水的理化特性及意义

水资源的种类及其卫生学特征天然水所含物质可分为：①溶解性物质；②胶体物质；③悬浮物质。

1．降水（precipitation）是指雨、雪、雹水，水质较好、矿物质含量较低，但水量无保证。

在降水过程中，水首先与大气接触，大气中的一些物质就会进入雨水中，大气受SO2、NOx 等污染的地区降水中因含硫酸等物质而形成酸雨。

2．地面水（surface water）是降水在地表径流和汇集后形成的水体，包括江河水、湖泊水。

水库水等。

地面水以降水为主要补充来源，此外与地下水也有相互补充关系。

地面水的水量和水质受流经地区地质状况、气候、人为活动等因素的影响较大。

地面水水质一般较软，含盐量较少。

由于河水流经地表，能将大量泥沙及地表污染物冲刷携带至水中，故其浑浊度较大，细菌含量较高，且因其暴露于大气，流速快，故水中溶解氧含量也较高。

3．地下水（groundwater）是由于降水和地表水经土壤地层渗透到地面以下而形成。

地层是由透水性不同的粘土、砂石、岩石等构成。

透水层是由颗粒较大的砂、砾石组成，能渗水与存水；不透水层则由颗粒细小致密的粘上层和岩石层构成。

地下水可分为浅层地下水、深层地下水和泉水。

浅层地下水是指潜藏在地表下第一个不透水层上的地下水，是我国广大农村最常用的水源，水质物理性状较好，细菌数较地面水少，但在流经地层和渗透过程中，可溶解土壤中各种矿物盐类使水质硬度增加，水中溶解氧因被土壤中生物化学过程消耗而减少。

深层地下水是指在第一个不透水层以下的地下水，其水质透明无色，水温恒定，细菌数很少，但盐类含量高，硬度大。

由于深层地下水水质较好，水量较稳定，常被用作城镇或企业的集中式供水水源。

泉水是地下水通过地表缝隙自行涌出的地下水。

浅层地下水由于地层的自然塌陷或被溪谷截断而使含水层露出，水自行外流即为潜水泉；深层地下水由不透水层或岩石的天然裂隙中涌出，称自流泉。

两者的水质、水量的特点分别与浅层和深层地下水相似。

水质的性状和评价指标（一）物理性状指标根据天然水的物理性状指标的测定结果，可判断水质的感官性状好坏，也可以说明水质是否受到污染。

水环境化学资料绪论：一、我们生活的环境：大气圈、水圈、岩石圈水圈的定义：狭义“水圈”是指海洋与陆地各种贮水水体，包括海洋、江河、湖泊、冰盖、沉积物中的间隙水等。

广义“水圈”则还包括其他圈层中存在的水。

世界水资源分布情况我国的水资源状况：我国水资源总量约为2.8124 万亿立方米，约占全球径流总量的5.8%，居世界第四位。

由于人口众多，目前我国人均水资源占有量仅为2220 m3，约为世界人均占有量的1/4，在世界上名列121位，是全球13 个人均水资源最贫乏的国家之一。

中国属于季风气候，水资源时空分布不均匀，南北自然环境差异大，其中北方9 省区，人均水资源不到500 m3，实属水少地区。

特别是近年来，城市人口剧增，生态环境恶化，工农业用水技术落后，浪费严重，水源污染，更使原本贫乏的水“雪上加霜”，而成为国家经济建设发展的瓶颈。

天然水质系的构成：水质系、天然水的概念及天然水质系的构成图天然水系的复杂性：水中含有的物质种类繁多，含量相差悬殊水中溶存物质的分散程度复杂：< 1 nm 真溶液状态存在的各种分子、离子1~1,000 nm 胶体分散态>1,000 nm 静置时易沉淀的粗分散态物质（如泥沙颗粒、浮游细菌、微藻等）水中存在的生物种类繁多天然水中化学成分的来源：大气淋溶从岩石、土壤中淋溶(地面径流、地下径流)生物作用(光合作用、呼吸作用、代谢、尸体腐解)次级反应与交换吸收作用工业废水、生活污水与农业退水二、环境化学与养殖水环境化学环境化学是环境科学的一个分支。

