天然水体的组成
海水组成恒定定律
海水组成恒定定律海水是地球上最广泛分布的天然水体，其组成及特性对地球生态系统具有重要影响。
海水的化学组成是多方面环境过程的结果，同时也受到多种因素的影响。
然而，在许多情况下，海水的化学组成可以遵循一种恒定的定律，即海水各组分的含量比例基本保持稳定。
海水中的主要元素海水主要由水以及各种盐类组成，其中主要元素包括氯(Cl)、钠(Na)、镁(Mg)、硫(S)、钙(Ca)、钾(K)等。
除此之外，海水中还含有微量元素如锌、铁、锰、铬等。
这些元素的含量可以通过化学分析确定，研究表明它们之间存在一定的比例关系。
恒定定律的原理在海水的化学组成中，氯离子是最多的，其次是钠离子。
这两种离子的比例在不同海域中相对固定，被称为“地球海水中的氯－钠比例”，通常为1.16:1。
这种比例的恒定性表明海水的化学组成在某种程度上是受到控制的。
形成定律的机制海水中各种盐类元素来源于陆地、岩石的侵蚀，由河流输送至海洋。
而地球上各地的陆地和岩石成分不同，导致不同海域的海水盐度也有所差异。
然而，氯、钠元素主要来自地壳中的矿物，其相对含量相对较稳定，因此构成了海水中的固定比例。
应用与意义海水组成恒定定律的发现对于研究海洋和地球环境具有重要意义。
利用这一定律，可以推断不同海域之间的水体交换情况，分析海水中的盐度变化对生态系统的影响，甚至指导海水淡化工艺的发展。
同时，海水组成恒定定律也为地质学、地球化学等领域的研究提供了重要参考。
总之，海水组成恒定定律揭示了海水中各元素之间的稳定比例关系，为我们理解海洋环境提供了重要线索，也为环境科学的发展提供了新的思路和方法。
只有充分理解和利用这一定律，我们才能更好地保护海洋生态系统，实现人类与自然的和谐共生。
水环境化学1
α0 ， α1 ， α2为分布系数，与pH 有关。
因此封闭碳酸体系各主要形态与pH有关,而CT与pH无关
④开放碳酸体系特点及各主要形态计算 特点： * CT ≠常数 * [H CO *]总保持与大气相平衡的固定数值 2 3 即：[CO 2 （aq)] = KH p CO 2
CT = [H2CO 3 *] /α0 =[CO 2 （aq)] /α0 = KH p CO 2 /α0 [HCO 3 － ] = α1KH p CO 2 /α0 = K1 KH p CO 2 / [H+ ]
(3)水生生物
自养 异养
几个问题 天然水中主要离子总量可以粗略地作为TDS
A.名词—总含盐量（TDS）(≡总溶解固体量)
TDS=[Ca 2 + +Mg 2 + + Na+ +K+ ]+ [HCO3 － + SO4 2 － +Cl － ]
总含盐量 （总溶解固体量）为1000~10000 mg/L
的天然水称为咸水(淡水的总含盐量< 1000mg/L)
[CO32-] = K2[HCO3-] / [H+]
（2）
= 4.69×10-11×1.00×10-3 /1.00×10-8
= 4.69 ×10-6mol.L-1
例2
若 水 体 pH 升 高 到 10.00, 碱 度 仍 保 持
1.00×10-3 mol•L-1 ，再计算该水体中各碱度 成分的浓度。 碱度 = [ HCO3-] + 2[CO32-] + [ OH-]( mol.L-1) [OH-] = 1.00×10-4 mol.L-1
查表3-1（教材P102），氧气在25℃水中的亨利常数 KO2=1.28×10-8moL/(L· Pa) 则根据亨利定律，氧气在水中的溶解度为： [O2(aq)]=KO2· 2=1.28×10-8×0.2029×1.013×105 PO =２.63×10-4moL/L 由于氧的分子量为32，所以其溶解度为8.4mg/L或8.4PPm. 结论：25℃时 [O2(aq)]=８.4mg/L 问：若已知25℃湖水中溶解氧浓度为0.32 mg/L，大气中氧的分压 为多少？
水圈概念、天然水的主要组成
物理性重力沉降
胶体颗粒沉降
胶体颗粒的聚集亦可称为凝聚或絮凝。 凝聚：由电介质促成的聚集。 絮凝：由聚合物促成的聚集。
氧化-还原平衡
