天然水中的化學平衡有哪些

㈠ 生活中涉及的化學平衡有哪些具體

活中的化學平衡
生活中的化學平衡之一--怎樣吃菠菜
動畫片《大力水手》中，每當大力水手吃下一罐菠菜後就會變得力大無窮。菠菜有這樣大的作用，這是影片的誇張手法，但菠菜的確含有一定的營養成分，如維生素、鐵質等。然而，大力水手大量地吃菠菜是錯誤的。因為過量食用菠菜，會造成人體缺鈣。這個道理要從食用菠菜中存在的電離平衡說起。
菠菜中含有一種叫草酸的物質，其學名是乙二酸，結構簡式為HOOC-COOH，味苦澀，溶於水，是二元弱酸：
HOOC-COOH=HOOC-COO－+ H+
HOOC-COO－ =－OOC－COO－+ H+
草酸進入人體後，在胃酸作用下，電離平衡向左移動。以分子形式存在的草酸，從葯理上看，是一種有毒的物質，過量的草酸會腐蝕胃黏膜，還會對腎臟造成傷害，另外，草酸會跟人體內的Ca2+形成草酸鈣沉澱，使攝入的鈣質不易被利用，造成人體缺鈣。那怎樣才能吸收菠菜中的營養，又不被草酸傷害呢？
一種方法是除去草酸，即在油炒前，先將菠菜用熱水燙一燙，草酸溶於水而除去，且這樣炒的菠菜沒有苦澀味。
另一種方法是把草酸轉化為沉澱，這就是「菠菜燒豆腐」的方法。每100 g菠菜中含300 mg草酸，每100 g豆腐約含240 mg鈣，因此，每70 g豆腐中的Ca2+，可以結合100 g菠菜中的草酸(不含菠菜自身的鈣)，當大部分草酸跟鈣結合，可使澀味大大降低，菜餚更加美味可口。草酸鈣進入人體，部分被胃酸溶解，溶解後形成的Ca2+仍能被人體吸收，未溶解的部分則排出體外。因此，食物中的Ca2+正好是草酸的解毒劑，豆腐中損失的鈣可以由其他食物補充。
生活中的化學平衡之二--酒精測定儀中的化學平衡
在公路上，常能見到交警攔下可疑車輛檢查，請司機向一儀器中吹一口氣，如果測定儀中橙紅色的物質變為綠色，司機就要受到處罰，因為他飲酒後駕車，違反道路交通管理條例。
酒精儀中的橙紅色物質是重鉻酸鉀，人飲酒後，血液中酒精含量增多，人呼出的氣體中有乙醇的蒸氣，遇到測定儀中的重鉻酸鉀，便發生如下的反應：
Cr2O72－+ 3C2H5OH + 8H+�2Cr3+＋3CH3CHO + 7H2O
橙紅色 綠色
橙紅色的Cr2O72－轉化為綠色的Cr3+，便能測出人呼出的氣體中有乙醇成分。
然而酒精測定儀中還要加入硫酸，一方面上述反應要在酸性溶液中進行，同時要防止Cr2O72－轉化為CrO42-，
即：2CrO42－ + 2H+�Cr2O72－ + H2O 。這就是酒精測定儀中的化學平衡。
生活中的化學平衡之三--洗滌劑的有效利用
我們知道，油性污垢中的油脂成分因不溶於水而很難洗去。油脂的化學組成是高級脂肪酸的甘油酯，如果能水解成高級脂肪酸和甘油，那就很容易洗去。
油脂水解的方程式是：(RCOO)3C3H5 + 3H2O�3RCOOH + C3H5(OH)3
這是一個可逆反應，日常生活中以洗衣粉(或純鹼)作洗滌劑，其水溶液呈鹼性，能與高級脂肪酸作用，使化學平衡向正反應方向移動。高級脂肪酸轉化為鈉鹽，在水中溶解度增大，因此油污容易被水洗去。在日常生活中，洗衣粉等洗滌劑易溶於溫水(特別是加酶洗衣粉)是由於溫度升高，洗衣粉溶解度增大，即：濃度較大。溫水有利於酶催化蛋白質等高分子化合物水解，同時蛋白質的水解、油脂的水解都是吸熱反應，適當提高水溫，會使洗滌效果更佳，但也應該注意，一味追求高水溫會降低酶的催化能力，使其失去活性，從而降低洗滌效果。
生活中的化學平衡之四--自來水消毒
近年來，某些自來水廠在用液氯消毒自來水時，還加入少量液氨，這是什麼原因呢？首先要明確液氯作自來水消毒劑的原理：氯氣與水發生反應生成鹽酸和次氯酸，其中次氯酸有強氧化性，能殺滅水中細菌，其化學方程式為：Cl2＋H2O = HCl ＋HClO。
但是，次氯酸不穩定，受熱或見光發生分解：2HClO = 2HCl + O2↑，使得消毒時間縮短，從而降低消毒的效果。
當向氯水中加入液氨時，液氨與氯水中的次氯酸有如下反應：
NH3＋HClO�H2O＋NH2Cl，而NH2Cl較HClO穩定。
體系中的次氯酸同時滿足兩個平衡，其消毒殺菌後，由於濃度逐漸減小，使平衡向生成次氯酸的方向進行，當次氯酸濃度較高時，平衡向生成NH2Cl的方向移動，相當於暫時「貯存」，避免其分解所帶來的損失。這樣就延長了液氯的消毒時間。
生活中的化學平衡之五--大氣臭氧層中的化學平衡
地球表面有大氣層覆蓋，離地面12 km以上的高空有一臭氧層(實際上是臭氧的濃度高些)，但它是地球生命的保護屏障。
我們知道，太陽輻射對生命危害極大的是紫外線。當太陽輻射通過臭氧層時，被吸收了約90％的紫外線，或者說把這些紫外輻射的能量轉變為熱量，使地面生命免受傷害。這其中的奧妙就在於臭氧層里存在著以下動態平衡的緣故：
O2 + O�O3
現在來分析臭氧層中這一平衡是怎樣建立的，又怎樣把紫外輻射能轉變為熱能。首先，太陽輻射把高空的氧分子分裂為2個氧原子，性質異常活潑的氧原子跟氧分子結合成為臭氧。
O2 O＋O， O2＋ O →O3
然後，在紫外線作用下，臭氧轉化為氧氣，並放出熱量：
2O3 3O2 ＋ Q
這一反應被看作臭氧能吸收紫外線，即從能量角度看，相當於把紫外輻射能轉變為熱能。
臭氧分解生成的氧氣，又會被太陽輻射作用生成氧原子，氧原子又會和氧分子結合成為臭氧，臭氧又吸收紫外線分解成為氧氣…… 所以在臭氧層中，O3、O2和O處於動態平衡，構成了地球生命免受紫外線殺傷的天然屏障。
生活中的化學平衡之六--人體血液中的酸鹼平衡
人體血液的pH是一個穩定的數值，正常值是7.4±0.05。這一數值保證了在血液中進行的各種生化反應。人體新陳代謝產生的酸性物質和鹼性物質進入血液，但血液的pH仍會保持穩定，這是什麼原因呢？
原來血液中有兩對電離平衡，一對是HCO3-(鹼性)和H2CO3(酸性)的平衡，另一對是HPO42-(鹼性)和H2PO42-(酸性)的平衡。下面以HCO3-和H2CO3的電離為例說明血液pH穩定的原因。
人體血液中H2CO3和HCO3-物質的量之比為1∶20，維持血液的pH為7.4。平衡如下：
當酸性物質進入血液時，電離平衡向生成碳酸的方向進行，過多的碳酸由肺部加重呼吸排出二氧化碳，減少的HCO3-由腎臟調節補充，使血液中HCO3-與H2CO3仍維持正常的比值，使pH保持穩定。當有鹼性物質進入人體血液，跟H2CO3作用，上述平衡向逆反應方向移動，過多的HCO3-由腎臟吸收，同時肺部呼吸變淺，減少二氧化碳的排出，血液的pH仍保持穩定。
然而，當發生腎功能障礙、肺功能衰退或腹瀉、高燒等疾病時，血液中的HCO3-和H2CO3比例失調，就會造成酸中毒或鹼中毒。臨床指標：血液pH＞7.35，為鹼中毒；血液pH＜7.35，為酸中毒。

