現(xiàn)代環(huán)境化學-課件

環(huán)境介質(zhì)及性質(zhì)EnvironmentalMediaandTheirProperty環(huán)境介質(zhì)及性質(zhì)EnvironmentalM一、自然環(huán)境環(huán)境化學的研究對象：自然環(huán)境。自然環(huán)境是人類賴以生存、生活和生產(chǎn)所必需的自然條件和自然資源的總體，亦簡稱為環(huán)境。大氣圈、水圈、土壤圈、生物圈、化學圈化學圈一、自然環(huán)境環(huán)境化學的研究對象：自然環(huán)境。大氣圈、水圈、一、自然環(huán)境生物圈Biosphere水圈Hydrosphere大氣圈Atmosphere土壤圈Pedosphere化學圈Chemosphere一、自然環(huán)境生物圈Biosphere水圈大氣圈Atmos二、環(huán)境介質(zhì)(相)環(huán)境介質(zhì)(EnvironmentalMedia),相(Phase，Compartment)環(huán)境的組成非常復雜，由一系列彼此相連的環(huán)境介質(zhì)或環(huán)境相來組成，如大氣、土壤、湖泊、河流、海洋、湖底沉積物、湖中懸浮物及水或土壤中的生物體等。

連續(xù)的介質(zhì)或相：水、大氣...非連續(xù)的介質(zhì)或相：大氣顆粒物…相鄰的環(huán)境介質(zhì)或相：水體－大氣(污染物遷移)、...非相鄰的環(huán)境介質(zhì)或相：大氣－水體沉積物…二、環(huán)境介質(zhì)(相)環(huán)境介質(zhì)(Environmental二、環(huán)境介質(zhì)(相)容易受到污染的介質(zhì)或相：表層水、大氣...不容易受到污染的介質(zhì)或相：深海、巖石層…均相：如淺塘中充分混合的水，無濃度梯度、溫度梯度；非均相：性質(zhì)不均一(如土壤、沉積物)某一方向均一(如淺的河流)所有方向都不均一二、環(huán)境介質(zhì)(相)容易受到污染的介質(zhì)或相：表層水、大氣.三、臭氧層的形成與耗損FIGURE1.TheAntarcticozoneholereacheditsmaximumonSeptember12,2008.Environ.Sci.Technol.2010,44,1518–1520三、臭氧層的形成與耗損FIGURE1.TheAntO2+hv

O+O(λ<243nm)2O+2O2+

M2O3+M臭氧的形成(天然)3O2+hv

2O3臭氧層主要分布在距地面10-50km的范圍內(nèi)，峰值濃度在20-25km處。NO2+hv

NO+O(λ<420nm)O+O2+

M

O3+M臭氧形成：人為來源之一O2吸收光譜三、臭氧層的形成與耗損O2+hvO+O(λ<243nm)臭氧動態(tài)平衡：生成和耗損的速率相同，臭氧的濃度保持恒定。O3+hv

O2+OO3+

O

2O22O3+hv

3O2210<λ<290nm耗損0246810Ozoneconcentration(ppm)Altitude(km)6040200StratosphereTroposphereVariationwithaltitudeofozoneconcentration三、臭氧層的形成與耗損動態(tài)平衡：生成和耗損的速率相同，臭氧的濃度保持恒定。O3+臭氧層耗損OzoneDepletion由于水蒸氣、NOx、氟氯烴等污染物進入平流層，它們能加速臭氧耗損過程，破壞臭氧層的穩(wěn)定狀態(tài)。Theyearlyvariationintotalozone(meanvaluesforOctober)overHalleybayStation,Antarctica.三、臭氧層的形成與耗損臭氧層耗損TheyearlyvariationintThetotaloverheadamountofatmosphericozoneatanylocationisusuallyexpressedintermsofDobsonunits(DU);onesuchunitisequivalenttoa0.01mmthicknessofpureozoneatthedensityitwouldpossessifitwerebroughtground-level(1atm)pressure.Thenormalamountofover-headozoneattemperatelatitudesisabout350DU.Becauseofstratosphericwinds,ozoneistransportedfromtropicaltowardpolarregions.Thustheclosertotheequatoryoulive,thelessthetotalamountofozonethatprotectsyoufromultravioletlight.Dobsonunits(D.U.)三、臭氧層的形成與耗損Thetotaloverheadamountofa假設可催化臭氧分解的物質(zhì)為Y，則有如下反應：平流層中NO,NO2的主要天然來源是N2O的氧化：超音速飛機可以排放NO。N2O是無色氣體，低層空氣中含量最高的含氮化合物，主要是天然來源，惰性較大。N2O+O2NOY+O3