(Oxidation and Reduction)
pE = -lg(αe)
αe——水溶液中电子的活度
还原剂—电子给予体
氧化剂—电子接受体
水的氧化还原限度
氧化限度 1.0130×105Pa 氧分压
水化学及水圈
水 圈
水圈（Hydrosphere）：地球上的水以 气、液、固三态存在于大气圈、海洋陆 地水体（河流、湖泊、冰川）、土壤和 岩石的孔隙以及生物体中，构成了相互 联系和连贯的水圈。
冰 川
湖泊
天然水
水 体
人工水
河流
海洋 河流、运河 湖泊、水库 沼泽、冰川、积雪 地下水 水蒸气 (大气、土壤) 固态冰 (极地、高山)
C1 , C2 ——为绝对温度T1 , T2 时气体在水中的溶解度；
H ——溶解热，J/mol；
R
——气体常数，8.314J/mol·K 气体的溶度随温度升高而降低
天 然 水 的 组 成
天然水中的主要离子
溶解性气体
溶解性有机物、悬浮物和胶体物质
水生生物
天 然 水 的 组 成
天然水中的主要离子
地面覆盖
抑制土壤水分蒸发； 蓄水保墒、提高地温，改善土壤，节 水增产；
我国工业用水的状况
全国工业用水量一直逐年增加，工业用水设 施总体落后，工业用水水平低下，有较大的节 水潜力。
同时，我国工业废水处理率和处理程度低， 带来的污染危害严重。
工业节水措施
调整产品结构，改进生产工艺，建立节水型工 业
节 水 技 术
海水成分包括无机盐和什么
海水成分包括无机盐和有机物
海水是地球上最广泛的天然水体，其成分复杂多样。
海水中的主要成分包括无机盐和有机物。
这两类物质构成了海水独特的化学组成，为海洋生物的生存提供了必要的条件。
无机盐
无机盐是海水中最主要的成分之一。
主要的无机盐包括氯化钠（NaCl）、硫酸镁（MgSO₄）、硫酸钙（CaSO₄）、碳酸钠（Na₂CO₃）等。
这些无机盐是从陆地上岩石的风化和海床的火山喷发中流入海洋中的。
其中，氯化钠是海水中含量最丰富的盐类，占据了海水总盐量的大部分。
有机物
有机物是海水中的另一类重要成分。
有机物包括蛋白质、脂肪、碳水化合物等有机化合物。
这些有机物来源于海洋生物的代谢活动、植物残骸的分解以及陆地上的污染物输入等因素。
有机物为海洋生物提供了能量和营养物质，同时也参与了海水的化学循环过程。
海水成分的影响
海水中的无机盐和有机物对海洋生物和海洋环境具有重要的影响。
无机盐的含量影响着海水的密度、结晶度和电导率等性质，对海水的物理化学过程产生影响。
有机物则在海洋食物链中扮演着重要的角色，是海洋生态系统的重要组成部分。
总的来说，海水中的无机盐和有机物相互作用，共同构成了复杂的海洋化学系统。
了解海水的成分对于认识海洋环境、保护海洋资源具有重要意义。
希望人类能够更加关注海洋环境，共同保护我们美丽的蓝色地球。
3.1.2天然水的基本特征(1)
第三章：水环境化学——天然水的性质第三章：水环境化学——天然水的基本特征以及污染物存在形态一、水和水分子结构的特异性二、天然水的基本特征1、天然水的组成（离子、溶解气体、水生生物）2、天然水的化学特征3、天然水的性质（1）碳酸盐系统（2）酸度和碱度（3）天然水的缓冲能力● 缓冲溶液能够抵御外界的影响，使其组分保持一定的稳定性，pH 缓冲溶液能够在一定程度上保持pH 不变化。
● 天然水体的pH 值一般在6-9之间，而且对于某一水体，其pH 几乎保持不变，这表明天然水体具有一定的缓冲能力，是一个缓冲体系。
● 一般认为各种碳酸盐化合物是控制水体pH 值的主要因素，并使水体具有缓冲作用。
但最近研究表明，水体与周围环境之间发生的多种物理、化学和生物化学反应，对水体的pH 值也有着重要作用。
● 但无论如何，碳酸化合物仍是水体缓冲作用的重要因素。
因而，人们时常根据它的存在情况来估算水体的缓冲能力。
