01第一章天然水的主要理化性质20100314

= - 0.069 + 0.81415S - 4.81×10-4S2 + 6.75×10-6S3
海水其他温度下的 条件密度计算公式 见 海洋化学辞典p.340
海水的密度（g/cm3）（雷21，表1-2）
t（℃） 5
S
10
20
30
35
40
0
1.003970 1.008014 1.016065 1.024101 1.028126 1.032163
c(Na+) + c(K+) = ∑ cj (1/nAjn-) – c(1/2 Ca2+) – c(1/2Mg2+)
火焰石墨炉原子吸收光谱仪
（2）矿化度
✓ 定义： 用蒸干称重法得到的无机矿物成分的总量
✓ 标准温度：105～110℃
Ca2+ + 2HCO3-＝CaCO3↓ + CO2↑ + H2O↑ 在蒸发过程中有HCO3- 的损失！ （损失50.8%）
青岛海大通用海水素厂
2.含盐量与水产养殖的关系
（1）天然水的含盐量相差悬殊
含盐量低的，离子总量每升只有数十毫克，比 如多数雨水及某些潮湿多雨地区的地面水，我国 的福建、广东沿海一些河流、水库的离子总量就 在100mg·L-1以下； 含盐量高的，离子总量每升则可达数十克甚至数百克， 比如大洋海水离子总量可达35g·L-1，我国新疆、四川一 些地下水离子总量可达300g·L-1以上，死海的盐度表层水 可达300g·L-1，下层水可达332g·L-1。
C Ca 5.0 Ⅱ0.4 表示总硬度为5.0 mmol/L，含盐量为0.4 g/L
说明
有时水中的阴离子或阳离子并不是一种离 子独占优势，而是两种离子相差不多，当 次要离子以单位电荷为基本单元的摩尔百 分比与主要离子的相差不超过5%时，则应 在分类符号中将次要离子也标出。
三、天然水的化学分类
（一）按含盐量的分类
1、原苏联学者O·A·阿列金提出的分类方法
淡水
矿化度<1g/L（或10-3下同）
微咸水
1～25g/L
具海水盐度的水 25～50g/L
盐水
>50g/L
2、湖沼学与生态学中常用的分类方法
淡水 混盐水
真盐水 超盐水
0.01～0.5 g/L （0.01～0.2 g/L称为缺盐水） 寡混盐水 0.5～5 g/L 中混盐水 5～18 g/L 多混盐水 18～30 g/L 30～40 g/L（世界海洋的平均盐幅）
s

t -1 5 10 .0 1 6 2 (t -1 5 )

(0.0005
0.0056R1t /2 0.0066Rt 0.0375Rt3/2
0.0636Rt2 0.0144Rt5/2 )
• 适用于-2～35℃
• Rt为样品海水与盐度为35.000的标准海水在温度为t、压力为1标
20
1.002068 1.005857 1.013416 1.020983 1.024781 1.028595
25
1.000867 1.004617 1.012102 1.019598 1.023362 1.027144
30
0.999433 1.003147 1.010568 1.018003 1.021746 1.025504
盐度变化1个单位引起密度的变化值，比温度变化1℃引起的密度变化值
大许多，这对我们研究和控制海水池塘冬天的温度分布有指导意义。
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
（2）水生生物有一定的适应盐幅
（3）淡水鱼类适应的盐幅与pH和碱度有关
鲢鱼 24hLC50=39.75-3.78pH ，n=8 ，r=0.999 鳙鱼 24hLC50=49.25-4.78pH ，n=8 ，r=0.983
（4）鱼类对盐度的适应范围与个体发育的不同阶段有关
鲢、鳙鱼苗的耐盐上限：2.5g/L 夏花鱼种：3.0g/L 鲢鱼仔鱼期：5.0-6.0g/L 鲢鱼成鱼期：8.0-10.0g/L
>40 g/L
（二）按主要离子成分分类-阿列金分类法
根据含量最多的阴离子分为三类 碳酸盐类C 硫酸盐类S 氯化物类Cl
根据含量最多的阳离子分为三组 钙组Ca 镁组Mg 钠组Na
根据阴阳离子含量的比例关系分为四个型
Ⅰ型
C C C C HCO3-
1 2
CO32
1 2
Ca
2
1 2
Mg
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
tf
tf = t最密 = -1.35 ℃ S = 24.95
注意问题：
1、海水密度的测定温度：17.5℃
在其他温度下测定的密度皆需换算成该温度下的 密度
σ17.5=αt+K 2、不同温度下，海水的密度不同；具有不同温度 和盐度的海水可能具有相同的密度。
特殊情况下水中可能含有比较多的NO3-、NH4+ 或Fe2+等离子，则亦应考虑。
海水： 还包括F-、B（H4BO4-）Br-和Sr2+等离子。
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c（Na+）+ c（K+）+ c（1/2 Ca2+）+c（1/2Mg2+） = c（HCO3-）+ c（1/2CO32-） + c（1/2SO42-）+ c（Cl-）
Ca
2
1 2
Mg2
HCO3-
1 2
CO32
1 2
SO
2 4
Cl-
Na ,K
海水、高矿化度的地下水
Ⅳ型
C C 0 HCO3-
1 2
CO32
酸型沼泽水、硫化矿床水和火山水
阿列金分类法
没有Ⅳ型水
没没有有ⅠⅠ型型水水
表示方式
CⅡ Ca 表示碳酸类、钙组、第Ⅱ型水 SⅢ Na 表示硫酸盐类、钠组、第Ⅲ型水
准压力时的电导率比值
• t为摄氏温度
• R15-15℃，1标准大气压力时海水电导率κ(S,15,0)与用盐度为35.000 的标准海水作参比，测得的电导率比。
海水离子总量ST与盐度S‰ 、实用盐度 S 的关系：
{ST }g /k g

