天然水主要理化性質(zhì)

1、關于天然水的主要理化性質(zhì)第一張，PPT共五十三頁，創(chuàng)作于2022年6月 在水分子的結構中，兩個氫原子核排列成以氧原子核為頂?shù)牡妊切?。從而使氧的一端帶負電荷，氫的一核帶正電荷，因此水分子是一個極性很強的分子，即氧的一端為負極，氫一的端為正極。由于水分子在正極一方有兩個裸露的氫核，在負極一方有氧的兩對孤對電子，這樣就使每一個水分子都可以把自己的兩個氫核交出與其他兩個水分子共有，而同時氧的兩對孤對電子又可以接受第三個、第四個氫核，使這五個水分子之間形成四個氫鍵，其中每一個外圍分子又再與另外的分子繼續(xù)生成氫鍵。這種現(xiàn)象稱為水分子的締合現(xiàn)象。所以水是單個分子H2O和（H2O）n的混合物，（H2O）n

2、稱為水分子的集聚體或聚合物。 H 104.40 H1. 水分子的結構第二張，PPT共五十三頁，創(chuàng)作于2022年6月 1.1 冰的結構示意圖第三張，PPT共五十三頁，創(chuàng)作于2022年6月2、水的特性（1）水的狀態(tài) 水有三態(tài)，即固態(tài)、液態(tài)和汽態(tài)。在標準大氣壓下水的融點為0，沸點為100。第四張，PPT共五十三頁，創(chuàng)作于2022年6月（2）水的密度 水的密度與溫度關系和一般物質(zhì)有些不同，一般物質(zhì)的密度隨溫度上升而減小，而水的密度在3.98時最大，為1g/。高于或低于此溫度時，水的密度都小于為1g/。這通常是由水分子之間的締合現(xiàn)象來解釋，即在3.98時，水分子締合后的聚合物結構最密實，高于或低于3.9

3、8時，水的聚合物結構比較疏松。第五張，PPT共五十三頁，創(chuàng)作于2022年6月（3）水的比熱容 幾乎在所有的液體和固體物質(zhì)中，水的比熱容最大，同時有很大的蒸發(fā)熱和溶解熱。這是因為水加熱時，熱量不僅消耗于水溫升高，還消耗于水分子聚合物的解離。在標準大氣壓25時，水的比熱容最小，為4175.8733J/kg，高于或低于25時，水的比熱容都逐漸變大。第六張，PPT共五十三頁，創(chuàng)作于2022年6月水的比熱容大，因此天熱時水可以調(diào)節(jié)氣溫，使氣溫變化不至于太劇烈，同時也因為水的比熱容大，使水體溫度變化也較為緩慢第七張，PPT共五十三頁，創(chuàng)作于2022年6月（4）水的黏度 表示水體在運動過程中所發(fā)生的內(nèi)摩擦力

4、，其大小與內(nèi)能損失有關。純水的黏度取決于溫度，與壓力無關。在0-100內(nèi)水的黏度隨溫度的升高而減小。在20時動力黏度約為0.001Pas,運動黏度約為0.01/s第八張，PPT共五十三頁，創(chuàng)作于2022年6月（5）水的沸點與蒸汽壓 水的沸點與蒸汽壓力有關。將水放在一個密閉容器中，水面上就有一部分動能較大的水分子能克服其它水分子的引力，逸出水面進入容器上部的空間成為蒸汽，這一過程稱為蒸發(fā)。進入容器空間的水分子不斷地運動，其中一部分水蒸氣分子碰到水面，被水體中的水分子所吸引，又返回到水中，這一過程稱為凝結。壓力（KPa）沸點（）2060.1101.33100500151.7110179.92102

5、12.2310233.7410250.3510263.81010310.91810356.922.0510374.3不同壓力下水的沸點第九張，PPT共五十三頁，創(chuàng)作于2022年6月當水的蒸發(fā)速度與水蒸氣的凝結速度相等時，水面上的水分子數(shù)量不再改變，即達到動態(tài)平衡。在溫度一定的情況下，達到動態(tài)平衡時的蒸汽稱為該溫度下的飽和蒸汽，這時的蒸汽壓力稱為飽和蒸汽壓，簡稱蒸汽壓。第十張，PPT共五十三頁，創(chuàng)作于2022年6月當水的溫度升高到一定值，其蒸汽壓力等于外界壓力時，水就開始沸騰，這時的溫度稱為該壓力下的沸點。當氣體高于某一溫度時，不管加多大壓力都不能將氣體液化，這一溫度稱為氣體的臨界溫度。在臨界溫