对于碳酸水体系，当pH<8.3时，可以只考虑一级碳酸平衡，故其pH 值可由下式确定：][][lg 3*321--=HCO CO H pK pH如果向水体投入△B 量的碱性废水时，相应由△B 量H 2CO 3*转化为HCO 3-，水体pH 升高为pH ＇,则：B HCO BCO H pK pH ∆+∆--=-][][lg 3*321＇水体中pH 变化为△pH=pH ＇-pH ，即：][][lg ][][lg 3*323*32--+∆+∆--=∆HCO CO H B HCO BCO H pH由于通常情况下，在天然水体中，pH=7左右，对碱度贡献的主要物质就是[HCO 3-]，因此经常情况下，可以把[HCO 3-]作为碱度。
若把[HCO 3-]作为水的碱度，[H 2CO 3*]作为水中游离碳酸[CO 2]，就可推出：△B=[碱度][10△pH -1]/(1+K 1×10pH+△pH )△pH 即为相应改变的pH 值。
浙大885环境学考点背诵——第四章 水污染原理
第四章水污染原理第一节天然水的组成与性质一、天然水的组成（一）主要离子组成K+、 Na+、 Ca2+、 Mg2+、 HCO3-、 NO3-、 Cl-和 SO42-为天然水中常见的八大离子，占天然水中离子总量的 95%-99% 。
（二）溶解性气体水中溶解的主要气体有： N2、 O2、 CO2、 H2S ；微量气体有： CH4、 H2、 He 等。
（三）微量元素I、 Br、 Fe、 Cu、 Ni、 Ti、 Pb、 Zn、Mn 等。
（四）生源物质NH4+、 NO2-、 NO3-、 HPO42-、 PO43-。
（五）胶体SiO2· nH2O 、 Fe(OH)2· nH2O 、 Al2O3· nH2O 以及腐殖质等。
（六）悬浮物质铝硅酸盐颗粒、砂粒、粘土、细菌、藻类及原生动物等。
二、天然水的性质（一）碳酸平衡在水体中存在着 CO2、 H2CO3、 HCO3-和 CO32-等四种化合态，常把 CO2和 H2CO3合并为 H2CO3 * 。
因此，水中 H2CO3* -HCO3- -CO32-体系可用下面的反应表示：（二）天然水中的碱度和酸度碱度：是指水中能与强酸发生中和作用的全部物质，亦即能接受质子 H+的物质总量。
组成水中碱度的物质可以归纳为三类：①强碱，如 NaOH 、 Ca(OH)2等，在溶液中全部电离生成 OH-离子；②②弱碱，如 NH3、 C6H5等，在水中部分发生反应生成 OH-离子；③③强碱弱酸盐，如各种碳酸盐、重碳酸盐、硅酸盐、磷酸盐、硫化物和腐殖酸盐等，它们水解时生成 OH-或者直接接受质子 H+。
酸度：是指水中能与强碱发生中和作用的全部物质，亦即放出 H+或经过水解能产生 H + 的物质的总量。
组成水中酸度的物质也可归纳为三类：①强酸，如 HCl、 H2SO4、 HNO3等；②②弱酸，如 CO2、 H2CO3、 H2S、蛋白质以及各种有机酸类；③③强酸弱碱盐，如 FeCl3、 Al2(SO4)3等。
第三章-水环境化学(第一次课)
ii 表示方法
总含盐量(Total Dissolved Solids－TDS)，也称总矿化度： 水中所含各种溶解性矿物盐类的总量称为水的总含盐量。
总含盐量＝Σ阳离子+Σ阴离子
iii 测定
重量法
总含盐量＝溶解固形物
cT
[H
2 CO
* 3
](1
K1 [H
]
K1K 2 [H ]2
)
0
[H2CO*3
]
1
cT
(1
K1 [H ]
K1K 2 [H ]2
) 1
说明pH决定它们的 含量多少
1
[HCO
3
]
cT
[H ] (
K1
1
K2 [H
) ]
1
2
[CO32 ] cT
([H ]2 K1K 2
[H ] 1)1 K2
lg c2 H • ( 1 1 ) 15.59103 ( 1 1 ) c1 2.303R T1 T2 2.3038.314 298.15 273.15
c2 8.289 1.778 14.74mg / L
0 ℃时的含量14.74mg/L 20 ℃时为9.227mg/L
2．在一个标准大气压下，25℃时CO2在水中的溶解度。已知 CO2在干空气中的含量为0.0314%（体积）。
氧气的分压为
0.9813105 20.95% 0.2056105 Pa
[G(O2) ] KH PG 1.26108 0.2056105 2.590104 mol / L
