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水环境化学

发布时间:2017-07-20 影响了:

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水环境化学篇一:第三章 水环境化学 答案

第三章 水环境化学

1、 请推导出封闭和开放体系碳酸平衡中[H2CO3*]、[HCO3-]和[CO32-]的表达式,并讨论

这两个体系之间的区别。

的总和,是常数。解: 假设CT为各种碳酸化合态浓度

*-2-

C T=[H2CO3]+[HCO3]+[CO3] ?HCO*?

?CO2-??HCO-?????233??? α=?3????α=α=C021CTCTT

*

以[H2CO3]为变量表示CT,[HCO3-],[CO32-]的表示式 含有KK和[H+]

12

+-

[H+]2[CO32-] K=[H][HCO3]K1?K2=1

[HCO*][H2CO3*] 23

KK1?K22-[HCO3-]=1[HCO*][CO]=[H2CO3*]233 [H+][H+]2 2--把[HCO*],[HCO],[COCT,α0,α1,α2得到:2333]代入 +2+

[H]K[H][H]-1-12K1K1K2-1 α=(1++)α=(1++)12+α0=(1++++2)K1[H]K1K2K2

[H][H]

开放体系,考虑到CO2在气液相之间的平衡,[H2CO3*] 不变 根据亨利定律: [CO2(aq)] = KH Pco2lg[H2CO3*] ≈ lg[CO2(aq)]

= lg KH + lg Pco2 = - 4.9

[H+][HCO3-]

K1=

[H2CO3*] lg[HCO3-] = lg K1 + lg [H2CO3*] + pH

= -11.3 + pH K

[HCO3-]=1[HCO*]23 [H+]

[H+]2[CO32-]

K1?K2=

[H2CO3*]

lg[CO32-] = lgK1 + lgK2 + lg[H2CO3*] + 2pH

K?K

= -21.6 + 2pH [CO32-]=1+22[H2CO3*]

[H]

2、 请导出总酸度、CO2酸度、无机酸度、总碱度、酚酞碱度和苛性碱度的表达式作为

总碳酸量和分布系数(α)的函数。

总酸度 = [H+]+2 [H2CO3*] + [ HCO3-] - [ OH-]= CT (2α0+α1) +[H+]– KW /[H+] CO2酸度= [H+]+ [H2CO3*] - [CO32-] - [ OH-] = CT (α0–α2) + [H+] – KW /[H+]

无机酸度= [H+]- [ HCO3-]-2 [CO32-] - [ OH-] = – CT (α1+2α2) + [H+] – KW /[H+]

总碱度 = [OH-] + [HCO3-] + 2[CO32-]– [H+]= CT (α1+ 2α2) + KW /[H+] – [H+] 酚酞碱度=[OH-]+[CO32-]-[H2CO3*] – [H+]=CT (α2-α0) + KW /[H+] – [H+]

苛性碱度= [OH-]- [ HCO3-] - 2[H2CO3] – [H+]= - CT (α1+ 2α0) + KW /[H+] – [H+]

3. 向一含有碳酸的水体加入重碳酸盐,问:①总酸度、②总碱度、③无机酸度、④酚酞碱度和⑤CO2酸度,是增加、减少还是不变。 根据上体定义可得:

3、 在一个pH为6.5,碱度为1.6mmol/L的水体中,若加入碳酸钠使其碱化,问需加多少

mmol/L的碳酸钠才能使水体pH上升至8.0.若用NaOH强碱进行碱化,又需加入多少碱

解:总碱度=KW/ [H+] + CT(α1 + 2α2) - [H+]

CT=1/(α1 + 2α2){[总碱度] + [H+] - [OH-]} 令α=1/(α1 + 2α2)

当pH在5~9范围内,[碱度]≥10-3mol/L时, [H+],[OH-]项可以忽略不计,得到简化式:CT=α[碱度]