㈡ 簡述天然水中存在哪些主要陽離子陰離子元素和物質

天然水中存在的離子比較常見的有：陽離子有鈣離子，鎂離子，鐵離子，鈉離子等，陰離子有碳酸根離子，氫氧根離子等。物質有碳酸鈣，氫氧化鎂，氫氧化鐵等，微量元素有很多，除上述元素外，還有鉀，鋰，鋁，鋅，碳，硒等礦物質。供參考

㈢ 化學平衡包括哪幾個平衡

濃度守恆，速率守恆，
如果是氣體的話，還有壓力守恆，體積守恆。

化學平衡:
1.概念:一定條件下的可逆反應中,正,逆反應反應速率相等,反應混和物中各組分濃度,含量保持不變時的狀態,叫做化學平衡狀態(簡稱化學平衡).

①化學平衡是一定條件下可逆反應的終了狀態(沒有可逆反應,就沒有化學平衡);
②平衡狀態與建立平衡的途徑無關,只要條件相同, 平衡狀態就相同.

2.特點:(前三個可由概念得出)
(1)等:υ正=υ逆;
①同一物質,其生成速率等於消耗速率;
②對不同反應物來說,A物質的生成速率與B物質的消耗速率比等於相應系數比.
③對一種反應物和一種生成物來說,反應物A的消耗速率(或生成速率)與生成物的消耗速率(或生成速率)比等於其相應的系數比.

