各类天然水体的水化学概况
第九章各类天然水体的水化学概况天然水在自然界中的分布和循环，构成地球的水圈，水圈为地球表面和接近地球表面的各类水的总称。
天然水的总水量近14亿km3, 地球表面积的三分之二被其所覆盖。
天然水在流动与循环过程中接受了周围环境的各种杂质，形成不同水系。
按天然水形成、形态与性质的特点，可划分为河水、湖（库）水、地下水、大气降水(雨水、雾、雪、霜、雹等)及海水五大类。
各类天然水均具有各自的特点，即使同类水体，其水质状况也不尽相同。
这是由于水体所处的环境条件，如气象、气候、地理、地质、人类生产与生活用水和排废、各种生物的生命代谢活动等均会影响水质。
本章将简要叙述各种类型天然水体的水化学概况及相关概念。
第二节河水一、河流水化学基本特点河流是大气降水径流和出露地面的地下水径流在地表线性凹地汇集而成的水体，河流是自然界水分循环的组成部分及水量平衡的组成要素。
其具有集水流域面积广、敞开、流动等特点。
河流水质与土壤、岩石、植被、气候及河水的补充水源等状况有关，和人类活动有关，特别是与水中生物生命代谢活动直接相关。
河流是水圈中最为活跃的部分，由于其流动所涉及的面积较为广阔，流动过程中接触的环境较复杂，且多样性，故河水化学组成具多样性和易变性的特点，不同地区河流与同一河流的不同季节、不同河段，其河水化学成分都可能有较大差异。
通常河流的水化学有以下基本特点：1、溶解有丰富的气体因河水处于运动状态，与空气接触充分，溶有空气中的各种气体，溶解氧气和氮气较丰富，含量近为饱和。
未污染河流中生物不多，溶解氧等气体的含量主要受温度和气压影响。
夏季大型水库溢洪放水时，放出大量温度低且为溶解气体所饱和了的库水，这些水在大坝以下河道中如温度迅速上升，可能造成水中溶解气体过饱和。
2、河水化学组成与含盐量（1）主要离子世界各地河水所含主要离子种类相同，阳离子为：Ca2+、Mg2+、Na+、、K+，阴离子为：HCO3- CO32-、SO42-、Cl-，即通常所说八大离子。
世界河水平均化学组成、我国及世界部分河流主要离子含量和分别列于表9-3、9-4与9-5。
多数河流主要离子中以HCO3-和Ca2+含量最高，水质属碳酸盐类钙组。
在含盐量较高河水中，水质类型可能与前者不同，存有硫酸盐类或氯化物类钠组类型水质。
较多河水中主要离子含量大小基本具有以下顺序：阳离子：[Ca2+]>[Na++K-]> [Mg2+]，阴离子：[HCO3-+CO32-]> [SO42-]> [Cl-]东南沿海各河流，水质类型主要以重碳酸盐类钙组或钠组为主，但是主要离子比例关系有所不同。
对于长江、黄河等大的河流，主要离子的比例关系在上游一般为Ca2++ Mg2+< HCO3-或HCO3- +SO42-> Ca2++ Mg2+> HCO3-，在下游则以HCO3- +SO42-> Ca2++ Mg2+> HCO3-为主。
在滨海河口段随潮位变化，水质类型主要为氯化物类钠组，但也可能在前者与重碳酸盐类钙组之间波动。
西北河流水质类型随季节变化显著，汛期属重碳酸盐类或氯化物类钠组或硫酸盐类，枯水季节则转为硫酸盐类或氯化物类。
河水的流动性特点使其水质垂直分布均匀，混浊度较大。
若支流水质不同、不同区段地质条件有变化，则不同区段水质将有差异，水质类型也可能发生变化。
若某区段河水遭受污染，污染物将使河流不同区段化学组成、水质状况发生变化。
（2）有机物与pH 河水尚含有机物，主要来自集水区土壤与人类活动排废。
植被较好的集水区域与城市下游河水中有机物较多。
河水pH一般为6.5-8.5，冬季稍低，夏季稍高。
表9-3 世界河水的平均化学成分含量（mg/L）HC O3-SO42-Cl-SiO2NO3-Ca2+Mg2+Na+K+(Fe,Al)2O335 .212.15.711.71.920.43.45.82.12.7天津师范大学等，《水文学与水资源概论》。