[G(O2) ] 2.590104 32 8.289mg / L
第三章水环境化学
TDS=[K++Na++Ca2++Mg2+]+[HCO3-+NO3-+Cl-+SO42-
2、天然水的性质
(Characteristic of Natural Waters) （1）碳酸平衡(Balance of H2CO3) 水体中存在四种化合态：
CO2、CO32-、HCO3-、H2CO3
第三章 水环境化学
(Water Environmental Chemistry)
本章重点
1、无机污染物在水体中进行沉淀-溶解、氧化-还原、 配合作用、吸附-解吸、絮凝-沉淀的基本原理;
2、计算水体中金属存在形态;
3、pE计算;
4、有机污染物在水体中的迁移转化过程和分配系数、 挥发速率、水解速率、光解速率和生物降解速率的 计算方法。
农药
有机氯 有机磷
多氯联苯 (PCBS) 卤代脂肪烃 醚
单环芳香族化合物 苯酚类和甲酚类 酞酸酯类 多环芳烃（PAH) 亚硝胺和其他化合物
2、金属污染物 (Metal Pollutant)
Cd、 Hg、 Pb、 As、 Cr、 Cu、 Zn、 Tl、 Ni、 Be
第二节 水中无机污染物的迁移转化
强酸 弱酸 强酸弱碱盐
总酸度= [H+]+ [ HCO3-] +2[H2CO3*] - [ OH-] CO2酸度= [H+]+ [H2CO3*] - [CO32-] - [ OH-] 无机酸度= [H+]- [ HCO3-]-2 [CO32-] - [ OH-]
二、水中污染物的分布及存在形态
1、有机污染物 (Organic Pollutant)
6_天然水化学
海水成分除来自岩石风化产物外，还来自海底火山喷发物质
31
（三）、影响陆地水溶质成分的因素
水流地区岩石类型与河水溶质成分关系密切
地区岩性 花岗岩 水质类型 重碳酸盐钙质水 硬度 软 Ca2+占阳离子比例 最少
石英岩
重碳酸盐钙质水
软
中等
砂岩
重碳酸盐钙质水
中等
最多
32
（三）、影响陆地水溶质成分的因素
1、天然水中离子相互作用
（1）硅酸盐与CO2的反应，使SiO2从水中析出，水中增 加Na2CO3或NaHCO3 Na2CO3 ＋ CO2 ＋H2O → Na2CO3 ＋SiO2 ● H2O （2）水中的碱金属碳酸盐与CaSO3反应，水中减少 Na2CO3，沉淀CaCO3 Na2CO3 ＋ CaSO3→ CaCO3＋ NaSO4 水变为以NaSO4 为主的成分
15
天然水的组成 (6)水生生物—赤潮成因
1 海域水体高营养化,导致水体被污染 2 某些特殊物质参与作为诱发因素，已知的 有维生素B1、B12、铁、锰、脱氧核糖核 酸； 3 环境条件
气候原因 春夏温暖季节，水温较高，海流缓慢，利于赤潮生物生长和繁殖 环境原因 由于环境污染日益加剧Ｎ和Ｐ过剩，
化学反应平衡： CO2 ＋H2O↔H2CO3* H2CO3* ↔HCO3-＋H+ HCO3-↔CO32-＋H+
pK0=1.46 pK1=6.35 pK2=10.33
19
天然水性质---天然水碱度
碱度
水中与强酸发生中和作用的物质，即能接受质子H+的物质总量。
组成水中碱度的物质
（1）强碱在溶液中全部电离生成OH-离子；如 NaOH、Ca(OH)2 （2）弱碱在水中发生反应生成OH-离子；如 NH3、C6H5NH2 （3）强碱弱酸盐（碳酸盐、硅酸盐、磷酸盐、硫化物和腐殖酸盐等， 水 解生成OH-或者直接接受质子H+）。如 NaCO3、Na3PO4等
天然水的定义,碳酸平衡 酸碱的计算
+ 2+ 2+
酸度
总酸度是指水中能与强碱发生中和作用的全部物质，亦即放 出H+或经水解能产生H+的物质总量。包括强酸、弱酸、强酸 弱碱盐等。 总酸度 =[H ] + [HCO3 ] + 2[H2CO3*] – [OH ]
浅谈天然水组成：
溶解性有机物 悬浮物 胶体物质： 种类繁多，包括碳水化合物,脂肪,蛋白质,维生素及其他 低相对分子质量的有机物等。 水生生物： 水生生物是生活在各类水体中生物的总称，包括浮游生 物,着生生物,底栖生物,鱼类和微生物等。按功能划分， 一般分为自养生物,异养生物,分解者。