环境科学是研究人类环境质量及其控制、改善的原理、技术和方法的综合性科学。

环境化学是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。

它又是化学科学的一个重要分支。

环境化学的研究内容:环境化学是从微观的原子水平上研究宏观的环境现象及防治方法，研究其中的化学机制。

研究对象：大气、天然水体及土壤分支学科：环境分析化学、各圈层环境化学(大气环境化学、水环境化学、土壤环境化学)、环境工程化学水环境化学与水产养殖：水环境化学讲授天然水中存在的物质的种类、形态、迁移转化的规律。

1. 什么是水的pH值？它有什么意义？pH值是水溶液最重要的理化参数之一。

凡涉及水溶液的自然现象，化学变化以及生产过程都与pH值有关，因此，在工业、农业、医学、环保和科研领域都需要测量pH值。

水的pH值是表示水中氢离子活度的负对数值，表示为：pH= - lg aH+pH值有时也称氢离子指数，由于氢离子活度的数值勤往往很小，在应用很不方便，所以就用pH值之一概念来作为水溶液酸性、碱性的判断指示。

而且，氢离子活度的负对数值能够表示出酸性、碱性的变化幅度的数量级的大小，这样应用起来就十分方便，并由此得到：⑴中性水溶液，pH= - lg aH+=-lg10-7=7⑵酸性水溶液，pH<7，pH值越小，表示酸性越强；⑶碱性水溶液，pH>7，pH值越大，表示碱性越强。

2. 什么是pH标度？pH测量是一种相对测量，它仅仅指示标准溶液与未知溶液之间的pH差别，实际测量时，需要用标准缓冲溶液定期进行校准。

因此，为了达到量值的一致，必须建立pH标度。

pH标度范围定为0~14pH，pH标度的量值由基准缓冲溶液的pHs值确定。

因此，pH标度的含义可表达为：根据pH定义，在0~14pH范围内选择若干个pH缓冲溶液作为pH标度的固定点，并且采用当代技术能达到的最准确的方法测定它们的pHs 值。

国际上有二种pH标度，即多种基准pH标度和单种基准pH标度，中国采用多种基准pHs标度。

3. pH测量一定要标定校准吗？pH测量通常有比色法（pH试纸或比色皿）和电极法二种。

比色法当然不要标定，而电极法就一定要标定，因为电极法pH测量就是将未知溶液与已知pHs值的标准溶液在测量电池中作用比较测定，这是电极法pH测量的“操作定义”所决定的。

4. 什么是pH标准缓冲溶液？它有哪些特点？pH缓冲溶液是一种能使pH值保持稳定的溶液。

如果向这种溶液中加入少量的酸或碱，或者在溶液中的化学反应产生少量的酸或碱，以及将溶液适当稀释，这个溶液的pH值基本上稳定不变，这种能对抗少量酸或碱或稀释，而使pH值不易发生变化的溶液就称为pH缓冲溶液。

第二章天然水的主要理化性质第一节天然水的盐度、密度和化学分类一、天然水的含盐量（一）天然水的含盐量反应天然海水含盐量的参数通常有离子总量、矿化度、盐度和氯度。

1、离子总量：天然水中各种离子成分含量的总和即离子总量。

常用mg/L、mmol/L或g/kg、mmol/kg表示。

电荷平衡理论（Cation-Anion Balance)：天然水中，所有阳离子所带的正电荷与所有阴离子所带的负电荷相等。

依据该理论，可粗略分析化学分析的准确性。

例：某同学分析一未知水样，得到121mg/L 碳酸氢根，28mg/L 硫酸根，17mg/L Cl-, 39 mg/L Ca2+, 8.7 mg/L Mg2+, 8.2 mg/L Na+和1.4mg/L K+。