YO?+O2YO?+OY+O2O3+O2O2NO+O3

NO2+O2NO2+ONO+O2O3+O2O2NOX(NO,NO2)HOX(H,HO?,HO2?)ClOX(Cl,CLO?)Y=三、臭氧層的形成與耗損假設可催化臭氧分解的物質(zhì)為Y，則有如下反應：平流層中NO,平流層HOX主要是由H2O,CH4

或H2與O反應而生成的。H2O+O2HO?CH4+O?CH3+HO?H2+O?H+?OHHO?+O3

HO2?+O2HO2?+OHO?+O2O3+O2O2ClOx的人為來源是制冷劑，如F-11(CFCl3)和F-12(CF2Cl2)，它們在波長175-220nm的紫外光照射下會產(chǎn)生?Cl。CFCl3+hv

?CFCl2+?ClCF2Cl2+hv

?CF2Cl

+?Cl?Cl

+O3

ClO?+O2ClO?+O

?Cl

+O2O3+O2O2三、臭氧層的形成與耗損平流層HOX主要是由H2O,CH4或H2與O反應而生成的Thestratospherechlorineconcentrationcurrentlyis3.5ppb,whichistwiceasgreatasitwasinthe1970sandsixtimesthebackgroundlevelof0.6ppb,parallelingthegrowthintheuseofCFCs.Inthe1980s,about1milliontonnes(i.e.,metrictons,1000kgeach)ofCFCswerereleasedannuallytotheatmosphere.氟里昂FreonisacommercialtradenameusedbyDuPont,alargecorporationproducingindustrialchemicals,torefertoCFCs---itisatermoftenusedinformallyindiscussionsofenvironmentalairchemistry.freon

n.[化]氟里昂，二氯二氟[氟三氯]甲烷（商標名，一種無色氣體冷凍劑）三、臭氧層的形成與耗損ThestratospherechlorineconcThechemicalformulasforindividualCFCs,suchasCFC-11,canbededucedfromtheircodenumberbyadding90.Theresultingdigitscorrespond,respectively,tothenumberofcarbon,hydrogen,andfluorineatomspresentinonemolecule.Forexample,adding90to11gives101,soitfollowsthatCFC-11containsonecarbon,zerohydrogens,andonefluorine.Sincethatthetotalnumberofnoncarbonatomsaddsupto2n+2,wherenisthenumberofcarbons,thenumberofchlorinesinthesesubstitutedalkanescanbededucedbydifference,thatis,bysubtractingfrom2n+2,thenumberofhydrogenplusfluorineatoms.ThusforCFC-11,2n+2=4,sothenumberofchlorineatomsis4-(0+1)=3,anditsformulaisCFCl3.三、臭氧層的形成與耗損Thechemicalformulasforindi溫室效應：大氣中存在一些溫室氣體(CO2、CH4)，這些氣體可以強烈地吸收波長1200-1630nm的紅外輻射，其存在對截留紅外輻射能量影響較大。這些氣體如同溫室的玻璃一樣，它允許來自太陽的可見光到達地面，但阻止地面重新輻射出來的紅外光返回外空間，因此，這些溫室氣體起到了單向過濾作用，吸收了地面輻射出來的紅外光，把能量截留在大氣之中，從而使大氣溫度升高，這種現(xiàn)象稱為溫室效應。溫室氣體的濃度升高？四、溫室氣體和溫室效應