2.水体的碳酸平衡原理
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1
[H 2 CO 3 ]
K 1 [H 2 CO 3 ] [H ] K 1 [H 2 CO 3 ] K 1 K 2 [H 2 CO 3 ] [H ] [H ]2
K 1 K 2 [H 2 CO 3 ] [H ]2 [H 2 CO 3 ] K 1 [ H 2 CO 3 ] K 1 K 2 [ H 2 CO 3 ] [H ] [H ]2
H 2 CO 3 HCO 3 H ( pK1 6.35) 2 HCO 3 CO 3 - H ( pK 2 10 .33)
根据上述K1及K2的值，就可以制作以pH为主要变量的 H2CO3*-HCO3- CO32-体系的形态分布图：
环境化学：第三章 水环境化学 1
第一节 天然水的基本特征及污染物的存在形态
②
CO2的溶解度
已知： 干空气中CO2的含量为0.0314%（体积），水
在25℃时蒸气压为0.03167×105 Pa， CO2的亨利定律
常数是3.34×10-7mol/(L·Pa) (25℃), CO2溶于水后发生
的化学反应是：
CO2+H2O = H++HCO3-
CO32-
60
α 40
20
0
2
4
6
8
10
pH
图3-1 碳酸化合态分布图
12
第一节 天然水的基本特征及污染物的存在形态
对于开放体系，应考虑大气交换过程：
[CO 2 (aq)] K H pCO 2
CT [CO 2 (aq)] / 0
1
0
K H pCO 2
1
K1
[HCO ] CT 1
人均水资源量相当于世界人均量的1/4。已经被联合
国列为13个贫水国家之一。
第一节 天然水的基本特征及污染物的存在形态
一、天然水的基本特征
1.天然水的组成
天然水体——包括水、水中的溶解物、悬浮物
以及底泥和水生生物。
天然水的组成按形态分为：可溶性物质和悬浮物质。
悬浮物质包括：
悬浮物、颗粒物、水生生物等。
一般情况下，天然水中存在的气体有O2、CO2、
H2S、N2和CH4等。
表3-2 海水中主要溶解气体的含量范围
气体
含量范围
/mg·L-1
O2
0~8.5
N2
CO2
H2S
Ar
8.4~14.5
海水什么成分最多
海水的主要组成成分
海水是地球上广泛存在的一种天然水体，它是由多种溶解在其中的无机盐和有
机物质组成的。
尽管海水中含有多种元素和化合物，但主要的成分却是氯化钠和水。
氯化钠
氯化钠是海水中含量最多的无机盐，占据了海水总盐份的大部分。
氯化钠的化
学式为NaCl，通常我们所说的食盐就是由氯化钠组成的。
海水中的氯化钠除了味
咸之外，还在水体的电导率、密度、溶解性等方面起重要作用。
水
水是海水中另一个最主要的成分。
水占据了海水的绝大部分，几乎所有的物质
都是以水的形式存在于海水中。
水在海洋生物的生存和海水的化学性质中扮演着至关重要的角色。
其他无机盐
除了氯化钠外，海水中还含有多种其他无机盐，如硫酸镁、硫酸钙、硫酸钾、
硫酸钠等。
这些无机盐的含量虽然不及氯化钠，但在维持海洋生物的生存和调节海水化学平衡方面同样至关重要。
有机物质
海水中的有机物质包括藻类、蛋白质、碳水化合物等，它们虽然含量较低，但
对海洋生态系统的平衡和物质循环具有重要影响。
综上所述，海水的主要组成成分是氯化钠和水，而其他无机盐和有机物质虽然
含量较少，却也在维持海洋生态系统的平衡和海水化学性质的稳定上起到至关重要的作用。
只有当这些成分保持合适的比例和浓度时，海水才能维持它独特的生态环境和化学特性。
天然水及其分类