1.0051{S
‰} 1
03
1.0051S
从概念上讲： 离子总量比矿化度稍大，矿化度又比盐度稍大。
海水氯度新定义的表达式
沉淀海水中全部卤素所 需纯银的质量与 海水质量之比
（4）海水的盐度
• 盐度的最初含义
当海水中的溴和碘被相当量的氯所取代，碳酸盐 全部变为氧化物，有机物完全氧化时，海水中所含 全部固体物的质量与海水质量之比，称为盐度。
以10-3或‰为单位，用符号S‰表示。
• 盐度的氯度定义
✓ 反映淡水水体含盐量的多少
（3）海水的氯度（Cl）
• 氯度的初始定义：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。
• 氯度的新定义：海水样品的氯度相当于沉淀海 水样品中全部卤族元素所需纯标准银（原子量银） 的质量与该海水样品质量之比的0.3285234倍， 用10-3作单位。用Cl 符号表示 。
S‰ = 0.030 + 1.8050 Cl‰
S‰ = 1.80655 Cl‰
注：这一公式是根据从波罗的海、挪威海及红海取 得的9个水样，分别测定盐度和氯度而得到。其中6 个水样取自波罗的海。海水组成受河水影响较大。 此关系难以准确代表大洋海水情况。
1978实用盐度（S）定义
S

0.0080

注意问题2
✓ 河蟹与罗氏沼虾育苗是在海水中进行的。
✓ 为了防止病害传播，人们常使用盐卤或地下水配制人工 海水，这时仅满足总盐量的要求是远远不够的，还需要使 Ca2+、Mg2+含量符合下列要求，育苗效果才比较好（臧维 玲等，1998）。
✓ 河蟹：Mg2+ 484-816mg/L; Ca2+: 178-340mg/L
也都使出苗率迅速下降（臧维玲等，2002）。
（6）一类广盐性生物，其渗透调节能力很强
罗非鱼
凡纳滨对虾
水产品品质
河蟹
注意问题1
鱼的耐盐限度同盐分的组成有关。例如含 HCO3-、CO32-较多的水，含K+较多的水，鱼 和多种其他生物对这类水的盐度耐受极限将 显著降低。许多耐盐试验是用低盐海水或淡 水添加NaCl进行的，这些试验结果不能随意 推广应用到HCO3-、CO32-及K+含量高的半咸 水。对这类水的适宜养殖品种应通过试验确 定。
5
1.004006 1.007967 1.015858 1.023744 1.027697 1.031663
10
1.003670 1.007562 1.015321 1.023080 1.026971 1.030878
15
1.003012 1.006347 1.014496 1.022150 1.025990 1.029846
5
0.999992
15
0.999126 25
0.997071
6
0.999968
16
0.998970 26
0.996810
2. 海水的密度
S ,0 g/cm3
海水的密度是盐度、温度、压力的函数
{σS , 0}g/cm3=（{ρs,0 } g/cm3 - 1） × 1000