溫室氣體：CO2,CH4,CO,Freon,……溫室效應：大氣中存在一些溫室氣體(CO2、CH4)，這些氣體MaunsLoa島本底站測定的大氣中CO2的濃度變化(唐孝炎，1990)196019651970197519801985年340330320310CO2(mL/m3)四、溫室氣體和溫室效應MaunsLoa島本底站測定的大氣中CO2的濃度變化19氣體大氣中濃度（μL/m3）年平均增長率（%）二氧化碳3440000.4甲烷16501.0一氧化碳3040.25二氯乙烷0.137.0臭氧不定—CFC110.235.0CFC120.45.0四氯化碳0.1251.0注：本表摘自俊藤搏俊，1990。

大氣中具有溫室效應的氣體四、溫室氣體和溫室效應氣體RelativeimportanceofthefivemostimportantgreenhousegasesPercentageofTroposphericWarning(Hansenetal.,1989)01020304050PercentageCO2CFC’sMethaneOzoneNitrousOxide四、溫室氣體和溫室效應Relativeimportanceofthefi四、溫室氣體和溫室效應四、溫室氣體和溫室效應四、溫室氣體和溫室效應四、溫室氣體和溫室效應五、天然水的基本組成水溶液中金屬離子的表達式通常可以寫成Mn+，表示簡單的水合金屬離子M(H2O)n+。水中金屬離子常常以多種形態(tài)存在。例如鐵:Fe(OH)2+,Fe(OH)2+,Fe2(OH)24+,Fe3+,……K+,Na+,Ca2+,Mg2+,HCO3-,NO3-,Cl-,SO42-

為天然水中常見的八大離子，占天然水離子總量的95-99%。1.天然水的主要離子組成水中的金屬離子：五、天然水的基本組成水溶液中金屬離子的表達式通?？梢詫懗?.溶解性氣體大氣中的氣體與溶液中同種氣體間的平衡為：[G(aq)]=KH×pG亨利定律并不能說明氣體在溶液中進一步的化學反應。溶解于水中的實際氣體的量，可以大大高于亨利定律表示的量。KH是各種氣體在一定溫度下的亨利定律常數(shù)(mol/L·Pa);五、天然水的基本組成2.溶解性氣體大氣中的氣體與溶液中同種氣體間的平衡為：[G

氧在干燥空氣中的含量為20.95%，大部分元素氧來自大氣。氧在水中的溶解度與水的溫度、氧的分壓及水中含鹽量有關。水在25℃時的蒸汽壓為0.03167×105Pa。氧在1.013×105Pa，25℃飽和水中的溶解度：(1)氧在水中的溶解度五、天然水的基本組成氧在干燥空氣中的含量為20.95%，大不同溫度下，氣體在水中溶解度的計算：Clausius-Claperyron方程：五、天然水的基本組成不同溫度下，氣體在水中溶解度的計算：五、天然水的基本組成CO2在干燥空氣中的含量為0.0314%，水在25℃時的蒸汽壓為0.03167×105Pa，CO2的亨利定律常數(shù)為3.34×10-7mol/L.Pa。則CO2在水中的濃度為：(2)CO2的溶解度五、天然水的基本組成CO2在干燥空氣中的含量為0.0314%3.溶解性有機物質(zhì)、膠體物質(zhì)、懸浮物

黏土、泥沙、生物排泄物、污染物

腐殖質(zhì)礦物微粒和黏土礦物、金屬水合氧化物

腐殖酸：可溶于稀堿但不溶于酸的部分；富里酸：可溶于酸又可溶于堿的部分；胡敏素(腐黑物，Humin)：不能被酸和堿提取的部分五、天然水的基本組成一種帶負電的高分子弱電解質(zhì)。腐殖質(zhì)是生物體物質(zhì)在土壤、水和沉積物中轉(zhuǎn)化而成。分子量300-30000。3.溶解性有機物質(zhì)、膠體物質(zhì)、懸浮物黏土、泥沙、生物排泄富里酸的結(jié)構(gòu)(Schnitzer,1978)五、天然水的基本組成富里酸的結(jié)構(gòu)(Schnitzer,1978)五、；六、天然水的性質(zhì)堿度是指水中能與強酸發(fā)生中和作用的全部物質(zhì)，亦即能接受H+的物質(zhì)總量。組成水中堿度的物質(zhì)可以歸納為三類：①強堿；②弱堿；③強堿弱酸鹽。AtpHvaluesbelow7,[H+]inwaterdetractssignificantlyfromalkalinity,anditsconcentrationmustbesubtractedincomputingthetotalalkalinity.ThereforethefollowingequationisthecompleteequationforalkalinityinamediumwheretheonlycontributorstoitareHCO3-,CO32-,andOH-.總堿度=[HCO3-]+2[CO32-]+[OH-]–[H+]1.天然水酸度和堿度；六、天然水的性質(zhì)堿度是指水中能與強酸發(fā)生中和作用的全部六、天然水的性質(zhì)