天然水及其分类Just be happy, remember on the morning of June 18, 2022天然水及其分类一、水源水是地面上分布最广的物质;几乎占据着地球表面的四分之三;构成了海洋、江河、湖泊以及积雪和冰川;此外;地层中还存在着大量的地下水;大气中也存在着相当数量的水蒸气..地面水主要来自雨水;地下水主要来自地面水;而雨水又来自地面水和地下水的蒸发..因此;水在自然界中是不断循环的..水分子HO是由两个氢原子和一个氧原子组成;可是大自然中很纯的水2是没有的;因为水是一种溶解能力很强的溶剂;能溶解大气中、地表面和地下岩层里的许多物质;此外还有一些不溶于水的物质和水混合在一起..水是工业部门不可缺少的物质;由于工业部门的不同;对水的质量的要求也不同;在火力发电厂中;由于对水的质量要求很高;因此对水需要净化处理..电厂用水的水源主要有两种;一种是地表水;另一种是地下水..地表水是指流动或静止在陆地表面的水;主要是指江河、湖泊和水库水..海水虽然属于地表水;但由于其特殊的水质 ;另作介绍..天然水中的杂质要有氧和二氧化碳天然水中的杂质是多种多样的;这些杂质按照其颗粒大小可分为悬浮物、胶体和溶解物质三大类..悬浮物：颗粒直径约在10-4毫米以上的微粒;这类物质在水中是不稳定的;很容易除去..水发生浑浊现象;都是由此类物质造成的..胶体：颗粒直径约在10-6---10-4毫米之间的微粒;是许多分子和离子的集合体;有明显的表面活性;常常因吸附大量离子而带电;不易下沉..溶解物质：颗粒直径约在10-6毫米以上的微粒;大都为离子和一些溶解气体..呈离子状态的杂质主要有阳离子钠离子Na+、钾离子K+、钙离子Ca2+、镁离子Mg2+;阴离子氯离子CI -、硫酸根SO42-、碳酸氢根HCO3-；溶解气体主..水质指标二、水中的溶解物质悬浮物的表示方法：悬浮物的量可以用重量方法来测定将水中悬浮物过滤、烘干后称量;通常用透明度或浑浊度浊度来代替..溶解盐类的表示方法：1.含盐量：表示水中所含盐类的总和..2.蒸发残渣：表示水中不挥发物质的量..3.灼烧残渣：将蒸发残渣在800℃时灼烧而得..4.电导率：表示水导电能力大小的指标..5.硬度的表示方法：硬度是用来表示水中某些容易形成垢类以及洗涤时容易消耗肥皂得一类物质..对于天然水来说;主要指钙、镁离子..硬度按照水中存在得阴离子情况..划分为碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度两类..6.碱度和酸度：碱度表示水中含OH -、CO32-、HCO3-量以及其它一些弱酸盐类量得总和..碱度表示方法可分为甲基橙碱度和酚酞碱度两种..酸度表示水中能与强酸起中和作用的物质的量..有机物的表示方法：通常用耗氧量来表示..溶解物质是指颗粒直径小于10-6mm 的微粒;它们大都以离子或溶解气体状态存在于水中;现概述如下..1离子态杂质..天然水中含有的离子种类甚多;但在一般的情况下;它们总是一些常见的离子..如按含量多少来分;可以将这些离子归纳为表1-2中的三类..其中第一类杂质的含量为最多;是工业水处理中需要净化的主要离子..天然水中离子态杂质来自水源经地层时溶解的某些矿物质..列如石灰石CaCO 3和石膏CaSO 4· 2H 2O 的溶解..CaCO 3在水中的溶解度虽然很小;但当水中含有游离态CO 2时;CaCO 3被转化为较易溶的CaHCO 32而溶于水中..其反应为CaCO 3+CO 2+H 2O=CaHCO 32又如白云石MgCO 3·CaCO 3和菱镁矿M g CO 3;也会被含游离CO 2的水溶解;其中MgCO 3溶解反应可表示为MgCO 3+CO 2+H 2O=MgHCO 32由于上述反应;所以天然水中都存在Ca 2+、Mg 2+、HCO 3-、SO 42-..在含盐量不大的水中;Mg 2+的浓度一般为Ca 2+的25%~50%;水中Ca 2+、Mg 2+是形成水垢的主要成分含钠的矿石在风化过程中易于分解;释放出Na +;所以地表水和地下水中普遍含有Na +..因为钠盐的溶解度很高;在自然界中一般不存在Na +的沉淀反应;所以在高含盐量水中;Na +是主要阳离子..天然水中K +的含量远低于Na +;这是因为含钾的矿物比含钠的矿物抗风化能力大;所以K +比Na +较难转移至天然水中..由于在一般水中K+的含量不高;而且化学性质与Na+相似;因为在水质分析中;常以K++Na+之和表示它们的含量;并取加权平均值25作为两者的摩尔质量..