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III型 • Ca2+ + Mg2+> HCO3- + SO42• 高矿化度水 • 大洋水和海水 IV型 • HCO3-+CO32- = 0 • 酸性水、酸型沼泽水、硫化矿床水、火山水
Байду номын сангаас
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第二节 天然水的化学分类法
分类：按离子总量和离子相对含量分类 一、按离子总量的分类-原苏联学者O·A·阿列金
淡水离子总量 微咸水 具海水盐度的水 盐水（卤水） 淡水1 g/L是基于人的味觉 离子总量高于1 g/L时，多数人便可感到咸味 海水中尚未见到过离子总量高于50 g/L的情况
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＜1 g/L（或用无量纲单位10-3，下同） 1-25 g/L 25-50 g/L ＞50 g/L
第三章 天然水基本水化学特征
第一节 天然水中的主要离子成分 第二节 天然水的化学分类 第三节 天然水的pH值和总酸度 第四节 天然水体内的二氧化碳平衡系统 第五节 溶解氧
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第一节 天然水中的主要离子成分
一、天然水中离子的存在形式—3种
简单的自由离子 较为复杂的离子对 络离子
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（一）自由离子
强电解质在水溶液中是完全电离的（表观电离度小于100％）， 进入水溶液的离子因水合作用而形成水合离子
[Fe(H 2 O) 6 ] 3 Cl [Fe(H 2 O) 5 Cl] 2 H 2 O
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二、水的硬度及钙镁离子
（一）水硬度的概念及表示单位
硬度:指水中二价及多价金属离子含量的总和 特点：含量偏高可使肥皂失去去污能力，使锅炉结垢 种类：Ca2+、Mg2+、Fe2+、Mn2+、Fe3+、Al3+等。 天然水硬度--是Ca2+、Mg2+，以Ca2+、Mg2+计算
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二、 根据各主要离子相对含量 —O. A. 阿列金分类法： 级(类)组型 （1）据阴离子相对含量大小，分三级（类）
HCO3- + CO32SO42Cl碳酸水 “C” 硫酸水 “S” 氯化水 “Cl”
（2）据阳离子含量每级分三组
Ca组、Mg组、Na组
（3）据阴阳离子含量相互关系分四型
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I型 • HCO3- + CO32- > Ca2+ + Mg2+ • 弱矿化水，水中含相当数量Na+ 、HCO3• 形成与火成岩有关 II型 • HCO3- < Ca2+ + Mg2+< HCO3- + SO42• 低矿化或中矿化水 • 多数河水、湖水属此型
水溶液中的自由离子
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（二）离子对
水合阳离子和水合阴离子不同程度地通过离子间的静电引力作 用而解合成离子对，这一过程称为离子对的缔合作用
水溶液中的离子对
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（三）络离子
海水中的某些主要阴离子少量地以络离子的形式存在 络合离子中配位体与中心离子的水合壳层合并在一起， 同时水合壳层内的配位体与金属离子之间依靠静电引力直接相 连共用水合壳层质量小于单独离子存在时水合壳层质量的总和 Fe3+与Cl-生成FeCl2+络离子的示意图，其反应式为：
存在形式：Ca2+（天然水中重要的离子） 来源：含石膏地层中CaSO4.2H2O溶解、白云石CaCO3.MgCO3、 方解石(CaCO3)在水和CO2作用下溶解 海水中：Ca2+较多，盐度35的Ca2+达400mg/kg 地面水中： Ca2+少，每L只有数mg，我国广东、广西各福建等 地区的河流和湖泊含钙量少
Ca 2 2HCO 3 CaCO 3 CO 2 H 2 O
养鱼池水的硬度取决于：所采用的水的硬度 池塘土质 养殖池塘的硬度一般是随着塘龄
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6. 钙镁离子在水产养殖中的意义
（1）必需的营养元素
生物体液和骨骼的组成成分 参与体内新陈代谢的调节 藻类需要钙（镁组成叶绿素）
（2）钙离子可降低重金属离子和一价金属离子的毒性
硬头鳟：水的硬度从10mg/L-100mg/L 铜和锌的毒性约降了3/4
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（3）钙镁离子增加水的缓冲性
一定的硬度 保持pH值 使水具有良好的缓冲
（4）钙镁离子比例影响海水鱼、虾、贝类的存活
罗氏沼虾育苗中： 配制人工海水，不仅要符合盐度的要求 还要注意Ca2+（170-244mg/L）和Mg2+(324-440mg/L) 及Mg2+/ Ca2+(1.8-2.2)
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表示硬度的单位： 1、mmol/L 以1L水中含有的形成硬度离子的物质的 量之和表示 2、mg/L(CaCO3) 以1L水中所含有的与形成硬度离子 的量相当的CaCO3的质量 3、德国度(。HG) 将水中的Ca2+和Mg2+含量换算为 相当的CaO量后，以1L水中含10mg CaO为1德国度
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（二）天然水的硬度及钙镁离子 1. 钙
2. 镁
镁存在于所有天然水中，其含量仅次于Na+ 或Ca2+ 大多数淡水中Mg2+的 含量介于1-40 mg/L
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3. 天然水的硬度
天然水的硬度：Ca2+、Mg2+形成的，缺氧地下水中含Fe2+ 分类： 根据形成硬度的离子的不同：钙硬度、镁硬度和铁硬度 与水中共存的阴离子的不同，将硬度分为: 碳酸盐硬度—与HCO3-及CO32-形成的硬度 非碳酸盐硬度—由钙镁的硫酸盐或氯化物形成的硬度 永久硬度：一般用煮沸的方法不能从水中除去 海水--硬度很大，以Mg2+为主 盐度为35的大洋水，总硬度高达124 mmol/L
美国（1970）所采用的按离子总量的分类方法：
淡水 微咸水 咸水 盐水 0-1 g/L 1-10 g/L 10-100 g/L ＞100 g/L
在湖沼学与生态学中还常用下列划分法：
淡水 0.01-0.5 g/L（其中0.01-0.2 g/L称为缺盐水体） 寡混盐水 中混盐水 多混盐水 真盐水 超盐水 0.5-5 g/L 5-18 g/L 18-30 g/L 30-40 g/L （世界海洋的平均盐幅） ＞40 g/L
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4. 天然水的硬度分类
类别
极软水 软水 中等软水 硬水 极硬水
硬度范围
德国度(。HG) 0-4 4-8 8-16 16-30 30以上 mmol/L (1/2Ca2++1/2Mg2+)
＜1.4
1.4-2.8 2.8-5.7 5.7-11.4
＞11.4
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5. 鱼池水硬度的变化
Ca2+在池水中比较活跃，参与水中的溶解平衡与吸附平衡 影响因素： 光合作用和呼吸作用 施肥