表9-4 我国部分河流主要离子含量 (mg/L)河流名称HCO3-CO32-SO42-Cl-Ca2+Mg2+Na+(K+)离子总量西江（1980-1983）141.2 3.6 18.7 3.3 42. 6.8 14.2 230.4 东江（1982-1983）26.2 0 2.3 1.0 4.1 1.2 5.9 41.北江（1981-1982）98 0 3.9 2.9 22.0 2.6 10.7黄河上游中游下游1722121774.03.20.913.578.188.222.449.562.539.549.346.813.223.421.02.0255.761.8284.8471.2458.2松花江(哈尔滨1981)74.7 0 5.5 7.2 16.9 3.6 9.5 117.4 鸭绿江（丹东）103.7 0 12.6 21.1 16.8 3.4 5.5 163.0 钱塘江(杭州1978,10)52.03 2.65 4.51 18.04 22.96 6.17 86.36长江(武汉1980,6)12334 9.11 4.12 44.8 6.54 5.36 193.27 汉水(武汉1980,6)116.02 8.92 4.40 36.64 7.83 4.14 177.95 嘉陵江(重庆1980,6)193.9 6.37 4.12 46.40 5.59 5.02 261.48转引自中国内陆水域渔业资源编写组《中国内陆水域渔业资源》和Hu Minghui 等Nature. 转引自陈静生，《水环境化学》。
表9-5 世界部分河流主要离子含量(mg/L)河流名称HCO3-CO32-SO42-Cl-Ca2+Mg2+Na+(K+)离子总量圣芬纶斯河（加拿大）95.219.514.031.46.97.2174.2密西西比河（美国）108.00 39 85 389.213.9283.6科罗拉多河（美国）153.79683781863.55442233.2托涅川（日本）12.88.42.24.91.13.332.7湄公河（越南）115.614.76.231.15.79.3182.6墨累河（澳大利亚）50.79.42.98.55.721.498.6尼罗河（非洲）85.84.73.415.88.819.5138亚麻逊河（南美洲）29 02.52.49.1.3.147陈静生，《水环境化学》。
（3）含盐量不同河水含盐量可能有较大差异，但多数河流含盐量较低。
我国南方与东北河流含盐量多低于200mg/L。
有的仅30~50mg/L，高者超过1000mg/L，极少数河水高达数千毫克/升。
世界河水平均含盐量仅约120mg/L。
以地下水补给的河流含盐量较高。
3、河水营养盐通常河水中营养盐含量均不高。
一般清洁河水NO3--N 为0.1-0.5mg/L，NH3-N含量低于0.1 mg/L；受污染河水，NO3--N与NH3-N含量将大幅度增加，NO3--N高于5-10 mg/L，NH3-N 每升可增至数毫克。
如我国珠江水系河流有效氮以NO3--N为主，占有效氮52.1-87.6%。
NO3--N 含量变化范围相当大（0~500mol/L）。
清洁河水活性磷一般为0.05-0.1 mg/L，但若受人类活动影响，河流某一区段磷含量可能显著增加。
二、我国河流水质主要指标的区域性分布特点我国河流水质主要指标有明显区域性特点。
全国河水离子总量的增减和水质类型的变化，都是从东南向西北内陆呈渐变的趋势。
河水含盐量从东南沿海向西北基本呈现递增的趋势，河水总硬度和水质类型显示地域性特点。
以下按通常所采用的四大地块说明我国河流含盐量、水质类型与营养盐等在不同地快的特点。
1、秦岭-淮河一线以南地区东南沿海地区由于雨水充沛，河流沿途地域常年受到河水的冲洗，故河水矿化度低于50 mg/L，水质多数属于碳酸盐类钠组类型，是全国河水含盐量最低的地区。
由于由东向西部地区干旱程度逐渐增强，因此矿化度从东南向西和西北呈增加趋势，由沿海往西，河水矿化度增加为100~200 mg/L或200~300 mg/L，个别地区超过500 mg/L，河流水质类型转变为碳酸盐类钙组。
因西北地区干旱少雨，可溶盐易在土壤中积累，河水流过可溶解携带较多盐分，其含盐量可超过1000 mg/L，是全国河流含盐量最高区域。
