类含 量高出正常水平(5610-12)的10000倍,居民暴露后的主要健康效应
10、是出现氯痤疮 。 1999年,比利时“污染鸡”事件极大地冲击了比利时、德国、法国 、荷兰等国的畜牧业市场和食品出口贸易,引起消费者的极大恐慌, 甚至引发了比利时政局的动荡。后来的大规模检测和调查证实,比利 时的动物饲料在生产中使用了含二噁英类的脂肪原料 。 3、卤代脂肪烃 大多数卤代烃属挥发性化合物,可以挥发至大气,并进行光 解。这些高挥发性的化合物,在地表水中能进行生物降解或 化学降解,但与挥发性相比,其降解速率是很慢的。这类化 合物在水中的溶解度高。 三卤甲烷:(trihalomethanes THMs) CHCl3, CHBr3, CHBrCl2, CHClBr2 1974年US EPA
11、发现在某 市三个水厂存在THMs; 1976US公布THMs使老鼠 致癌; 1978年开始对THMs的含 量严格控制。 4、苯系物 5、氯代苯类 6、硝基苯类 7、苯胺类 8、酚类 9、酞酸酯类 10、亚硝胺类 11、丙烯腈 12、多环芳烃类(PAH; polycyclic aromatic hydrocarbon) 19世纪30年代英 国大作家狄更斯 的小说Oliver Twist;1875年 英国一个叫波特 医生 发表认为 PAH致癌的论文 ;半个世纪之后 日本的两位科学 家证明了PAH致 癌。 苯并ghi芘苯并a芘 PAH化合物中有不少是致癌物质,但并非直接致癌,必须 经细胞中的混合功能
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