(2)定:濃度,含量保持不變.各組分百分含量,物質的量和物質的量濃度,混和氣體總壓,總體積,總物質的量不隨時間延長而改變.(但不相等);

(3)動:動態平衡

(4)變:平衡是相對的,不是絕對的. 若平衡賴以存在的條件改變,則化學平衡將被破壞;

㈣ 天然水中的化合物有哪四大類

天然水中的化合物有四大類：
(1) 懸浮物：包括泥沙藻類等；
(2)膠體物質：主要是硅、鐵、鋁的化合物和腐植質等有機物；
(3)可溶性物質；①可溶性鹽類；有Ca2＋、Mg2＋、Na+等陽離子，CL—、SO42—、HCO3—等陰離子；②可溶性氣體：有O2、CO2等；
(4)微生物；

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㈤ 天然水的化學組成可以概括的分為哪五類

一、天然水的組成

在自然界中，完全純凈的水是不存在的。天然水在循環過程中不斷地與環境中的各種物質相接觸，並且或多或少地溶解它們，所以天然水實際上是一種溶液，而且是成分極其復雜的溶液。通過分析，發現天然水中含有的物質幾乎包括元素周期表中所有的化學元素。現僅將天然水中的溶質成分概略地分成以下幾類。

（一）主要離子組成

K+、 Na+、 Ca2+、 Mg2+、 HCO3-、 NO3-、 Cl-和 SO42- 為天然水中常見的八大離子，占天然水中離子總量的 95%-99% 。水中這些主要離子的分類，常用來作為表徵水體主要化學特徵性指標，如表 4-1 所示。

摘自湯鴻霄， 1979

（二）溶解性氣體

水中溶解的主要氣體有： N2、 O2、 CO2、 H2S ；微量氣體有： CH4、 H2、 He 等。

（三）微量元素

I、 Br、 Fe、 Cu、 Ni、 Ti、 Pb、 Zn、Mn 等。

（四）生源物質

NH4+ 、 NO2- 、 NO3- 、 HPO42- 、 PO43- 。

（五）膠體

SiO2· nH2O 、 Fe(OH)2· nH2O 、 Al2O3· nH2O 以及腐殖質等。

（六）懸浮物質

鋁硅酸鹽顆粒、砂粒、粘土、細菌、藻類及原生動物等。

受到人類活動影響的水體，其水中所含的物質種類、數量、結構均與天然水質有所不同。以天然水中所含的物質作為背景值，可以判斷人類活動對水體的影響程度，以便及時採取措施，提高水體水質，使之朝著有益於人類的方向發展。

二、天然水的性質

（一）碳酸平衡

CO2在水中形成酸，可與岩石中的鹼性物質發生反應 ， 並可通過沉澱反應變為沉積物而從水中除去。在水和生物體之間的生物化學交換中， CO2佔有獨特的地位，溶解的碳酸鹽化合態與岩石圈、大氣圈進行均相、多相的酸鹼反應和交換反應，對於調節天然水的 pH 和組成起著重要作用。

在水體中存在著 CO2、 H2CO3、 HCO3- 和 CO32- 等四種化合態，常把 CO2和 H2CO3合並為 H2CO3 * 。因此，水中 H2CO3* -HCO3- -CO32- 體系可用下面的反應表示：

（二）天然水中的鹼度和酸度

鹼度（ Alka-linity ）是指水中能與強酸發生中和作用的全部物質，亦即能接受質子 H+的物質總量。組成水中鹼度的物質可以歸納為三類：①強鹼，如 NaOH 、 Ca(OH)2等，在溶液中全部電離生成 OH-離子；②弱鹼，如 NH3、 C6H5等，在水中部分發生反應生成 OH-離子；③強鹼弱酸鹽，如各種碳酸鹽、重碳酸鹽、硅酸鹽、磷酸鹽、硫化物和腐殖酸鹽等，它們水解時生成 OH-或者直接接受質子 H+。弱鹼及強鹼弱酸鹽在中和過程中不斷繼續產生 OH-離子，直到全部中和完畢。

和鹼相反，酸度（ Acidity ）是指水中能與強鹼發生中和作用的全部物質，亦即放出 H+或經過水解能產生 H + 的物質的總量。組成水中酸度的物質也可歸納為三類：①強酸，如 HCl、 H2SO4、 HNO3等；②弱酸，如 CO2、 H2CO3、 H2S、蛋白質以及各種有機酸類；③強酸弱鹼鹽，如 FeCl3、 Al2(SO4)3等。

（三）天然水體的緩沖能力

天然水體的 pH 值一般在 6-9 之間，而且對某一水體，其 pH 幾乎保持不變，這表明天然水體具有一定的緩沖能力，是一個緩沖體系。一般認為，各種碳酸化合物是控制水體 pH 值的主要因素，並使水體具有緩沖作用。但最近研究表明，水體與周圍環境之間發生的多種物理、化學和生物化學反應，對水體的 pH 值也有著重要的作用。但無論如何，碳酸化合物仍是水體緩沖作用的重要因素。因而，人們時常根據它的存在情況來估算水體的緩沖能力。

㈥ 天然水中二氧化碳平衡體系幾個主要方程式

你是想問H+會抑制電離還是促進電離是么，答案是，減小。因為，碳酸在水中電離總反應為HCO3=2H++CO3 2-，而H+會抑制碳酸電離而使電離平衡向逆向移動，碳酸根離子減少了。不管碳酸氫根離子的轉化怎樣，總體，H+抑制了第一步正向和第二步正向，怎麼說，碳酸根離子都會減少。望採納，謝謝。（麻煩給分吧，郁悶，全手打的啊，打了很久，覺得木有分分好失落。）

不可以.多了一個氫離子,就代表氫離子多,在反應物不變的情況下,例如碳酸鈉和碳酸氫鈉,分別與等物質的量的氫氧化鈣反應,碳酸鈉則是生成碳酸鈣+2氫氧化鈉.而碳酸氫鈉則是生成碳酸鈣+氫氧化鈉+水.
碳酸鈉中沒有氫離子,因此反應時生成物中也不會有氫離子(氫氧化鈉中的氫元素是氫氧根離子)
而碳酸氫鈉中有氫離子,因此生成物中會有氫離子,也就是水.
方程式不是背的,是推寫的.希望對你有幫助.

