第三章 水质监测1.doc

水质监测资料 第一节 天然水的组成与性质 天然水的组成在自然界中，完全纯净的水是不存在的。天然水在循环过程中不断地与环境中的各种物质相接触，并且或多或少地溶解它们，所以天然水实际上是一种溶液，而且是成分极其复杂的溶液。通过分析，发现天然水中含有的物质几乎包括元素周期表中所有的化学元素。现仅将天然水中的溶质成分概略地分成以下几类。 （一）主要离子组成 K+、 Na+、 Ca2+、 Mg2+、 HCO3-、 NO3-、 Cl-和 SO42- 为天然水中常见的八大离子，占天然水中离子总量的 95%-99% 。水中这些主要离子的分类，常用来作为表征水体主要化学特征性指标，如表 4-1 所示。 摘自汤鸿霄， 1979 （二）溶解性气体 水中溶解的主要气体有： N2、 O2、 CO2、 H2S ；微量气体有： CH4、 H2、 He 等。（三）微量元素 ? ??I、 Br、 Fe、 Cu、 Ni、 Ti、 Pb、 Zn、Mn 等。 （四）生源物质 NH4+ 、 NO2- 、 NO3- 、 HPO42- 、 PO43- 。（五）胶体SiO2· nH2O 、 Fe(OH)2· nH2O 、 Al2O3· nH2O 以及腐殖质等。（六）悬浮物质铝硅酸盐颗粒、砂粒、粘土、细菌、藻类及原生动物等。受到人类活动影响的水体，其水中所含的物质种类、数量、结构均与天然水质有所不同。以天然水中所含的物质作为背景值，可以判断人类活动对水体的影响程度，以便及时采取措施，提高水体水质，使之朝着有益于人类的方向发展。二、天然水的性质（一）碳酸平衡 CO2在水中形成酸，可与岩石中的碱性物质发生反应 ， 并可通过沉淀反应变为沉积物而从水中除去。在水和生物体之间的生物化学交换中， CO2占有独特的地位，溶解的碳酸盐化合态与岩石圈、大气圈进行均相、多相的酸碱反应和交换反应，对于调节天然水的 pH 和组成起着重要作用。在水体中存在着 CO2、 H2CO3、 HCO3- 和 CO32- 等四种化合态，常把 CO2和 H2CO3合并为 H2CO3 * 。因此，水中 H2CO3* -HCO3- -CO32- 体系可用下面的反应表示： （二）天然水中的碱度和酸度碱度（ Alka-linity ）是指水中能与强酸发生中和作用的全部物质，亦即能接受质子 H+的物质总量。组成水中碱度的物质可以归纳为三类：①强碱，如 NaOH 、 Ca(OH)2等，在溶液中全部电离生成 OH-离子；②弱碱，如 NH3、 C6H5等，在水中部分发生反应生成 OH-离子；③强碱弱酸盐，如各种碳酸盐、重碳酸盐、硅酸盐、磷酸盐、硫化物和腐殖酸盐等，它们水解时生成 OH-或者直接接受质子 H+。弱碱及强碱弱酸盐在中和过程中不断继续产生 OH-离子，直到全部中和完毕。和碱相反，酸度（ Acidity ）是指水中能与强碱发生中和作用的全部物质，亦即放出 H+或经过水解能产生 H + 的物质的总量。组成水中酸度的物质也可归纳为三类：①强酸，如 HCl、 H2SO4、 HNO3等；②弱酸，如 CO2、 H2CO3、 H2S、蛋白质以及各种有机酸类；③强酸弱碱盐，如 FeCl3、 Al2(SO4)3等。（三）天然水体的缓冲能力天然水体的 pH 值一般在 6-9 之间，而且对某一水体，其 pH 几乎保持不变，这表明天然水体具有一定的缓冲能力，是一个缓冲体系。一般认为，各种碳酸化合物是控制水体 pH 值的主要因素，并使水体具有缓冲作用。但最近研究表明，水体与周围环境之间发生的多种物理、化学和生物化学反应，对水体的 pH 值也有着重要的作用。但无论如何，碳酸化合物仍是水体缓冲作用的重要因素。因而，人们时常根据它的存在情况来估算水体的缓冲能力。 第二节 水体污染和重要污染物一、水体污染（一）水体水体有二个含义：一般是指河流、湖泊、沼泽、水库、地下水、海洋的总称，在环境学领域中则把水体当作包括水中的悬浮物、溶解物质、底泥和水生生物等完整的生态系统或完整的综合自然体来看。水体还有可按类型和区域划分。按类型可分为：1. 海洋水体2. 按区域是指按某一具体的被水覆盖的地段而言的。如太湖、洞庭湖、鄱阳湖；按类型划分，它们同属于陆地水体中的地表水体内的湖泊；按区域划分，它们是三个区域的三个不同的水体。又如长江、黄河、珠江，按类型划分，它们同属于陆地水体中的地表水体内的河流；但按区域概念，它们是分属三个流域的三条水系。在水环境污染的研究，区分“水”与“水体”的概念十分重要。例如重金属污染物易于从水中转移到底泥中，水中重金属的含量一般都不高，若着眼于水，似乎未受污染，但从水体看，可能受到较严重的污染，使该水体成为长期的初生污染源。（二）水体污染当污染物进入河流、湖泊、海洋或地下水等水体后，其含量超过了水体的自净能力，使水质和底质的物