第二章--天然水的主要离子
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
天然水中的主要离子
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-
1/2 Ca2+ + 1/2 Mg2+
（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
管理办法： 1）彻底清除含有大量有机质的池塘淤泥 2）促进水体混合流转,打破水体分层，增氧; 3）使用水质改良剂：含铁物质:红土.黄土.沼铁矿.褐铁矿等 4）保持底层呈中性偏碱性,增大pH，可使用生石灰调节, 5）避免含有大量硫酸盐的水进入养殖水体。
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
养殖水化学答案
养殖水化学答案养殖水化学答案【篇一：养殖水化学知识点】xt>1. 天然水中的主要阳离子和主要阴离子2. 养殖水环境中重要的水质指标、意义及分类3. 表示水中含盐量的水质指标，表示方法间的关系，对养殖的影响4. 表示水中有机物的污染程度的水质指标5. 水中氮元素的存在形式、循环、及其相关的作用6. 养殖池塘中溶解氧的分布变化规律7. 温跃层及危害8. 水中有毒物质及影响因素9. 电子活度与pe、氧化还原电位10. 增氧作用和耗氧作用11.水中气体溶解度与饱和度，影响因素12.水体碱度、硬度，变化规律及与养殖的关系13.水体二氧化碳系统、分布系数与碳酸平衡14.水体ph变化规律及影响因素15.离子强度、活度与活度系数16.天然水的化学分类法17.水体透明度与补偿深度18.日较差及养殖水体溶解氧的管理19.植物对营养元素吸收的一般规律20.水中磷元素的存在形式、循环、及分布变化规律21.天然水有机物的分类22.腐殖质其对水中污染物迁移转化的影响23.水中胶体的种类、带电性与电动电位24.胶体的稳定性与脱稳25.胶体的吸附与吸附等温式26.溶解度与溶积度27.同离子效应与盐效应28.水中常见难容物质溶解性与ph的关系29.络合物与络合常数30.水中常见配位体的种类及对金属的配合作用31.水体缓冲体系32.水中毒物种类及特征33.水中调控1【篇二：养殖水化学】txt>一、考试说明1. 参考教材养殖水环境化学，雷衍之主编，中国农业出版社，2004年第1版2. 试卷结构（题型）及比例（总计100分）1）填空（30%）2）问答题（50%）3）计算题（20%）二、考试大纲1. 考试大纲的性质养殖水化学是水产养殖、水族科学与技术等专业的专业基础课程，是报考水产养殖、水产动物营养与饲料科学、渔业专业硕士研究生的考试科目之一。
为硕士学位考生参加养殖水化学课程考试，明确复习的主要内容和范围，特制定本考试大纲。
天然水中的主要离子【精选】
(二) 碱度的表示单位
mmol/L：结合质子的物质的量。 mg/L：结合H＋的物质所相当的CaCO3的质量
1mmol/L ＝ 50.05mg/L（CaCO3）。 HG（德国度）：结合H＋的物质所相当的CaO的
质量，且以10mg/L(CaO)为1德国度HG 。 1mmol/L＝2.804HG
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
光合作用：使平衡向右，硬度减小 呼吸作用：使平衡向左，硬度增大
（五）钙、镁离子在水产养殖中的意义
生物必需的营养元素 钙离子可降低重金属和一价金属离子的毒性 钙、镁离子可增加水的缓冲性 钙、镁离子比例对海水鱼、虾、贝的存活有重要影响
例：美国Cd2+的3年“4d平 均值”允许一次超标值：
湖泊藻类现存生物量与溶解钙关系
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？
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
生物学 过程
养殖水环境化学
▲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，