㈦ 天然水中有哪些化合物會影響水質

天然水體中水與其所含物質共同表現出的綜合特性。水中所含物質的種類極多，一般呈溶液態、懸浮態、膠體態存在。水中物質按其屬性可分為無機物、有機物和微生物三類；按其粒子大小及同水之間的相互關系可分為分子-離子分散系、膠體分散系和粗分散系。衡量水與其所含物質綜合特性的尺度，稱為水質指標，水質指標通常可分為物理指標、化學指標和微生物學指標。物理指標。包括溫度、嗅和味、顏色和色度、渾濁度、透明度、固體總量、電導率等。天然水的溫度一般因水源而異，地表水隨季節及氣候條件而有不同程度的變化，地下水則較為穩定。在通常情況下，天然水溶解鹽的含量較低，電導率也較低，所含固體物主要為溶解性固體物。化學指標。天然水中最主要的離子成分有陽離子Ca2+，Mg2+，Na+，K+和陰離子HCO3-，SO42-，Cl-等，以及少量的H+，OH-，CO32-，NO3-等離子；此外，還有微量的鋁、鎳、鍶、鐵、銅、砷、鋅、鈷、錳、鉻、硒、碘、錫、硅、硼、銣、鉻、鋅、銻等離子。天然水中鈣和鎂的濃度變化范圍很大，變化取決於所在地區的地質條件和地球化學特性；通常以硬度來間接反映水中鈣和鎂等含量。此外，水中還存在某些非離子物質，如氧化物、溶於水的氣體等，這些物質對水質也起著重要作用。

微生物學指標。常以水中細菌的總數和大腸桿菌數來間接判斷。天然水質通過分析測定各種成分的濃度以及這些物質所起的作用與性質來確定。天然水的化學成分多種多樣，其變化具有一定的規律性，可根據水中主要離子組成狀況，對天然水進行分類。蘇聯學者阿連金提出了天然水的分類法。該法的主要內容為：按照含量最多的陰離子-碳酸根、硫酸根、氯離子把天然水分為3類；每類按含量最多的陽離子-鈣、鎂、鈉再分為3組；根據陽離子和陰離子的相對含量再把各組分型。

㈧ 地下水水化學類型變化

隨著地下水開采量不斷增加，地下水的天然水化學平衡狀態被打破，水化學類型也相應發生改變。其變化特徵分為兩種：①水化學類型向重碳酸型水轉變，地下水硬度增加；②水化學類型由重碳酸型水轉變為其他類型，礦化度增大，水質變差。

1.水化學類型向重碳酸型水轉變，地下水硬度增高

主要發生在山前沖洪積扇前緣和地下水開采漏斗區，由於循環條件的改變，地下水流場發生變化，淺層地下水循環加快。根據目前掌握的資料來看，這種水化學類型變化在西北乾旱區基本上沒有發生，而在山西六大盆地和華北平原及松嫩平原變化比較明顯。

山西盆地淺層地下水化學類型的變化表現為由多種水化學類型逐漸轉變為簡單的類型。對比太原盆地1983年和2003年兩期水化學變化可見：水化學類型由重碳酸-硫酸型水、重碳酸-氯化物型水、硫酸型水、硫酸重-碳酸型水、硫酸-氯化物型水、氯化物-硫酸型水、氯化物-重碳酸型水等多種水質類型變化到目前以重碳—酸硫酸型水和重碳酸—氯化物型水為主（圖5-1和圖5-2）。1983年礦化度為1～3g/L的面積為1657km²，3～5g/L的面積為40km²；2003年為895km²，基本沒有大於3g/L水。在地下水集中開采區，中深層承壓水的礦化度和硬度有增加的趨勢（圖5-3）。

忻州盆地從20世紀70年代以來，沖洪積傾斜平原的中上部的淺層地下水，其地下水主要化學成分及化學類型變化不大，地下水主要化學成分及化學類型變化不大，為重碳酸型水，礦化度小於500mg/L。而在滹沱河中下游段的沖洪積交接帶及沖湖積平原區，礦化度減小，水質具有變好的趨勢。在崞陽到原平市城區一帶，由重碳酸-硫酸型或硫酸-重碳酸型轉化為重碳酸型水（圖5-4），礦化度由1977年的520～840mg/L降低到2004年的310～510mg/L。在忻府區解原、忻府城區、東樓、西張、雙堡、官莊一帶，由硫酸-重碳酸或重碳酸-氯化物型水轉化為重碳酸型水，礦化度由1977年的500～1300mg/L降低到2004年的300～350mg/L。而在忻府區、定襄縣的高城、北張、受祿、定壤縣城、季庄等廣大地區，由重碳酸-氯化物型水轉化為重碳酸-硫酸型水，礦化度由1977年的1000～1600mg/L，降低到2004年的600～930mg/L。

