最新天然水体中的主要离子
第3章 天然水的主要离子
当水中总溶解性固体进一步增大时，Mg2+就要超过 Ca2+。海水中Mg2+与Ca2+的摩尔比值为5.2，因为镁 的碳酸盐和硫酸盐的溶解度比钙高。
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Q&A
Q1 池塘中氧气的主要来源？
Q2 水呼吸耗氧？ Q3 水体中氧气日变化特点？ Q4 水体中氧气季节变化主要由什么因素引起？ Q5 构成天然水硬度的主要离子？
碱度（Alk）是反映水结合质子能力、也就是水 与强酸中和能力的一个量。
水中能结合质子的各种物质共同形成碱度。天 然水中这些物质有HCO3－、CO32－ 、OH－、 H4BO4－，以及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。
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组成水中碱度的物质可归纳为3类
①强碱：如NaOH、Ca(OH)2等，在溶液中能全部电 离生成OH-；
②弱碱：如NH3
③强碱弱酸盐：如各种碳酸盐、磷酸盐、硅酸盐、
硫化物等，水解时生产OH-。
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（二）碱度的表示单位 （1）毫摩/升（mmol/L）：1升水中含有的能结 合质子的物质的量。
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二、碱度的变化及意义
（一）碱度的变化 与水中光合作用和呼吸作用相关 2HCO3 - － CO32－＋H2O＋CO2 (1) Ca2+ + CO32－ － CaCO3↓ (2) 当光合作用>呼吸作用，平衡（1）向右移动，平 衡（2）也向右移动，生成CaCO3沉淀生成。结果是 水的碱度、硬度下降，pH值上升。 当呼吸作用>光合作用，不断有CO2产生，促使平 衡（1）、（2）均向左移动，其结果是碱度、硬度 都上升，pH值下降。
生物对于K+、Na+的需求量有差异，动物较多需
天然水中的主要离子
镁是叶绿素的组分，Mg不足则RNA净合成停 止，氮代谢混乱，细胞内积累碳水化合物 及不稳定的磷脂。
钙对蛋白质的合成与代谢，碳水化合物的转 化、细胞的穿透性以及氮、磷的吸收转化 等，均有重要影响。
2）作为水质、底质改良剂： 主要作用有：调节并帮助稳定水质及底质的pH， 促进物絮凝、聚沉；促进固氮作用及有益微生物 的活动，促进有机物的矿化，加速植物营养物质 的循环再生； Ca2+浓度增大时，可使生物减少从 环境中吸收重金属，从而降低其毒性。
对于养殖水体，通常要求其硬度在1~3mmol/L。
3) 水中钙、镁离子比例，对海水鱼虾、贝的 存活有重要影响
2.2 水的碱度、碳酸氢根、碳酸根离子
2.2.1 碱度的组成及表示单位
2.2.1.1 碱度的组成 1) 碱度的定义
是指水中所含的能与强酸发生中和作用的 全部物质。亦即能接受质子H+物质总量。 （1）定义：20℃，1L天然水中全部碱性物 质被H+所中和时需要氢离子的mmol数。常以 符号Alk表示，单位为mmol/L。 Alk=CHCO3-+C1/2CO32-+CH2BO3- + （COH－CH）
Alk=CHCO3-+C1/2CO32-
比较1×10-3mol·L-1的NaOH溶液和 0.1mol·L-1的NaHCO3溶液， NaOH溶液 的pH值为11，但用盐酸滴定时仅需1×103mol·L-1的H+，即碱度为1×10-3mol·L-1； 而NaHCO3溶液的pH值为8.3，但中和时 需0.1mol·L-1的H+，即碱度为0.1mol·L-1。
特别是海水中存在过量的碱。
如果海水呈中性，且没有过量的碱，则在温度 和压力下，每升海水只能溶解0.5cm3的CO2，因 海水中有过剩的碱，则每升海水总共能溶解约 45cm3的二氧化碳。
第二章 天然水的主要离子
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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-
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
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°
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
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 .
= Ca2+ + Mg2+ + 4HCO3石灰石地区、白云石地区，水的碱度、硬度 都较高。长石风化后也可得到碱度（例如，钾 长石）。
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2.碱度的分布情况:
★ 淡水:由于水文、地质和气候条件不同，我 国地面水的总碱度具有一定的区域性 .
★ 海水:海水中碱度一般较为稳定，通常在22.5mmol/L范围内.