水化学课件第二章节天然水的主要离子
碳酸根离子（CO32-）
总结词
天然水中较不常见的阴离子之一，主要 来源于岩石的风化和生物活动。
VS
详细描述
碳酸根离子是天然水中较不常见的阴离子 之一，主要来源于岩石的风化和生物活动。 它在水中以负二价存在，也是强酸根离子。 碳酸根离子对水的酸碱度有重要影响，同 时还是水中溶解性总固体含量（TDS）的 主要贡献者之一。
和生物活性具有重要作用。
镁离子是植物生长必需的营养元 素之一，对促进植物的光合作用
和生长具有重要作用。
镁离子在水体中通常以硫酸镁、 氯化镁等形式存在，容易形成沉 淀，影响水体的透明度和水质。
02
天然水中的主要阴离子
氯离子（Cl-）
总结词
天然水中最常见的阴离子之一，约占阴离子总量的70-90%。
详细描述
03
离子在水中的存在形式
水合离子
01
02
03
定义
水合离子是指水分子通过 配位键与阳离子或阴离子 结合形成的化合物。
形成机制
水分子通过配位键与离子 结合，形成一个水分子或 多个水分子围绕离子的络 合物。
特点
水合离子在水溶液中占据 主导地位，对离子在水中 的性质和行为产生重要影 响。
络合离子
定义
络合离子是指通过配位键与多个 配位体结合的离子，通常是由中 心离子与多个配位体结合形成的
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氯离子是天然水中最主要的阴离子之一，主要来源于岩石的风化和海水的蒸发。 它在水中以负一价存在，是强酸根离子，对水的酸碱度有重要影响。氯离子在 水中的含量较高，是评价水质的重要指标之一。
硫酸根离子（SO42-）
总结词
天然水中常见的阴离子之一，主要来源于岩石的风化和有机物的分解。
水质理化检验_总结
第一章、绪论1、水及水环境组成天然水：不是纯净水，是溶解了很多天然物质的水溶液。
一般天然水中的天然溶解物主要有8种离子，即Na+、K+、Ca2+、Mg2+、CL-、SO42-、SiO32-、HCO3-等。
天然水体（水环境）：被水覆盖地段的自然综合体，称为天然水体。
它不仅包括水，而且包括水中悬浮物、底泥和水中的生物群落等其他所有因素。
水体分为海洋水体、陆地水体、地上水体、地下水体等不同区域和类型。
水体大至海洋，小至池塘。
一般天然淡水含有三类物质：溶解性物质，胶体物质，悬浮颗粒。
监测多限于水层，是水环境的一部分；底泥和生物群落的监测仅限于科研。
2、根据地表水水域使用目的和水域中的保护目标将水资源划分为五类：Ⅰ类适用于源头水和国家自然保护区。
Ⅱ类，适用于集中式生活饮用水水源地一级保护区，珍贵鱼类和鱼虾产卵。
Ⅲ类，适用于集中式生活饮用水水源地二级保护区，一般鱼类保护区和游泳池。
Ⅳ类，一般工业用水区和人体非直接接触的娱乐用水区。
Ⅴ类，农业用水区和一般观景要求水域。
3、水污染：水体因某种物质的介入，导致其化学、物理、生物、或放射性等方面特征的改变，从而影响水的有效利用，危害人体健康，破坏生态环境，造成水质恶化的现象，称为~。
水污染的危害：危害人体健康；影响工农业和水产业的发展；破坏生态平衡4、优先控制污染物特点：1.均有毒性，与人体健康密切相关，对环境和健康的危害具有不可逆性；2.生物降解困难、在环境中有长效性；3.在水中含量低，多为μg/L乃至ng/L水平。
5、水体污染源：凡向水体排放或释放污染物的来源和场所，称。
自然污染源；人为污染源水体自净能力：是指水体通过物理、化学、生物等的综合作用，使进入水体的污染物逐渐分解破坏，恢复到污染前的状态，水体的这种能力称为水体自净作用。
自净容量：是指水体通过自净作用而使其不受污染所能承受的污染物的量。
超过该限度，就会发生水污染。
6、水质：是指水及其中杂质共同表现出来的综合特征。
天然水的主要离子
2.3.2
氯离子
1 ) Cl- 广泛分布于天然水中，但含量差别很大。 是水体中最保守的成分，又是工业废水和生活污 水中含量普遍较高的组分，尤其在Cl- 本底值很低 的水体，水中的Cl－明显增设高，指示着水体可 能受到污染。 2) Cl- 无毒，渔业用水一般不做限定。对养鲤池， 有要求。
