第二章 天然水化学基础知识

第二章 天然水的主要离子
一、基本概念 硬度、暂时硬度、永久硬度、碱度、
海水主要离子组成的恒定性-海水化学的显著特征 二、硬度与养殖生产的关系；养殖水体对硬度的要求 三、淡水、海水碱度的构成； 四、碱度与养殖生产的关系；养殖水体对碱度的要求 五、硫在水中的转化： 六、天然水中K＋的含量一般远比Na+低的原因 七、盐碱地池塘水质特点及调控方法 八、硬度的计算
一、基本概念
溶解度、饱和度、饱和含量、浮头、泛池、氧盈、 氧债、窒息点
二、影响气体在水中溶解度的因素 三、池塘水体溶解氧的来源与消耗（来源排序，夜间耗氧因素） 四、池塘水体溶解氧的变化规律（水平分布、垂直分布的昼夜变化） 五、溶解氧的生态学意义（生物学意义，天然水缺氧状态下的水化学特征） 六、泛池的原因及预防措施 七、改善水体溶解氧状况的措施 八、沿岸养殖区底层水缺氧的原因 九、生产上经常在晴天中午前后开动增氧机的目的
矿化度测定的标准温度 三、含盐量与养殖生产的关系 四、海水的密度、盐度、温度间关系,海水密度测定的标准温度 五、海水冰点、蒸汽压、沸点与盐度关系
海水最大密度时的温度与盐度的关系：
{t最密}℃=3.975-0.2168S+1.282×10-4S 2 海水的冰点与盐度的关系：
{tf}℃=-0.0137-0.05199S - 7.225×10-5S 2
当tf = t最密时
解联立方程可以得到：
tf = t最密 = -1.35 ℃ S = 24.95
冰点、最大密度时的温度随盐度的变化
t最密
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
tf
tf = t最密 = -1.35 ℃ S = 24.95
海水密度测定的标准温度：17.5℃ 在其他温度下测定密度皆需换算成该温度下的密度 σ17.5=αt+K

第二章 天然水主要离子化学
第一节 天然水成分的一般组成 第二节 几种离子在天然水中的化学行为 第三节 水环境化学研究方法 第四节 天然水分类 第五节 天然水的pH值、酸度和碱度
第一节 天然水成分的一般组成
• 天然水的化学成分指存在于水中各种元素的 离子、原子、分子、溶解和未溶解的气体成 分、天然和人工的同位素、复杂有机化合物、 活的或死的微生物（细菌）以及不同成分的 机械和胶体物质等。
Ca2 主要来源于石灰岩、铝硅酸盐、石膏；Mg 2 主要来源于白云岩、泥灰岩及基性岩等含镁较高 的岩石。通过淋溶作用进入水体。
二 天然水的一般成分
Na + 、 K + 广泛存在于天然水中， Na+ 与 Cl-相似，表征高矿化 水的主要阳离子，浓度可达几克，K + 很少，其含量一般只有钠 的 4%—10%。 Na + 、 K + 主要来自海相和陆相沉积中的钠盐钾 盐矿床及铝硅酸盐中各种长石这些矿物岩石经风化淋溶使 Na + 、 K + 进入水相并随水迁移。在迁移过程中某些钾化合物 被土壤胶体团粒吸附，并保存起来供植物吸收，土壤中保存的 钾与钠多得多，钾被植物吸收的量远超过钠，故有比较多的 Na+ 输入江河湖海，使水中 Na + 比 K + 含量大得多。
二 天然水的一般成分
生物成因物质主要是氮磷等物质，在天然水中氮
既可呈无机化合物态，又可呈现有机化合物状态，
含氮无机化合物有
NH
4
、
NO2
和
NO3
，这些离子间可
相互转化。氮的有机化合物主要指生物体由于有机氮化合物分解进入水中的。
磷化合物呈溶液状态的主要是
第二节 几种离子在天然水中 的化学行为

水环境化学天然水xx年xx月xx日•天然水的化学特征•天然水中的有机物质•天然水中的无机物质•水环境的生态效应目•水环境的化学处理方法•水环境的保护和管理录01天然水的化学特征天然水中通常含有较高的溶解氧，是水生生物呼吸作用的重要条件。