当pH=6.5时,查表得α1=0.5845,α2=8.669×10-5,则α=1.71,CT =α[碱度]=1.71×1.6=2.736mmol/L

若加入碳酸钠将水的pH升至8.0,查表得α′=1.018,此时CT值与碱度值均有变化.设加入的碳酸钠量为Δ[CO32-],则有

CT + Δ[CO32-]=α′{[碱度] + 2Δ[CO32-]}

即2.736 + Δ[CO32-]=1.018{1.6 + 2Δ[CO32-]} 解得,Δ[CO32-]=1.069 mmol/L

若加入氢氧化钠将水的pH升至8.0,其CT值并不变化,可得: [碱度] =CT/ α′=2.736/1.018=2.688 mmol/L 碱度增加值就是应加入的氢氧化钠强碱量: Δ[OH-]=2.688-1.6=1.088 mmol/L

4、 具有2.00×10-3mol/L碱度的水,pH为7.00,请计算 [H2CO3*]、[HCO3-]、 [CO32-]

和[OH-]的浓度各是多少?

--解:当pH = 7.00时,CO3的浓度与 HCO3的浓度相比可以忽略,查表pH = 7.00时,

--3

则[HCO3] = [碱度] = 2.00×10mol/l。 +--7

[H] = [OH] = 10 mol/l。

※+--7-3-7-4

[HCO3] = [H][HCO3]/K1 = 1.00×10×2.00×10/(4.55×10) = 4.49×10mol/l。

--+-11-3-7-7

[CO3] = K2[HCO3]/[H] = 4.69×10×2.00×10/(1.00×10) = 9.38×10 mol/l。

5、 若有水A,pH为7.5,其碱度为6.38mmol/L,水B的pH为9.0,碱度为0.80mmol/L,

若以等体积混合,问混合后的值是多少? 解:

pH=7.5,α=1.069,α0=0.06626,α1=0.9324,α2=1.38?10-3CT=α[碱度]=1.069?6.38=6.82(mmol)

pH=9.0,α=0.9592,α0=0.002142,α1=0.9532,α2=4.47?10-2CT=α[碱度]=0.9592?0.80=0.7674(mmol)

等体积混合后:

[H2CO3]=0.5[0.06626?6.82+0.002142?0.7674]=0.225(mmol)[HCO]=0.5[0.9324?6.82+0.9532?0.7674]=3.545(mmol)

K1 = [H][HCO3]/[HCO3][H]=[HCO3]K1/[HCO3]

+

-+

-

-3

-[HCO3]3.545pH=pK+lg=6.35+lg=7.55

[H2CO3]0.225

6、 溶解1.00×10-4mol/L的Fe(NO3)3于1L具有防止发生固体Fe(OH)3沉淀作用所需最

小[H+]浓度的水中,假定溶液中仅形成Fe(OH)2+和Fe(OH)2+而没有形成Fe2(OH)24+。请计算平衡时该溶液中[Fe3+]、[Fe(OH)2+]、[Fe(OH)2+]、[H+]和pH。 解:Fe(OH)3(s)+3H?Fe

+

3+

+3H2O

[Fe3+]3

K==9.1?10+3

[H]

C=[Fe3+]+[Fe(OH)2+]+[Fe(OH)+2]

=9.1?10-3{[H+]3+8.9?10-4[H+]+4.9?10-7[H]2}=1.00?10-4

[H+]3+8.9?10-4[H+]+4.9?10-7[H+]2=1.1?-8

按牛顿方法解:

7、 什么是表面吸附作用,离子交换吸附作用和专属吸附作用 并说明水合氧化物对金属

离子的专属吸附和非专属吸附的区别.

(1)表面吸附:由于胶体表面具有巨大的比表面和表面能,因此固液界面存在表面吸附作用.胶体表面积越大,吸附作用越强.

(2)离子交换吸附:环境中大部分胶体带负电荷,容易吸附各种阳离子.胶体每吸附一部分阳离子,同时也放出等量的其他阳离子,这种作用称为离子交换吸附作用,属于物理化学吸附.该反应是可逆反应,不受温度影响,交换能力与溶质的性质,浓度和吸附剂的性质有关.