3)水中Cl-含量增加 ，由于Cl-的络合作用，可以大大 增加一些金属盐类的溶解度。 4)一切光合藻类都需要Cl－。
2)硫在水中的转化 ①蛋白质分解作用 蛋白质硫→-2价硫—→高价态硫(有氧) ②氧化作用
硫细菌
2H2S+O2
细菌
2S+2H2O SO42-+2H+
H2S+2O2
③还原作用
缺氧环境中，硫酸盐还原菌把SO42-还原为硫化物。 硫酸盐还原作用的条件： a 缺乏溶氧 溶氧量超过0.16mg/L时，硫酸盐还 原作用停止。 b 含有丰富有机物 提供能量 c 有微生物参与 d 硫酸根离子的含量
度为0.1mol· L-1。
水体的二氧化碳总量： ∑CO2 =CHCO -+CCO 2-+CCO
3 3 2
水体的碳酸盐碱度： CA＝ CHCO -+2CCO 23 3
2.2.1.2 碱度的单位：
① 毫摩/升(mmol/L)：用1L水能结合的质子的物质的量。 ② 毫克/升(CaCO3) 以1L水中能结合H+的物质所相当 的CaCO3的质量表示，符号为mg/L (CaCO3) 。 ③ 德国度(°HG) ：以1L水中含10mg CaO为1 德国度 ( ° H G) 。
8º ~16º 2.8~5.7
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，
2主要离子
石膏
石膏粉（ 石膏粉（2CaSO4.H2O） 2CaSO4.H2O）
9
白云石
方解石白云石
10
淡水中的Ca2+ ：
地面水中， 地面水中，含钙量少的只有每升数毫克 含钙量少的只有每升数毫克 威海自来水中钙的含量大约 威海自来水中钙的含量大约60mg/L.
海水中的Ca 海水中的Ca2+：
盐度35的大洋水Ca2+含量达400mg/kg，总硬度达 124mmol/L（350°HG ）。 随着含盐量的增加， 随着含盐量的增加， Ca2+含量也增加， 含量也增加，但由于其易生 成CaCO3沉淀， 沉淀，使积累减慢， 使积累减慢，以致钠、 以致钠、镁的含量在盐 度高的水中就大大超过钙。 度高的水中就大大超过钙。
15
3、天然水的硬度（ 天然水的硬度（续） ——永久硬度和暂时硬度 ——永久硬度和暂时硬度
Ⅱ、Ⅲ型水
C HCO − + C 1
3
2
CO3
2−
≤ C1
2
Ca 2 +
+ C1
2
Mg 2 +
硬度： 硬度： 永久硬度： 永久硬度：b = C 1
2
Ca
2+
+ C1
2
Mg 2+
— C HCO − + C 1 2 − 3 CO 3 2
18
判断水型及硬度
CO32- ：0.00673mol/L Cl- :146mg/L Ca2+ : 59.4mg/L NH4+ : 0.01mg/L HCO3- ： 1.72mmol/L SO42-: 190mg/L Mg2+: 99.2mg/L NO3-: 0.13mg/L
第二章 天然水的主要离子
31
▵ 休特
AT AT AT AT AT < 0.1 mmol/L，生产力极低； = 0.1-0.3 mmol/L，生产力极； = 0.3-1.5 mmol/L，生产力一般； = 1.5-3.5 mmol/L，生产力随AT升高； > 3.5 mmol/L， 效果不好，抑制生物生长
32
2.碱度的作用
硬 度 范 围 类 德国度，°HG mmol/L 1/2 Ca2+,1/2 Mg2+ 极 软 水 0～4° 1.4以下 软 水 4～8 ° 1.4～2.8 中等软水 8～15° 2.8～5.7 硬 水 16～30° 5.7～11.4 极 硬 水 30°以上 11.4以上
7
别
2. Ca2+.Mg2＋来源
12
（2）镁是叶绿素中的成分，各种藻 类都需要镁。镁在糖代谢中起着重 要的作用。植物在结实过程中需要 较多的镁。镁不足，核糖核酸 （RNA）的净合成将停止，氮代谢 混乱，细胞内积累碳水化合物及不 稳定的磷脂。缺镁还会影响对钙的 吸收。
13
