天然水中的主要离子

（3）总碱度=总硬度: 即 c(HCO3-) = c(1/2 Ca2+) + c(1/2Mg2+) 只有碳酸盐硬度，且碳酸盐硬度=总硬度=总碱度
总结2：养殖水体的管理
总碱度、硬度和pH值均偏低的水体应及时合理地施用 石灰调节剂。对底质淤泥积存过多，水中有机物特别是 腐殖质浓度过高，水体混浊，鱼病有蔓延趋势的水体， 适用尤为必要。
（1）蛋白质分解作用 硫（蛋白质）
（2）氧化作用
无游离氧气：稳定存在 有游离氧：氧化为高价
H2S + O2 2S+ 2H2O (硫磺细菌) H2S + 2O2 SO42- + 2H+ (硫细菌)
（3）还原作用:缺氧还原H2S: 缺乏溶氧，O2＞0.16mg/L还原作用停止。 含有丰富的有机物 有微生物参与 硫酸根离子含量丰富
表2-4 金属离子在硬水与软水中的毒性比
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：
（三）天然水的硬度
阳离子：钙硬度、镁硬度、铁硬度等
阴离子：暂时硬度—碳酸盐硬度（ HCO3-、CO32- ） 永久硬度—非碳酸盐硬度（SO42-、Cl- ）
水硬度与水类型的关系（参考阿列金分类）
(1) c1/2 Ca2+ + c1/2 Mg2+ cHCO3- + c1/2CO32-
第三节 硫酸根、氯、钠、钾离子
一、硫酸根离子与硫在水中的循环
(一）天然水中的硫酸根离子
淡水：HCO3- >SO42- >Cl- ；海水：Cl- >SO42- > HCO3 主要来源：沉积岩中的石膏。自然硫、含硫矿物的氧化； 火山喷气的氧化、蛋白质的氧化分解等。
2FeS2 (黄铁矿）+ 7O2=2FeSO4+ 2H2SO4 H2SO4 + CaCO3 =CaSO4 + H2O + CO2 水源的补给 工业废水、农业施肥、养殖投饵(有机物) 残饵和粪便中的有机物在厌氧菌的作用下分解产生硫化物 。
（2）总碱度＞总硬度 :即碳酸氢根过量，存在负硬度 即 c(HCO3-) ＞ c(1/2 Ca2+) + c(1/2 Mg2+) 碳酸盐硬度=总硬度 ＜总碱度; 没有非碳酸盐硬度， 负硬度（如Na+、K+生成的碳酸氢盐）=总碱度-总硬度 NaHCO3、KHCO3、Na2CO3、K2CO3等称为负硬度。
光合作用和呼吸作用影响
2HCO3 CO32 H2O CO2
Ca2 CO32 CaCO3
光合作用呼吸作用， CO2被利用，碱度、硬度 下降，pH上升；
呼吸作用光合作用，碱 度、硬度上升，pH下降。
Ca2+不足时，碱度日变 化不大，但pH可能变化
表2-7 生物学过程对碱度的影响
硬度=124mmol/L(350 HG)。
（四）鱼池水硬度的变化
淡水硬度相对变化大，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(0.60.8HG )；
人为引起硬度变化：施用过磷酸钙、石灰乳等。
SO42- 含量：
① 取决于各类硫酸盐的的溶解度；
② 受Ca2+的限制 内陆河水或井水：10-50mg/L；
SO42-无毒， 饮用水标准：
<250mg/L，
白鲢鱼<5600mg/L
干旱地区的地下水较高；
沿海地区较高，约2.6g/kg（盐效应导致）。
（二）硫在水中的转化
蛋白质分解作用 氧化作用 还原作用 沉淀与吸附作用 同化作用
鱥>尼罗罗非鱼> 鲤鱼> 草鱼> 鳙、鲢 增加水中的Ca含量可降低水的碱度。
总结1：天然水中碱度与硬度的关系
（1）总碱度＜总硬度 :即钙、镁离子过量，存在非碳酸盐硬度 (永久硬度)， 即c(HCO3-) ＜ c(1/2 Ca2+) + c(1/2 Mg2+) 碳酸盐硬度=总碱度＜总硬度; 非碳酸盐硬度=总硬度-总碱度