6、度下，使氣體液化的壓力稱為臨界壓力。水的臨界溫度為374.3，臨界壓力22.05MPa。第十一張，PPT共五十三頁，創(chuàng)作于2022年6月（6）水的表面張力在水體內(nèi)部，每個水分子受其四方相鄰水分子的引力，所以水分子的受力是平衡的。但靠近表面的水分子則受力不平衡，水體內(nèi)部對它的引力大，外部空氣對它的引力小，從而使水體表面分子受到一種向內(nèi)的拉力，稱為表面張力。水有最大的表面張力，達到72.7510-5N/，表現(xiàn)出異常的毛細、潤濕、吸咐等特性。第十二張，PPT共五十三頁，創(chuàng)作于2022年6月（7）水的溶解能力水有很大的介電常數(shù)，溶解能力極強，即水分子有較強的極性，極易形成氫鍵，是一種很好的溶劑。水中溶

7、解的各物質(zhì)之間可以進行各種反應。（第十三張，PPT共五十三頁，創(chuàng)作于2022年6月（8）水的電導水是一種很弱的兩性電解質(zhì)，能電離出小量的H+和OH-，所以即使是理想的純水也有一定的導電能力，通常用電導率來表示。電導率是電阻率的倒數(shù)。電阻率是對斷面為11，長1體積的水所測得的電阻，單位是歐姆厘米（），電導率的單位是西門子/厘米（S/或S/）。純水的電阻率隨溫度的升高而降低。第十四張，PPT共五十三頁，創(chuàng)作于2022年6月（9）水的化學性質(zhì)水能與金屬和非金屬作用放出氫，還能與許多金屬與非金屬的氧化物反應，生成堿和酸。第十五張，PPT共五十三頁，創(chuàng)作于2022年6月（10） 水的體積一般液體都熱脹冷

8、縮，而水則不然，在0-3.98內(nèi)，隨著溫度的升高，體積逐漸減小，至3.98時，體積最小，高于或者低于此溫度體積均逐漸變大，0 結冰時體積最大。第十六張，PPT共五十三頁，創(chuàng)作于2022年6月 從水的凈化和處理的需要，假定水中的物質(zhì)均呈球形，則按其大小和混合形態(tài)的不同，通常分為三類。 懸浮物 膠體 溶解物質(zhì)天然水體的物質(zhì)組成第十七張，PPT共五十三頁，創(chuàng)作于2022年6月1、懸浮物是指顆粒直徑約在100nm以上的物質(zhì)微粒。按其微粒的大小和相對密度的不同，可分為漂浮的、懸浮的和可沉降的。懸浮物在水中很不穩(wěn)定，分布也很不均勻，是一種比較容易除去的物質(zhì)。第十八張，PPT共五十三頁，創(chuàng)作于2022年6月

9、2、膠體是指顆粒直徑約在1-100nm之間的微粒。主要是鐵、鋁、硅的化合物以及動植物有機體的分解產(chǎn)物、蛋白質(zhì)、脂肪、腐殖質(zhì)等。由于這種顆粒常帶有某些正電荷或負電荷離子，而呈現(xiàn)出帶電性。天然水體中的粘土顆粒，一般都帶負電荷，而一些金屬離子的氫氧化物則帶正電荷。膠體顆粒在水中是比較穩(wěn)定的，分布也比較均勻，難以用自然沉降的方法除去。第十九張，PPT共五十三頁，創(chuàng)作于2022年6月天然水體中的懸浮物和膠體顆粒，對光線有散射效應，是造成水體渾濁的主要原因，所以它們是各種用水處理首先清除的對象。第二十張，PPT共五十三頁，創(chuàng)作于2022年6月是指顆粒直徑小于1nm的顆粒，它們往往以離子、分子或氣體的狀態(tài)存

