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（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
水具有最大的比热容-调节气温，使其变化幅度不至于过大
海水中主要有：Na+、Mg2+、Ca2+、K+、Sr2+、Cl-、SO42-、 HCO3-（CO32-）、Br-、H3BO3和F-
特点：
1. 在水中含量高（淡水占水体溶解盐类总量的90%以上，海水 占溶解盐类总量的99.8-99.9%），性质稳定
2. 决定天然水体物理化学特性（如CO32-、HCO3-对维持水体的 pH具有重要的意义）
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性质
特点
意义
纯 状态
一般为液态
提供生命介质、使水具有流动性
水
比热容 在所有固体和液体中最高 使水成为良好的传热介质，调节环境
的
（NH3除外）
和有机体的温度
异
熔解热 最大（NH3除外）
使水处于稳定的液态，调节水温
常 蒸发热 在所有物质中最高
对水蒸气的大气物理性质有重要意
特
义，调节水温
性 密度 及
3.98℃时极大
毒性的大小与该物质的存在形式有关，并受到多中水体物理 化学性质的影响
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第三节 天然水的主要化学特性
一、天然水的含盐量 （一）、天然水含盐量的表示方法
总含盐量：天然水中含有可溶性的以无机盐为主的物质的总量， 以∑S表示
相关：与水的比重、水的依数性和导电性等相关
反映天然水总含盐量的常用指标： 淡水：离子总量、矿化度 海水：盐度和氯度（海洋学）
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六、有毒物质
按其来源或产生方式分为两类： 一类：来自工农业生产以及日常生活排放的废物（污染物质）
主要包括有机物、油类、农药及重金属离子等
另一类：指由于水体内部物质循环失调而生成并积累的毒物 如H2S、氨、低级胺类、高浓度CO2及赤潮生物的有毒 分泌物
影响： 有毒物质在浓度较低时就会对水生生物产生毒性作用，并破 坏生态系统的平衡
第二章 天然水的主要理化性质
第一节 天然水的结构及异常特性 第二节 天然水的化学组成 第三节 天然水的主要化学特性
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第一节 水的结构及异常特性
一、水的组成
H2O=2H+O H同位素：1H、2H、3H； O同位素：14O、15O、16O 、17O、 18O 、19O
水分子的组成
相对丰度（%）
H216O
3. 在水中以多种形态存在(如海水中常量成分多以自由离子或 离子对存在，少量以络离子存在)
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二、溶解气体
主要气体：N2、O2、CO2 惰性气体：He（氦）、Ne（氖）、Ar（氩 ）、Kr（氪 ）、Xe
（氙 ）、Rn（氡 ） 海水中也含有少量H2 在水交换较差的湖底有游离的H2S存在
溶解气体的含量特点：与水的温度、水中动物代谢活动有关 明显的昼夜、季节、周年变化特点和显著 的水层差异
对于水生生物在严冬冻结的淡水水体 深层水中的生命活动具有重要意义
其 表面张力 在所有液体中最大
意
（汞除外）
义
介电常数 所有液体中最高
水合
非常广泛
生理学控制因素，控制液滴等表面现 象 高度溶解离子性物质并使其电离 对污染物是良好溶剂和载带体，可改
变溶质生物化学性质
电离度 很小
提供中性介质
透明度 相对较大
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1、离子总量
定义：忽略水中其它微量成分的贡献，天然水中主要 离子成分含量的总和
参考值：天然海水主要离子的含量可达总含盐量的 99.8-99.9％ 河水中主要离子的含量也可达90％以上
天然水的离子总量和近似地表示∑S ， 即：∑S＝∑Ci＝∑ρi ρi——各离子的质量浓度 Ci——各离子的物质的量浓度
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以单位电荷的物质的量浓度表示时，水中阴、阳离子总量应相等 一般淡水则有：
C C C C C C C C Na
K
1 Ca 2 2
1 Mg 2 2
HCO3
1 2
CO32
1 2
SO42
Cl
n ∑c
(
1 ni
M
n i+
)
= ∑c (
1 ni
A
-
i
)
淡水中： 已知其它6个离子含量时，可估算水中Na+与K+含量之和
99.73
H218O H217O HD16O
0.17 0.037 0.032
D216O
0.02Байду номын сангаас
D216O, D217O, D218O称为重水，含3H为超重水(T2O)
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二、水的结构
水中H、O原子核呈等腰三角形排列 氧原子周围受四个电子对包围，其中两对为孤对电子， 另外两对与氢原子共享形成共价键
水分子这种H-O-H排列使正负电荷静电引力中心不重合， --水分子变成偶性分子（即氧原子一端为负极，氢原子一
有机物对水质及水生生物： 适量有机物是使水质维持一定肥力的重要条件 过量有机物将会使水质恶化、鱼病蔓延
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五、微量元素
定义：除了常量元素和营养元素以外的其他元素（如同位素等） 种类：微量元素种类繁多，总量却非常少，仅占总含盐量的
0.1%左右
微量元素中的Fe、Mn、Cu等与生物的生长有着密切的关系， 称为“微量营养元素”