酸度是指水中能與強堿發(fā)生中和作用的全部物質(zhì)，亦即放出H+或經(jīng)水解能產(chǎn)生H+的物質(zhì)總量。包括強酸、弱酸、強酸弱堿鹽等。某水體的pH=8.00,堿度為1.00×10-3mol/L,該水體中[HCO3-],[CO32-],[OH-],[H+]等物質(zhì)的濃度。解：pH=8.00時，[CO32-]的濃度很低，可認為堿度全部由[HCO3-]貢獻，則[HCO3-]=[堿度]=1.00×10-3mol/L；根據(jù)pH值，[H+]=1.00×10-8mol/L;[OH-]=1.00×10-6mol/L總酸度=[H+]+[HCO3-]+2[H2CO3]–[OH-]六、天然水的性質(zhì)酸度是指水中能與強堿發(fā)生中六、天然水的性質(zhì)六、天然水的性質(zhì)六、天然水的性質(zhì)解：堿度的貢獻：[OH-]+[HCO3-]+2[CO32-][H+]的濃度可以忽略不計。

[H+]=1.00×10-10mol/L;[OH-]=1.00×10-4mol/L[OH-]+[HCO3-]+2[CO32-]=1.00×10-3mol/L(1)[H+]=1.00×10-10mol/L;[OH-]=1.00×10-4mol/L(2)(3)若水體的pH為10.0，堿度為1.00×10-3mol/L,則上述各形態(tài)物質(zhì)的濃度為多少？

六、天然水的性質(zhì)解：堿度的貢獻：[OH-]+[HCO六、天然水的性質(zhì)2×2.18×10-4=4.36×10-4eq/LfromCO32-

4.64×10-4eq/LfromHCO3-

1.00×10-4eq/LfromOH-

Alk=1.00×10-3mol/LSolvingthesethreeequationsgives[HCO3-]=4.64×10-4mol/Land[CO32-]=2.18×10-4mol/L,sothecontributionstothealkalinityofthissolutionarethefollowing:六、天然水的性質(zhì)2×2.18×10-4=4.七、水體富營養(yǎng)化常量元素：N,P,C,O微量元素：Fe,Mn,Cu,Zn,Ca,…1.水中的營養(yǎng)元素2.水體富營養(yǎng)化湖泊、河口、海灣；N，P等營養(yǎng)物質(zhì)；藻類和浮游生物大量增殖；溶解氧下降；魚類及其它生物死亡。機理：污染物大量排放、水化學失衡、生態(tài)紊亂、內(nèi)源營養(yǎng)物質(zhì)釋放。七、水體富營養(yǎng)化常量元素：N,P,C,O1.水中七、水體富營養(yǎng)化七、水體富營養(yǎng)化八、環(huán)境污染物1.環(huán)境污染環(huán)境污染：由于人為因素，使環(huán)境的構(gòu)成或狀態(tài)發(fā)生變化，環(huán)境質(zhì)量下降，從而擾亂和破壞生態(tài)系統(tǒng)和正常生活與生產(chǎn)條件。環(huán)境污染物理性污染生物性污染化學物質(zhì)污染八、環(huán)境污染物1.環(huán)境污染環(huán)境污染：由于人為因素，使環(huán)八、環(huán)境污染物進入環(huán)境后，使環(huán)境的正常組成和性質(zhì)發(fā)生直接或間接有害于人類的變化的物質(zhì)。有毒有害物質(zhì)：降解、毒性變化、聯(lián)合作用有用物質(zhì)：大量進入環(huán)境中，成為污染物；污染物2.污染物分類多介質(zhì)共存(多環(huán)芳烴(PAHs)、多氯聯(lián)苯(PCB)…)存在一個環(huán)境介質(zhì)或以一個環(huán)境介質(zhì)為主(SO2……)污染物人類活動非故意產(chǎn)生：PCDD/Fs,PAHs八、環(huán)境污染物進入環(huán)境后，使環(huán)境的正常組成和性質(zhì)發(fā)生直接八、環(huán)境污染物耗氧性污染物致病污染物合成化學品植物營養(yǎng)物(N、P等)放射性物質(zhì)熱污染……有機污染物(容易降解、不容易生物降解)無機污染物有機金屬化合物大氣污染物(SO2,NOx,TSP,…)水體污染物土壤污染物(農(nóng)藥…)工業(yè)：“三廢”，有毒有害化學品、…農(nóng)業(yè)：農(nóng)藥、化肥(N、P)、藥物…污染物服務業(yè)：交通、餐飲…生活：固體廢物、廢水、廢氣八、環(huán)境污染物耗氧性污染物有機污染物(容易降解、不容易生八、化學污染物SO2：SO3H2SO4,硫酸鹽，硫酸煙霧型污染，酸雨。含氮化合物(N2O、NO、NO2、N2O5、NH3、硝酸鹽、亞硝酸鹽和銨鹽):消耗臭氧，酸雨。