溶解氧天然水中还含有一定量的二氧化碳，它对水的pH值和碳酸钙含量有重要影响。

二氧化碳溶解气体暂时硬度水中碳酸钙和碳酸镁溶解于水，形成的暂时硬度，当加热时硬度会减少。

永久硬度水中硫酸钙和氯化钙等溶解于水形成的永久硬度，即使加热也不会减少。

硬度电导率天然水的电导率受水中离子浓度、温度、压力等因素影响，是水质检测的重要指标。

电阻率天然水的电阻率与电导率密切相关，反映了水中离子浓度的变化情况。

电导率和电阻率氧化还原电位•氧化还原电位：天然水中存在的氧化剂和还原剂的相对浓度，反映了水的氧化还原状态，对水生生物的生存和污染物的转化有重要影响。

02天然水中的有机物质1腐殖质23腐殖质是指天然有机物质在水中分解后形成的产物，包括腐殖酸、富里酸等。

定义腐殖质的形成主要与水中动植物残体、微生物等有机物的分解有关。

形成腐殖质的存在对水环境中的溶解氧、pH值、水生生物等产生影响。

影响天然水中的生物体包括浮游生物、水生植物、底栖生物等，它们对水生态系统的平衡和稳定起着重要作用。

生物体天然水中的微生物包括细菌、原生动物、真菌等，它们对水中有机物质的分解和水质净化具有重要作用。

微生物生物体和微生物有机污染物是指天然有机物质中那些对人体健康和生态环境有害的物质，如农药、多环芳烃、二噁英等。

有机污染物定义有机污染物的来源包括工业废水、农业用药、城市污水等。

来源有机污染物对水生生物和人体健康产生严重影响，如引发癌症、神经系统损伤等。

影响03影响内分泌干扰物质可能引起人体生殖系统、神经系统、免疫系统等方面的健康问题。

内分泌干扰物质01定义内分泌干扰物质是指那些能够干扰人体内分泌系统正常功能的物质，如双酚A、邻苯二甲酸酯等。

4、水体中的HCO3—和CO32—可以与许多重金属离子形 成离子对或络合物，这样可降低重金属对鱼类的毒性。
▲水体Alk＝0.1~0.3 mmol•L—1其生产力低； ▲水体Alk＝0.3~1.5 mmol•L—1其生产力一般； ▲水体Alk达到1.5~3.5 mmol•L—1才有可能具有较高 的生产力。 ▲一般要求Alk值要＞1 mmol•L—1；但是Alk值＞3.5 mmol•L—1时，对生产不利，而且随着pH值的升高毒 性增强。 有报道称四大家鱼养殖用水的危险指标是 10 mmol•L—1。 ▲海水碱度较为稳定，一般在2~2.5 mmol•L—1范围内。
在Na+和K+中，动物需要较多的Na+ ，植物需 要较多的K+ 。
钠是动物肌肉保持正常感应性所必需的。某些 蓝藻特别需要钠，其适宜的钠浓度低限约为4 mg/L。 有些蓝藻在40 mg/L钠时增长最快。
钾与植物原生质的活动有关，在其分生组织和 幼嫩器官中含钾较多。巨藻(Nereocystis)含钾量占湿 重3%。缺钾时无论高等或低等植物都不能发育。
Cl— ，但含量差别很大。 氯在岩石中的含量远较天然水中其它主要成分为低。
16km厚的地壳中的氯有3/4存在于海水中。
与其它主要离子相比，Cl—的地球化学行为最为简单，
也是水体中最保守的成分。水中的主要来源有： 1、沉积岩中含食盐矿床的溶解及火成岩的风化作用；
2、人类活动； 3、海风、降雨以及泉水补给或污染。
达里诺尔湖是内蒙古自治区第二大淡水湖，面积 238km2，最大深度为13m，平均水深7~8m，容积是16 亿m3，湖面海拔1226m。成因类型为堰塞湖（因构造 下陷形成构造湖的基础上，又受到玄武岩流堰塞而形 成的湖泊） 该湖泊是一个高原内陆封闭式半咸水湖，