[LYZ1][LYZ1]从东南沿海向北，是长江中下游地区，河水矿化度50~100 mg/L 和100~200 mg/L。
靠近沿海及河口受海水影响地区，河水化学类型属氯化物类钠组, 其余均属碳酸盐类钙组。
长江干流上、中、下游NH3-N分别为35、28.6、74.3μmol/L。
长江干流活性磷含量0.3~0.6μmol/L。
珠江水系河流有效氮以NO3- -N为主，占有效氮52.1~87.6%，变化范围0~500μmol/L，NH3-N变化范围0~150μmol/L。
珠江水系河流活性磷含量0~38.7μmol/L，各河流均值0.4~12.0μmol/L。
2、华北地区秦岭一淮河一线以北, 是黄土高原与华北大平原，属干旱、半干旱地区，干湿季节明显, 地表呈季节性积盐状态, 使河水矿化度升高。
河水矿化度垂直分带性特点在这一地区开始出现。
在太行山、燕山一带, 河水矿化度200～300mg/L,到平原地区,蒸发浓缩作用使矿化度增至500mg/L。
水的类型也由碳酸盐类钙组变为碳酸盐硫酸盐类钠钙组。
受海水影响水域属于氯化物类钠组。
黄土高原河水矿化度也呈从东往西增加趋势。
由 200~300mg/L增至300~500 mg/L及500~1000mg/L,有些河水矿化度超过1000mg/L,祖历河矿化度曾高达7000mg/L。
黄河干流磷含量较低，活性磷为0.06~1.8μmol/L，平均值为0.40μmol/L，总磷为0.32~36.5μmol/L，平均为5.5μmol/L。
3、西北地区河流水水质主要指标明显垂直分带性是我国西北地区河流的特点。
在阿尔泰山、天山及昆仑山4000m以上地区,河水矿化度低于200mg/L,水质类型属碳酸盐类钙组或碳酸盐硫酸盐类钠钙组。
随高度下降, 土壤及风化壳中易溶盐及石膏含量增加, 矿化度逐升至300~500mg/L以至1000mg/L，水质类型演变为硫酸盐类钠组水,至下游进入干旱荒漠地区，矿化度升至每升数千毫克, 水质转变为氯化物类钠组。
祁连山从山顶到柴达木盆地也有类似现象。
4、东北地区我国东北地区河水矿化度低于西北、华北地区，也有垂直分带性分布特点。
大部分山地河水矿化度为50-100mg/L, 水质类型属碳酸盐类钙组或钠组。
在松辽平原, 河水矿化度增至300~400mg/L, 有自西向东增加趋势, 主要为碳酸盐类钙组水, 特别是嫩江以东杜尔伯特草原（属封闭的内陆流域），矿化度由周围向中央递增到400~500mg/L, 由碳酸盐钙组变为碳酸盐硫酸盐类钠钙组。
第13章 几种主要类型天然水的水质
几种主要类型天然水的水质
（一）大气降水
1、大气降水的化学成分（1）雨水化学成分随降雨地区、季
节、雨量而变化；（2）大气圈中各物质会雨水所洗淋（3）气体含量近 饱和（4）pH近中性或若酸性（5）硝酸盐和氨来自与烟道废气。
影响降水化学成分的因素（1）地域潮湿多雨区含量低－－
（2）连续降雨的时间段，初雨高于终雨（3）降雨方式如暴风雨携带海 水含盐（4）季节
（2）影响CO2 溶解系数的因素①由于CO2 溶解度系数的温室 效应，水中CO2 浓度一定时，其分压水温度的升高而增大② 盐度效应③有机质分解、生物呼吸④水层的升降。 （3） CO2 与藻类的关系：藻类总是优先利用CO2 ，而被迫利 用HCO3- 。因此在海藻的栽培中可能要添加CO2。
几种主要类型天然水的水质
海水 贝类 养殖 场
海水 对虾 养殖 场
建立在沿 岸浅海区， 能避风浪， 半封闭或 封闭海水 养殖场， 这些海区 水质透明 度较低，， 水质肥沃
海 水 珍 珠 养 殖 场
几种主要类型天然水的水质
（五）海 水
4、溶解气体：CO2
（1）分布变化：高纬度地区， CO2 向海水的溶解；低纬度 地区， CO2 向空气中的逸出
类 型 大气降水 特点 河水 湖泊、水库水 地下水 海水
溶解气体 各气体丰富，较丰富，近 垂直分布你不 氧可能低 氧、氮近饱 饱和 均衡氧气有分 到无，CO2 和 层现象 高.CH4、 H2S可能高 主要离子 Ca2+、Mg2+、 8大离子 3-、SO 2-、 HCO 4 HCO3-、Ca2+ Cl高