调查发现，池水总硬度小于10mg/L ， 即使施用无机肥料，浮游植物也生长不好。 总硬度为10-20mg/L 时，施无机肥料的 效果不稳定。仅在总硬度大于20mg/L时， 施用无机肥料后浮游植物才大量生长。 美国有人在软水池塘进行施生石灰的试 验，当总硬度由7.8mg/L增至32mg/L后， 水中碱度增大至原来的4倍，罗非鱼的产量 增加约25％。
1mmol/L=2.804 °HG =50.05mg/LCaCO3
2
▵表示符号：TH TH = HCa2+ + HMg2+
= C1/2Ca2+ + C1/2Mg2+
天然水中常见的八大离子
天然水中常见的八大离子1.引言1.1 概述天然水中常见的八大离子是指在水中以离子形式存在并具有重要影响的八种化学元素离子。
这些离子包括钠离子(Na+)、钾离子(K+)、镁离子(Mg2+)、钙离子(Ca2+)、氯离子(Cl-)、硫酸根离子(SO42-)、碳酸根离子(CO32-)以及硝酸根离子(NO3-)。
它们广泛存在于自然界的地下水、河水、湖泊水，甚至是自来水中。
这些离子对于生命的维持和环境的平衡起着重要的作用。
天然水中常见的离子具有不同的特征和作用。
钠离子和钾离子是细胞内外的关键物质，维持神经传导和肌肉收缩等生理功能。
镁离子和钙离子是维持骨骼和牙齿健康的重要元素，同时也参与了许多生理过程中的酶活性调节和能量的代谢。
氯离子是维持细胞内外正负电荷平衡的重要成分，参与了体液调节和酸碱平衡等生理过程。
硫酸根离子、碳酸根离子和硝酸根离子在水质中起着重要的溶解度、酸碱平衡和营养物质供给等作用。
通过了解天然水中常见的八大离子的特征和作用，我们能更好地理解水质的性质和影响，合理使用和保护水资源。
同时，对于人们的日常饮用水选择、饮食调节以及环境保护都具有一定的指导意义。
因此，研究和认识天然水中常见的八大离子对于保障我们的健康和环境的可持续发展具有重要意义。
1.2 文章结构文章结构部分的内容如下：文章结构本文主要分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分引言部分主要对天然水中常见的八大离子进行概述，介绍了这些离子的重要性以及它们在自然界中的存在形式。
同时，本部分还对文章的结构进行了简要说明，包括正文的组织方式和结论的内容。
正文部分正文部分是本文的核心部分，将详细介绍天然水中的八大离子。
每一大离子都会分为小节进行讲解，包括该离子的特征和作用。
2.1 离子1本节将详细介绍离子1的特征和作用。
对于离子1的特征，将介绍其化学性质、溶解度、相对含量等方面的内容。
对于离子1的作用，将阐述它在人类生活和自然界中的重要作用，包括对健康的影响和生态环境的影响等。
水环境化学-第二章 天然水的主要理化性质(专业知识模板)
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。
水化学课件第二章 天然水的主要离子
▪ 非碳酸盐硬度Hs：硫酸盐，氯化物
➢ 非碳酸盐硬度（永久硬度）：用一般煮沸的方 法不能从水中除去－II，III型水
▪ Hc和Hs构成总硬度
▪ 负硬度：总碱度减去总硬度所得差数，即 这部分CO32-、HCO3-因Ca2+、Mg2+太少， 只好以Na+、K+盐形式存在—I型
（2）pH值越低，硫化物毒性愈强
三、硫酸盐的还原和影响因素
1．溶解氧
▪ 天然水体：氧是最强的氧化剂，S2-是最强 的还原剂——当水中DO条件比较好时 （DO >0.16mg/L），不可能有H2S的生成
▪ 中上层水体DO一般不会<0.16 mg/L——以 SO42-形式存在
2．氧化还原电位
▪ -100～-300 mv之间最适合于H2S的生成， Eh大于27mv，则H2S生成停止
▪ 第二个反应更为重要，而且与下面的平衡 反应(25℃)有关
FeS↓≒ Fe2+ + S2H2S ≒ HS-+ H+ HS- ≒ S2- + H+ 由此得：
Ksp = 5×10-18 K1 = 1.15×10-7 K2 = 1.2×10-13
[H2S]=Ksp/(K1·K2)×[H+]2/[Fe2+] = 3.6×102×[H+]2/[Fe2+]
▪ 有氧带硫的主要形式：S蛋白和SO42▪ 厌氧带硫的主要形式：S蛋白、H2S（MeS），
