氧化还原过程和吸附过程.ppt

三、地下水中的吸附作用1、阴离子吸附pH值小于pHz值时，沉积物颗粒表面带正电荷，吸附阴离子阴离子被吸附的一般顺序为：F-＞PO43-＞HPO42-HCO3-＞H2BO3-＞SO42-＞Cl-＞NO3-PO43-易于被高岭土吸附；硅质胶体易吸附PO43-、AsO42-，不吸附SO42-、Cl-和NO3-；随着土壤中铁的氧化物及氢氧化物的增加，F-、SO42-、Cl-的吸附量增加。第31页,共41页，2024年2月25日，星期天2、阳离子交换影响阳离子吸附亲合力的因素：对于同价离子，吸附亲合力随离子半径的增加而增加；离子半径越小，吸附亲合力越低一般来说，高价离子的吸附亲合力高于低价离子的吸附亲合力H+＞Rb+＞Ba2+＞Sr2+＞Ca2+＞Mg2+＞NH4+＞K+＞Na+＞Li其中，H+是例外三、地下水中的吸附作用第32页,共41页，2024年2月25日，星期天阳离子交换质量作用方程aA+bBx＝aAx+bBKA-B为阳离子交换平衡常数，A和B为水中的离子，Ax和Bx为吸附在固体颗粒表面的离子，方括弧表示活度在地下水系统中，Na-Ca交换是一种进行得最广泛的阳离子交换第33页,共41页，2024年2月25日，星期天阳离子交换质量作用方程在公式中，被吸附离子的活度规定为其摩尔分数；某溶质的摩尔分数定义为其摩尔数与溶液中所有溶质摩尔数与溶剂摩尔数总和的比值；根据上述定义，Ax与Bx的摩尔分数为：第34页,共41页，2024年2月25日，星期天阳离子交换质量作用方程这样，公式可变换为称为选择系数第35页,共41页，2024年2月25日，星期天一定温度条件下，某溶质的液相浓度与固相浓度之间存在一定的关系，该关系在直角坐标系内可以用曲线（或直线）的形式表达，该曲线（或直线）即称为等温吸附线，相应的数学方程式称为吸附等温方程。四、吸附等温线第36页,共41页，2024年2月25日，星期天（1）线形等温吸附方程吸附方程S=a+KdCS为吸附平衡时固相的溶质浓度（mg/kg），C为吸附平衡时液相的溶质浓度（mg/L）Kd称为分配系数，或称线形吸附系数（L/kg）第37页,共41页，2024年2月25日，星期天弗里因德里克吸附等温线（2）弗里因德里克等温吸附方程（FreundlichEquation）S=KCn取对数形式，可变为线性方程lgS=lgK+nlgCSC第38页,共41页，2024年2月25日，星期天兰米尔吸附等温线C为μmol/L,S为mg/kg（3）兰米尔等温吸附方程（LangmuirEquation）该方程的线性表达式第39页,共41页，2024年2月25日，星期天在包气带或含水层中，由于吸附作用的存在，可使地下水与其中溶质的迁移速率产生差异，该现象可用溶质迁移滞后方程来描述，方程如下：五、溶质迁移滞后方程第40页,共41页，2024年2月25日，星期天感谢大家观看第41页,共41页，2024年2月25日，星期天****关于氧化还原过程和吸附过程形成地下水化学成分的地球化学过程——氧化还原过程第2页,共41页，2024年2月25日，星期天地下水中存在大量变价组分：S（-2，-1，0，+4，+6）N（-3，0，+3，+5）Fe（0，+2，+3）Mn（+2，+4）As（+3，+5）Cr（+3，+6）这些元素的价态在将随地下水环境中的氧化还原条件发生变化，直至达到平衡。因此，研究氧化还原过程对分析地下水中多价态元素的存在状态、多价态污染物的毒性及污染控制具有重要意义。地下水氧化还原特征的重要意义第3页,共41页，2024年2月25日，星期天地下水中主要的氧化还原元素铁Fe(0)、Fe2+(2)、FeCO3(2)、Fe(OH)2(2)、FeO(2)、Fe3+(3)、Fe(OH)3(3)、Fe2O3(3)氮N2(0)、N2O(1)、NO2-(3)、NO3-(5)、NH4+(-3)、NH3(-3)硫S(0)、SO32-(4)、SO42-(6)、FeS2(-1)H2S(-2)、HS-(-2)、FeS(-2)第4页,共41页，2024年2月25日，星期天地下水中主要的氧化还原元素锰Mn2+(Ⅱ)、MnCO2(Ⅱ)、Mn(OH)2(Ⅱ)Mn4+(Ⅳ)