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。
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-第三章 天然水的主要离子(专业知识模板)
第三章天然水的主要离子第一节水的硬度及钙镁离子一、水硬度的概念及表示单位硬度是指水中二价及多价离子含量的总和。
这些离子包括Ca2+, Mg2+、Fe2+、Mn2+、Fe3+、Al3+等。
构成天然水硬度的主要离子是Ca2+, Mg2+，一般都以这两种离子的含量来计算硬度。
表示水硬度的单位有很多种，目前应用较多的有以下三种：1)毫摩/升（mmol/L）这个单位以1L水中含有的形成硬度离子的物质的量之和来表示。
为常用硬度单位。
2)毫克/升(CaCO3) 以1L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，符号为mg/L (CaCO3)。
3)德国度(°H G) 此单位是将水中的Ca2+和Mg2+含量换算为相当的CaO量后，以1L水中含10mgCaO为1德国度(°H G)。
以上三个水硬度单位的换算关系为：1mmol/L =2.804德国度=50.05 mg/L (CaCO3)二、天然水的硬度与Ca2+, Mg2+（一）钙、镁钙在天然水中主要以Ca2+离子形式存在，是天然水中重要的离子。
钙的来源主要有含石膏地层中CaSO4 2H2O的溶解，白云石（CaCO3 MgCO3),方解石（CaCO3）在水和CO2作用下的溶解等。
地面水中，含钙量少的只有每升数毫克。
海水含钙量较多。
钙是多数淡水中含量最多的阳离子。
随着含盐量的增加，其含量也增加，但由于其易生成碳酸钙沉淀，使积累减慢，以致钠、镁的含量在盐度高的水中就大大超过钙。
镁存在于所有的天然水中，含量仅次于钠或钙，常居阳离子第二。
多数淡水中，1-40 mg/L。
（二）天然水的硬度主要是由Ca2+, Mg2+离子形成的。
考虑到水中与硬度共存的阴离子的组成，可将硬度分为碳酸盐硬度与非碳酸盐硬度。
1)碳酸盐硬度是指水中与HCO3-及CO32-所对应的硬度。
这种硬度在水加热煮沸后，绝大部分可以因生成CaCO3沉淀而除去，故又称为暂时硬度。
2)非碳酸盐硬度是对应于硫酸盐和氯化物的硬度，即由钙镁的硫酸盐、氯化物形成的硬度。
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
第三章 水环境化学习题解答
第三章水环境化学一、填空题1、天然水体中常见的八大离子包括：K+、Na+、Ca2+、Mg2+、HCO3-、NO3-、Cl-、SO42-。
2、天然水体中的碳酸平衡体系a0、a1、a2分别表示[H2CO3*]、[HCO3-]、[CO32-]的分配系数，其表达式分别为：（用pH\K1\K2表达）:a 0=[H2CO3*]/{[ H2CO3*]+[ HCO3-]+[ CO32-]}=[H+]2/{[H+]2+K1[H+]+K1K2}a 1=[ HCO3-] /{[ H2CO3*]+[ HCO3-]+[ CO32-]}= K1[H+]/{[H+]2+K1[H+]+K1K2}a 2=[ CO32-] /{[ H2CO3*]+[ HCO3-]+[ CO32-]}= K1K2/{[H+]2+K1[H+]+K1K2}。
(注：此三个公式前半段教材119-120页有错误！)a 0+a1+a2=13、根据溶液质子平衡条件得到酸度低表达式：总酸度=[H+]+2[ H2CO3*]+[HCO3-]-[OH-]；CO2酸度= [H+]+[H2CO3*]-[CO32-]-[OH-]（注：教材121此公式错误），无机酸度= [H+]-[HCO3-]-2[CO32-] -[OH-] 。
4、根据溶液质子平衡条件得到酸度低表达式：总碱度= [OH-] +2[CO32-]+[HCO3-]-[H+]；酚酞碱度= [OH-] +[CO32-]-[H+]-[ H2CO3*]；苛性碱度= [OH-] -2[ H2CO3*]-[HCO3-]-[H+]。
5、“骨痛病事件”的污染物是镉；水俣病的污染物是汞（或甲基汞）。
6、水体的富营养化程度一般可用总磷（TP）、总氮（TN）、叶绿素a、透明度等指标来衡量。
7、水环境中氧气充足的条件下有机物发生的生物降解称为有氧（或好氧）降解，最终产物主要为二氧化碳和水，有机氮转化为硝酸根，有机硫转化为硫酸根。
水中的有机物在无氧条件经微生物分解，称为厌氧降解，降解产物除二氧化碳和水外，还有小分子的醇、酮、醛、酸等，无机态氮主要以氨氮存在、硫主要以硫化物存在，水体发臭发黑。
最新天然水的主要离子ppt课件
实践表明，水体Alk＝0.1-0.3mmol/L 其生产力低，0.3-1.5mmol/L水体生产力 一般，而当达到1.5-3.5mmol/L水体才可 能具有较高的生产力。
（3）水体中的HCO3－和CO32－可以同许多 重金属离子生成络合物或离子对，从而降 低了重金属对水生生物的毒性。
如有毒的Cu2+和CuOH+在水中Alk高时， 90%可转化为碳酸盐络合物（主要为 CuCO3与Cu(CO3)22-)，从而大大降低Cu 在水中的毒性。用CuSO4防治鱼病时，水 的碱度、络合容量不同，其效果也不同。
2.1.2.3 天然水的硬度 1)硬度的种类 由Ca2+造成的硬度称“钙硬度”（HCa) , Mg2+造 成的硬度称“镁硬度” （HMg) 。 各种硬度之和称“总硬度”，（T.H.)
