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绪论 1

1．水化学基础知识 4

学习指南 4

1.1　水的分子结构 4

1.1.1　水的分子结构特征和特异性质 4

［知识窗］水爬高的本领 6

［知识窗］水组成的发现史 7

1.1.2　水的同位素组成 8

［知识窗］海水——新能源原料的源泉 9

1.1.3　水的环境效应 9

1.2.1　化学反应速率 11

1.2　水体中的化学平衡 11

1.2.2　化学平衡 13

1.2.3　气体在水中的溶解平衡 20

1.2.4　天然水体中的溶解-沉淀平衡 21

1.2.5　酸碱平衡 28

［知识窗］什么是pH？为什么规定pH小于5.6为酸雨？ 33

1.2.6　氧化还原平衡 40

1.2.7　配位平衡 53

1.2.8　吸附作用 57

练习与实训 61

本章小结 61

2．天然水的化学成分 63

学习指南 63

2.1　天然水成分的一般组成 63

［知识窗］关于水的知识 64

2.1.1　天然水的组成成分 65

2.1.2　天然水的化学成分 66

2.2　天然水的化学特征 71

2.2.1　大气降水的成分特征 71

2.2.2　海水的成分特征 72

［知识窗］赤潮之谜 73

2.2.3　河水的成分特征 74

2.2.4　湖泊和水库水的成分特征 75

2.2.5　地下水的成分特征 76

2.3　天然水化学成分的综合指标、分类及表示方法 77

2.3.1　天然水化学成分的综合指标 77

2.3.2　天然水化学成分分类 82

2.3.3　天然水化学成分表示方法 84

本章小结 85

练习与实训 85

3.1.1　天然水的矿化途径 87

3.1　天然水的矿化途径及主要离子累积规律 87

3．天然水化学成分的形成与特征 87

学习指南 87

3.1.2　天然水中主要离子成分累积的基本规律 88

［知识窗］奇妙的钟乳石和石笋 90

［知识窗］饮用水并非越纯越好 92

3.2　地表水化学成分的形成机理 92

3.2.1　河水化学成分的形成与分带特征 92

3.2.2　湖水化学成分的形成与变化特征 94

3.2.3　海水溶质成分的形成过程 95

3.3.1　地下水化学成分的形成与特征 97

［知识窗］中国，也是个海洋大国 97

3.3　地下水化学成分的形成 97

3.3.2　地下热水化学成分的形成与特征 100

本章小结 101

练习与实训 101

4．水环境的污染 102

学习指南 102

4.1　水环境污染的形成原因 102

4.1.1　水环境污染的基本概念 102

［知识窗］DDT在湖水中的富集实例 104

4.1.2　水污染的方式及污染途径 105

［知识窗］人体也是个污染源 105

4.2　典型水污染的特征 108

4.2.1　病原微生物污染 108

［知识窗］古罗马瘟疫为何如此猖獗 109

4.2.2　需氧有机物污染 109

4.2.3　富营养化污染 111

［知识窗］触目惊心的赤潮中毒事件 112

4.2.4　感官性污染物（含恶臭污染） 113

4.2.5　酸、碱、盐污染 113

4.2.6　硬度的变化 114

4.2.7　毒污染 114

［知识窗］关于镉的污染问题 115

4.2.8　油污染 117

［知识窗］谁是海湾战争的赢家？ 118

4.2.9　放射性污染物 118

4.2.10　地面径流污染 119

4.2.11　固体污染物 119

4.2.12　热污染 119

4.2.13　酸雨 120

［知识窗］首创“酸雨”一词的R.A．史密斯 121

本章小结 122

练习与实训 122

5.1.1　氢氧化物沉淀-溶解作用 125

5.1　重金属化合物的沉淀-溶解作用 125

5．重金属污染物在水环境中的迁移转化规律 125

学习指南 125

5.1.2　硫化物沉淀-溶解作用 126

5.1.3　碳酸盐的沉淀-溶解作用 127