可能短暂时间内出现单质S和SO42▪ 各形式的硫以扩散、S蛋白的沉积和S的氧化
还原等方式联系起来
二、pH值对H2S不同存在形式的影响
酸度、碱度
极软水 软水 中等软水
0~4 4~8 8~16
硬水
极硬水
16~30
30以上
5.7~11.4
11.4以上
天然水的硬度含量情况
不同地区，环境，水体状况其硬度不一样:
雨水的硬度一般很低，靠雨水或融化雪水补给的河 流，水硬度都比较低 干旱半干旱地区的盐碱、涝洼地的地面水与地下水， 硬度多数都比较高
第二大阳离子，含量仅次于Na+和Ca2+。 淡水： Ca 2 Mg 2 咸水： Mg 2 Ca 2 海水
Mg 5.2 2 Ca
2
（三）天然水的硬度
阳离子：钙硬度、镁硬度、铁硬度等 阴离子：碳酸盐硬度（暂时硬度）： HCO3-、CO32非碳酸盐硬度（“永久硬度”）：硫酸盐、氯化 物
第三节
硫酸根、氯、钠、钾离子
呼吸作用
NH4
＋同化
NO3－同化
氨化作用
硝化作用 脱氮作用
（二）碱度与水产养殖的关系
(1) 降低重金属的毒性 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？ (2) 调节CO2的产耗关系、稳定水的pH值
Ca 2 2HCO3 CaCO3 H2O CO2
光合作用、呼吸作用
B、酚酞碱度：滴定以酚酞为指示剂，当溶液 pH 值降 到8.3 时，表示 OH- 被中和，CO32- 全部转化为 HCO3-，得到酚酞碱度表达式：
酚酞碱度= [CO32-] + [OH-] - [H2CO3*] - [H+]
碱度与酸碱度不同！
甲基橙
酚酞
0
14
4.2
HCO3-、CO2→H2CO3 总碱度/甲基橙碱度
第二章 主要离子
鱼池硬度的变化
时间 7月15日（晴）
5：30 总硬度/ HG 34.8° 17：00 33.9°
7月16日（晴）
5：30 34.2° 17：00 33.6°
硬度与水产养殖 的关系
钙、镁是生物生命过程所必需的营养元素，它们不仅是生物 体液及骨骼的组成成分，还参与体内新陈代谢的调节。 1.钙是动物骨骼、介壳及植物细胞壁的重要组成元素，而且 对蛋白质的合成与代谢、碳水化合物的转化、细胞的通透性 以及氮、磷的吸收转化等均有重要影响。缺钙会引起动植物 的生长发育不良。藻类细胞必需钙，硅藻大都喜欢在硬水中 生长，水中钙含量过少会限制藻类的繁殖。 2.镁是叶绿素中的成分，各种藻类都需要镁。镁在糖代谢中 起着重要的作用。植物在结实过程中需要较多的镁。镁不足， 核糖核酸（RNA）的净合成将停止，氮代谢混乱，细胞内 积累碳水化合物及不稳定的磷脂。缺镁还会影响对钙的吸收。
表天然水的分类
类 碳酸盐类 C
钙 组 Ca Ⅰ Ⅱ Ⅲ 镁 组 Mg Ⅰ Ⅱ Ⅲ 钠 组 Na Ⅰ Ⅱ Ⅲ
硫酸盐类 S
钙 组 Ca Ⅱ Ⅲ Ⅳ 镁 组 Mg Ⅱ Ⅲ Ⅳ 钠 组 Na Ⅰ Ⅱ Ⅲ
氯化物类 Cl
钙 组 Ca Ⅱ Ⅲ Ⅳ 镁 组 Mg Ⅱ Ⅲ Ⅳ 钠 组 Na Ⅰ Ⅱ Ⅲ
组
型
第二节水的硬度和钙镁离子
定义: 碱度是指水中所含的能与强酸发生中和反应的 全部物质，即能结合质子的物质的总量。 水中的这些物质可以分为强碱、弱碱和强碱弱 酸盐。如HCO3－、CO32－、OH－、H4BO4－、 H2PO4－、HPO42－、NH3等。对于大多数天然 水，以前面4种离子的含量为主，其余的物质 含量一般很小。
养殖水体对硬度的要求
一般适宜值为:1-3mmol/L. 鲤科鱼类: 5-8°HG ,不能小于°HG 或大于°HG 鲑科鱼类 :8-12°HG 温室育苗常:硬水软化 沿海:Ca2++2HCO3-=CaCO3 +CO2 内陆:Ca+SO42-=CaSO4 清除方法:生石灰苏打;阳离子交换
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Mg2 Ca2 5.2
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（三）天然水的硬度