气体丰富 氧饱和CO2 随深度和 纬度变化
HCO3-Ca2+含量 HCO3-Ca2+ Sr2+ Br高盐分有可能 含盐量高 F-、H3BO3 沉积 Cl- Na+高 [B(OH)-4]
水环境化学天然水
水环境化学天然水xx年xx月xx日•天然水的化学特征•天然水中的有机物质•天然水中的无机物质•水环境的生态效应目•水环境的化学处理方法•水环境的保护和管理录01天然水的化学特征天然水中通常含有较高的溶解氧，是水生生物呼吸作用的重要条件。
溶解氧天然水中还含有一定量的二氧化碳，它对水的pH值和碳酸钙含量有重要影响。
二氧化碳溶解气体暂时硬度水中碳酸钙和碳酸镁溶解于水，形成的暂时硬度，当加热时硬度会减少。
永久硬度水中硫酸钙和氯化钙等溶解于水形成的永久硬度，即使加热也不会减少。
硬度电导率天然水的电导率受水中离子浓度、温度、压力等因素影响，是水质检测的重要指标。
电阻率天然水的电阻率与电导率密切相关，反映了水中离子浓度的变化情况。
电导率和电阻率氧化还原电位•氧化还原电位：天然水中存在的氧化剂和还原剂的相对浓度，反映了水的氧化还原状态，对水生生物的生存和污染物的转化有重要影响。
02天然水中的有机物质1腐殖质23腐殖质是指天然有机物质在水中分解后形成的产物，包括腐殖酸、富里酸等。
定义腐殖质的形成主要与水中动植物残体、微生物等有机物的分解有关。
形成腐殖质的存在对水环境中的溶解氧、pH值、水生生物等产生影响。
影响天然水中的生物体包括浮游生物、水生植物、底栖生物等，它们对水生态系统的平衡和稳定起着重要作用。
生物体天然水中的微生物包括细菌、原生动物、真菌等，它们对水中有机物质的分解和水质净化具有重要作用。
微生物生物体和微生物有机污染物是指天然有机物质中那些对人体健康和生态环境有害的物质，如农药、多环芳烃、二噁英等。
有机污染物定义有机污染物的来源包括工业废水、农业用药、城市污水等。
来源有机污染物对水生生物和人体健康产生严重影响，如引发癌症、神经系统损伤等。
影响03影响内分泌干扰物质可能引起人体生殖系统、神经系统、免疫系统等方面的健康问题。
内分泌干扰物质01定义内分泌干扰物质是指那些能够干扰人体内分泌系统正常功能的物质，如双酚A、邻苯二甲酸酯等。
第三章天然水基本水化学特征
海 水——Ca2+ + Mg2+ = 126，HCO3- = 2.4，
HCO3- + SO42- = 55.8 Ca2+ + Mg2+> HCO3- + SO42-——III型
20
天
然
水
碳酸盐类（C）
硫酸盐类（S）
氯化物类（Cl）
Ca
Mg
Na
Ca
Mg
Na
Ca
Mg
Na
Ⅰ Ⅱ Ⅲ
Ⅰ Ⅱ Ⅲ
Ⅰ Ⅱ Ⅲ
Ⅱ Ⅲ Ⅳ
Ca2+ HCO3SO42Cl-
Mg2+ Na+ + K+
保安湖——
S
Ca II
型
Ca
Ca
22
丹江口水库—— C III 型～ C II 型
第三节 天然水的pH值和总酸度
一、天然水的pH值及总酸度 （一）pH值 pH值:指水中H+浓度的负对数 pH=-lgaH aH 为水溶液中氢离子的浓度（活度） 天然水pH的划分:
强酸性 弱酸性 中 性 弱碱性 强碱性 pH<5.0 pH5.0-6.5 pH6.5-8.0 pH8.0-10.0 pH>10.0
23
（二）总酸度
定义:水中能与强碱反应的物质的总量，用1L水中能 与OH-结合的物质的量来表示 离子种类: H+ 、H2CO3* HCO3- 、Fe3+ 、Fe2+ 、Al3+ 某些强酸性矿水、富铁地层的地下水可能 含有较多的Fe3＋（含氧、强酸）或Fe2＋ （酸性、缺铁） 总酸度=[H+ ]+[H2CO3* ]-[CO32-]-[OH-]
养殖水环境化学：第十章 新几种主要的天然水
(3) 河水含盐量与pH
含盐量差异大，但多数较低。有的仅30-40 mg/L，高者超过1000 mg/L。世界河水平均 含盐量仅约为 120 mg/L。有地下水补给的河 流含盐量较高。
河水pH一般为6.5 – 8.5。冬季稍低，夏季稍 高。