此分析准确吗？单位换算ppt（part per thousand）相当于g/L 或g/kgppm（part per million ）相当于mg/L或mg/kgppb（part per billion）相当于ug/L 或ug/kg2、矿化度：矿化度也是反映水中含盐量的一个指标，是指“蒸干称重法得到的无机矿物成分的总量”。

测定时要用过氧化氢氧化水中可能含有的有机物，在105-110℃烘干剩余的残渣至恒重，然后称重。

3、海水的氯度：原始定义：将1000g海水中的溴和碘以等当量的氯取代后，海水中所含氯的总克数。

用Cl‰符号表示。

新定义：沉淀0.3285234千克海水中全部卤族元素所需纯标准银（原子量银）的克数，在数值上即为海水的氯度。

用Cl符号表示，无量纲单位为1x10-3。

4、盐度：当海水中的溴和碘被相当量的氯所取代、碳酸盐全部变成氧化物、有机物完全氧化时，海水中所含全部固体物质的质量与海水质量之比，以10-3或‰表示。

用S‰表示。

✓根据对大西洋东北部和波罗的海九个不同盐度值水样的准确测定结果而推导出来的公式：S‰ = 0.030 + 1.8050 Cl‰，在六十年代以前得到国际上的广泛应用。

一、概念与术语1、河流连续体（river continuum concept）：1980年，Vannote等以水生昆虫为基础对河流生物群落结构和上下游逆变提出了一个新理论，即河流连续统概念。

他们根据外源性物质进入河流后的变化，即上游为粗有机质颗粒（CPOM，>1mm），至下游降解为细小或超微颗粒（FROM，50um-1mm；UPOM，0.5-50um）这一事实，认为群落中的优势类群因利用相应颗粒亦自上而下依次为利用CPOM的撒食者，利用着生生物的刮食者和利用FROM-UPOM 的收集者，收集者又可分利用悬浮颗粒的过滤收集者和利用沉积颗粒的直接收集者。

2、洪水（河流）脉动概念FPC：洪水脉冲理论是继河流连续统理论之后的第4个河流生态理论,主要阐述洪水脉冲驱动下,河流与其洪泛区之间的横向水力联系对河流洪泛区系统进程的重要性,强调洪水脉冲的重要性及河流洪泛区系统的整体性.本文论述洪水脉冲理论的概念模型、主要观点及其在河流洪泛区系统的应用进展.洪水脉冲理论的应用主要体现在三方面:在洪水塑造河流洪泛区系统地貌进程方面,侧重于河流形态的"主导径流"研究,成果不断提升;在生物地球化学循环上,以对氮的研究为主,提出洪水脉冲是河流洪泛区新陈代谢及生物地球化学循环的重要驱动力;在生物进程上,集中在对大型植物和以水鸟和鱼类为代表的动物研究上.文中提出要提高河滨生物量,并重建全局的生物多样性,应提倡人为的洪水脉冲.对于干旱半干旱区湿地水鸟的保护核心是洪水发生频率和淹没范围对水鸟繁殖及避难的作用,以及水在湿地景观中的分配,这一点对于中国松嫩平原西部干旱半干旱区湿地水鸟的保护具有重要意义.洪水脉冲理论的提出是基于对热带亚马逊河的观察实验,随着其在其它类型区域的推广应用,除洪水脉冲以外的其它因素的作用突现出来,人类干扰洪水脉冲的生态效应亦愈来愈显现.因此,有必要加强洪水脉冲与其它环境因子的耦合作用,及这种作用在人类干扰活动下,导致的河流洪泛区系统进程变化的研究,提出更具有普适性的洪水脉冲理论.3、r-K连续谱r-K continuum：r选择和k选择是进化生态学中的一个重要问题。