T.H.= HCa+ HMg
碳酸盐硬度（HC暂时硬度）：以碳酸盐和重碳酸盐 形式的Ca2+、 Mg2+造成的硬度，水煮沸后可除去。
水体的二氧化碳总量： ∑CO2 =CHCO3-+CCO32-+CCO2 水体的碳酸盐碱度： CA＝ CHCO3-+2CCO32-
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
Mg/Cl
大西洋 0.5544-
0.0667
0.5567
北太平洋 0.5553 0.06632-0.06695
K/Cl
0.019530.0263 0.02096
天然水中的主要离子.ppt
2.1.1 水硬度的概念及表示单位 1) 硬度：水的硬度是指水沉淀消耗肥皂的能力。
从理论上说，包括碱金属以外的所有金属离子。 天然水中，钙、镁是构成天然水硬度的主要成分。
2) 水硬度的表示单位
① 毫摩/升(mmol/L)：以1L水中含有的形成硬度离子的 物质的量之和。以1/en+作为基本单元。常用硬度 单位。
对于养殖水体，通常要求其硬度在1~3mmol/L。
3) 水中钙、镁离子比例，对海水鱼虾、贝的 存活有重要影响
2.2 水的碱度、碳酸氢根、碳酸根离子
2.2.1 碱度的组成及表示单位
2.2.1.1 碱度的组成 1) 碱度的定义
是指水中所含的能与强酸发生中和作用的 全部物质。亦即能接受质子H+物质总量。 （1）定义：20℃，1L天然水中全部碱性物 质被H+所中和时需要氢离子的mmol数。常以 符号Alk表示，单位为mmol/L。 Alk=CHCO3-+C1/2CO32-+CH2BO3- + （COH－CH）
碳酸盐硬度（HC暂时硬度）：以碳酸盐和重碳酸盐 形式的Ca2+、 Mg2+造成的硬度，水煮沸后可除去。
非碳酸盐硬度（HS永久硬度） ：由硫酸盐和氯化物 形式的Ca2+、 Mg2+造成的硬度。
T.H.= HC+ HS
总碱度大于总硬度时，水中只有碳酸盐硬 度，没有永久硬度。为I型水，
2) 天然水硬度分类
代谢的调节。
镁是叶绿素的组分，Mg不足则RNA净合成停 止，氮代谢混乱，细胞内积累碳水化合物 及不稳定的磷脂。
钙对蛋白质的合成与代谢，碳水化合物的转 化、细胞的穿透性以及氮、磷的吸收转化 等，均有重要影响。
2）作为水质、底质改良剂： 主要作用有：调节并帮助稳定水质及底质的pH， 促进物絮凝、聚沉；促进固氮作用及有益微生物 的活动，促进有机物的矿化，加速植物营养物质 的循环再生； Ca2+浓度增大时，可使生物减少从 环境中吸收重金属，从而降低其毒性。
天然水中的主要离子
人为引起硬度变化：施用过磷酸钙、石灰乳等。
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
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 );
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
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？
德国度(HG)
mmol/L (1/2Ca2+,1/2Mg2+)
0~4 4~8 8~16 16~30 30
1.4 1.4~2.8 2.8~5.7 5.7~11.4 11.4
天然水的硬度情况
雨水、雪水的硬度一般很低； 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； 一般随含盐量的增加，硬度增大； 特殊水文地质条件下形成的苏打湖(碳酸盐类钠
【水环境化学】第三章 天然水的主要离子
第三章天然水的主要离子第一节水的硬度及钙镁离子一、水硬度的概念及表示单位硬度是指水中二价及多价离子含量的总和。
这些离子包括Ca2+, Mg2+、Fe2+、Mn2+、Fe3+、Al3+等。