（一）胡泊的类型 1. 按湖泊含盐量分类
• 淡水湖: 含盐量小于1g/L属淡水湖 • 咸水湖: 含盐量1～35g/L称为咸水湖 • 盐湖: 大于35g/L称为盐湖
2. 按湖泊营养盐类型分类
• 据湖泊与水库水营养盐含量及初级生产量, 可将湖 泊、水库划分为贫、中、富等营养类型
贫营养型——水质清瘦, 透明度大, 初级生产量(O２)低 于1g/m2·d，这类湖泊较深, 多分布在高原和山区
富营养型——营养元素含量较丰富, 常出现水华, 透明 度低, 初级生产量多在3-10g/m2.d，这类湖泊水较浅, 分布 在平原或城郊, 外源性有机质和营养盐丰富
中营养型——水质状况介于上述两者之间。 超富营养型——营养元素含量丰富
连续降雨的时间段：一般初雨离子成分含量高于终雨。
降雨方式：沿海地区，暴风雨含盐量较高。
季节：雨季降水中盐分含量低于少雨干旱季节。
二、河流水体
1. 河流水质的一般特征
（1）溶解气体 • 河水通常处于运动状态，与空气接触充分，故溶解
氧气和氮气较丰富。 • 溶解氧主要受温度和海拔高度影响，含量接近饱和。
大气降水含有较丰富的硝酸盐和氨 N2+2O2 → 2NO2 2NO2+H2O → NO+2HNO3 据推算，每年随降水进入地表的有效氮量0.06-1.67g/m2，是地面水 氮的一项重要来源。
天然水的化学分类
天然水的化学分类天然水是指在自然界中存在的水源，其化学性质可以根据其成分和特性进行分类。
根据水中溶解物的种类和含量，天然水可以被分为矿泉水、硬水、软水和含气水等几种类型。
矿泉水是指含有丰富矿物质的天然水源。
矿泉水中的矿物质主要来自地下水在地质过程中与岩石接触和溶解而得。
矿泉水中的矿物质种类繁多，包括钙、镁、钠、钾等多种离子。
这些矿物质对人体有益，可以满足身体对营养元素的需求。
硬水是指含有较高钙、镁离子浓度的水源。
硬水通常来自地下水，其硬度主要由钙、镁以及其他金属离子所决定。
硬水中的钙和镁离子对人体健康无害，但会对家用设备和水管造成一定程度的腐蚀和垢积。
此外，在洗涤过程中，硬水会与肥皂结合形成皂垢，影响清洁效果。
软水是指含有较低钙、镁离子浓度的水源。
软水通常来自雨水或经过特殊处理的水源。
相比硬水，软水在家用设备和水管上产生的垢积和腐蚀较少，对皮肤和头发也更加温和。
然而，软水中缺乏的钙和镁离子可能会导致人体缺乏这些营养元素。
含气水是指溶解了大量气体的水源。
常见的含气水是含有二氧化碳气体的碳酸水。
含气水口感清爽，有些人认为其具有促进消化和缓解胃部不适的作用。
然而，过量饮用含气水可能会导致胃胀气和肠胃不适。
除了以上几种主要的化学分类外，天然水还可以根据其pH值进行分类。
pH值是衡量水酸碱性的指标，常规天然水的pH值通常在6.5-8.5之间，属于中性或微碱性。
然而，一些特殊的天然水源，如酸性泉、碱性泉等，其pH值会偏离中性范围，具有特殊的化学特性和药用价值。
天然水可以根据其化学成分和特性进行分类。
矿泉水富含矿物质，硬水富含钙、镁离子，软水则相对较少，而含气水则溶解了大量气体。
此外，根据pH值的不同，天然水也可以分为中性或微碱性的水源，以及具有特殊pH值的酸性泉、碱性泉等。
了解不同类型的天然水的化学分类，有助于我们选择适合自己需求的饮用水，同时也能更好地利用水资源，保护环境。
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
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（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
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（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