(3)专属吸附:指在吸附过程中,除了化学键作用外,尚有加强的憎水键和范德化力或氢键作用.该作用不但可以使表面点荷改变符号,还可以使离子化合物吸附在同号电荷的表面上.

(4)水合氧化物对金属离子的专属吸附与非金属吸附的区别如下表所示

.

8、 含镉废水通入H2S达到饱和并调pH值为8.0,请计算水中剩余镉离子浓度(已知

CdS的溶度积为7.9×10-27)。

9、 已知Fe3+与水反应生成的主要配合物及平衡常数如下: Fe3+ + H2Fe(OH)2+ + H+ lgK1= - 2.16 Fe3+ + 2H2 Fe(OH)2+ + 2H+lgK2= - 6.74 Fe(OH)3(s) 3+ + 3OH- lgK3= - 38 Fe3+ + 4H2O Fe(OH)4- + 4H+lgK4= - 23 2Fe3+ + 2H2Fe2(OH)24+ + 2H+ lgK= - 2.91

请用pc-pH图表示Fe(OH)3(s)在纯水中的溶解度与pH的关系. 解:

(1)K1=[Fe(OH)2+][H+]/ [Fe3+]=[Fe(OH)2+]KW3/K3[H+]2 p[Fe(OH)2+]=3 lgKW - lgKso + 2 pH - lgK1=2 pH - 1.84 (2)K2=[Fe(OH)2+][H+]2/ [Fe3+]=[Fe(OH)2+]KW3/ K3 [H+] p[Fe(OH)2+]=3 lgKW – lgK3 + pH - lgK2=pH + 2.74 (3)K3=[Fe3+][OH-]3=[Fe3+]KW3/[H+]3 p[Fe3+]=3 lgKW – lgK3 + 3 pH=3 pH - 4

(4)K4=[Fe(OH)4-][H+]4/ [Fe3+]= Fe(OH)4-][H+]KW3/ K3 p[Fe(OH)4-]=3 lg KW - lgK4 - lgK3 - pH=19 - pH

(5)K=[Fe2(OH)24+][H+]2/ [Fe3+]2=[ Fe2(OH)24+]KW6/ K32[H+]4 p[Fe2(OH)24+]=6 lg KW - lgK - 2 lg K3 + 4 pH=4 pH - 5.09

用pc-pH图可表示Fe(OH)3(s)在纯水中的溶解度与pH的关系 10、

已知Hg2++2H2O?2H++Hg(OH)2,lgK=-6.3。溶液中存在[H+]、

水环境化学篇二:水环境化学

绪论:

一、我们生活的环境:大气圈、水圈、岩石圈

水圈的定义:

狭义―水圈‖是指海洋与陆地各种贮水水体,包括海洋、江河、湖泊、冰盖、沉积物中的间隙水等。

广义―水圈‖则还包括其他圈层中存在的水。

世界水资源分布情况

我国的水资源状况:

我国水资源总量约为 2.8124 万亿立方米,约占全球径流总量的 5.8%,居世界第四位。 由于人口众多,目前我国人均水资源占有量仅为 2220 m3,约为世界人均占有量的 1/4,在世界上名列 121位,是全球 13 个人均水资源最贫乏的国家之一。

中国属于季风气候,水资源时空分布不均匀,南北自然环境差异大,其中北方 9 省区,人均水资源不到 500 m,实属水少地区。

特别是近年来,城市人口剧增,生态环境恶化,工农业用水技术落后,浪费严重,水源污染,更使原本贫乏的水 ―雪上加霜‖,而成为国家经济建设发展的瓶颈。 天然水质系的构成:

水质系、天然水的概念及天然水质系的构成图

天然水系的复杂性:

水中含有的物质种类繁多,含量相差悬殊

水中溶存物质的分散程度复杂:

< 1 nm 真溶液状态存在的各种分子、离子

1~1,000 nm胶体分散态

>1,000 nm 静置时易沉淀的粗分散态物质(如泥沙颗粒、浮游细菌、微藻等) 水中存在的生物种类繁多

天然水中化学成分的来源:

大气淋溶

从岩石、土壤中淋溶 (地面径流、地下径流)

生物作用 (光合作用、呼吸作用、代谢、尸体腐解) 3

次级反应与交换吸收作用

工业废水、生活污水与农业退水

二、环境化学与养殖水环境化学

环境化学是环境科学的一个分支。

环境科学是研究人类环境质量及其控制、改善的原理、技术和方法的综合性科学。 环境化学是研究有害化学物质在环境介质中的来源、存在形态、化学特性、行为和效应、控制和治理的化学原理和方法的科学。它又是化学科学的一个重要分支。

环境化学的研究内容:

环境化学是从微观的原子水平上研究宏观的环境现象及防治方法,研究其中的化学机制。 研究对象:大气、天然水体及土壤

分支学科:环境分析化学、各圈层环境化学 (大气环境化学、水环境化学、土壤环境化学)、环境工程化学

水环境化学与水产养殖:

水环境化学讲授天然水中存在的物质的种类、形态、迁移转化的规律。掌握这些规律,可以指导我们进行水质调控,帮助我们进行有关水生生态学的研究。

水产养殖的稳产高产离不开养殖水环境的调控。水质的好坏直接影响到水产品的产量与质量。

养殖水环境化学在专业教学中的地位和作用:

渔业水域是水产经济动植物生活的环境,水质的好坏直接影响水产品的产量和品质。水产养殖科学技术工作者应该了解养殖水体水质变化的规律,以便管理和调

水环境化学

控水质。 养殖水环境化学在专业教学中的地位和作用

第一章天然水的主要理化性质

第一节天然水的盐度、密度和化学分类

一、天然水的含盐量

(一) 反映天然水含盐量的参数

?

?

?

? 离子总量 矿化度 盐度 氯度

(前两种较多用来反映内陆水的含盐量,后两种则是反映海水含盐量的参数)

1. 离子总量

离子总量是指天然水中各种离子的含量之和,常用 mg/L、mmol/L 或 g/kg、mmol/kg 单位表示。

由于含量微小的成分对离子总量的贡献通常可以忽略,故在计算离子总量时可以只考虑水中的主要离子。

对大多数淡水而言,构成离子总量的主要离子一般有 4 种阳离子 (Ca2+、Mg2+、Na+、K+) 和 4 种阴离子 (HCO3-、CO32-、SO42-、Cl-)。

2. 矿化度

矿化度是指以一定量过滤水样在 105-110 oC 蒸干称重的方法测定其可溶性总固体物质的量,包括水中溶解的非挥发性有机物。

(二) 含盐量对水产养殖的影响

天然水的含盐量相差悬殊。

水生生物对水的含盐量有一定的适应范围,不同种类生物的适应范围不同。

淡水鱼类只能生活在含适量盐分的水中。

海水鱼在盐度过低的水中会死亡。

鱼的耐盐限度同盐分的组成有关。

二、天然水的密度

纯水的密度:

? 纯水的密度是温度和压力的函数。

? 纯水在 4 C (严格为 3.98 C) 时密度最大。

? 天然水的密度是温度、含盐量、盐分组成、压力的函数。

? 淡水可近似比照纯水的参数看待,以 4 oC 时密度最大。

海水的密度 oo

? 海水的密度是温度、压力和盐度的函数。

三、天然水的化学分类法

1. 原苏联学者 O. A. 阿列金提出的分类方法:

2. 在湖沼学与生态学中常用的划分法:

阿列金分类法既考虑了占优势的离子,又考虑了离子含量之间的比例关系。具体划分方法是:

? 根据含量最多的阴离子将水分为三类:碳酸盐类、硫酸盐类和氯化物类。

? 在类下再根据含量最多的阳离子将水分为三组:钙组、镁组与钠组。

? 根据阴、阳离子含量的比例关系将水分为四个型:I 型、II 型、III 型和 IV 型。

第二节天然水的依数性和透光性

一、天然水的依数性

(一) 蒸汽压和冰点

含盐量越大,水的蒸汽压降低、沸点上升和冰点下降的量也越大。

1. 海水的冰点

2. 海水的蒸汽压

? 渗透压不容易直接测量,常常采用冰点下降数值来换算,或者直接用冰点下降值来

反映渗透压的大小。

?

二、天然水的透光性

太阳光到达水面以后,一部分被反射,一部分经折射进入水体。进入水体的部分,一部分被吸收,一部分被散射,余下的继续向深部穿透。向水深处传播的辐射,沿程仍不断被吸收与散射。

光合作用有效辐射主要是可见光部分的辐射。

在水域生态学中通常用透明度 (Transparence) 来反映可见光在水中的衰减状况。 透明度的测量

第三节 水的流转混合作用与水体的温度分布

一、水的流转混合作用 海水的渗透压 II 与盐度 S 的关系是:

对于一般的湖泊池塘,引起水体流转混合的主要因素有两个方面:

?

? 风力引起的涡动混合 密度差引起的对流混合

(一) 风力的涡动混合

水面受到风力的吹拂后,表面水会顺着风向移动,使水在下风岸处产生―堆积‖现象,即造成下风岸处水位有所增高,此增高的水位就形成了使水向下运动的原动力。

(二) 水的密度环流

? 液态水温度在密度最大的温度以上时,温度升高会使水密度减少,温度降低则会使

水密度增大。

?

二、水体的温度分布

(一) 湖泊 (水库) 四季的典型温度分布

? 水平分布: 如果水温在密度最大的温度以下时,情况则相反。

一个开阔的水体,水温的水平分布一般不会有太大的差别,只是岸边浅水区与中心区的水温可能有所不同:

?

?

? 升温季节,浅水区水温较高 降温季节,浅水区水温较低 垂直分布

水温的垂直分布具有明显的季节特点:

?

?

? 夏季:上层水温高,下层低,形成水温的正分布 冬季:上层水温低,下层高,形成水温的逆分布 春、秋季:上下水温几乎相同

(二) 越冬池的水温

?