10、在于水中，成為均勻的分散體系，稱為真溶液。這類物質(zhì)不能用混凝、沉降、過濾的方法除去，必須用蒸餾、膜分離或離子交換的方法才能除去。3、溶解物質(zhì)第二十一張，PPT共五十三頁，創(chuàng)作于2022年6月（1）呈離子狀態(tài)的物質(zhì) 天然水體中含有的主要根子有Na+、K+、Ca2+、Mg2+ 、HCO3-、CI-、SO42-、CO32-等8種離子，另外還有一些生物生成物（氮、磷、鐵、硅的化合物），微量元素和有機物。（2）呈分子狀態(tài)的氣體（溶解氣體） 天然水中常見的溶解氣體有氧氣、二氧化碳和氮氣，有時還有硫化氫、二氧化硫和氨等。第二十二張，PPT共五十三頁，創(chuàng)作于2022年6月a、氧氣：主要來源于大氣中氧的溶解，水

11、中藻類的光合作用只能產(chǎn)生一部分氧氣。一般情況下地下水的含氧量比地表水低，地表水的含氧量一般在014mg/L之間。b、二氧化碳：主要來源于水中或泥土中有機物的分解和氧化。因為大氣中的CO2只占0.03%0.04%，對實際的天然地表水中，CO2的含量一般為2030mg/L，地下水有時可達到幾百毫克，說明水中有機質(zhì)降解時一方面消耗了氧氣，一方面也產(chǎn)生了CO2，使水中CO2含量遠遠超過了與大氣接觸時的平衡CO2量。第二十三張，PPT共五十三頁，創(chuàng)作于2022年6月第二節(jié) 天然水的主要理化性質(zhì)第二十四張，PPT共五十三頁，創(chuàng)作于2022年6月總含鹽量離子總量礦化度鹽度氯度水中可溶性以無機鹽為主的物質(zhì)含量

12、之和天然水中主要離子成分含量的總和礦化度是指“蒸干稱重法得到的無機礦物成分的總量”。（一）天然水含鹽量的參數(shù)離子總量礦化度鹽度第二十五張，PPT共五十三頁，創(chuàng)作于2022年6月1. 離子總量（ST） 定義：指天然水中各種離子的含量之和，常用mg/L、 mmol/L或g/kg、mmol/kg單位表示。以符號C來表示第二十六張，PPT共五十三頁，創(chuàng)作于2022年6月大多數(shù)淡水：八大離子： 陽離子：K+、Na+、Ca2+、Mg2+ 陰離子：HCO3-、CO32-、SO42-、Cl- 第二十七張，PPT共五十三頁，創(chuàng)作于2022年6月2.礦化度 礦化度是水中所含無機礦物成份的總量 用過氧化氫氧化后蒸發(fā)

13、，在105110干燥剩余的殘渣，然后稱重（本書）礦化度離子總量第二十八張，PPT共五十三頁，創(chuàng)作于2022年6月與水生生物關系與養(yǎng)魚生產(chǎn)的關系與漁汛的關系（二） 含鹽量對水產(chǎn)養(yǎng)殖的影響第二十九張，PPT共五十三頁，創(chuàng)作于2022年6月 水中一定的含鹽量是保持生物體液一定滲透壓的需要，超過了生物滲透壓調(diào)節(jié)的能力，生物就會“渴死”或“脹死”。1. 與水生生物關系 水生生物有一定的適應鹽幅第三十張，PPT共五十三頁，創(chuàng)作于2022年6月同一生物不同生長階段耐鹽能力不同 耐鹽限度不同; 幾種淡水魚的耐鹽能力次序為：草魚團頭魴鰱在適宜的鹽度范圍內(nèi)，頻繁的鹽度波動對生長有影響（鹽度實驗時要注意）離子組成不

14、同，耐鹽能力不同第三十一張，PPT共五十三頁，創(chuàng)作于2022年6月鹽度對魚類的影響根據(jù)含鹽量多少對魚類進行分類: A 淡水魚 B 海水魚 根據(jù)魚類對鹽度的適應性來分: A.狹鹽性魚類: 海水、淡水(S4) B.廣鹽性魚類1.決定魚的生存第三十二張，PPT共五十三頁，創(chuàng)作于2022年6月影響精卵子的發(fā)育，親魚的繁殖(受精率、孵化率) 精子的壽命(水中):四大家魚50-60秒 鯉魚1.5-3分鐘 鱘魚1-25分鐘3-5生理鹽水：四大家魚115-170秒2. 鹽度對魚類人工繁殖的影響第三十三張，PPT共五十三頁，創(chuàng)作于2022年6月第三節(jié) 天然水的依數(shù)性和透光性 稀溶液的一個重要特性是依數(shù)性，即稀溶