(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/L 2、 海水：2～2.5mmol/L，碱盐系数=A/S，(区别水团、 水系)，如海表水较低，深海较高，河口海滨变化大。 3、河水：A/S较高 4、地下水：碱度、硬度一般较高。
1/2 Ca2+ + 1/2 Mg2+
HCO3-(1/2CO32-) 1/2SO42-
a
b
Na+ +K+ Cl-
(2) c1/2 Ca2+ + c1/2 Mg2+ cHCO3- + c1/2CO32-
1/2 Ca2+ + 1/2 Mg2+
HCO3-(1/2CO32-)
a
c
Na+ + K+ 1/2SO42- Cl-
碱度高的水体，一般都属于阿列金分类法中的I型水 （碱度>硬度）。蒸发作用可使水体的碱度进一步增大， 作为养殖用水，须注意经常更换。
为减轻CO32-对鱼的毒害（pH高），可增施有机肥，保 证水体CO2的供应（生成HCO3-，降低pH)，并限制水 体中水草的大量繁殖，以免光合作用大量吸收水体CO2 而导致CO32-含量的增大。
通用单位：mmol/L or me/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 = 10 mg /L (CaO );
二. 氯、钠、钾
1. 氯离子
含量：广泛分布，不同水体差别很大 保守性：含量不易变化；条件污染指示物 增加重金属盐类的溶解度
(2) 调节CO2的产耗关系、稳定水的pH值(光合作用、呼吸作用)
Ca2 2HCO3 CaCO3 H 2O CO2
(3) 碱度过高对养殖生物的毒害作用
碱度偏大，生物种类减少，生长速度较慢 碳酸盐碱度对鱼的毒性随着pH的升高而增加； 水的盐度会使碱度的毒性增加； 耐受顺序：青海湖裸鲤(70mg/L)>瓦氏雅罗鱼>鲫鱼>丁
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+ Ca2+； 海水(ST>25g/L ) ： Mg2+/ Ca2+ = 5.2（物质的量比）
AT HCO3 2 CO32 H4BO4 OH H HCO3 2 CO32 H4BO4
AT淡水= [HCO3-] + 2[CO32-] + [OH-] – [H+] 甲基橙作指示剂(黄(碱) 橙红(酸))，pH终= 4.30
mmol/L = 50.05 mg/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；
二、碱度的变化及意义
（一）碱度的变化
日变化、季节变化 pH、O2、CO2等水化因子 生物活动影响
夏季碱度变化幅度可以作为湖泊 富营养化程度的一项指标： 特贫营养湖: ∆AT<0.2mmol/L 中富营养湖: ∆AT为0.6-1.0mmol/L 超富营养湖: ∆AT>1.0mmol/L
对碱度 的影响
AT不变 AT降低 AT不变 AT增加 AT降低* AT增大* AT增大* AT减少* AT增大*
（二）碱度与水产养殖的关系
(1) 降低重金属的毒性
适宜碱度：1-3mmol/L；
CaCO3碱度> 20mg/L 警戒值：10mmol/L
碳酸盐与重金属离子生成络离子、沉淀
重金属防治鱼病：用量？
（4）沉淀与吸附作用 Fe3+、Fe2+对硫化物的沉淀反应(降低毒性） Fe2+ + H2S FeS + 2H+ 2Fe3+ + 3H2S 2FeS+ S + 6H+
（5）同化作用 SO42- 是大多数生物吸收同化的有效态， H2S只被特殊菌利用转化为S或SO42-
H2S的毒性及管理原则
毒性：H2S与血红蛋白中Fe2+化合，从而使鱼缺氧。硫化氢是一 种带有臭鸡蛋味的可溶性气体，是水产动物的剧毒物质。 中毒具体表现： 1）鱼虾骚动不安，摄食不好； 2）水中溶解氧，特别是底层溶解氧特别低； 3）下风处可以闻到臭鸡蛋味。