二--天然水的主要离子PPT课件.ppt
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1、第二章 天然水的主要离子2-1 水的硬度及钙镁离子2-2 水的碱度、碳酸氢根、碳酸根离子2-3 硫酸根、氯离子、钠离子、钾离子2-4 海水主要离子组成的恒定性1.第一节 水的硬度及钙镁离子l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;l毫克/升(mg/L,CaCO3):以1升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;l德国度(HG):以1升水中含有相当于10mgCaO的Ca2+或Mg2为1德国度(HG);一、水硬度的概念及表示单位概念:硬度是指水中二价及多价金属离子含量的总和。Ca2+和Mg2+表示单位:2.3.二、天然水的硬度与Ca2+、
2、Mg2n 存在形式:Ca2+,多数淡水中含量最多的阳离子;n 来源:石膏、方解石、白云石的溶解。n 含量:差别很大,潮湿地区少,干旱地区多;地面水少,海水多。n 第二大阳离子,含量仅次于Na+和Ca2+。n 淡水:n 咸水:海水 (二)镁(一)钙4.碳酸盐硬度;非碳酸盐硬度(三)天然水的硬度l阳离子:钙硬度、镁硬度、铁硬度等l 阴离子:碳酸盐硬度(暂时硬度):HCO3-、CO32-非碳酸盐硬度(“永久硬度”):硫酸盐、氯化物碳酸盐硬度5.表2-1 天然水的硬度分级类别德国度(HG)mmol/L(1/2Ca2+,1/2Mg2+)极软水041.4以下软水481.42.8中等软水8162.85.7硬
3、水16305.711.4极硬水30以上11.4以上6.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:l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 l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 l一般来说,随着含盐量的增加,水硬度也增大 l一些特殊水文地质条件下形成的苏打湖(碳酸盐类钠组型水),水硬度则相对较低 7.三、鱼池水硬度的变化原因光合作用和呼吸作用鱼池水硬度:水源水的硬度、池塘土质8.l 盐碱地:注水前后的变化l 淡水鱼池:管理操作、生物代谢l 海水鱼池:变化较小9.鱼池水硬度的变化l养鱼池水的硬度首先决定于水源水的硬度 l新修建的
4、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.l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,甚至水生生物的光合作用和呼吸作用,都能使池水硬度变化.l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.10.四、钙、镁离子在水产养殖中的意义u 钙、镁是生物生命过程所必需的营养元素u 钙离子可降低重金属离子和一价金属离子的毒性u 钙、镁离子可增加水的缓冲性u 钙、镁离子比例,对海水鱼、虾、贝的存活有重要影响11.1.钙、镁是生物生命过程所必需的营养元素某些湖泊的藻
5、类现存生物量与溶解钙的相关关系 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。生物量低的湖泊;生物量中等的湖泊;生物量高的湖泊;其他12.2.钙离子可降低重金属离子和一价金属离子的毒性例,镉(Cd)的3年中“4d平均值”允许一次超标值 ,以总硬度H(mg/L,CaCO3)为参数的方程形式给出:13.14.4.水中钙镁离子的比例对海水鱼虾贝的存活有重要影响n 罗氏沼虾育苗人工海水,出苗率较高的条件 Ca2+170244mg/L Mg2+324440mg/L Mg2+/Ca2+质量比 R1.8n 中华绒螯蟹育苗要求 Ca2+178340mg/L Mg2+484816mg/L Mg
6、2+/Ca2+质量比 R2.33.03.钙、镁离子可增加水的缓冲性1)臧维玲研究结果:15.2)王慧等试验得出:中国对虾在水环境中能够生存的Ca2+和Mg2+质量浓度范围 Ca2+24.92280.66mg/L Mg2+34.5344.9mg/L (Mg2+)/(Ca2+)比 R1-3为最好16.养殖水体对硬度的要求l一般适宜值为:1-3mmol/L.鲤科鱼类:5-8HG 鲑科鱼类:8-12HG l 温室育苗常:硬水软化 沿海:Ca2+2HCO3-=CaCO3 +CO2 内陆:Ca+SO42-=CaSO4 清除方法:生石灰苏打;阳离子交换17.第二节 水的碱度、碳酸氢根、碳酸根离子概念:碱度(
7、Alkalinity)是反映水结合质子的能力,也就是水与 强酸中和能力的一个量。天然水中构成碱度的物质:一、碱度的组成及表示单位(一)碱度的组成18.总碱度(AT):由碳酸氢根碱度、碳酸根碱度、硼酸盐碱度及 氢氧根碱度等组成。19.碱度测定碱度测定A、总碱度:用一个强酸标准溶液滴定,用甲基橙为指示剂,当溶液由黄色变成橙红色(pH约4.2),停止滴定,此时所得的结果,也称为甲基橙碱度。H+OH-H2O2H+CO32-H2O+CO2H+HCO3-H2O+CO2总碱度=HCO3-+2CO32-+OH-H+20.碱度与酸碱度不同!B、酚酞碱度:滴定以酚酞为指示剂,当溶液pH值降到8.3时,表示OH-被
8、中和,CO32-全部转化为HCO3-,得到酚酞碱度表达式:酚酞碱度=CO32-+OH-H2CO3*-H+21.0 14甲基橙酚酞4.2HCO3-、CO2H2CO3总碱度/甲基橙碱度总碱度=HCO3-+2CO32-+OH-H+8.3CO32-HCO3-酚酞碱度酚酞碱度=CO32-+OH-H2CO3*-H+22.(二)碱度的表示单位l 毫摩尔/升(mmol/L):用1L水能结合的质子的物质的量表示。l 毫克/升(mg/L):用1L水中能结合H的物质所相当的CaCO3 的质量(mg作单位)来表示。1mmol/L50.05mg/L(CaCO3)。l 德国度(HG):以10mg/L氧化钙(CaO)为1德
9、国度。1mmol/L2.804度(HG)23.u 东南沿海、珠江水系、长江水系较低 0.332.5mmol/Lu 内陆干旱、半干旱地区I型水补给的湖泊较高 西北华北的盐碱泡沼:100mmol/L 天然碱湖松嫩平原的大布苏碱湖:17mol/L2.海水:22.5mmol/L,盐碱系数=A/S(三)天然水的碱度来源:集雨区岩石、土壤中碳酸盐的溶解3.地下水:碱度、硬度一般较高1.地面水:区域性24.影响因素:lpH、O2、CO2等水化因子l生物活动的影响l当地地理条件 二、碱度的变化及意义(一)碱度的变化25.26.光合作用和呼吸作用的影响27.28.29.生物学过程反应示意对碱度的影响 碳同化呼吸
10、作用NH4同化NO3同化氨化作用硝化作用脱氮作用1)2HCO3CO2+CO32有机碳CO32O22)Ca2+2HCO3有机碳CaCO3O21)有机碳O2CO2HCO3H2)有机碳O2CaCO3(s)Ca2+HCO3NH4有机氮HNO3-有机氮OH有机氮O2NH4OHNH4NO32HNO3N2OHAT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*30.(二)碱度与水产养殖的关系(1)降低重金属的毒性 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?(2)调节CO2的产耗关系、稳定水的pH值 光合作用、呼吸作用31.碱度的致毒原理(3)碱度过高对养殖生物的
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