圖5-1 太原盆地1983年水化學圖

（據韓穎等，2009）

（圖中Cl、H、S、N、M、C分別表示Cl、HCO₃、SO₄、Na、Mg、Ca）

據統計，河北平原淺層地下水重碳酸鹽型（包括重碳酸為主的混合型）水的分布面積由1975年的45792km²增加到2005年的56032km²，硫酸鹽型（包括硫酸鹽為主的混合型）地下水面積由7294km²減少到4279km²，氯化物型（包括氯化物為主的混合型）地下水由19588km²減少到12818km²，見圖5-5。

圖5-2 太原盆地2003年水化學圖

（據韓穎等，2009）

（圖中Cl、H、S、N、M、C分別表示Cl、HCO₃、SO₄、Na、Mg、Ca）

對比魯北平原1989年與2005年地下水水化學類型（圖5-6）可見：西部地下水開采區，水化學類型向重碳酸鹽型水轉化，淺層地下水開采程度較高，沿黃河地帶受到地表淡水的經常性補給，重碳酸鹽型水的分布范圍不斷擴大。冠縣-臨清的廣大地區，1984年水化學類型為重碳酸鹽氯化物型水，目前均變為重碳酸鹽型水；東阿、平原大部、陽谷、夏津、武城、濟陽局部均由1989年的重碳酸鹽氯化物型水、重碳酸-硫酸鹽-氯化物型水轉變為重碳酸鹽型水。

圖5-3 太原盆地西張水源地中深層水水質變化曲線

（據韓穎等，2009）

豫北平原淺層地下水（重碳酸鹽型水）從山前及黃河上游向下游、由渠道軸部向兩側擴展。在1959年至1965年間，地下水開采量很小，豫北地區地表大部分為鹽鹼地，沿黃一帶只有局部地區礦化度小於1g/L，水化學類型大部分為重碳酸硫酸鹽型水，只有封丘縣一帶、武陟縣和原陽的黃河大堤以南局部地區為重碳酸型水。人民勝利渠渠首區為HCO₃-Ca·Mg水，礦化度小於1g/L。到1978年沿人民勝利渠和其它渠道兩側地下水礦化度大於1g/L界線向北和東擴展，新鄉市東部的鹹水被切開成兩部分，西部的交接窪地地下水礦化度大於1的鹹水區成孤立狀分布，濮陽縣至南樂的地下水礦化度小於1g/L的淡水已連為一體，重碳酸型水已擴至武陟、原陽、封丘北部。至1987年，大部分地區地下水礦化度已變為小於1g/L的淡水；大於1g/L的水已成孤島狀分布於各地，大部分地區地下水水化學類型已變為重碳酸型水，而陽離子Na·Ca型水面積逐漸擴大至原陽縣。2002年，淡水面積基本穩定，鹹水在1987年基礎上又有縮小，沿黃一帶僅在封丘東南部的黃河轉彎處有一些鹹水，淡水擴展緩慢，重碳酸型水擴展緩慢。

華北平原深層地下水重碳酸型水面積增加主要集中在河北平原，其分布面積由20世紀70年代的 50295km²增加到 55066km²，硫酸鹽型地下水面積由 1129km²增加到1463km²，氯化物型地下水由6343km²增加到10850km²（表5-1）。天津地區第Ⅱ含水組大量開采後，其水化學特徵並沒有發生明顯變化。

圖5-4 忻州盆地地下水化學類型及礦化度動態曲線

（據韓穎等，2009）

表5-1 河北平原深層地下水水化學類型分布面積變化統計表 單位：km²

（據張兆吉等，2009）

圖5-5 不同年份淺層水化學類型面積

（據張兆吉等，2009）

圖5-6 魯北平原淺層地下水水化學類型變化圖

（據張兆吉等，2009）

西遼河平原部分地區水化學類型從20世紀70年代末80年代初的HCO₃-Na·Ca水轉變成了HCO₃-Ca·Na水，HCO₃-Ca·Na水轉變成了HCO₃-Ca水。在地下水的強開采區（平原中部開魯、奈曼、科爾沁區），地下水循環交替較快，占絕對優勢的Ca·Na型水、Ca·Na·Mg型水面積，2003年比70、80年代有較大增加，與此相反，Na型水、Na·Ca型水面積則明顯減少。科左後旗一帶的Ca·Na型水，則轉化為Ca型水（圖5-7）。

圖5-7 西遼河平原地下水化學類型變化

（據李志等，2009）

2.水化學類型由重碳酸型水轉變為其他類型水，地下水礦化度增大

主要發生在平原或盆地的中下游以及深層承壓含水層開采漏斗區，地下水流場改變，承壓含水層水頭低於相鄰含水層，劣質水越流補給承壓含水層。目前在新疆准噶爾盆地局部、柴達木盆地、山西盆地和華北平原及東北平原變化比較明顯。

新疆准噶爾盆地沙漠邊緣的承壓含水層，由於開采地下水使承壓含水層水頭低於潛水，高礦化度和高硬度潛水的混入承壓含水層，20世紀80年代中期以來水化學類型明顯變化，由HCO₃·SO₄-Na水轉化為SO₄·Cl-Na水。