? 我国北方鱼类在室外越冬池越冬时,需要在冰下生活 3~6 个月,依地区而不同。 淡水冰下底层的水温并非都是 4 oC,具体水温与地区、月份、越冬池的保温条件等

有关。

? 北方地区海水池塘的室外越冬比淡水池塘的情况复杂,因为最大密度的温度随盐度

升高而快速下降,由高于冰点变为低于冰点。

? 室外海水越冬池底层保温的关键是添加低盐度的海水或淡水。

水环境化学篇三:水环境化学

? 第一章 天然水的主要理化性质 ? 第二章 天然水的主要离子 ? 第三章 溶解气体

? 第四章 天然水的pH和酸碱平衡 ? 第五章 天然水中的生物营养元素 ? 第六章 水环境中的化学反应 ? 第七章 水中污染物质 1 矿物

定义:岩石圈中天然产出的化合物或单质,其化学成分确定或在一定范围内变化。 2 岩石

一种或多种造岩矿物结合成的天然集合体,是经过种种地质作用形成的坚硬产物。 3 土壤

由地表岩石风化后的碎屑产物在一定的水、热、生物作用下,通过一系列的物理、化学、生物化学作用而形成的松散体。 (三)水圈

海洋和陆地上的液态水和固态水构成一个大体连续的圈层覆盖在地球表面。包括大气水、地表水和地下水。

按照水文学家的估算,年人均拥有水量为1000~2000m3的国家可定为水紧张的国家,不到1000m3时,可定为缺水国家。

2 天然水质的复杂性

1)水中含有的物质种类繁多,含量相关悬殊。 2)水中溶存物质的分散程度复杂。 3)存在各种生物。

3 天然水中化学成分的形成 1)大气淋溶

2)从岩石、土壤中淋溶 3)生物作用

4)次级反应与交换吸附作用

1) 常温下三态变化

1atm下0℃为熔点、100℃为沸点,相对同系化合物较高 海雾形成:海水蒸发,使空气中的水分达到饱和。

世界海洋的雾主要产生在冷暖海流汇合处的冷水面和信风带海洋东岸附近的翻腾冷流上,多出现于春夏季节。雾的高发区集中在中高纬靠近大陆岸的海洋上。 2) 热能量最大

①除氨外,水的比热量大。

对生物的体温和地理区域气温起稳定作用。②异常的蒸发热、熔解热。

决定大气和水体之间热和水分子的转移,冰点时温度稳定。 3)温度-体积效应异常0-3.98 ℃内,热缩冷胀 冰浮于水,使垂直循环只在限定的分层水体里进行,使溶解在水中的氧及其他营养物质得以在整个水域分布均匀4)溶解及反应能力很强

溶解能力强:对营养物和废弃物的传输提供了最基本的媒介。

反应能力强:对营养物质的吸收和生物体内各类生化反应的进行有重要意义。 5)表面张力大,仅次于汞

生理学上的控制因素,控制水的滴落和表面现象(毛细、润湿、吸附等) 1.1.1.2 水分子结构与异常特性关系 (1) 水分子结构特点

① 很强的极性 (偶极距:1.84D)

② 形成氢键的能力很强 (2) 水分子结构与异常特性的关系

水分子的强极性与氢键的形成,使其分子间作用力较强,内聚力很大,因此其熔、沸点高,比热容大,汽化热和熔化热高,表面张力大,

水分子的极性强,易与其他物质生成氢键,产生水合作用,因此水的溶解能力强,介电常数大,电离能力强和化学反应活泼。

温度-体积效应异常 冰熔为水,温度升高时两种过程影响其体积和密度:一正常热运动,体积增大;二氢键解体,晶体空隙填充部分水分子,体积缩小。0-4 ℃之间,后一过程占优势。

天然淡水中的主要离子:

阳离子:Ca2+, Mg2+, Na+, K+

阴离子:HCO3-, CO32-, SO42-, Cl- 海水中除这8种外,还有

Sr2+, F-, Br-, H3BO3 (H2BO3-)

1) 天然水的总含盐量

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。

天然水中主要离子成分含量的总和(离子总量)占含盐量的99.9%以上,天然水的离子总量可近似地表示总含盐量:∑S=∑Ci 2) 矿化度

用蒸干称重的方法得到的无机矿物成分的总量

测定方法:用过氧化氢氧化水中可能含有的有机物,在105-110 ℃干燥剩余的残渣,然后称重。 3)海水的氯度

由于氯化物构成约占盐度的55%,所以可用氯化物作为测定盐度特性的基础。

氯度:在1000g海水中,所有的溴和碘被当量氯所置换后,所含氯的总克数,Cl‰表示。 4) 海水的盐度

在1000g海水中,将所有的碳酸盐转变为氧化物,所有的溴和碘被当量氯所置换、并且一切有机物均已完全氧化之后的全部固体物质的总克数,以10-3或‰为单位,以 S‰表示。天然水的盐度变化基本上0~40‰以上,海水盐度一般变化为33~37‰S‰=0.030+1.8050 Cl‰(1902) S‰=1.80655 Cl‰(1966)