天然水中都含有Cl-;这是因为水流经地层时;溶解了其中的氯化物..所以Cl+几乎存在于所有的天然水中..天然水中最常见的阳离子是Ca2+、Mg2+、K+、Na+；阴离子是HCO3-、SO42-、Cl-;某些地区的地下水中还含有较多的Fe2+和Mn2+..2溶解气体..天然水中常见的溶解气体有氧O2和二氧化碳CO2;有时还有硫化氢H2S、二氧化硫SO2和氨NH3等..天然水中O2的主要来源是大气中O2的溶解;因为空气中含有20.95%的氧;水与大气接触使水体具有自充氧的能力..另外;水中藻类的光合作用也产生一部分的氧;但这种光合作用并不是水体中氧的主要来源;因为在白天靠这种光合作用产生的氧;又在夜间的新陈代谢过程中消耗了..地下水因不与大气相接触;氧的含量一般低与地表水;天然水的氧含量一般在0~14mg/L之间..天然水中CO2的主要来源为水中或泥土中有机物的分解和氧化;也有因地层深处进行的地质过程而生成的;其含量在几毫克/升至几百毫克/升之间..地表水的CO2含量常不超过20~30mg/L;地下水的CO2含量较高;有时达到几百毫克/升..天然水中CO2并非来自大气;而恰好相反;它会向大气中析出;以为大气中CO2的体积百分数只有0.03%~0.04%;与之相反的溶解度仅为0.5~1.0mg/L..我国江河水大都属于低含盐量和中等含盐量水;地下水大部分是中等根据此种分类;我国天然水的水质是由东南沿海的极软水;向西北经软水和中等硬度水而递增至硬水..这里所谓软水是指天然水硬度较低;不是指经软化处理后所获得的软化水..2.按水中盐类的组成分类为了研究问题方便起见;人为地将水中阴、阳离子结合起来;写成化合物的形式;这称为水中离子的假想结合..这种表示方法的原理是;钙和镁的碳酸氢盐最易转化成沉淀物;所以令它们首先假想结合;其次是钙、镁的硫酸盐;而阳离子Na+和K+以及阴离子Cl-都不易生成沉淀物..因此它们以离子的形式存在于水中..。
天然水的性质和组成a
第二章天然水的性质和组成本章要点：水质概况、天然水的组成、天然水的性质等第一节水质概况一、水资源和利用地球上水的总量是固定的，约13.86亿km3，但可利用的淡水只占水总量的0.3％。
虽然淡水资源有限，但如果时空分布得当，并保持恰当水质，还是可以满足全球目前和将来的淡水需要。
遗憾的是，地球上淡水资源的时空分布极其不均匀，加上水污染日益严重以及工农业和生活用水量的增加，许多国家和地区出现了水资源严重短缺的局面。
水的短缺和污染不仅影响了生物生存，而且直接或间接地给人类生存带来威胁和危害，同时也造成重大的经济损失。
当前主要的缺水类型有：资源型缺水、工程型缺水和水质型缺水。
由于缺水，危害了农作物生长、并影响着工业生产、威胁着人体健康和生态、国家安全。
二、地球上水的分布地球表面约有70％以上被水所覆盖，所以地球素有"水的行星"之称。
地球上的水分布在海洋、湖泊、沼泽、河流、冰川、雪地、以及大气、生物体、土壤和地层。
水的总量约为13.86亿km3(表2-1～2-2)，其中海水占96.5%，淡水为0.35亿km3，占总水量的2.35%。
由于开发困难或技术、经济的限制，到目前为止，海水、深层地下淡水、冰雪固态淡水、盐湖水等很少被直接利用。
比较容易开发利用的，与人类生活和生产关系密切的淡水储量为400多万km3，仅占淡水的11％，总水量的0.3％。
表2-1自然环境中的水量分布我国地表水径流总量约2.8万亿m3，地下水资源约8000亿m3，冰川年平均融水量约500亿m3，近海海水约500万km3。
我国目前可供利用的水资源量每年约有11000亿m3，平均每人占有地表水资源约2700m3，居世界第88位，仅为世界人均占有量的1/4。
每亩土地占有地表水1755m3，只相当于世界平均水平的1/2。
总的说来，我国淡水资源并不丰富，处于缺水状态，而且水资源的时空分布非常不均衡，东南多，西北少，耕地面积只占全国33％的长江流域和长江以南地区，水资源占全国的70％。
天然水的成分(1)