柴達木盆地冷湖鎮在開采地下水時出現了鹹水入侵現象，冷湖鎮水源地在冷湖北岸沖洪積扇潛水區，開采時動水位11～13m，之後形成了下降漏斗，其半徑956～1130m，漏斗已擴展到半鹹水、鹹水區，引起了鹹水倒灌。該水源地水質變咸後於1989年在原水源地北又重新開辟新的水源地。經2002年、2003年和2004年在水源地取樣分析，一些水井水質已變咸，水化學類型屬SO₄·Cl·（HCO₃）-Ca·Mg水。

格爾木河沖洪積扇戈壁帶右翼也出現水質咸化現象，主要原因是該地區地表或淺層普遍存在一層古鹽殼，在開采過程中，由於管道漏水等原因將鹽殼中的鹽分溶濾到含水層中，導致水質咸化；20世紀80年代初該地區地下水位普遍上升，溶濾了古鹽殼的鹽分，也造成水質咸化；另外，1998、1999年兩年格爾木市農牧局為綠化城市於水源地上游營造了60畝防風林帶，採用大水漫灌，使包氣帶鹽分溶解並大量下滲而造成礦化度等急劇升高。

臨汾盆地20世紀60年代、80年代及2004年水化學對比分析發現，從邊山到盆地中心汾河一線，淺層水質序列已經發生明顯變化（表5-2），變化的整體趨勢是山前沖洪積扇地帶HCO₃ 型水區普遍後移或者消失，取而代之的是HCO₃·SO₄ 型水或者SO₄·HCO₃型水，SO₄·HCO₃型水及HCO₃·SO₄型水的區域分布面積明顯變大，中深層水質也有一定程度的改變。

表5-2 臨汾盆地代表性剖面淺層水水質序列變化

（據韓穎等，2009）

運城盆地淺層地下水20年來水化學類型相對趨於簡化，水質相對變差，礦化度有增高的趨勢（圖5-8）。在涑水河谷中游東鎮—聞喜—水頭一線，水質類型由1980年的HCO₃—Na、HCO₃·SO₄—Na、SO₄·HCO₃—Na、Cl·HCO₃—Na、SO₄—Na型水，逐漸變為2004年的HCO₃、Cl型水，並且范圍變大，礦化度增高。在夏縣縣城附近，HCO₃、Cl型水的范圍2005年比1980年明顯增大，水質相對變差，礦化度增高。在臨猗嵋陽一帶，HCO₃·SO₄型水，由1980年的零星分布，逐漸變為片狀，水質變差，礦化度增高，在湖積平原區伍姓湖一帶，Cl·SO₄型水范圍2005年與1980年變化明顯增大，礦化度增高。

圖5-8 運城盆地淺層水水化學變化圖

（據韓穎等，2009）

圖5-9 運城盆地中深層水水化學變化圖

（據韓穎等，2009）

運城盆地中部中深層含水層因為地下水開采導致淺層水進入致使水質變差。從盆地1980年和2005年中深層含水層水化學圖5-12和圖5-13可以看出，經過20多年的時間，盆地中深層含水層水化學場變化較為明顯的地帶，主要出現在盆地中部的涑水河沖洪積平原，水化學類型由20世紀80年代的HCO₃、HCO₃·SO₄、HCO₃·Cl、SO₄·HCO₃、SO₄·Cl、Cl·SO₄ 型水演化為2005年的HCO₃、HCO₃·SO₄、SO₄·HCO₃、SO₄·Cl、Cl·HCO₃、Cl型水，水化學類型趨於復雜，礦化度有升高之趨勢，主要原因是由於地下水強烈開采，地下水流場發生變化及在鑿井過程中，使含水層串通、使水質較差的淺層水灌入中深層水中所致。

魯北平原東部濱海地帶的氯化物型水向中西部擴展。在茌平—齊河—禹城—臨邑一線、寧津和陵縣的東部地區，由重碳酸鹽型水變為重碳酸—氯化物型水和重碳酸—硫鹽型水。在慶雲—陽信一線、濱州市濱城區、利津和沾化交界地帶，地下水由重碳酸—硫酸氯化物型水、重碳酸—氯化物型變為氯化物型水。

松嫩平原山前傾斜平原第四系潛水，在20世紀80年代，水化學類型主要是HCO₃-Ca·Na水，其次是HCO₃·Na水，再次是HCO₃-Ca·Mg水。HCO₃·SO₄ 型水只在北部訥河、齊齊哈爾、龍江和林甸縣一帶有少量分布，目前，泰來縣也出現了HCO₃·SO₄ 型水。低平原第四系潛水近20年來地下水水化學類型復雜化，氯化物型水分布面積增大，數量增多，出現了許多新的水化學類型，最典型的是硝酸型水。20世紀80年代，高平原北部潛水水化學類型主要是HCO₃型水，局部有HCO₃·SO₄ 型水；HCO₃·Cl型水在呼蘭河以南地區大片出現、以北零星分布。目前調查發現，在高平原區綏化一帶HCO₃·SO₄（SO₄·HCO₃）型水及SO₄·Cl（Cl·SO₄）型水已成片分布。在呼蘭河以北地區HCO₃·Cl（Cl·HCO₃）型水大面積向北擴展。水化學類型變化最大的是呼蘭河以北的農業地區，出現了大量與硝酸相關的水化學類型，如 HCO₃·NO₃（NO₃·HCO₃）-Ca·Mg 型水、NO₃-Ca·Mg型水及NO₃·HCO₃型水等。