CO和CO2:揮發(fā)性有機化合物：烷烴、烯烴、芳烴(多環(huán)芳烴)顆粒物：吸附蒸氣壓低的化學物質(zhì)；室內(nèi)環(huán)境：甲醛、多環(huán)芳烴(PAHs)、多溴代聯(lián)苯醚(PBDEs)、苯系物…1.空氣中的典型化學污染物VolatileOrganicCompounds,VOC;Semivolatileorganiccompounds,SOC,SVOC;PolycyclicAromaticHydrocarbons;Polybrominateddiphenylethers;VaporPressure;Benzene八、化學污染物SO2：SO3H2SO4,硫酸耗氧有機物：碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪和纖維素…有毒有機物:農(nóng)藥、表面活性劑、芳烴、藥物…金屬離子、無機物：汞、鉛、鎘、砷、氰化物、飲用水消毒副產(chǎn)物：2.水中的典型化學污染物2.土壤中的典型化學污染物農(nóng)藥：有機氯、有機磷…其它化學污染物：污水灌溉、干濕沉降…八、化學污染物OrganochlorinePesticide,Insecticide,OrganophosphatePesticide;Protein耗氧有機物：碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪和纖維素…2.水中的典演講完畢，謝謝觀看！演講完畢，謝謝觀看！環(huán)境介質(zhì)及性質(zhì)EnvironmentalMediaandTheirProperty環(huán)境介質(zhì)及性質(zhì)EnvironmentalM一、自然環(huán)境環(huán)境化學的研究對象：自然環(huán)境。自然環(huán)境是人類賴以生存、生活和生產(chǎn)所必需的自然條件和自然資源的總體，亦簡稱為環(huán)境。大氣圈、水圈、土壤圈、生物圈、化學圈化學圈一、自然環(huán)境環(huán)境化學的研究對象：自然環(huán)境。大氣圈、水圈、一、自然環(huán)境生物圈Biosphere水圈Hydrosphere大氣圈Atmosphere土壤圈Pedosphere化學圈Chemosphere一、自然環(huán)境生物圈Biosphere水圈大氣圈Atmos二、環(huán)境介質(zhì)(相)環(huán)境介質(zhì)(EnvironmentalMedia),相(Phase，Compartment)環(huán)境的組成非常復雜，由一系列彼此相連的環(huán)境介質(zhì)或環(huán)境相來組成，如大氣、土壤、湖泊、河流、海洋、湖底沉積物、湖中懸浮物及水或土壤中的生物體等。