阳离子：钙硬度、镁硬度、铁硬度等 阴离子：碳酸盐硬度（暂时硬度）： HCO3-、CO32-
非碳酸盐硬度（“永久硬度”）：硫酸盐、氯化
物
c c c c 1C2 a 2
1M 2g 2
H3 C O 1 2C3 2 O
碳酸盐硬度;非碳酸盐硬度
c c c c 1C2 a 2
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第二节 水的碱度、碳酸氢根、碳酸根离子
一、碱度的组成及表示单位 （一）碱度的组成
概念：碱度(Alkalinity)是反映水结合质子的能力，也就是水与 强酸中和能力的一个量。
天然水中构成碱度的物质：
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A T H 3 2 C C 3 2 H 4 O B O 4 O O H H H 3 C 2 C 3 2 O O H 4 B 4 O
Ca2+
24.92－280.66mg/L
Mg2+
34.5－344.9mg/L
ρ(Mg2+)/ρ(Ca2+)比 R＝1-3为最好
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养殖水体对硬度的要求
一般适宜值为：1-3mmol/L. 鲤科鱼类: 5-8°HG 鲑科鱼类 :8-12°HG
温室育苗常:硬水软化 沿海:Ca2++2HCO3-=CaCO3 +CO2 内陆:Ca+SO42-=CaSO4 清除方法：生石灰苏打;阳离子交换
第二章 天然水的主要离子
§2-1 §2-2 §2-3 §2-4
水的硬度及钙镁离子 水的碱度、碳酸氢根、碳酸根离子 硫酸根、氯离子、钠离子、钾离子 海水主要离子组成的恒定性
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第一节 水的硬度及钙镁离子
一、水硬度的概念及表示单位
概念：硬度是指水中二价及多价金属离子含量的总和。
表示单位：
Ca2+和Mg2+
罗氏沼虾育苗人工海水，出苗率较高的条件
Ca2+
170～244mg/L
Mg2+
324～440mg/L
Mg2+/Ca2+质量比
R＝1.8
中华绒螯蟹育苗要求
Ca2+
178－340mg/L
Mg2+
484－816mg/L
Mg2+/Ca2+质量比中国对虾在水环境中能够生存的Ca2+和Mg2+质量浓度范围
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二、天然水的硬度与Ca2+、Mg2＋
（一） 钙
存在形式：Ca2+，多数淡水中含量最多的阳离子； 来源：石膏、方解石、白云石的溶解。 含量：差别很大，潮湿地区少，干旱地区多；地面水少，
海水多。
（二） 镁
第二大阳离子，含量仅次于Na+和Ca2+。
淡水： C2 a M2g
咸水： M2gC2 a 海水
毫摩/升（mmol/L）：以1升水中含有的形成硬度离子的物质的 量之和来表示;
毫克/升(mg/L，CaCO3)：以1升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;
德国度（°HG）：以1升水中含有相当于10mgCaO的Ca2+或Mg2＋为 1德国度（°HG）;
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1 m/L m 2 .8 o H 0 G l 5 4 .0 0 m 5 /L C g3 a
H+ + OH- → H2O
→ 2H+ + CO32-
H2O+CO2
→ H+ + HCO3-
H2O+CO2
总碱度= [HCO3-] + 2 [CO32-] + [OH-] - [H+]
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B、酚酞碱度：滴定以酚酞为指示剂，当溶液 pH 值降 到8.3 时，表示 OH- 被中和，CO32- 全部转化为 HCO3-，得到酚酞碱度表达式：