松嫩高平原第四系承壓水20世紀80年代，主要水化學類型是HCO₃ 型水，本次調查發現，在盆地北部呼蘭河一帶和哈爾濱市，出現了大面積的HCO₃-SO₄-Ca型水。HCO₃-Cl-Ca型水分布面積也比80年代增多。

㈨ 天然水的水化學特徵有哪些

天然水的化學特徵

一、雨水

雨、雪、雹等統稱為降水，比較純凈，但隨地區和大氣環境影響，會溶存吸收雜質和氣
體。在接近海洋和內陸鹽湖地方的降水中會溶解一些氯化鈉鹽分，離海岸距離近的雨水中
Cl-
含量高。一般雨水的總含鹽量不超過
50mg/L
，結垢物質
(
鈣、鎂〕更微。在
250C, 1
大
氣壓下，
由於空氣中
COZ
的溶人可使雨水
pH
值達
5.6
，
這一因素是自然的，
並非化學污染，
溫度、氣壓澎響但多不大，
pH<5. 6
時才稱為酸雨。

二、河水

河水中含有的懸浮物和溶解鹽類隨流經地區的氣候、地質條件、補給水的影響而變化。
沿途有工礦企業排水時將污染水質。

我國河水的含鹽量可在
13 -9185mg/L
之間變化，而
1000mg/L
以上者為少。河水的水化學特徵是
Ca z+ > Na+ > Mg2+ HCO3->SO2-4>Cl-
一般河水呈現微酸性。在洪峰期間懸浮物含量增加，含鹽量減少
;
枯水期則相反。細菌、藻
類及有機物在河水中含量也較高。

我國河流的水化學特徵有明顯的地帶性
:
重碳酸鹽類分布最廣，佔全國面積的
680o I
氯
化物鹽類占
25.4%o
，硫酸鹽類分布最少佔
6.6%
並大部分分布在西部內陸地區。東南沿海
河流含鹽量最少為
36. 4mg/L
，在塔里木河米蘭附近測得含鹽量達
32 732mg/L(
接近海水含
鹽度
)
，兩者相差近
1000
倍。我國河水中硬度類別分布情況。

三、湖水

湖泊是提供工業和飲用的主要水源，
並具有改善區域生態環境等多種功能。
湖水的化學
成分決定於流人水源及補給湖泊的地下水流的成分，
並與在湖內進行生物作用和湖泊集水面
的自然地理條件有關。
是否有水流從湖泊流出，
對湖水化學成分形成過程有特殊意義。
不排
水湖泊湖水耗損於蒸發，
因而進人湖內的鹽類不斷聚積，
其濃度繼續升高，
結果湖泊變成咸
水湖。

排水湖的含鹽量通常不超過
200 - 300mg/L
，鹹水湖中的離子總數可達
5. 82g/L
。湖泊
的深度、面積、容量對水質有明顯影響。我國東北地區
(
松嫩平原的東北部
)
氣候乾旱，地形
低窪，
湖泊密集，周圍鹽鹼土分布其鹽分多屬蘇打鹽土，
地表水和地下水的含鹽量較高，水
中主要成分是重碳酸鈉，含鹽量
2700mg/L
左右，為淡水湖、鹹水湖和鹵水鹽湖三種類型。

根據調查資料，
大約有近
20%
的湖泊水質較好
(11
一
m
類
)
，
有
80%
以上的湖泊受到污染
(N-
劣
V
類
)
，這表明當前我國湖泊水質污染問題十分嚴峻。

四、水庫水

水庫水中溶解鹽類主要取決於補給水庫的地表水和地下水的化學成分
;
水庫調節情況
;
降水量和蒸發量
;
庫盤土層含鹽量
;
庫水中的生物作用和生物化學作用
;
有無外來污染水源
(
工業廢

水、生活污水
)
。在決定水庫化學情況時，主要決定水庫流人量和流出量
(
水庫調節
情況
)
。
從給水衛生要求方面，
應注意庫址選擇與庫底衛生清理並對水庫周圍建衛生防護帶。

五、地下水

地下水是工礦企業、
城鎮供水的主要水源之一。
地下水也是礦物資源，
如當氯化鈉大於
50mg/I.
、碘大於
20mg/L
時，就有作為原料利用的價值。地下水起源於大氣降水和地表水
滲透
;
土層中水汽的凝結
;
初生水和共生水。有的認為地下深處的地下水是岩漿中分離出的氣
體凝結所形成的。

土層中水汽的凝結有其實際意義，
在降水非常少的沙漠平原里，
這種水可作為飲用水的
重要來源某些地區地下水溫度較高，嬰下熱能
」
能源。通過地層的滲濾作用，地下水比較清
澄，細菌、微生物也不易存在，但溶解的礦物質較多，其成分與地層性質、補給水水源水質
有關。
當地下水受河流補給，
而河流受到海水倒灌時，
地下水中氯離子含量相應上升。
礦床、
煤層、
油田范圍內以及礦坑中抽取的地下水質量較差。
地下水含有放射性物質氛，
一定范圍
內具有醫療作用。
地下水按礦化度劃分為四類
:
①

