水质概述

水是地球上分布最广的一种资源，水遍布海洋、河流、冰川、地下、大气中，同时水也是万物之源，我们生活、工农业生产、绿化、工艺生产都需要用水，同时随着科学的发展水处理技术已经成为一个独立的科学分支，这章主要介绍水的特性及其应用。

1.1 水资源的分布地球上海洋和陆地上的液态水和固态水构成了一个连续的圈层，覆盖着3/4以上的地球表面，海洋、河流、湖泊、地下水、冰川、积雪和壤水和大气水等水体中总量共约1.4x1019m3，如果将其平铺在地球表面上,水层厚度可达到约3000 m深，其中海水、咸湖水、地下咸水占总水量的98%，冰川、积雪约占总水量的1.7%，可供开发利用的淡只占总水量的0.3%，约为4x1019m3，因而淡水是有限的宝贵资1.2 水的特水的分子式为H2O，相对分子质量为18.015，常温下是无色、无味、无臭的透明液体，纯水几乎不导电。水有以下几种特点1.水的状态　水在常温下有气液固三态，水的融点为0℃，沸点100℃；2.水的密度　水的密度是3.98℃时最大，为1g/m3,高于或低于此温度时,其密度都小于1g/m3;

3.水的比热容　几乎在所有的液体和固体物质中,水的比热容是最大,同时有很大的蒸汽热和溶解热。

4.水的溶解能力　水有很大的介电常数，溶解能力极强，是一种很好的溶剂，溶于水中的物持可以进行许多化学反应，而且能与许多金属的氧化物、非金属氧化物及活泼金属产生化合作用。

5.水的电导　因为水是一种很弱的电解质，能电离出少量的氢和氢氧根离子，所以即使理想的纯水也有一定的导电能力，这种导电能力常用电导率来表示，25℃时纯水的电阻率为18.3MΩ。

6.水的化学性质　水能与金属和非金属作用放出氢，还能与许多金属和非金属的氧化物反应生成碱或酸。

1.3 天然水体的物质组成

天然水体在自然循环运动中，无时不与大气、土壤、岩石、各种矿物质、动植物等接触。由于水是一种很强的溶剂，极易与各种物质混杂，所以天然水体是含有许多溶解性和非溶解性的物质、组成成分又非常复杂的一种综合体。

1.3.1水中杂质的分类

从水的净化和处理的需要，假定水中的物质均呈球形，并按其直径大小分成悬浮物、胶体和溶解物质三大类：

1)　　　　悬浮物

颗粒最大的为悬浮物质，粒径约在10-4mm 以上，肉眼可见。这些微粒主要是由泥沙、粘土、原生动物、藻类、细菌以及有机物等组成；

2)　　　　胶体

其次为胶体物质，粒径在10-4~10-6 mm。胶体是许多离子和分子的集合物。天然水中的无机矿物质胶体主要是铁、铝和硅的化合物，有机胶体物质主要是腐殖质；

3)　　　　溶解物质

颗粒最小的是离子和分子，称为溶解物质，粒径[10-6mm，主要是溶解于水中的以低分子存在的溶解盐类的各种离子和气体。

1.3.2　 天然水中的杂质对水质的影响

1)　　　　悬浮物质：

泥沙、粘土：使水浑浊、产生粘泥

藻类及原生动物：使水有色度、有臭味、浑浊并产生粘泥

细菌：致病、产生粘泥、产生腐蚀

其它不溶物质：产生沉积

2)　　　　胶体物质

溶胶（如硅胶）：致使结垢

高分子化合物（如腐殖酸胶体等）：使水浑浊、产生吸附和沉积

3)　　　　溶解物质：

HCO3-、CO32-、OH-：使水具有形成碳酸盐垢的倾向，例如碳酸钙、碳酸镁。

SO42-：使水具有形成硫酸盐垢的倾向,例如硫酸钙、硫酸钡。

Cl-：产生金属腐蚀。

F-：过量可致病。

Ca2+、Mg2+：可能形成结垢。

Fe3+、Mn2+：产生气味，腐蚀金属，并可能形成氢氧化物沉淀。

CO2：降低水的pH。

O2：腐蚀金属。

1.4 常用的水质指标

1.4.1　毫克/升（ppm）

毫克/升是表示水中某种物质含量多少的单位。水的单位体积常用升表示，而水中含有的物质的量通常采用克来表示。由于一升水的体积通常为1000克，故1毫克/升的杂质相当于水中含有百万分之一份杂质，故单位ppm在表示水中杂质时与此相当。

1.4.2　含盐量、电导率

水的含盐量（也称矿化度）是表示水中所含盐类的数量。由于溶解盐类在水中一般以离子的形式存在，也可以表示为水中各种阳离和阴离子的量的和，其单位是mg/L。由于溶解盐类在水中多以阴离子和阳离子形态存在。当水中插入一对通电电极时，在电场作用下，带电离子会产生定向移动，使水具有导电的性质，导电性能的强弱就用电导率来表示，其单位是μs/cm。水的含盐量越大，一般说来，电导率也越大，但由于不同的离子导电性能和质量均不同，故含盐量与电导率并无严格的对应关系。

1.4.3　水的浑浊度

水中存在的悬浮及胶体状态的微粒使水产生浑浊，其浑浊的程度称为浑浊度。生活饮用水的浑浊度规定不可超过5度。

1.4.4　水的硬度

水中的钙离子与镁离子同一些阴离子结合在一些，在水加热或浓缩时可能形成水垢。水中的钙与镁的含量和就是水的硬度。用mmol/L表示。通常也表示成等分子数量的CaCO3的质量浓度，单位为mg/L CaCO3。

1.4.5 水的碱度

水的碱度是指水中能够接受[H+]与强酸进行中和反应的物质含量。在天然水中，碱度主要由HCO3-的盐类组成。单位为mmol/L。通常也表示成等分子数量的CaCO3的质量浓度，单位为mg/L CaCO3。

1.4.6 水的pH值

水的pH值是表示水中氢离子浓度的负对数值，表示为

pH= - Lg [H+]

氢离子的浓度是水的酸碱性的标志，当H+的浓度为10-7mol/L时，水呈中性。H+越多，水的酸性越强，反之水的碱性越强。对应pH表示即为当pH为7时，水呈中性。当pH为0-7时，水呈酸性，为7-14时，水呈碱性。