第三章水环境化学教学要求:1.掌握天然水的组成和性质;2.溶解和沉淀，氧化还原，配合作用及固-液界面相互作用等基本化学原理在水环境化学中的应用；3.掌握主要有毒难降解有机污染物的环境行为和归趋模式的基本原理。一、水分子结构天然水基本特征（一）、水和水分子结构的特异性2、水的特异性具有较高的溶点和沸点热容量最大溶解和反应能力强具有很大的表面张力3、水的同位素组成水分子的结构式是H2O，实际上H有三种同位素1H（氕H）、2H（氘D）、3H（氚T）、氧有三种同位素16O、17O、18O，所以水实际上是18种水分子的混合物C32C31=18。当然H2O是最普通的水分子（包括H216O（99.73%）、H217O（0.18%）、H218O（0.037%）、），总量占99.937%。其余的水是重水（包括D216O、D217O、D218O）和超重水（包括T216O、T217O、T218O）。（二）、天然水的基本特征（1）天然水中的主要离子组成天然水中常见的八大离子：K+、Na+、Ca2+、Mg2+、HCO3-、NO3-、Cl-、SO42-。八大离子占天然水中离子总量的95%-99%。除上述的八大离子之外，还有H+、OH-、NH4+、HS-、S2-、NO2-、NO3-、HPO4-、PO43-、Fe2+、Fe3+等。一般水体中的特征离子海水中：一般Na+、Cl-占优势；湖水中：Na+、Cl-、SO42-占优势；地下水硬度高，就是其中Ca2+、Mg2+含量高，苦水或咸水地区，地下水中Na+、HCO3-含量较高；河水中所含有的部分Na+和大部分的Ca2+。硬度矿化过程：天然水中主要离子成分的形成过程，称为矿化过程；矿化度：矿化过程中进入天然水体中的离子成分的总量，以溶解总固体（TDS）表示一般天然水中的TDS可以表示为：TDS=[Ca2++Mg2++Na++K++Fe2++Al3+]+[HCO3-+SO42-+Cl-+CO32-+NO3-+PO43-]总含盐量（TDS）:TDS≈[Ca2++Mg2++Na++K+]+[HCO3-+SO42-+Cl-]（2）、天然水中溶解的金属离子水溶液中金属离子的表示式常写成Mn+,预示着是简单的水合金属阳离子M(H2O)xn+。例如，铁可以Fe(OH)2+、Fe(OH)2+、Fe2(OH)24+、Fe3+等形态存在。这些形态在中性(pH=7)水体中的浓度可以通过平衡常数加以计算：Fe3++H2O=Fe(OH)2++H+[Fe(OH)2+][H+]/[Fe3+]=8.9×10-4[Fe(OH)2+][H+]2/[Fe3+]=4.9×10-7[Fe2(OH)24+][H+]2/[Fe3+]2=1.23×10-3假如存在固体Fe(OH)3(s)，则Fe(OH)3(s)+3H+=Fe3++3H2O[Fe3+]/[H+]3=9.1×103在pH=7时：[Fe3+]=9.1×103×（1.0×10-7）3=9.1×10-18mol/L将这个数值代入上面的方程式中，即可得出其他各形态的浓度：[Fe(OH)2+]=8.1×10-14mol/L[Fe(OH)2+]=4.5×10-10mol/L[Fe2(OH)24+]=1.02×10-23mol/L（3）、天然水中溶解的重要气体天然水中溶解的气体有氧气、二氧化碳、氮气、甲烷、氮气等水体污染由于人类活动排放的污染物进入河流、湖泊、海洋或地下水等水体，使水和水体底泥的物理、化学性质或生物群落组成发生变化，从而降低了水体的使用价值，这种现象称为水体污染。(25℃)带负电的高分子弱电解质，其形态构型与官能团（羧基、羰基、羟基）的离解程度有关。（2）异体凝聚理论适用于处理物质本性不同、粒径不等、电荷符号不同、电位高低不等之类的分散体系。水体中pH变化为△pH=pH＇-pH，即：5、什么是电子活度pE，以及它和pH的区别。(2)开放体系：向纯水中加入CaCO3(s)，并且将此溶液暴露于含有CO2的气相清洁区：水体环境改善，又恢复至原始状态。⑧Fe2+与FeOH2+的边界。在表面吸附作用，胶体表面积愈大，所产生的表面吸附能也愈Fe3++H2O=Fe(OH)2++H+lgK1至此，已导得制作Fe在水中的pE—pH图所必须的全部边界方程。天然水中本身可能发生的氧化还原反应分别是：Fe3++2H2O=Fe(OH)2++2H+lgK22，5—二甲基呋喃就是可被光敏化作用降解的一个化合物，在蒸馏水中将其暴露于阳光中没有反应，但是它在含有天然腐殖质的水中降解很快，这是由于腐殖质可以强烈地吸收波长小于500nm的光，并将部分能量转移给它，从而导致它的降解反应。122×10-10mol/L，pH=9.