淡水，
礦化度小於
lg/L;
②微鹹水，
礦化度
1
一
3g/L;
③半鹹水，礦化度
3-5g/L;
④鹹水，礦化度大於
5g/L
。

地下淡水分布區的面積約
810.65
萬
km'
，佔全國總面積的
85-39%o
。微鹹水分布區，
主要分布在我國的河北、
山東、
江蘇、
寧夏回族自治區、
新疆維吾爾自治區、
內蒙古自治區、
甘肅、山西、陝西和吉林的部分地區，地下微鹹水分布區的面積約
53.92
萬
km'
，佔全國總
面積有的
5.68%o
。

半鹹水、鹹水分布區，主要分布在新疆維吾爾自治區的許多地區、
寧夏回族自治區、內
蒙古自治區、青海、甘肅的部分地區，以及天津、河北、山東、遼寧、上海、江蘇、廣東的
部分濱海地區
;
地下半鹹水、鹹水分布區面積約
84.73
萬
km'
，佔全國總面積的
8.93%.
六、海水

海水的鹽分是由河流匯集，攜帶集聚而成的。海水的平均含鹽量為
35g/kg (35.7g/L)
，
海水平均密度為
1.03g/cm3
，
海水的鹽分濃度受蒸發和降水影響而有差異，
河流人口處海水
的鹽分有降低。海水的冰點也隨鹽分變化，當海水的鹽分在
24. 7%
時，點是一
1. 3320C
，
海水中總的有機物含量約
2mg/L
，
由於海洋中的溶解與沉澱平衡，
使海洋中的各種離子比例
成分相對恆定因此
pH
值在
8-8.3
之間，海水一般具有鹼性，海水中約有
70
多種元素，但
主要的是
10
余種，見表
1-23.
由於生物的吸收，
鈣在表層可能會相對地減少。
二氧化硅也是由於這種方式從表面的海
水中除去，
所以海水中
SiO2
的含量隨探度而有規則地增加。
COZ
是控制海洋中
CaCO3
溶
解度的重要因素，它也取決於生物活動的性質和數量。

海水的化學特徵為
Na>Mg>Ca, Cl>S04>CO3.
海水的含氯度是指
lkg
海水中所含氯離子的總質量。

海水的含鹽度是指
lkg
海水中所溶解的固體物總量，兩者

常用單位是
g/kg%
。

鹽度
35%
。指
1kg
海水中溶解的固體物是
35g
，含鹽度
%
。
= 1.806 6
含氯度
%
。

含鹽量為
35000mg/L
的海水稱為標准海水，這是因為世界上絕大多數的海水具有上述
的含鹽量，其中的離子組成比例全世界也十分相近，但是實際總
TDS
變化范圍很寬，波羅
的海的海水含鹽量為
7000mg/L,
紅海和波斯灣的海水含鹽量為
45000mg/L
。由於土壤影響
和內陸水的滲入，近海岸井水的含鹽量及組成變化極大。標准海水組成見表
1-24
海水利用的范圍主要有以下幾方面。

(1)
海水代替淡水直接作為工業用水。
工業冷卻水占工業用水量的
80%
左右。
海水利用，
主要是代替淡水作為工業冷卻水，利用海水有如下的優越性。

1)
水源穩定。海水自凈能力強，水質比較穩定，採用量不受限制。

2)
水溫適宜。工業生產利用海水冷卻，帶走生產過程中多餘的熱量。海水，尤其是深層
海水的溫度較低，且水溫較穩定，如大連海域全年海水溫度在。
0-25
℃之間。

3)
動力消耗低。一般多採取近海取水，不需遠距離輸送。

4)
設備投資少，佔地面積小。與淡水循環冷卻相比，可省去回水設備、冷水塔等裝備。

(2)
用海水作樹脂再生還原劑和溶劑。在鈉離子交換過程中，當軟水的硬度超過規定標
准時，
即表明交換樹脂已失去交換能力，
需用食鹽溶液對交換樹脂進行再生還原，
使其恢復
交換能力。在工業企業的低壓鍋爐軟水處理工藝中，傳統的方法是採用自來水配製
5%-g%

㈩ 天然水的化學成分

天然水的化學成分
水的化學性質是由溶解和分散在天然水中的氣體、離子、分子、膠體物質及懸浮團體成分、微生物和這些物質的含量決定的。
天然水中各種物質按性質可分三大類：
1．懸浮物質
無機懸浮物質為泥沙、粘土、微生物（包括細菌、藻類、大腸菌群）
2．膠體物質
主要為無機硅酸膠體（次生粘土礦物、各種含水氧化物）和有機膠體為腐殖酸。
3．溶解物質
包括各種鹽類、氣體和某些有機化合物。
離子：K+、Na+、Ca2+、Mg2+四種陽離子
Cl-、HCO3-、SO42-、CO32-四種陰離子
氣體：主要為O2、CO2和N2
生物原生質：NO3-、NO2-、H2PO4-和HPO42-，此外還有BR、I、Mn等。