水环境化学――我们生存的环境概述

水环境化学——我们生存的环境概述我们生存的环境组成部分质量百分比（%）厚度（km）大气圈0.0000915生物圈0.000000032水圈0.0243.8岩石圈接近1006371地面热电离层中间层平流层：同温层、臭氧、温度对流层：对流作用、水汽、尘埃、天气现象、温度(-6.5℃/km)10-16km50km85km1垂直分层（一）大气圈2干燥清洁空气的组成海平面上空清洁干燥空气的组成组成体积百分数（%）组成体积百分数（%）N278.084CH40.0002O220.9476NO0.00005Ar0.934O30~0.000007CO20.0314SO20~0.0001Ne0.001818NO20~0.000002He0.000524NH30~痕量Kr0.000114CO0~痕量Xe0.0000087I0~0.000001H20.00005大气层平均大气压力随海拔高度的变化h(km)01234520P(kPa)101.3389.4679.0669.8661.7354.005.74（二）岩石圈1矿物定义：岩石圈中天然产出的化合物或单质，其化学成分确定或在一定范围内变化。黏土矿物：高岭石AL4[Si4O10](OH)8蒙脱石(Na,Ca)0.33(Al,Mg)[Si4O10](OH)2·nH2O蛭石Mg0.5(H2O)4{Mg3[AlSi3O10](OH)2}白云母KAl2[AlSi3O10](OH,F)2伊利石K0－2Al4(Si8-6Al0-2)O20(OH)42岩石一种或多种造岩矿物结合成的天然集合体，是经过种种地质作用形成的坚硬产物。3土壤由地表岩石风化后的碎屑产物在一定的水、热、生物作用下，通过一系列的物理、化学、生物化学作用而形成的松散体。海洋和陆地上的液态水和固态水构成一个大体连续的圈层覆盖在地球表面。包括大气水、地表水和地下水。（三）水圈1世界水资源地球表面约有70%以上为水所覆盖，陆地也有水的存在。地球总水量为1.39×109km3，其中淡水储量为3.5×107km3，占总储量的2.53%。湖泊、河流和浅层地下淡水资源，只占淡水总储量的0.34%,为104.6×104km3。全球可的淡水资源约为42.75×1012m3，其中易于使用的为（12.5-14.5)×1012m3。地球上水量的分布单位：%总水量分布淡水量分布海水97.3冰盖、冰川77.2淡水2.7地下水、土壤水22.4湖泊、沼泽0.35大气0.04河流0.01按照水文学家的估算，年人均拥有水量为1000~2000m3的国家可定为水紧张的国家，不到1000m3时，可定为缺水国家。目前共有2.32亿人口所在的26个国家被列为缺水国家。2中国水资源1）水资源量就多年平均而言，全国平均年降雨量684mm,折合总量6.19×1012m3。平均年地表水资源量为2.71×1012m3,平均年地下水资源量为0.83×1012亿m3,平均年水资源总量为2.81×1012m3。年降水量中的45%成为地表、地下水资源，55%消耗于蒸散发。2）水资源特点①水资源总量不少，但人均、亩均占有水平很抵。河川径流27115亿m3，居世界第四，人均水量只有2350m3，只有世界人均占有水量的27%。耕地每公顷平均水量27867m3，约为世界的3/4。②水资源地区分布很不均匀,水、土资源的配置不相适应。北方南方水资源总量（占全国量）2/53/5人口总量（占全国量）1/54/5人均水资源量(m3)11273381耕地量（占全国量）3/52/5耕地均水资源量(m3)964528695③水资源年际、年内变化大,水旱灾害频繁。最大年降水量与最小降水量的比值：南方地区达2~4倍,北方地区达3~6倍;最大年径流量与最小年径流量的比值：南方2~4倍,北方为3~8倍。汛期水量可占年水量：南方60%~70%,北方80%以上。大部分水资源量集中汛期以洪水的形式出现,资源利用困难,且易造成洪涝灾害。南方伏秋干旱,北方冬春干旱,④雨热同期是我国水资源的突出优点。每年3~5月后,气温持续上升,雨季也大体上在这个时候来临,水分、热量条件的同期有利于农作物的生长。这也是我国以占世界6.4%的土面积和7.2%的耕地,养活了约占世界1/5人口的一个重要自然条件。2）水资源面临的问题①水污染日趋严重②水土流失严重，河湖库泥沙淤积问题突出③河道功能退化，湖泊面积缩小④地下水位持续下降（四）生物圈地球上有生命的部分二天然水质系1天然水质的一般构成天然水质系天然溶存物质水人工污染源物质悬浮物质(ф＞1000nm)胶态物质(ф=1~1000nm)溶解物质浮游生物，有机碎屑，泥沙、粘土颗粒，其他颗粒物溶胶物，胶态有机物、高分子化合物气体、阳离子、阴离子、营养盐类、有机物重金属、类金属污染物、耗氧有机物、持久性有机物、放射性物质等2天然水质的复杂性1）水中含有的物质种类繁多，含量相关悬殊。2）水中溶存物质的分散程度复杂。3）存在各种生物。3天然水中化学成分的形成1）大气淋溶2）从岩石、土壤中淋溶3）生物作用4）次级反应与交换吸附作用5）工业废水、生活污水与农业退水三环境化学与水环境化学一）环境化学研究有害化学物质在环境介质中的来源、存在形态、化学特性、行为和效应、控制和治理的化学原理和方法的科学。环境化学环境分析化学各圈层环境化学环境工程化学大气环境化学水环境化学土壤环境二）专业教学中的水环境化学1.水环境化学成分的动态规律2.水质的控制方法3.水质化验技术