15、液蒸氣壓下降（P），沸點上升（Tb），冰點下降（Tf）值等與溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量摩爾濃度成正比，而與溶質(zhì)的本性無關。一、天然水的依數(shù)性對于純?nèi)芤海?蒸氣壓下降 p=Kb 冰點下降 tf=Kfb 滲透壓增大 =(n/V)RT=cRT（見課本）第三十四張，PPT共五十三頁，創(chuàng)作于2022年6月二、天然水的透光性光線在水中的反射、吸收與折射(一)水面對太陽輻射的反射 入射角、反射角、太陽高度角，反射率 水面對大氣散射輻射的反射率，大約在5%-10%第三十五張，PPT共五十三頁，創(chuàng)作于2022年6月1.有一定的選擇性2.隨水體深度增大能量衰減快 73%到水面1cm處 36%到1m處 1.4%到100m處

16、光抑制區(qū) 光適宜區(qū) 光限制區(qū)（二）水對太陽光的吸收特點:第三十六張，PPT共五十三頁，創(chuàng)作于2022年6月透明度與水的光學分層光抑制區(qū)（營養(yǎng)分解層）：光合作用速率小于呼吸作用速率的水層，有機物的分解速率大于合成速率，這一水層的植物不能正常生活。光限制層（無光層）：生物無法生長或生長緩慢。光適宜區(qū)（營養(yǎng)生成層 ）：光合作用速率大于呼吸作用速率的水層，植物光合作用合成的有機物多于呼吸作用消耗的有機物，有機物的凈合成大于零。第三十七張，PPT共五十三頁，創(chuàng)作于2022年6月第四節(jié) 天然水的導電性一、概念 電導是電阻的倒數(shù)，等于電流與電壓的比：電導率：當電極面積為1平方厘米，兩電極相距1厘米時，溶液的

17、電導即為電導率，單位為西門子每厘米（S/cm）。第三十八張，PPT共五十三頁，創(chuàng)作于2022年6月 不同離子的導電能力不同。離子組成不固定就不能用電導率儀準確測定總含鹽量或鹽度（有地域差異） 由于溫度不同，電導率的差異很大，必須校正溫度的影響。 用電導率儀直接測定鹽度的準確度不高，專用電導鹽度計除外。電導率第三十九張，PPT共五十三頁，創(chuàng)作于2022年6月 同一鹽度的海水，溫度升高電導率增加，近于直線關系。式中數(shù)（二. 天然水的電導率電導率與溶液所含離子種類和濃度、溫度與壓力有關 。圖15 溫度對海水電導率的影響第四十張，PPT共五十三頁，創(chuàng)作于2022年6月二、天然水的密度（一）純水的密度天

18、然水的密度：單位體積水體所具有的質(zhì)量，用 表示第四十一張，PPT共五十三頁，創(chuàng)作于2022年6月第四十二張，PPT共五十三頁，創(chuàng)作于2022年6月第五節(jié) 水的流轉混合與水體的溫度分布 風力渦動混合作用 密度引起的對流混合作用 流水狀態(tài) 人為機械攪動一、水的流轉混合作用第四十三張，PPT共五十三頁，創(chuàng)作于2022年6月1. 天然水的流轉混合作用風力的渦動混合溫度引起的密度對流第四十四張，PPT共五十三頁，創(chuàng)作于2022年6月1. 風力的渦動混合 風力越大，渦動混合作用越強烈；水面開闊深度淺的水體，較易混合徹底。 上下密度差越大，水越深，風力使水混合所需做的功也越大 第四十五張，PPT共五十三頁，創(chuàng)作于2022年6月2. 水的密度環(huán)流當表層水密度增大，或底層水密度減少時，都會出現(xiàn)“上重下輕”的狀態(tài)，密度大的水要下沉，密度小的水要上升，這就形成了上下水團的對流混合（環(huán)流）。 水溫在密度最大的溫度以上：熱脹冷縮 水溫在密度最大的溫度以下：熱縮冷脹第四十六張，PPT共五十三頁，創(chuàng)作于2022年6月二. 水體的溫度分布 開闊的水體，差別不大。岸邊淺水區(qū)與中心區(qū)的水溫可能有所不同； 養(yǎng)魚池水溫的水平分布受風力影響，使上、下風處水溫明顯不同。 水溫的水平分布水溫的垂直分布 水溫的垂直分布有