第二章 天然水的主要离子
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(2).[HCO3-]+[1/2 CO32- ]>[1/2Ca2+ ]+[1/2Mg2+ ] 按阿列金分类法，Ⅰ型水只有暂时硬度，
Ⅱ、Ⅲ型水有暂时硬度和永久硬度 Ⅳ型水只有永久硬度
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②. 天然水按硬度分类：
硬度范围
类 别 德国度，°HG mmol/L
1/2 Ca2+,1/2 Mg2+
极 软 水 0～4°
10
鱼池硬度的变化实例：
时间
总硬度 ° HG
7月15日（晴） 7月16日（晴） 5：30 17：00 5：30 17：00 34.8 33.9 34.2 33.6
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四、硬度与水产养殖 的关系
1.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。
第二章 天然水的主要离子
§2-1 水的硬度及钙镁离子 §2-2 水的碱度.碳酸根.碳酸氢根离子 §2-3 硫酸根离子.氯离子.钾离子.钠离子 §2-4 海水主要成分的恒定性
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§2-1 水的硬度和钙镁离子
一、定义: 硬度:指水中二价及多价金属离子含量的总和.
天然水硬度构成主要是Ca2+.Mg2＋因此，一般都 以Ca2+.Mg2＋离子的含量来计算硬度。
◆淡水 AT≈[HCO3-]+2[CO32-]+[OH－]-[H+] ◆ 海水 AT≈[HCO3-]+ 2[CO32- ]+[H4BO4-]
（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。
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（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。
一、碱度的定义: 1.碱度：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。 用AT 表示
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2.组成
由强碱、弱碱和强碱弱酸盐组成。
如HCO3－、CO32－、OH－、H4BO4－、H2PO4 －、HPO42－、NH3等。对于大多数天然水， 以前4种离子的含量为主，其余的物质含量很 小。
◇单位 mmol/L . mg/LCaCO3 . °HG
1mmol/L=2.804 °HG =50.05mg/LCaCO3
2
◇表示符号：TH TH = HCa2+ + HMg2+
= C1/2Ca2+ + C1/2Mg2+
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二、天然水的钙镁
1.硬度分类 ①按形成硬度的离子不同 ◆按阳离子分:
钙硬度、镁硬度、铁硬度
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◆按阴离子组成分:
碳酸盐硬度: 水中与HCO3-与 CO32-所对应的硬度 ,在 水加热煮沸后，绝大部分可以因生成 CaCO3↓而除去，故又称为暂时硬度。
非碳酸盐硬度 : 与硫酸盐、氯化物所对应的硬度。它们用 一般煮沸的方法不能从水中除去，所以又 称为永久硬度 .
5
特点：
(1).[1/2Ca2+ ]+[1/2Mg2+ ]> [HCO3-]+[1/2 CO32-]
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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％。
酸盐类钠组Ⅰ型水），水硬度则相对较低
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三、鱼池水硬度的变化
池水的硬度首先决定于水源水 新修建的鱼池，土壤中的可溶性钙、镁也会转入
池水中，使硬度增高 . 生产管理上的操作及水中生物代谢活动也可使池
水硬度发生变化 比如施用过磷酸钙，泼洒石灰水，甚至水生生 物的光合作用和呼吸作用，都能使硬度变化 . 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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2.钙离子可降低重金属离子和一价金属离 子的毒性
有人用硬头鳟鱼做试验源自文库当水的硬度从 10mg/L增加到100mg/L时，铜和锌的毒性大约 降低了3/4。 见48页 3.钙、镁离子可增加水的缓冲性
一定的硬度，可以使水具有较好的缓冲性， 即具有较好的保持pH的能力。同时又是水质底 质的改良剂.促进有机物絮凝;促进固氮和微生 物活动,加速有机物的矿化作用;稳定水质和底 质的pH
强碱在溶液中全部电离生成OH—离子；弱
碱在水中发生反应生成OH—离子；强碱弱酸盐
如各种碳酸盐、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+。
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3.表达式:
AT=[HCO3-]+2[CO32-]+[H4BO4-]+[OH-]-[H+]
≈[HCO3-]+ 2[CO32- ]+[H4BO4-]
当水露出地面后常常发生沉淀，形成“石灰 华”，这是CO2逸出反应向右进行的结果。
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3.天然水的硬度含量情况
不同地区,环境,水体状况其硬度不同: 1. 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 2. 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 3. 通常随着含盐量的增加，水硬度也增大 4. 一些特殊水文地质条件下形成的苏打湖（碳
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
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2. Ca2+.Mg2＋来源
来源于土壤岩石 流经石膏地层的地下水含 Ca2+.量大 石灰岩地层的地下水，硬度常常很高
CaCO3+CO2+H2O=Ca2++2HCO3-
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五、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 :硬水软化 沿海:Ca2++2HCO3-=CaCO3↓ +CO2↑ 内陆:Ca2++SO42-=CaSO4↓
清除方法:生石灰, 苏打;阳离子交换
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§2-2 天然水碱度，碳酸根，碳酸氢根
Ⅱ、Ⅲ型水有暂时硬度和永久硬度 Ⅳ型水只有永久硬度
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②. 天然水按硬度分类：
硬度范围
类 别 德国度，°HG mmol/L
1/2 Ca2+,1/2 Mg2+
极 软 水 0～4°
10
鱼池硬度的变化实例：
时间
总硬度 ° HG
7月15日（晴） 7月16日（晴） 5：30 17：00 5：30 17：00 34.8 33.9 34.2 33.6
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四、硬度与水产养殖 的关系
1.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。
第二章 天然水的主要离子
§2-1 水的硬度及钙镁离子 §2-2 水的碱度.碳酸根.碳酸氢根离子 §2-3 硫酸根离子.氯离子.钾离子.钠离子 §2-4 海水主要成分的恒定性
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§2-1 水的硬度和钙镁离子
一、定义: 硬度:指水中二价及多价金属离子含量的总和.