水质理化检验的任务和意义1．水质和水质指标自然界中没有化学纯净的水，水总是以溶液或悬浊液状态存在，它含有各种杂质。

水中杂质的种类和含量打算了水的质量，我们将水及其中杂质共同表现出来的综合特征称为水质，衡量水中杂质的详细尺度称为水质指标。

水质指标可反映出水中杂质的种类和数量，由此可推断水质的优劣是否符合要求。

有些水质指标就是水中某一种或某一类杂质的含量，它们可以挺直用杂质的含量或浓度表示；有些水质指标是利用某一类杂质共同特性间接反映其含量的，如有机物可用简单被氧化的共同特性如耗氧量作为综合指标；还有一些水质指标与测定办法有关，如浑浊度、色度，其结果往往有一定任意性。

水质理化检验中毕竟有多少项指标目前尚无精确统计数字。

既然水质指标事实上是某一种或某一类污染物的度量，那么其数目必将随测定办法的完美而逐渐增多。

中国《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)中规定生活饮用水水质常规检验项目为42项，十分规检验项目为65项，其中绝大部分为理化检验项目达90余项。

可以预计，随着污染物增多和有机污染物测定办法的完美，检测项目会越来越多。

按照一定原则，可将众多的水质指标分成不同类型。

从卫生学角度动身，可将其分成感官性状、化学、毒理学、细菌学和发射性等类；从污染监测角度动身，可将其分成普通性状指标、有机污染的三氧平衡参数、富养分污染指标、无机污染指标、有机毒物污染指标、发射性污染指标、病原微生物污染指标和水生生物相组成指标等类。

本书基本按卫生学分类举行研究，不过没有包括细菌学指标和发射性指标，有关这些指标的测定可参阅相应的教材。

2．水质理化检验的内容水质理化检验是了解水质情况的主要手段之一，主要包括以下几方面内容。

(1)水质本底监测：在自然水体中，某些化学物质的含量和组成，以及生存于该水域中的水生生物群落都具有固定的特性，一旦水体受污染后，就会转变原有的特性。

对水域未受污染的上游或污染前的理化特性和生物特性举行调查监测，可堆积本底资料。

第一章植物的水分代谢一。

名词解释水分代谢（water metabolism):植物对水分的吸收、运输、利用和散失的过程.自由水（free water）：距离胶粒较远而不被胶粒所束缚，可以自由流动的水分。

束缚水(bound water)：靠近胶粒而被胶粒所束缚、不易自由流动的水分。

扩散（diffusion）：水分通过磷脂双分子层的运输方式。

集流(mass flow）：水分通过膜上的水孔蛋白的运输方式。

水通道蛋白（water channel protein):存在于生物膜上的一类具有选择性、高效转运水分功能的内在蛋白，亦称水孔蛋白。

束缚能（bound energy）：不能用于做功的能量。

自由能（free energy）：在温度恒定的条件下可用于做功的能量。

化学势( chemical potential）：每摩尔物质所具有的自由能。

水势(water potential ):每偏摩尔体积水的化学势差。

临界水势(critical water potential）：气孔开始关闭的水势。

渗透势（osmotic potential）:由于溶液中溶质颗粒的存在而引起的水势降低值。

压力势(pressure potential)：由于细胞壁压力的存在而增大的水势值。

衬质势(matrix potential）：由于细胞胶体物质亲水性和毛细管对自由水的束缚而引起的水势降低值.重力势（gravitational potential）：由于重力的存在而使体系水势增加的数值。

水的偏摩尔体积(partial molar volume)：在温度、压强及其他组分不变的条件下，在无限大的体系中加入1mol水时,对体系体积的增量。

质壁分离（plasmolysis）：植物细胞由于液泡失水，使原生质体收缩与细胞壁分离的现象.质壁分离复原（deplasmolysis）：把正在质壁分离的细胞移到低渗溶液或水中时,质壁分离的原生质体恢复原状的现象。