气体在水中的溶解度服从亨利定理，即： 一种气体在液体中的溶解度正比于
液体所接触的该种气体的分压。
则溶于水的气体的量为：
[G(aq)] = KH PG
KH － 气体在一定温度下的亨利定理常 数 (mol/L.Pa)
PG － 各种气体的分压 (Pa)
溶解的气体若有进一步的化学反应，如：
CO2 + H2O = H+ + HCO3SO2 + H2O = H+ + HSO3则亨利定律并不能说明进一步的化学反应。
= 0.55 mg.L-1
4．水生生物
水生生物直接影响水中许多物质的 存在，具有代谢、摄取、转化、存 储和释放等的作用。
如藻类的生成和分解 106CO2+16NO3+HPO42-+122H2O+18H++ (痕量元素)
(respiration) R↑↓P (photosynthesis) C106H263O110N16P + 138 O2
第三章 水环境化学
第一节 天然水的水质标准
物理性质指标
温度、嗅味 色度 (1单位 = 1mg Pt + 0.5mg Co 颜
色/L ) 浊度 (1°= 1mg白陶土/L 所产生的
浑浊度) 悬浮物 （坩埚抽滤恒重法）
电导率 μS/cm pH值 氧化还原电位
• 化学性质指标（I）
酸度、碱度 硬度 重金属 Cu、Pb、Zn、Cd、Hg、Fe、 As、 Cr、 Tl、Ni、Be
当 pH = 7 时, [Fe3 ] 9.110 (1.0107 )3 9.11018mol / L
将这一数据代入上面的方程中，即 可得到其它各形态的浓度： • [Fe(OH)2+] = 8.1×10－14 mol.L-1 • [Fe(OH)2+] = 4.5×10－10 mol.L-1 • [Fe2(OH)24+] =1.02×10－23 mol.L-1
计算示例
氧在水中的溶解度：(25℃) PO2 = (1.0130-0.03167)×105×0.2095
= 0.2056×105 （Pa） [O2(aq)] = KHPo2=1.26×10-8×0.2056×105
= 2.6×10-4 mol.L-1 氧的分子量32，溶解度 8.32 mg.L-1 (DO)
自养生物—利用太阳能或化学能把简 单无生命的无机物引进复杂的生命分 子中，组成生命体。
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的原始物质。
• 利用太阳能从无机矿物合成有机物的生 物体称为生产者，水体产生生物体的能力 称为生产率，生产率是由化学及物理的因 素相结合而决定的。 • 在高生产率的水体中藻类生产旺盛，死 藻的分解引起水中溶解氧水平的降低，这 就是水体的富营养化。
Fe(OH )2 ][H ]2 /[Fe3 ] 4.9 107 (2)
[Fe2 (OH )24 ][H ]2 /[Fe3 ]2 1.23 103 (3)
如果考虑到存在固体 Fe(OH)3(S)，则
Fe(OH )3(s) 3H Fe3 3H2O
[Fe3 ] /[H ]3 9.1103 (4)
化学性质指标（II）
三氧和总氧 溶解氧（DO）Dissolved Oxygen 溶解于水中的分子态氧 mg/L 化学需氧量（COD） Chemical Oxygen Demand 氧化水中有机物(或其它还原性物质)所需 化学氧化剂的量，以氧的 mg/L计。
常用的氧化剂有：
重铬酸钾（CODCr），主要测定污染 水体；
决定水体中生物的范围和种类的关键 物质是氧，氧的缺乏使水生生物死亡， 氧的存在杀死许多厌氧细菌， 因此水 中溶解氧的浓度 (DO) 是天然水体的 重要参数。
生物需氧量（BOD）是水质的另一个 重要参数，一个高BOD的水体，不可能 很快补充氧气，显然不利于水生生物
总含盐量（TDS）= [Ca2++ Mg2+ + H+ + Na+ + K+] + [HCO3-+ CO32-+ OH- + SO42-+Cl-+ NO3-]
2. 水中金属离子
水中金属离子以M(H2O)xn+ 以及各种络 合态化合物存在。
以金属Fe为例，在中性水体中各形态存在如 下平衡:
[Fe(OH )2 ][H ] /[Fe3 ] 8.9 104 (1)
水中有机物完全氧化所需氧的量， 近于理论耗氧量值
（燃烧法）
无机碳和总有机碳
无机碳：游离的 CO2(CO2+H2CO3)， 侵蚀性的CO2，包括碳酸盐 总有机碳 (TOC)：近于理论有机碳 量（燃烧法）
Total organic carbon
三氮
NH3-N, NO2-－N, NO的溶解度： (25℃)
Pco2 =(1.0130-0.03167)×105×3.14×10-4 = 30.8 (Pa)
[CO2(aq)] = KH Pco2 = 3.34×10-7×30.8 = 1.028×10-5 mol.L-
CO2在水中离解，则： [H+] = [HCO3-]
[H ]2 [CO2 ]
K1
= 4.45×10-7
[H+] =（ 1.028×10-5× 4.45×10-7）1/2 = 2.14×10-6 mol.L-1 pH = 5.67
CO2在水中的溶解度： [CO2] + [ HCO3-]
= 1.028×10-5+ 2.14×10-6 = 1.24×10-5 mol.L-1
挥发性酚、农药残留、洗涤剂、多环
芳烃、多氯联苯等
生物性质指标
水中总大肠杆菌群(粪大肠菌群) 指能 在35℃，48h内发酵乳糖、产酸产气的、 需氧的及兼性厌氧的革兰氏阴性的无芽 孢杆菌。
第二节 天然水的组成和基本特征
一、天然水的组成
1. 主要离子组成 Ca2+ Mg2+ H+ Na+ K+ HCO3CO32- OH- SO42- Cl- NO3-
高锰酸钾（CODMn），主要测定清洁 水体或饮用水中的还原性物质，现常称
作高锰酸盐指数。
生物需氧量(BOD)
Biochemical oxygen demand
好气条件下水中有机物被微生物所 氧化，在一定期间内所消耗的溶解氧的量 单位 mg/L ， BOD5称五日生物耗氧量。
总需氧量（TOD）
Total Oxygen Demand