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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
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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
水化学：第二章 天然水的主要理化性质
（四）水具有很强的溶解与反应能力
水是一种溶解能力极强的溶剂 水的介电常数很大，使溶质在水中具有很大的电离度
（五）水具有很大的表面张力
特点：水(除汞)具有最大的表面张力，达72.75 dyn•cm-1 其他液体通常只有20-50 dyn•cm-1。
作用：显著的毛细、润湿和吸附作用 对于陆地和水域中生物的生命活动具有重要的意义
透过可见光和长波段紫外线，使在水
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体深处可发生光合作用
第二节 天然水的化学组成
按不同组分含量与性质的差异，以及与水生生物的关系 天然水的化学成分分为六类：
常量元素 溶解气体 营养元素 有机物质 微量元素 有毒物质
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一、常量元素
淡水中的八大离子：K+、Na+、Ca2+、Mg2+、HCO3-、CO32-、 SO42-、Cl-
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三、营养元素
主要元素： N、P、Si（与水生生物生长有关的一些元素） 存在形式：多以复杂的离子形式或有机物的形式存在于水体
中，在水中含量通常较低，受生物影响较大，有时 又称为“非保守成分”或“生物制约元素”
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四、有机物
分类： 颗粒态有机物 溶解态有机物
含量：较低，通常是无机成分的万分之一，一般1L水中仅几mg 成分：复杂，种类繁多，如糖类、脂肪、蛋白质及降解有机物
端为正极）
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水分子的结构
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三、水的异常特性
（一）水在通常条件下呈液态
水通常呈三种物理状态，即液态、气态和固态
（二）水的温度－体积效应异常
纯水结冰时体积不是收缩而是膨胀 在0-3.98℃，随着温度的升高，水的体积反而缩小（ 3.98℃时水的体积最小，密度最大）
（三）水的比热容非常大
天然水的化学特征
天然水的化学特征一、雨水雨、雪、雹等统称为降水，比较纯净，但随地区和大气环境影响，会溶存吸收杂质和气体。
在接近海洋和内陆盐湖地方的降水中会溶解一些氯化钠盐分，离海岸距离近的雨水中Cl-含量高。
一般雨水的总含盐量不超过50mg/L，结垢物质(钙、镁〕更微。
在250C, 1大气压下，由于空气中COZ的溶人可使雨水pH值达5.6，这一因素是自然的，并非化学污染，温度、气压澎响但多不大，pH<5. 6时才称为酸雨。
二、河水河水中含有的悬浮物和溶解盐类随流经地区的气候、地质条件、补给水的影响而变化。
沿途有工矿企业排水时将污染水质。
我国河水的含盐量可在13 -9185mg/L之间变化，而1000mg/L 以上者为少。
河水的水化学特征是Ca z+ > Na+ > Mg2+ ; HCO3->SO2-4>Cl-一般河水呈现微酸性。
在洪峰期间悬浮物含量增加，含盐量减少;枯水期则相反。
细菌、藻类及有机物在河水中含量也较高。
我国河流的水化学特征有明显的地带性:重碳酸盐类分布最广，占全国面积的680o I氯化物盐类占25.4%o，硫酸盐类分布最少占6.6%并大部分分布在西部内陆地区。