总碱度（AT）：由碳酸氢根碱度、碳酸根碱度、硼酸盐碱度及 氢氧根碱度等组成。
A T 淡 H 水 3 2 C C 3 2 O O O H H
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碱度测定
A、总碱度：用一个强酸标准溶液滴定，用甲基橙为指示 剂，当溶液由黄色变成橙红色(pH约4.2)，停止滴定， 此时所得的结果，也称为甲基橙碱度。
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三、鱼池水硬度的变化 原因
光合作用和呼吸作用
鱼池水硬度：水源水的硬度、池塘土质
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盐碱地： 注水前后的变化 淡水鱼池：管理操作、生物代谢 海水鱼池：变化较小
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鱼池水硬度的变化
养鱼池水的硬度首先决定于水源水的硬度 新修建的养鱼池，土壤中的可溶性钙、镁也会转入池水中，
使水硬度增高. 生产管理上的操作及水中生物代谢活动也可使池水硬度发生
，
以总硬度H(mg/L,CaCO3)为参数的方程形式给出：
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表2-4 部分金属离子在硬水与软水中的毒性比*
一价金属离子浓度过高时对许多水生生物有毒害作用， 增加钙含量可以降低一价金属离子的毒性。
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3.钙、镁离子可增加水的缓冲性
4.水中钙镁离子的比例对海水鱼虾贝的存活有重要影响
1）臧维玲研究结果:
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1. 钙、镁是生物生命过程所必需的营养元素
钙、镁不仅是生物体液及骨骼的组成成分，还参与体 内新陈代谢的调节。
○生物量低的湖泊； ⊙生物量中等的湖泊； ●生物量高的湖泊； ▲其他
某些湖泊的藻类现存生物量与溶解钙的相关关系
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2.钙离子可降低重金属离子和一价金属离子的毒性
例，镉（Cd）的3年中“4d平均值”允许一次超标值
1M 2g 2
H3 C O 1 2C3 2 O
碳酸盐硬度
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表2-1 天然水的硬度分级
类别
德国度(°HG)
mmol/L
(1/2Ca2+,1/2Mg2+)
极软水 软水 中等软水 硬水 极硬水
0~4 4~8 8~16 16~30 30以上
1.4以下 1.4~2.8 2.8~5.7 5.7~11.4 11.4以上
变化 比如施用过磷酸钙，泼洒石灰浆水，甚至水生生物的光
合作用和呼吸作用，都能使池水硬度变化. 盐碱地
在开发初期，注水后水的盐度、硬度、碱度都会增加 , 随着塘龄的增加，土壤中的钙、镁会因淋溶而减少，致使池 水的总硬度也逐年降低.
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四、钙、镁离子在水产养殖中的意义
钙、镁是生物生命过程所必需的营养元素 钙离子可降低重金属离子和一价金属离子的毒性 钙、镁离子可增加水的缓冲性 钙、镁离子比例，对海水鱼、虾、贝的存活有重要影响
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天然水的硬度含量情况
不同地区，环境，水体状况其硬度不一样: 雨水的硬度一般很低，靠雨水或融化雪水补给的河
流，水硬度都比较低 干旱半干旱地区的盐碱、涝洼地的地面水与地下水，
硬度多数都比较高 一般来说，随着含盐量的增加，水硬度也增大 一些特殊水文地质条件下形成的苏打湖（碳酸盐类
钠组Ⅰ型水），水硬度则相对较低