連續(xù)的介質(zhì)或相：水、大氣...非連續(xù)的介質(zhì)或相：大氣顆粒物…相鄰的環(huán)境介質(zhì)或相：水體－大氣(污染物遷移)、...非相鄰的環(huán)境介質(zhì)或相：大氣－水體沉積物…二、環(huán)境介質(zhì)(相)環(huán)境介質(zhì)(Environmental二、環(huán)境介質(zhì)(相)容易受到污染的介質(zhì)或相：表層水、大氣...不容易受到污染的介質(zhì)或相：深海、巖石層…均相：如淺塘中充分混合的水，無濃度梯度、溫度梯度；非均相：性質(zhì)不均一(如土壤、沉積物)某一方向均一(如淺的河流)所有方向都不均一二、環(huán)境介質(zhì)(相)容易受到污染的介質(zhì)或相：表層水、大氣.三、臭氧層的形成與耗損FIGURE1.TheAntarcticozoneholereacheditsmaximumonSeptember12,2008.Environ.Sci.Technol.2010,44,1518–1520三、臭氧層的形成與耗損FIGURE1.TheAntO2+hv

O+O(λ<243nm)2O+2O2+

M2O3+M臭氧的形成(天然)3O2+hv

2O3臭氧層主要分布在距地面10-50km的范圍內(nèi)，峰值濃度在20-25km處。NO2+hv

NO+O(λ<420nm)O+O2+

M

O3+M臭氧形成：人為來源之一O2吸收光譜三、臭氧層的形成與耗損O2+hvO+O(λ<243nm)臭氧動態(tài)平衡：生成和耗損的速率相同，臭氧的濃度保持恒定。O3+hv

O2+OO3+

O

2O22O3+hv

3O2210<λ<290nm耗損0246810Ozoneconcentration(ppm)Altitude(km)6040200StratosphereTroposphereVariationwithaltitudeofozoneconcentration三、臭氧層的形成與耗損動態(tài)平衡：生成和耗損的速率相同，臭氧的濃度保持恒定。O3+臭氧層耗損OzoneDepletion由于水蒸氣、NOx、氟氯烴等污染物進入平流層，它們能加速臭氧耗損過程，破壞臭氧層的穩(wěn)定狀態(tài)。Theyearlyvariationintotalozone(meanvaluesforOctober)overHalleybayStation,Antarctica.三、臭氧層的形成與耗損臭氧層耗損TheyearlyvariationintThetotaloverheadamountofatmosphericozoneatanylocationisusuallyexpressedintermsofDobsonunits(DU);onesuchunitisequivalenttoa0.01mmthicknessofpureozoneatthedensityitwouldpossessifitwerebroughtground-level(1atm)pressure.Thenormalamountofover-headozoneattemperatelatitudesisabout350DU.Becauseofstratosphericwinds,ozoneistransportedfromtropicaltowardpolarregions.Thustheclosertotheequatoryoulive,thelessthetotalamountofozonethatprotectsyoufromultravioletlight.Dobsonunits(D.U.)三、臭氧層的形成與耗損Thetotaloverheadamountofa假設可催化臭氧分解的物質(zhì)為Y，則有如下反應：平流層中NO,NO2的主要天然來源是N2O的氧化：超音速飛機可以排放NO。N2O是無色氣體，低層空氣中含量最高的含氮化合物，主要是天然來源，惰性較大。N2O+O2NOY+O3

YO?+O2YO?+OY+O2O3+O2O2NO+O3

NO2+O2NO2+ONO+O2O3+O2O2NOX(NO,NO2)HOX(H,HO?,HO2?)ClOX(Cl,CLO?)Y=三、臭氧層的形成與耗損假設可催化臭氧分解的物質(zhì)為Y，則有如下反應：平流層中NO,平流層HOX主要是由H2O,CH4

或H2與O反應而生成的。H2O+O2HO?CH4+O?CH3+HO?H2+O?H+?OHHO?+O3

HO2?+O2HO2?+OHO?+O2O3+O2O2ClOx的人為來源是制冷劑，如F-11(CFCl3)和F-12(CF2Cl2)，它們在波長175-220nm的紫外光照射下會產(chǎn)生?Cl。CFCl3+hv

