天然水的水化學(xué)特征

一、雨水

雨、雪、雹等統(tǒng)稱為降水，比較純凈，但隨地區(qū)和大氣環(huán)境影響，會溶存吸收雜質(zhì)和氣體。在接近海洋和內(nèi)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(jié)垢物質(zhì)（鈣、鎂〕更微。在250C, 1大氣壓下，由于空氣中COZ的溶人可使雨水pH值達(dá)5.6，這一因素是自然的，并非化學(xué)污染，溫度、氣壓澎響但多不大，pH<5. 6時(shí)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(jīng)地區(qū)的氣候、地質(zhì)條件、補(bǔ)給水的影響而變化。沿途有工礦企業(yè)排水時(shí)將污染水質(zhì)。 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(xué)特征是Ca z+ > Na+ > Mg2+ ; HCO3->SO2-4＞Cl-一般河水呈現(xiàn)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(xì)菌、藻類及有機(jī)物在河水中含量也較高。


我國河流的水化學(xué)特征有明顯的地帶性:重碳酸鹽類分布zui廣，占全國面積的680o I氯化物鹽類占25.4%o，硫酸鹽類分布zui少占6.6%并大部分分布在西部內(nèi)陸地區(qū)。東南沿海河流含鹽量zui少為36. 4mg/L，在塔里木河米蘭附近測得含鹽量達(dá)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(yè)和飲用的主要水源，并具有改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境等多種功能。湖水的化學(xué)成分決定于流人水源及補(bǔ)給湖泊的地下水流的成分，并與在湖內(nèi)進(jìn)行生物作用和湖泊集水面的自然地理?xiàng)l件有關(guān)。是否有水流從湖泊流出，對湖水化學(xué)成分形成過程有特殊意義。不排水湖泊湖水耗損于蒸發(fā)，因而進(jìn)人湖內(nèi)的鹽類不斷聚積，其濃度繼續(xù)升高，結(jié)果湖泊變成咸水湖。


排水湖的含鹽量通常不超過200 - 300mg/L，咸水湖中的離子總數(shù)可達(dá)5. 82g/L。湖泊的深度、面積、容量對水質(zhì)有明顯影響。我國東北地區(qū)（松嫩平原的東北部）氣候干旱，地形低洼，湖泊密集，周圍鹽堿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、咸水湖和鹵水鹽湖三種類型。根據(jù)調(diào)查資料，大約有近20%的湖泊水質(zhì)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(dāng)前我國湖泊水質(zhì)污染問題十分嚴(yán)峻。

四、水庫水

水庫水中溶解鹽類主要取決于補(bǔ)給水庫的地表水和地下水的化學(xué)成分;水庫調(diào)節(jié)情況;降水量和蒸發(fā)量;庫盤土層含鹽量; 庫水中的生物作用和生物化學(xué)作用;有無外來污染水源（工業(yè)廢 水、生活污水）。在決定水庫化學(xué)情況時(shí)，主要決定水庫流人量和流出量（水庫調(diào)節(jié)情況）。從給水衛(wèi)生要求方面，應(yīng)注意庫址選擇與庫底衛(wèi)生清理并對水庫周圍建衛(wèi)生防護(hù)帶。

五、地下水

地下水是工礦企業(yè)、城鎮(zhèn)供水的主要水源之一。地下水也是礦物資源，如當(dāng)氯化鈉大于50mg/I.、碘大于20mg/L時(shí)，就有作為原料利用的價(jià)值。地下水起源于大氣降水和地表水滲透;土層中水汽的凝結(jié);初生水和共生水。有的認(rèn)為地下深處的地下水是巖漿中分離出的氣體凝結(jié)所形成的。

土層中水汽的凝結(jié)有其實(shí)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(qū)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(xì)菌、微生物也不易存在，但溶解的礦物質(zhì)較多，其成分與地層性質(zhì)、補(bǔ)給水水源水質(zhì)有關(guān)。當(dāng)?shù)叵滤芎恿餮a(bǔ)給，而河流受到海水倒灌時(shí)，地下水中氯離子含量相應(yīng)上升。礦床、煤層、油田范圍內(nèi)以及礦坑中抽取的地下水質(zhì)量較差。地下水含有放射性物質(zhì)氛，一定范圍內(nèi)具有醫(yī)療作用。地下水按礦化度劃分為四類:① 淡水，礦化度小于lg/L;②微咸水，礦化度1一3g/L;③半咸水，礦化度3-5g/L;④咸水，礦化度大于5g/L。

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


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

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六、海水淡化

 海水淡化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(fā)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(diǎn)也隨鹽分變化，當(dāng)海水的鹽分在24. 7%時(shí)，點(diǎn)是一1. 3320C，海水中總的有機(jī)物含量約2mg/L，由于海洋中的溶解與沉淀平衡，使海洋中的各種離子比例成分相對恒定因此pH值在8-8.3之間，海水一般具有堿性，海水中約有70多種元素，但主要的是10余種，見表1-23.

由于生物的吸收，鈣在表層可能會相對地減少。二氧化硅也是由于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(guī)則地增加。COZ是控制海洋中CaCO3溶解度的重要因素，它也取決于生物活動(dòng)的性質(zhì)和數(shù)量。

海水的化學(xué)特征為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(zhì)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(biāo)準(zhǔn)海水，這是因?yàn)槭澜缟辖^大多數(shù)的海水具有上述的含鹽量，其中的離子組成比例*也十分相近，但是實(shí)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。由于土壤影響和內(nèi)陸水的滲入，近海岸井水的含鹽量及組成變化極大。

海水利用的范圍主要有以下幾方面。

（1）海水淡化:海水代替淡水直接作為工業(yè)用水。工業(yè)冷卻水占工業(yè)用水量的80%左右。海水利用，主要是代替淡水作為工業(yè)冷卻水，利用海水有如下的*性。

1）水源穩(wěn)定。海水自凈能力強(qiáng)，水質(zhì)比較穩(wěn)定，采用量不受限制。

2）水溫適宜。工業(yè)生產(chǎn)利用海水冷卻，帶走生產(chǎn)過程中多余的熱量。海水，尤其是深層海水的溫度較低，且水溫較穩(wěn)定，如大連海域全年海水溫度在。0-25℃之間。

3）動(dòng)力消耗低。一般多采取近海取水，不需遠(yuǎn)距離輸送。

4）海水淡化設(shè)備投資少，占地面積小。與淡水循環(huán)冷卻相比，可省去中水回用設(shè)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(dāng)軟水的硬度超過規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，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(jìn)行再生還原，使其恢復(fù)交換能力。在工業(yè)企業(yè)的低壓鍋爐軟水處理設(shè)備工藝中，傳統(tǒng)的方法是采用自來水配制5%-g%濃度的食鹽溶液，對樹脂進(jìn)行再生還原。為了節(jié)水，沿海城市采用海水作為還原劑取得了成熟的經(jīng)驗(yàn)。