• 2、 水中的有机物： 水中的有机物： • 主要是指水中的腐殖酸和富里酸化合物、 主要是指水中的腐殖酸和富里酸化合物、 生活污水和工业废水的污染物。 生活污水和工业废水的污染物。其中含有动 植物纤维、油脂、粮类、染料、有机原料等。 植物纤维、油脂、粮类、染料、有机原料等。 水中的有机物有个共同特点， 水中的有机物有个共同特点，就是要氧化分 需要消耗水中的溶解氧， 解，需要消耗水中的溶解氧，而导致水中缺 同时会发生腐败发酵，使细菌滋生， 氧，同时会发生腐败发酵，使细菌滋生，恶 化水质，破坏水体。 化水质，破坏水体。有机物是引起水体污染 的主要原因之一。 的主要原因之一。 • 3、 水中的异味： 水中的异味： • 水中的水生动物、植物、 水中的水生动物、植物、或微生物的繁 殖和腐烂而发出的臭味； 殖和腐烂而发出的臭味；水中有机物质的腐 败分解而散发的臭味；水的溶解性气体如 败分解而散发的臭味； SO2 、 H2S 、 NH3 ；溶解性盐类或泥土 的气味、排入水体的工业废水所含如石油、 的气味、排入水体的工业废水所含如石油、 酚类等臭味；消毒水过程加入氯气的气味。 酚类等臭味；消毒水过程加入氯气的气味。
康师傅矿泉水如何区别
• 1、看外观：矿泉水在日光 下应为无色、清澈透明， 不含杂质。瓶子应是全新 无磨损的，将瓶口向下不 漏水，略挤压也应不漏水 电导率：200us/cm38.9
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2、口感：矿泉水无异味，有的略甘甜，并具本 类型矿泉水的特殊口味。若是自来水，会有漂白 粉或氯的气味；如是一般地下水，会有不爽的异 味。 3、热容量：在相同的温度条件下，矿泉水的吸 热、放热速度均慢于自来水等。矿泉水在夏季高 温季节，其瓶的表面会有冷凝的水珠出现。 4、加酒试验：往矿泉水里加注一些白酒，不仅 无异味，而且亦顺喉；而往白开水、自来水中加 入白酒，则会变味；地下水含杂质多。加入白酒 会发浑或有沉淀，其味道亦发生变化。 5、看标识：矿泉水必须标明品名、产地、厂名、 注册商标、生产日期、批号、主要成分和含量、 批准文号、监制单位、保质期等。假劣矿泉水， 标识简单含糊；瓶签往往是标识破烂、沾污。
天然水的基本组成
天然水的基本组成
天然水体的组成有江河湖海、生物水、大气水。
天然水体指的是被水覆盖着的地球表面的自然综合体，比如海洋、河流、湖泊、沼泽、冰川等等都是天然水体。
正是由于天然水体的存在，从而使其能在自然界和人类生活中发挥着巨大的作用，并成为决定人类和自然环境的重要因素。
天然水的化学成分，是指存在于水中各种元素的离子、分子、溶解和未溶解的气体成分、天然和人工的同位素、各种有机化合物、活的或死的微生物（细菌）以及不同成分的机械物质和胶体物质等。
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天然水的组成
天然水中含有多种杂质，按颗粒大小分为以下三类：
（1）悬浮物质：指悬浮于水中的物质（颗粒直径在10-4mm以上）。
其中相对密度大于1的，如泥土、砂的微粒等；相对密度小于1的，如水藻、植物的细菌、病毒等。
（2）胶体物质：指水中带电荷的胶体微粒，颗粒直径在10-9~10-5mm。
如硅、铁、铝的化合物及一些高分子有机物如腐殖质等。
也有一些在此粒径范围内的细菌、病毒等。
（3）溶解物质：指为水所溶解的、呈分子或离子状态的溶质或气体。
如氯化物、硫酸盐、重金属离子及氧、二氧化碳等。
悬浮物质和胶体物质是使天然水产生浑浊的主要因素。
自来水的常规处理工艺过程中，主要是去除悬浮物、胶体物，消毒等，很难去除溶解的有机物等有害物。
城市给水处理以满足生活饮用水标准为目标，而工业给水处理则根据工业生产工艺、产品质量、设备材料等对水质的要求来决定处理工艺。
由于各种工业产品生产的工艺要求不同，对水质的要求差异极大。
对于水质要求不高于生活饮用水标准的场合，采用城市给水处理工艺（混凝、沉淀或澄清、过滤等）。
而当生活饮用水水质不能满足生产工艺要求时，就需要对水作进一步处理（如软化、除盐和制取纯水、循环冷却水的处理和水质稳定处理等）。