天然水中的主要离子

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1、§2-1水的硬度及钙镁离子§2-2水的碱度、碳酸氢根、碳酸根离子§2-3硫酸根、氯离子、钠离子、钾离子§2-4海水主要离子组成的恒定性第一节水的硬度及钙镁离子一、水硬度的概念及表示单位硬度：指水中二价及多价金属离子含量的总和(Ca2+、Mg2+、Fe(II,III)、Mn2+、Al3+等)通用单位：mmol/Lorme/L(1/2Ca2+和1/2Mg2+)美国度：mg/L，CaCO3)：水中硬度离子的量相当于形成CaCO3的质量:1美国度=1mg/L(CaCO3)德国度(HG)：水中Ca2+或Mg2＋含量相当于CaO的质量：1HG=10mg/L(CaO);m

2、mol/L=50.05mg/L(CaCO3)=2.804HG二、天然水的硬度与Ca2+、Mg2+(一)钙多数淡水中含量最多的阳离子；来源：石膏(CaSO4•2H2O)、方解石(CaCO3)、白云石(CaCO3•MgCO3)溶解。含量差异大：潮湿多雨地区少，地面水少，干旱地区多；富石灰石地层地下水多，海水多。(二)镁天然水第二大阳离子，含量仅次于Na+或Ca2+。淡水(ST<1g/L)：Ca2+Mg2+，但水含盐量越高，Mg2+摩尔量相对Ca2+量越高（因Ca2+的碳酸盐溶解度相对小）。咸水(ST>1g/L)：Mg2+的摩尔量迅速增大，一般：(Na+)Mg2

3、+Ca2+；海水(ST>25g/L)：Mg2+/Ca2+=5.2（物质的量比）（三）天然水的硬度(1)c1/2Ca2++c1/2Mg2+cHCO3-+c1/2CO32-碳酸盐硬度=a1/2Ca2++1/2Mg2+Na++K+非碳酸盐硬度=bHCO-(1/2CO2-)1/2SO2-Cl-总硬度=a+b334II或III型水ab(2)c1/2Ca2++c1/2Mg2+cHCO3-+c1/2CO32-碳酸盐硬度=a;非碳酸盐硬度=b=01/2Ca2++1/2Mg2+Na++K+总硬度=aHCO-(1/2CO2-)1/2SO2-Cl-负硬度=c(非硬度碳酸盐)33

4、4acI型水表2-1天然水的硬度分级mmol/L类别德国度(HG)(1/2Ca2+,1/2Mg2+)极软水0~41.4软水4~81.4~2.8中等软水8~162.8~5.7硬水16~305.7~11.4极硬水3011.4天然水的硬度情况雨水、雪水的硬度一般很低；干旱半干旱地区的盐碱、涝洼地的地面水与地下水，硬度多数都比较高；一般随含盐量的增加，硬度增大；特殊水文地质条件下形成的苏打湖(碳酸盐类钠组Ⅰ型水)，硬度相对较低（存在负硬度）;海水的硬度很大，且以Mg2+为主，如S=35，总硬度=124mmol/L(350HG)。（四）鱼池水硬度的变化淡水硬度相

5、对变化大，参与水体的溶解吸附平衡；海水硬度相对变化小。硬度取决于水源、池塘土质；新建池塘水硬度较高(土壤溶钙)，逐渐减小(淋溶损失)；与水生物光合/呼吸作用相关，昼夜变化(0.60.8HG)；人为引起硬度变化：施用过磷酸钙、石灰乳等。光合作用：使平衡向右，硬度减小呼吸作用：使平衡向左，硬度增大（五）钙、镁离子在水产养殖中的意义生物必需的营养元素钙离子可降低重金属和一价金属离子的毒性钙、镁离子可增加水的缓冲性钙、镁离子比例对海水鱼、虾、贝的存活有重要影响例：美国Cd2+的3年“4d平均值”允许一次超标值：湖泊藻类现存生物量与溶解钙关系表2-4金属离子在硬水与软

6、水中的毒性比毒性比：硬水中有毒浓度与软水中有毒浓度之比第二节水的碱度、碳酸氢根、碳酸根离子一、碱度的组成及单位（一）碱度的组成碱度是反映水结合质子的能力，即水溶液能被强酸中和的量。天然水中构成碱度的物质：HCO3-,CO32-,OH-,H4BO4-,H2PO4-,HPO42-,NH3等总碱度AT：2AHCO2COHBOOHHT33442HCO2COHBO3344AT淡水=[HCO3-]+2[CO32-]+[OH-]–[H+]甲基橙作指示剂(黄(碱)橙红(酸))，pH终=4.30(二)碱度的表示单位

7、mmol/L：结合质子的物质的量。mg/L：结合H＋的物质所相当的CaCO3的质量1mmol/L＝50.05mg/L（CaCO3）。HG（德国度）：结合H＋的物质所相当的CaO的质量，且以10mg/L(CaO)为1德国度HG。1mmol/L＝2.804HG(三)天然水的碱度来源：集雨区岩石、土壤中碳酸盐的溶解1、地面水：区域性东南沿海、珠江水系、长江水系较低。0.33～2.5mmol/L内陆干旱、半干旱地区I型水补给的湖泊较高。如：西北华北的盐碱泡沼：100mmol/L松嫩平原的大布苏碱湖：17mol/L2、海水：2～2.5mmol/L，碱盐系数=A/S，

8、(区别水团、水系)，如海