构成天然水硬度的主要离子是Ca2+, Mg2+，一般都以这两种离子的含量来计算硬度。
表示水硬度的单位有很多种，目前应用较多的有以下三种：1)毫摩/升（mmol/L）这个单位以1L水中含有的形成硬度离子的物质的量之和来表示。
为常用硬度单位。
2)毫克/升(CaCO3) 以1L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，符号为mg/L (CaCO3)。
3)德国度(°H G) 此单位是将水中的Ca2+和Mg2+含量换算为相当的CaO量后，以1L水中含10mgCaO为1德国度(°H G)。
以上三个水硬度单位的换算关系为：1mmol/L =2.804德国度=50.05 mg/L (CaCO3)二、天然水的硬度与Ca2+, Mg2+（一）钙、镁钙在天然水中主要以Ca2+离子形式存在，是天然水中重要的离子。
钙的来源主要有含石膏地层中CaSO4 2H2O的溶解，白云石（CaCO3 MgCO3),方解石（CaCO3）在水和CO2作用下的溶解等。
地面水中，含钙量少的只有每升数毫克。
海水含钙量较多。
钙是多数淡水中含量最多的阳离子。
随着含盐量的增加，其含量也增加，但由于其易生成碳酸钙沉淀，使积累减慢，以致钠、镁的含量在盐度高的水中就大大超过钙。
镁存在于所有的天然水中，含量仅次于钠或钙，常居阳离子第二。
多数淡水中，1-40 mg/L。
（二）天然水的硬度主要是由Ca2+, Mg2+离子形成的。
考虑到水中与硬度共存的阴离子的组成，可将硬度分为碳酸盐硬度与非碳酸盐硬度。
1)碳酸盐硬度是指水中与HCO3-及CO32-所对应的硬度。
这种硬度在水加热煮沸后，绝大部分可以因生成CaCO3沉淀而除去，故又称为暂时硬度。
2)非碳酸盐硬度是对应于硫酸盐和氯化物的硬度，即由钙镁的硫酸盐、氯化物形成的硬度。
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淡水：Ca2+>>Mg2+ 咸水： Mg2+ > Ca2+
海水
Mg2 Ca 2
5.2
天然水体中的主要离子
二、水硬度的概念及表示单位
硬度是指水中二价及多价金属离子含量的 总和。这些离子包括Ca2+ 、Mg2+ 、Fe2+、 Mn2+、Fe3+，Al3+等。
天然水体中的主要离子
天然水体中的主要离子
例1、鱼水池中含Ca（HCO3）2 160 mg/ L，Mg （HCO3）2 220 mg/ L 。计算水中总硬度，以三 种单位表示硬度。（M 162， Ca（HCO3）2 =
M Mg（HCO3）2 =146.3)
解：水的总硬度=
天然水体中的主要离子
三、天然水的硬度
海水养鱼池，由于总硬度很高，这种变化 的相对值很小，不容易测定出来。
天然水体中的主要离子
养鱼池水的硬度首先决定于所采用的水源 水的硬度，其次与池塘土质有关。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。修建在盐碱地 上灌注淡水的养鱼池，随着塘龄的增加， 土壤中的钙、镁因淋溶而减少，致使池水 的总硬度也逐年降低。
地层中CaSO4·2H20的溶解，白云石 (CaCO3.MgCO3)、方解石(CaCO3)在水和CO2 作用下的溶解等。
天然水体中的主要离子
天然水中的钙含量差 别很大。潮湿多雨地 区的地面水含钙少； 干早地区，尤其流经 富含石膏地层的地下 水，及富含石灰石地 层的地下水中含Ca2+均 较多。
地面水中，如许多河
第三章
天然水体中的主要离子
天然水体中的主要离子
本章提要
主要介绍天然水体中存在的主要离子，要 求了解天然水体中的主要离子的来源和动 态规律。
熟悉并掌握天然水体中的主要离子对水生 生物生命活动和养殖生产的影响。
天然水体中的主要离子
第一节 水的硬度及钙镁离子
一、天然水的硬度与Ca2+、Mg2+
（一）钙 以Ca2+离子形式存在，来源主要有含石膏