天然水硬度构成主要是Ca2+.Mg2＋因此，一般都 以Ca2+.Mg2＋离子的含量来计算硬度。
◆淡水 AT≈[HCO3-]+2[CO32-]+[OH－]-[H+] ◆ 海水 AT≈[HCO3-]+ 2[CO32- ]+[H4BO4-]
（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。
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（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。
一、碱度的定义: 1.碱度：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。 用AT 表示
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2.组成
由强碱、弱碱和强碱弱酸盐组成。
如HCO3－、CO32－、OH－、H4BO4－、H2PO4 －、HPO42－、NH3等。对于大多数天然水， 以前4种离子的含量为主，其余的物质含量很 小。
◇单位 mmol/L . mg/LCaCO3 . °HG
1mmol/L=2.804 °HG =50.05mg/LCaCO3
2
◇表示符号：TH TH = HCa2+ + HMg2+
= C1/2Ca2+ + C1/2Mg2+
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二、天然水的钙镁
1.硬度分类 ①按形成硬度的离子不同 ◆按阳离子分:
钙硬度、镁硬度、铁硬度
4
◆按阴离子组成分:
碳酸盐硬度: 水中与HCO3-与 CO32-所对应的硬度 ,在 水加热煮沸后，绝大部分可以因生成 CaCO3↓而除去，故又称为暂时硬度。
非碳酸盐硬度 : 与硫酸盐、氯化物所对应的硬度。它们用 一般煮沸的方法不能从水中除去，所以又 称为永久硬度 .
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特点：
(1).[1/2Ca2+ ]+[1/2Mg2+ ]> [HCO3-]+[1/2 CO32-]
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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％。
酸盐类钠组Ⅰ型水），水硬度则相对较低
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三、鱼池水硬度的变化
池水的硬度首先决定于水源水 新修建的鱼池，土壤中的可溶性钙、镁也会转入
池水中，使硬度增高 . 生产管理上的操作及水中生物代谢活动也可使池
水硬度发生变化 比如施用过磷酸钙，泼洒石灰水，甚至水生生 物的光合作用和呼吸作用，都能使硬度变化 . 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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2.钙离子可降低重金属离子和一价金属离 子的毒性
有人用硬头鳟鱼做试验源自文库当水的硬度从 10mg/L增加到100mg/L时，铜和锌的毒性大约 降低了3/4。 见48页 3.钙、镁离子可增加水的缓冲性
一定的硬度，可以使水具有较好的缓冲性， 即具有较好的保持pH的能力。同时又是水质底 质的改良剂.促进有机物絮凝;促进固氮和微生 物活动,加速有机物的矿化作用;稳定水质和底 质的pH
强碱在溶液中全部电离生成OH—离子；弱
碱在水中发生反应生成OH—离子；强碱弱酸盐
如各种碳酸盐、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+。
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3.表达式:
AT=[HCO3-]+2[CO32-]+[H4BO4-]+[OH-]-[H+]
≈[HCO3-]+ 2[CO32- ]+[H4BO4-]
当水露出地面后常常发生沉淀，形成“石灰 华”，这是CO2逸出反应向右进行的结果。
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3.天然水的硬度含量情况
不同地区,环境,水体状况其硬度不同: 1. 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 2. 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 3. 通常随着含盐量的增加，水硬度也增大 4. 一些特殊水文地质条件下形成的苏打湖（碳
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
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2. Ca2+.Mg2＋来源
来源于土壤岩石 流经石膏地层的地下水含 Ca2+.量大 石灰岩地层的地下水，硬度常常很高
CaCO3+CO2+H2O=Ca2++2HCO3-
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五、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 :硬水软化 沿海:Ca2++2HCO3-=CaCO3↓ +CO2↑ 内陆:Ca2++SO42-=CaSO4↓
清除方法:生石灰, 苏打;阳离子交换
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§2-2 天然水碱度，碳酸根，碳酸氢根