?CFCl2+?ClCF2Cl2+hv

?CF2Cl

+?Cl?Cl

+O3

ClO?+O2ClO?+O

?Cl

+O2O3+O2O2三、臭氧層的形成與耗損平流層HOX主要是由H2O,CH4或H2與O反應而生成的Thestratospherechlorineconcentrationcurrentlyis3.5ppb,whichistwiceasgreatasitwasinthe1970sandsixtimesthebackgroundlevelof0.6ppb,parallelingthegrowthintheuseofCFCs.Inthe1980s,about1milliontonnes(i.e.,metrictons,1000kgeach)ofCFCswerereleasedannuallytotheatmosphere.氟里昂FreonisacommercialtradenameusedbyDuPont,alargecorporationproducingindustrialchemicals,torefertoCFCs---itisatermoftenusedinformallyindiscussionsofenvironmentalairchemistry.freon

n.[化]氟里昂，二氯二氟[氟三氯]甲烷（商標名，一種無色氣體冷凍劑）三、臭氧層的形成與耗損ThestratospherechlorineconcThechemicalformulasforindividualCFCs,suchasCFC-11,canbededucedfromtheircodenumberbyadding90.Theresultingdigitscorrespond,respectively,tothenumberofcarbon,hydrogen,andfluorineatomspresentinonemolecule.Forexample,adding90to11gives101,soitfollowsthatCFC-11containsonecarbon,zerohydrogens,andonefluorine.Sincethatthetotalnumberofnoncarbonatomsaddsupto2n+2,wherenisthenumberofcarbons,thenumberofchlorinesinthesesubstitutedalkanescanbededucedbydifference,thatis,bysubtractingfrom2n+2,thenumberofhydrogenplusfluorineatoms.ThusforCFC-11,2n+2=4,sothenumberofchlorineatomsis4-(0+1)=3,anditsformulaisCFCl3.三、臭氧層的形成與耗損Thechemicalformulasforindi溫室效應：大氣中存在一些溫室氣體(CO2、CH4)，這些氣體可以強烈地吸收波長1200-1630nm的紅外輻射，其存在對截留紅外輻射能量影響較大。這些氣體如同溫室的玻璃一樣，它允許來自太陽的可見光到達地面，但阻止地面重新輻射出來的紅外光返回外空間，因此，這些溫室氣體起到了單向過濾作用，吸收了地面輻射出來的紅外光，把能量截留在大氣之中，從而使大氣溫度升高，這種現(xiàn)象稱為溫室效應。溫室氣體的濃度升高？四、溫室氣體和溫室效應

溫室氣體：CO2,CH4,CO,Freon,……溫室效應：大氣中存在一些溫室氣體(CO2、CH4)，這些氣體MaunsLoa島本底站測定的大氣中CO2的濃度變化(唐孝炎，1990)196019651970197519801985年340330320310CO2(mL/m3)四、溫室氣體和溫室效應MaunsLoa島本底站測定的大氣中CO2的濃度變化19氣體大氣中濃度（μL/m3）年平均增長率（%）二氧化碳3440000.4甲烷16501.0一氧化碳3040.25二氯乙烷0.137.0臭氧不定—CFC110.235.0CFC120.45.0四氯化碳0.1251.0注：本表摘自俊藤搏俊，1990。

大氣中具有溫室效應的氣體四、溫室氣體和溫室效應氣體RelativeimportanceofthefivemostimportantgreenhousegasesPercentageofTroposphericWarning(Hansenetal.,1989)01020304050PercentageCO2CFC’sMethaneOzoneNitrousOxide四、溫室氣體和溫室效應Relativeimportanceofthefi四、溫室氣體和溫室效應四、溫室氣體和溫室效應四、溫室氣體和溫室效應四、溫室氣體和溫室效應五、天然水的基本組成水溶液中金屬離子的表達式通常可以寫成Mn+，表示簡單的水合金屬離子M(H2O)n+。水中金屬離子常常以多種形態(tài)存在。例如鐵:Fe(OH)2+,Fe(OH)2+,Fe2(OH)24+,Fe3+,……K+,Na+,Ca2+,Mg2+,HCO3-,NO3-,Cl-,SO42-