流与湖泊含钙量只有
每升数毫克（如广东、
广西、福建）。海水 含Ca2+较多，盐度35的 大洋水Ca2+含量达 400mg／kg。钙是多数 淡水中含量最多和重 要的阳离子。
天然水体中的主要离子
(二)镁
镁在天然水中含量仅次于Na+或Ca2+，常居阳离子 的第二位。在大多数淡水中Mg2+的含量介于140mg/L之间
共性——含量偏高可使肥皂失去去污能力， 锅炉结垢，工业上的许多部门不能使 用。
构成天然水硬度的主要离子是Ca2+和Mg2+ ， 所以Ca2+和Mg2+离子的含量来计算硬度。
天然水体中的主要离子
水硬度的单位： 1．毫摩／升(mmol/L)
物质的量的基本单元以单位电荷形式 1/nMen+计，即以1/2Ca2+，1/2Mg2+作为基本单 元。为常用硬度单位。 2．毫克／升(CaCO3) 符号为mg /L(CaCO3) ，以 1L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 (美国或英文文献中)常用。 3．德国度(0Hg) :将水中的Ca2+和Mg2+含量换算为 相当的CaO量后，以1L水中含10mgCaO为1德国 度(0Hg)。德国、原苏联和我国常采用。
当水中的光合作用速率超过呼吸作用速率时，就 有CO2的净消耗，促使平衡向右移动；当呼吸作 用速率超过光合作用速率时，就有CO2的净补 充，促使平衡向左移动。
天然水体中的主要离子
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
天然水体中的主要离子
对淡水养鱼池，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，泼洒石灰浆水，都能 使池水硬度变化。池水中生物的光合作用 和呼吸作用能促使碳酸钙的沉积和溶解， 可以使池水的碱度、硬度发生昼夜变化.
非碳酸盐硬度---永久硬度: 对应于钙镁的硫酸盐、氯化物形成的硬
度。用一般煮沸方法不能从水中除去.
这种分类方法只不过是反映水中钙、镁阳 离子同阴离子组成间的数量对比关系，不 可认为水中固定地含有这些盐类。
天然水体中的主要离子
表2-1 天然水的硬度分级
类别
德国度(°HG)
mmol/L
(1/2Ca2+,1/2Mg2+)
天然水体中的主要离子
五 钙、镁离子在水产养殖中的意义
作为淡水养殖生产用水，要求有一定的硬度，即要 求水中有一定的钙、镁含量。海水养殖虽然对水硬 度没有提出要求，但在使用地下井盐水进行海水鱼、 虾、贝类繁殖时，就必须重视水的硬度，尤其是钙、 镁离子含量的比例，否则可能引起养殖失败。
极软水 软水 中等软水 硬30 30以上
1.4以下 1.4~2.8 2.8~5.7 5.7~11.4 11.4以上
天然水体中的主要离子
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
天然水体中的主要离子
四 鱼池水硬度的变化 Ca2+在水中比较活跃，参与水中的溶解平衡与吸 附平衡，含量处在不停的变化之中。水中的光合 作用和呼吸作用就可以使池水硬度发生昼夜变化。 这是因为一般养鱼池水中均存在以下的重要平衡：
天然水中Ca2+与Mg2+含量的比例关系有一个大致规律：
在溶解性固体总量低于500mg／L的水中， Ca2+与 Mg2+物质的量的比值变化范围较大，从4：1到2：1.
水中溶解性固体总量大于1000mg/L时，其比值在2：、 1到1：l之间。
天然水体中的主要离子
随着水中含盐量的增加，由于镁的碳酸盐和
天然水硬度主要由Ca2+ 、 Mg2+离子形成。 某些缺氧地下水也可能由Fe2+形成水硬度。 分类：根据形成硬度的离子不同，可分
为钙硬度、镁硬度、铁硬度等。
考虑到水中与硬度共存的阴离子组 成，又分为碳酸盐硬度与非碳酸盐硬度。
天然水体中的主要离子
碳酸盐硬度-- 暂时硬度: 水煮沸后，可以生成CaCO3沉淀而除去。