5.2　重金属离子的水解作用 127

5.2.1　金属离子的分级水解 127

5.2.2　常见重金属离子的水解特征 127

5.3.1　无机配离子对重金属离子的配合作用 129

5.3.2　有机配体对重金属离子的配合作用 129

5.3　水环境中配位体对重金属的配合作用 129

5.2.3　氢氧化物沉淀生成与羟基配离子生成 129

5.4　水环境中胶体对金属离子的吸附作用 130

5.4.1　水环境中胶体的种类 130

5.4.2　胶体吸附作用对金属离子浓度的影响 130

5.5　几种有毒重金属污染物在水体中的行为 131

5.5.1　汞（Hg） 131

［知识窗］汞与水俣病 134

5.5.2　铬（Cr） 134

5.5.3　镉（Cd） 135

5.5.4　铅（Pb） 136

5.5.5　砷（As） 138

［知识窗］拿破仑死亡之谜 140

练习与实训 141

本章小结 141

6．有机物在水环境中的降解和迁移转化 143

学习指南 143

6.1　概述 143

6.1.1　有机物在水环境中的主要迁移转化过程 143

6.1.2　有机物氧化性质的分类 146

［知识窗］美国洛夫运河事件 147

6.2　河流中需氧有机物的自净作用 147

6.2.1　水体自净作用的分类 147

6.2.3　河流自净过程中需氧有机物的转归 149

6.2.2　水体自净的场所 149

［知识窗］日本米糠油事件 150

6.3　典型有机物的生化降解过程 151

6.3.1　碳水化合物的降解 151

6.3.2　脂肪和油类的降解 152

6.3.3　蛋白质的降解 153

6.4　持久性有机物与有毒污染物及其迁移变化 154

6.4.1　芳烃类污染物的迁移变化 154

6.4.2　酚类污染物的迁移变化 155

［知识窗］酚污染实例 156

6.4.4　有机农药污染物的迁移变化 157

6.4.3　合成洗涤剂污染物的迁移变化 157

本章小结 159

练习与实训 159

7．环境水化学的研究方法 160

学习指南 160

7.1　环境水化学野外现场调查 160

7.1.1　水样采样点的布置原则 161

［知识窗］流水为什么不腐？ 163

7.1.2　水样的采集与保存 164

7.2.1　化学分析原则 168

7.2　环境水化学研究中的实验室方法 168

［知识窗］中国长江洪水 168

7.2.2　实验模拟的意义与设计 170

［知识窗］世界水日 171

7.2.3　同位素示踪技术在实验模拟中的应用 171

本章小结 172

练习与实训 172

8．实践性教学环节研究课题 174

学习指南 174

8.1　碳酸种类与pH关系测定实验 174

8.1.1　碳酸在水中的存在形式分析 174

8.1.2　天然水中的碱度及其组成 174

8.1.3　碱度的测定及其表示方法 175

［知识窗］废干电池为什么会引起死亡悲剧？ 177

8.2　环境水化学研究中的实验模拟 178

8.2.1　实验的目的及实验装置 178

8.2.2　实验程序的编排 178

8.2.3　实验结果和结论的推断 178

8.3　水化学成分的表示方法（图示法） 179

8.3.1　天然水化学成分的调查 179

8.3.2　天然水化学成分的表示方法 179

［知识窗］世界环境日 180

8.4.1　简化的野外测定操作 181

8.4　简化野外水质半微量分析 181

8.4.2　水样的过滤方法 183

8.4.3　野外水质半微量分析中总硬度的操作流程 183

本章小结 184

练习与实训 184

附录 187

附录1　地表水环境质量标准（GHZB 1—1999） 187

附录2　地下水质量标准（GB/T 14848—93） 189

附录3　海水水质标准（GB 3097—1997） 191

附录4　生活饮用水卫生标准（GB 5749—85） 192

附录5　污水综合排放标准（GB 8978—1996） 193

参考文献 195