天然水的主要离子.ppt

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＋X ②　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+ , 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CaCO3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10mg CaO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/LCaCO3 2.1.2 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。 ② Ca2+、Mg2+物质的量比例 ③ 海水中的镁与钙的关系 2.1.2.3 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， 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