天然水主要离子

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1、天然水的主要离子2.1水的硬度及钙镁离子天然水中主要离子成分含量大于等于1mg/L天然水中的主要离子成分是构成水中盐分的主体，占其总含盐量的90%以上。陆地水阳离子：Ca2+,Mg2+,Na+,K+阴离子：HCO3-,CO32-,SO42-,Cl-海水中除上述，另有Sr2+,Br-,F-，H3BO3(H2BO3-)1)内陆水①河水I土壤＋I岩石＋I大气＋I风＋I有机体＝E离子＋E风＋E植物＋X②湖水S支＋S雨＋S潜＝S排＋S风＋S渗＋S沉随着离子总量的增加，优势主要离子变化为HCO3-→SO42-→Cl-;Ca2+→Mg2+→Na++K+③潜水Ca2+,Mg2+,Na

2、+,HCO3-,SO42-,Cl-,硅酸盐离子2)大气降水化学成分：HCO3-,SO42-,SO32-，Cl-,NO3-，Ca2+,Mg2+,Na+,NH3(NH4＋)分布变化：1）地区分布①沿海地区：离子总量较高，Cl-,Na+高，水质类型[Cl,C]Na；②内陆地区：Cl-,Na+逐渐被HCO3-,SO42-,Ca2+代替；③城市附近：降水酸度明显增大，SO42-,Cl-,含氮化合物含量较高。2）季节变化内陆与城市附近，SO42-冬季高于夏季；沿海地区，Cl-雨季高于旱季；含氮化合物夏季高于冬季。3)海水①中等浓度的电解质溶液；②含有80多种元素，且以各种各样价态

3、和化合形式存在的化学体系；③主要组分占海水中溶解盐类的99.8-99.9%,主要成分有恒比关系；④含有10-9级或含量更低的微量元素和溶解有机物；⑤化学物质以不同的分散度（溶解、胶体、悬浮）存在于水体中。2.1.1水硬度的概念及表示单位1)硬度：水的硬度是指水沉淀消耗肥皂的能力。从理论上说，包括碱金属以外的所有金属离子。天然水中，钙、镁是构成天然水硬度的主要成分。2)水硬度的表示单位①毫摩/升(mmol/L)：以1L水中含有的形成硬度离子的物质的量之和。以1/2Men+作为基本单元。常用硬度单位。②毫克/升(CaCO3)以1L水中所含有的与形成硬度离子的量所相当的Ca

4、CO3的质量表示，符号为mg/L(CaCO3)。美国常用，英文文献中较常出现。③德国度(°HG)将水中的Ca2+和Mg2+含量换算为相当的CaO量后，以1L水中含10mgCaO为1德国度(°HG)。德国、苏联、我国常采用。三个硬度单位的换算关系：1mmol/L=2.804德国度=50.05mg/LCaCO32.1.2天然水的硬度与Ca2+、Mg2+2.1.2.1钙①天然水中主要以Ca2+离子形式存在。来源主要有石膏、白云石、方解石的溶解。②含量差别大③易生成CaCO3沉淀2.1.2.2镁①含量常居阳离子的第二位。②Ca2+、Mg2+物质的量比例③海水中的镁与钙的关系2

5、.1.2.3天然水的硬度1)硬度的种类由Ca2+造成的硬度称“钙硬度”（HCa),Mg2+造成的硬度称“镁硬度”（HMg)。各种硬度之和称“总硬度”，（T.H.)T.H.=HCa+HMg碳酸盐硬度（HC暂时硬度）：以碳酸盐和重碳酸盐形式的Ca2+、Mg2+造成的硬度，水煮沸后可除去。非碳酸盐硬度（HS永久硬度）：由硫酸盐和氯化物形式的Ca2+、Mg2+造成的硬度。T.H.=HC+HS总碱度大于总硬度时，水中只有碳酸盐硬度，没有永久硬度。为I型水，类别硬度范围类别硬度范围度mol/L度mol/L很软水0º~4º≤1.4硬水16º~30º5.7~11.4软水4º~8º1.

6、4~2.8很硬水≥30º＞11.4中等　软水8º~16º2.8~5.72)天然水硬度分类2.1.2.4钙、镁及硬度的生态学意义1）钙、镁作为营养元素：是生命过程的必需元素，是生物体液及骨骼结构的组分，还参与体内新陈代谢的调节。镁是叶绿素的组分，Mg不足则RNA净合成停止，氮代谢混乱，细胞内积累碳水化合物及不稳定的磷脂。钙对蛋白质的合成与代谢，碳水化合物的转化、细胞的穿透性以及氮、磷的吸收转化等，均有重要影响。2）作为水质、底质改良剂：主要作用有：调节并帮助稳定水质及底质的pH，促进物絮凝、聚沉；促进固氮作用及有益微生物的活动，促进有机物的矿化，加速植物营养物质的循环再

7、生；Ca2+浓度增大时，可使生物减少从环境中吸收重金属，从而降低其毒性。对于养殖水体，通常要求其硬度在1~3mmol/L。3)水中钙、镁离子比例，对海水鱼虾、贝的存活有重要影响2.2水的碱度、碳酸氢根、碳酸根离子2.2.1碱度的组成及表示单位2.2.1.1碱度的组成1)碱度的定义是指水中所含的能与强酸发生中和作用的全部物质。亦即能接受质子H+物质总量。（1）定义：20℃，1L天然水中全部碱性物质被H+所中和时需要氢离子的mmol数。常以符号Alk表示，单位为mmol/L。Alk=CHCO3-+C1/2CO32-+CH2BO3-+（COH－CH）：2)