东南沿海河流含盐量最少为36. 4mg/L，在塔里木河米兰附近测得含盐量达32 732mg/L(接近海水含盐度)，两者相差近1000倍。
我国河水中硬度类别分布情况。
三、湖水湖泊是提供工业和饮用的主要水源，并具有改善区域生态环境等多种功能。
湖水的化学成分决定于流人水源及补给湖泊的地下水流的成分，并与在湖内进行生物作用和湖泊集水面的自然地理条件有关。
是否有水流从湖泊流出，对湖水化学成分形成过程有特殊意义。
不排水湖泊湖水耗损于蒸发，因而进人湖内的盐类不断聚积，其浓度继续升高，结果湖泊变成咸水湖。
排水湖的含盐量通常不超过200 - 300mg/L，咸水湖中的离子总数可达5. 82g/L。
湖泊的深度、面积、容量对水质有明显影响。
天然水的主要理化性质
工业用水
冷却用水：用于冷却设备、产 品等
洗涤用水：用于清洗设备、产 品等
工艺用水：用于生产过程中的 化学反应、稀释等
锅炉用水：用于锅炉加热、蒸 汽发生等
生活用水
饮用水：满足人体日常饮水需求 洗涤用水：用于清洗衣物、餐具等 烹饪用水：用于烹饪食物，保证食品安全 卫生用水：用于洗澡、洗手等个人卫生需求 农业用水：用于灌溉农田，保证农作物生长 工业用水：用于工业生产，如冷却、清洗等
生态用水
生态用水的定义：用于维持生态系统平衡和健康的水量 生态用水的重要性：维持生物多样性，保护生态环境 生态用水的种类：地表水、地下水、雨水等 生态用水的管理：合理分配，保护水源，防止污染
05
天然水处理
沉淀
原理：通过化学 反应使水中的杂 质形成沉淀物， 从而去除杂质
常用方法：化学 沉淀法、物理沉 淀法
软化设备：软化 器、离子交换器 、膜分离器等
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某些天然水中含有悬浮物，如泥沙、藻类等，可能导致水呈浑浊状态
气味
天然水的气味通常比较清新， 没有明显的异味
某些地区的天然水可能带有轻 微的矿物质味道
天然水中的微生物和细菌也可 能影响其气味
天然水的气味可能会受到周围 环境的影响，如植物、土壤等
浑浊度
定义：水中悬浮物对光线的散射程度 影响因素：悬浮物、胶体、微生物等 测量方法：浊度计、分光光度法等 应用：水质监测、水处理工艺控制等
溶解氧
溶解氧是水中的氧气，是衡量 水质的重要指标
溶解氧的含量与水温、气压、 光照等因素有关
溶解氧对水生生物的生存和生 长有重要影响
溶解氧的含量可以反映水体的 污染程度和自净能力
化学需氧量
水化学：第五章 各类天然水体的水化学概况
第一节 河水化学
一、河流水化学基本特点
河流——大气降水径流和露出地面的地下水径流在地表线性凹 地汇集而成的水体
特点：集水流域面积广、敞开、流动等特点 多样性和易变性 河流是水圈中最为活跃的部分
不同地区河流与同一河流的不同季节、不同河段，其化学成分都 可能有较大差异
3
1、溶解有丰富的气体
DO和N2较丰富，含量为近饱和
7
松花江
74.
(哈尔滨1981) 7
0
鸭绿江（丹东）
103 .7
0
钱塘江
52.
(杭州1978,10) 03
长江
123
(武汉1980,6) 34
汉水
116
(武汉1980,6) .02
嘉陵江 193 (重庆1980,6) .9
5.5 7.2 16.9 3.6 9.5 117.4 12.6 21.1 16.8 3.4 5.5 163.0 2.65 4.51 18.04 22.96 6.17 86.36 9.11 4.12 44.8 6.54 5.36 193.27 8.92 4.40 36.64 7.83 4.14 177.95 6.37 4.12 46.40 5.59 5.02 261.48
SiO2 3.73 5.132 3.20 7.92 3.13 3.40 2.78 9.43 9.45 13.64 9.09 19.66
CODMn 1.59 3.06 4.66 5.50
3.44 2.92
2.03 4.19 2.2118
骆马湖 0.02
0.04
0.01
0.59
0.01
1.05
月亮泡 0.01
含量：有机物需氧量低于10 mg/L