实用盐度:S=0.0080-0.1692K151/2

+25.3851K15+14.0941K153/2-7.026K152+2.7081K155/2

? K15:15℃和1标准大气压下,海水样品的电导率和质量比为32.4356×10-3 的KCl

溶液电导率的比值。

? 当K15为1时,S恰好等于35。

海水离子总量ST与盐度、实用盐度有下列关系: {ST}g/kg=1.0051{S‰}10-3=1.0051S

1.1.3 天然水的密度 1.1.3.1 纯水的密度

纯水的密度是温度和压力的函数

天然水的密度是温度、含 盐量、盐分组成、压力的函数。 1.1.3.2 海水密度及海水密度流 1) 海水密度

? 单位体积海水的质量定义为海水的密度,用“ρ”表示,单位kg·m3.其倒数为海水的

比容,即单位质量海水的体积,单位m3 ·kg。

? 海水密度是盐度,温度和压力的函数。海洋学中常用ρ(S,t,p)的形式书写。 ? 在浅海或1000m以浅的海洋上层,海水的密度或比容主要取决于海水的温度和盐度

变化。

? 当盐度增加时,出现最大密度的温度降低,一直降到24.7‰,为冰点出现的最大密度。 1.1.4 天然水的化学分类法 天然水的分类

按单项指标:按硬度、菌度、放射性、酸碱度、温度 按综合指标:生物学水质等级、营养化等级、污水等级

1.1.4.2 按主要离子成分分类:

1)首先按优势阴离子将天然水划分为三类:重碳酸盐类(HCO3-+CO32-最多)硫酸盐类,氯化物盐类

2)然后在每一类中按优势阳离子划分为钙质、镁质和钠质三组。

3)最后依阴、阳离子间的摩尔浓度(均折算为带单位电荷粒子)比例关系划分为四个水型: Ⅰ型:HCO3->Ca2++Mg2+

Ⅱ型: HCO3-<Ca2++Mg2+< HCO3-+ SO42- Ⅲ型: HCO3-+ SO42- < Ca2++Mg2+ 或Cl- >Na+ Ⅳ型: HCO3-=0 阿列金分类法的优点

①用简单的符号比较直观地反映出一种类型的水所具有的基本水化学特征; ②从系统图可在一定程度上反映了水质特点变化的规律性。 1.1.4.3 水型表示法

水中主要离子的动态,主要决定于各种非生物因素,生物影响是次要的,其一般倾向是:

多雨潮湿地区,水中含盐量较低,多为C型 ,干旱地区,水中含盐量较高,且因Ca2+、Mg2+的碳酸盐、硫酸盐溶解度较小,过饱和后即行析出,故水也逐渐向Cl型转变。

1.2.1 天然水的依数性

稀溶液的依数性:在给定的压力、温度条件下,与浓度有关,而与溶质的性质无关的溶液性质。

天然水的依数性是指与水中溶质的质点数有关的性质。 1.2.1.1 盐度对冰点及对最大密度时的温度影响 1)盐度上升,冰点下降

ρTf=Kfm

其中ρTf为冰点下降量,Kf 为冰点下降常数,m为溶质的质量摩尔浓度 水的冰点下降常数Kf=1.855K kg mol-1。

在101.3kPa(1大气压)下海水冰点与盐度间的关系如下 Tf(℃)=-0.0137-0.05199S‰-7.225×10-5(S‰)2大洋海水的盐度约为35‰,求得 Tf =-1.922℃

2)盐度上升,具最大密度时的温度下降,其影响大于对冰点下降的影响。 3)盐度=24.7‰时,冰点等于具最大密度时水的温度, 盐度< 24.7‰时,冰点小于具最大密度时水的温度, 盐度> 24.7‰时,冰点大于具最大密度时水的温度。

渗透压:当用半透膜将溶液与纯水隔开时,阻止水分子向溶液渗透时必须向溶液施加的压力。

1.2.2 天然水的透光性

1.2.2.1 纯水对太阳光的吸收特点 (1)有一定的选择性。

可见光波长为0.35~0.6μm穿透力最强。与植物的光合成色素的极大吸收区大体相符。

1.2.2.2 影响进入天然水中有效太阳光能的因素 (1)抵达水面的太阳辐射总量。

与云覆盖程度、海拔高度、纬度、日长有关。 (2)水面对光的反射性。

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