為天然水中常見的八大離子，占天然水離子總量的95-99%。1.天然水的主要離子組成水中的金屬離子：五、天然水的基本組成水溶液中金屬離子的表達式通?？梢詫懗?.溶解性氣體大氣中的氣體與溶液中同種氣體間的平衡為：[G(aq)]=KH×pG亨利定律并不能說明氣體在溶液中進一步的化學反應。溶解于水中的實際氣體的量，可以大大高于亨利定律表示的量。KH是各種氣體在一定溫度下的亨利定律常數(shù)(mol/L·Pa);五、天然水的基本組成2.溶解性氣體大氣中的氣體與溶液中同種氣體間的平衡為：[G

氧在干燥空氣中的含量為20.95%，大部分元素氧來自大氣。氧在水中的溶解度與水的溫度、氧的分壓及水中含鹽量有關。水在25℃時的蒸汽壓為0.03167×105Pa。氧在1.013×105Pa，25℃飽和水中的溶解度：(1)氧在水中的溶解度五、天然水的基本組成氧在干燥空氣中的含量為20.95%，大不同溫度下，氣體在水中溶解度的計算：Clausius-Claperyron方程：五、天然水的基本組成不同溫度下，氣體在水中溶解度的計算：五、天然水的基本組成CO2在干燥空氣中的含量為0.0314%，水在25℃時的蒸汽壓為0.03167×105Pa，CO2的亨利定律常數(shù)為3.34×10-7mol/L.Pa。則CO2在水中的濃度為：(2)CO2的溶解度五、天然水的基本組成CO2在干燥空氣中的含量為0.0314%3.溶解性有機物質(zhì)、膠體物質(zhì)、懸浮物

黏土、泥沙、生物排泄物、污染物

腐殖質(zhì)礦物微粒和黏土礦物、金屬水合氧化物

腐殖酸：可溶于稀堿但不溶于酸的部分；富里酸：可溶于酸又可溶于堿的部分；胡敏素(腐黑物，Humin)：不能被酸和堿提取的部分五、天然水的基本組成一種帶負電的高分子弱電解質(zhì)。腐殖質(zhì)是生物體物質(zhì)在土壤、水和沉積物中轉(zhuǎn)化而成。分子量300-30000。3.溶解性有機物質(zhì)、膠體物質(zhì)、懸浮物黏土、泥沙、生物排泄富里酸的結(jié)構(gòu)(Schnitzer,1978)五、天然水的基本組成富里酸的結(jié)構(gòu)(Schnitzer,1978)五、；六、天然水的性質(zhì)堿度是指水中能與強酸發(fā)生中和作用的全部物質(zhì)，亦即能接受H+的物質(zhì)總量。組成水中堿度的物質(zhì)可以歸納為三類：①強堿；②弱堿；③強堿弱酸鹽。AtpHvaluesbelow7,[H+]inwaterdetractssignificantlyfromalkalinity,anditsconcentrationmustbesubtractedincomputingthetotalalkalinity.ThereforethefollowingequationisthecompleteequationforalkalinityinamediumwheretheonlycontributorstoitareHCO3-,CO32-,andOH-.總堿度=[HCO3-]+2[CO32-]+[OH-]–[H+]1.天然水酸度和堿度；六、天然水的性質(zhì)堿度是指水中能與強酸發(fā)生中和作用的全部六、天然水的性質(zhì)

酸度是指水中能與強堿發(fā)生中和作用的全部物質(zhì)，亦即放出H+或經(jīng)水解能產(chǎn)生H+的物質(zhì)總量。包括強酸、弱酸、強酸弱堿鹽等。某水體的pH=8.00,堿度為1.00×10-3mol/L,該水體中[HCO3-],[CO32-],[OH-],[H+]等物質(zhì)的濃度。解：pH=8.00時，[CO32-]的濃度很低，可認為堿度全部由[HCO3-]貢獻，則[HCO3-]=[堿度]=1.00×10-3mol/L；根據(jù)pH值，[H+]=1.00×10-8mol/L;[OH-]=1.00×10-6mol/L總酸度=[H+]+[HCO3-]+2[H2CO3]–[OH-]六、天然水的性質(zhì)酸度是指水中能與強堿發(fā)生中六、天然水的性質(zhì)六、天然水的性質(zhì)六、天然水的性質(zhì)解：堿度的貢獻：[OH-]+[HCO3-]+2[CO32-][H+]的濃度可以忽略不計。

[H+]=1.00×10-10mol/L;[OH-]=1