天然水体中的主要离子概要
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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
鱥>尼罗罗非鱼> 鲤鱼> 草鱼> 鳙、鲢 增加水中的Ca含量可降低水的碱度。
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
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
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
天然水中的主要离子
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。
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。
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。
第一节天然水中主要离子
Ca2+＋2HCO3－ CaCO3↓ + H2O+CO2 水中的光合作用和呼吸作用可以使平衡来回移动。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在水中CO2作用下的溶解 等。因此，不同条件下的天然水中的钙含量差别很大.。 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CaCO3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。
表示水硬度大小的单位有多种。目前在文献中使用 较多的有以下三种：
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。物质的量的基本单元以单位 电荷形式 Men+计，常用mmol/L为单位。
毫克/升(CaCO3)：以1升水中所含有的形成硬度的离 子的量所相当的CaCO3的质量表示，符号为mg/L （CaCO3）。这种表示单位在后面一般应加括号注明是 指CaCO3的质量。不加说明时，也应理解为是指CaCO3 的质量，而不是Ca2+与Mg2＋的质量。
活动强度有关。
项 目 7月5日 7月15日晴
5：30 17：00
总硬度／ 14.5 12.5 12.1 (mmol/L)
总碱度／ 2.7 1.50 1.06 (mmol/L)
pH
8.2 8.4 >9.6
7月16日晴 5：30 17：00 12.2 12.0
1.15 0.94
8.6 10.0
内蒙古克旗牦牛泡碱度平均值的周年变化
是由于镁的碳酸盐和硫酸盐的溶解度较钙为高之故。
（三）天然水按硬度的分类
类别 极软水 软水
mmol/L 1.4以下 1.4～2.8
中等软水 2.8～5.7
表示水硬度大小的单位有多种。目前在文献中使用 较多的有以下三种：
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。物质的量的基本单元以单位 电荷形式 Men+计，常用mmol/L为单位。
毫克/升(CaCO3)：以1升水中所含有的形成硬度的离 子的量所相当的CaCO3的质量表示，符号为mg/L （CaCO3）。这种表示单位在后面一般应加括号注明是 指CaCO3的质量。不加说明时，也应理解为是指CaCO3 的质量，而不是Ca2+与Mg2＋的质量。
活动强度有关。
项 目 7月5日 7月15日晴
5：30 17：00
总硬度／ 14.5 12.5 12.1 (mmol/L)
总碱度／ 2.7 1.50 1.06 (mmol/L)
pH
8.2 8.4 >9.6
7月16日晴 5：30 17：00 12.2 12.0
1.15 0.94
8.6 10.0
内蒙古克旗牦牛泡碱度平均值的周年变化
是由于镁的碳酸盐和硫酸盐的溶解度较钙为高之故。
（三）天然水按硬度的分类
类别 极软水 软水
mmol/L 1.4以下 1.4～2.8
中等软水 2.8～5.7
最新天然水体中的主要离子
硫酸盐的溶解度较钙的高，镁离子将会超过 钙很多倍。
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
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
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天然水体中的主要离子概要
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。
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。
(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
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。
随着水中含盐量的增加，由于镁的碳酸盐和硫酸盐的溶解度较钙的高，镁离子将会超过钙 很多倍。
淡水：Ca2+>>Mg2+ 咸水： Mg2+ > Ca2+
海水
Mg2 Ca2
5.2
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。
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
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：
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
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
M （ g C 3 ） 2 O
三、天然水的硬度
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。
碳酸盐硬度-- 暂时硬度: 水煮沸后，可以生成CaCO3沉淀而除去。
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。
这表明钙、镁离子在养殖生产中有着十分重 要的意义。
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。
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。
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。
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。
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。
类别
极软水 软水 中等软水 硬水 极硬水
表2-1 天然水的硬度分级
德国度(°HG)
mmol/L (1/2Ca2+,1/2Mg2+)
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。
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 Ca（HCO3）2 =162，
M Mg（HCO3）2 =146.3) 解：水的总硬度=
160 220
4 .9m 8
1 2 1 2 C （ a C 3 ） 2 O
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。
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
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。藻类细胞必需钙，硅
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。
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
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.
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。
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。
(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
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。
随着水中含盐量的增加，由于镁的碳酸盐和硫酸盐的溶解度较钙的高，镁离子将会超过钙 很多倍。
淡水：Ca2+>>Mg2+ 咸水： Mg2+ > Ca2+
海水
Mg2 Ca2
5.2
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。
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
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：
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
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
M （ g C 3 ） 2 O
三、天然水的硬度
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。
碳酸盐硬度-- 暂时硬度: 水煮沸后，可以生成CaCO3沉淀而除去。
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。
这表明钙、镁离子在养殖生产中有着十分重 要的意义。
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。
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。
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。
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。
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。
类别
极软水 软水 中等软水 硬水 极硬水
表2-1 天然水的硬度分级
德国度(°HG)
mmol/L (1/2Ca2+,1/2Mg2+)
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。
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 Ca（HCO3）2 =162，
M Mg（HCO3）2 =146.3) 解：水的总硬度=
160 220
4 .9m 8
1 2 1 2 C （ a C 3 ） 2 O
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。
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
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。藻类细胞必需钙，硅
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。
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
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.