成。在水加热时会分解而产生沉淀: Ca(HCO3)2CaCO3￥+H2O+CO2↑ Mg(HCO3)2-Mg(OH)2+2C02 T 2)非碳酸盐硬度或永久硬度。非碳酸盐硬度或永久硬度 由硫酸钙(CaSO4)、硫酸镁(MgSO4)、氯化钙(CaCl2)及 氯化镁(MgC2)所构成。 水的全硬度为碳酸盐硬度及非碳酸盐硬度之和,即在单 位体积水中钙及镁阳离子的物质量总和。 (7)碱度:水的总碱度即指单位体积水中所含的氢氧根、 碳酸根和重碳酸根(OH十CO3十HCO3)的物质量。一般 天然水只含有HCO3碱度。碱性强的水有CO3、OH等碱 度。DL43491中对水的碱度定义为:指水中含有能接受氢 离子的物质的量除以水的体积。采用每升水样所能接受的氢 离子物质的量moH来表示碱度,单位为mmol/L。由于水 中能接受氢离子的物质的量molH是采用中和法测定的,而 这测定值又取决于滴定终点的pH值,因此碱度可分为酚酞 碱度和全碱度两种。酚酞碱度是以酚酞作指示剂时所测出的 量,其终点pH值约为83,以(JD)(或PA)mmol/L表示。 全碱度是以甲基橙作指示剂时测出的量,终点pH值约为 4.2,以(JD)全(或MA)mmol/L表示。 1-13 从JD全及JD求OH、CO3和HCO3 度 OH CO3- HCO3 D=JD金 JD 2JD→>JD堂 2JDe-JDA 2(JD全一JD) JD。=JD 0 23De 2JD<JD全 2JD看 JD全-2D JD"=0 0 JD全 15
(8)二氧化硅:天然水中普遍含有二氧化硅,不过含量 的变化幅度很大,大约在6~120mg/范围内,大部分水中 的含量小于20mg/L地下水中二氧化硅的含量比地表水中的 要多。二氧化硅溶于水中的形态比较复杂,一般为H2SiO3 或HSiO4经常写成Si2·xH:O。二氧化硅的溶解度与温 度、pH值及其颗粒直径等因素有关,见图1-3、图1-4、图 75 (H H 温度(C 颗粒直径(nn) 图1-3温度对Sz溶解度的影响图1-4Si:颗粒直径与 (pFI=7) 溶解度的关系 121 图1-5pH值对SiO2溶解度 的影响(25C) 16
活性硅(或称反应性硅)是二氧化硅溶解于水所形成的 硅酸,因此也称溶解硅。硅酸能用通常的钼黄或钼蓝比色而 测得,可通过强碱性阴离子交换树脂将其除去。非活性硅 (或称非反应性硅)是与钥酸盐试剂不起反应的那部分二氧化 硅,用常规检测法是测不出来的。它由全硅(用重量法或氢 氟酸转化后测得)减去反应性硅求得,用离子交换或其他纯 水法都只能除去一部分。在工业应用中,通常把非反应性硅 称胶体硅,但严格说,这两者是有一定区别的。胶体硅经常 产生于可溶性二氧化硅浓度较高及pH值较低的水中。非反 应性硅仅指与试剂不起反应的不溶解的二氧化硅,它经常与 有机物、铁、铝等形成复合 的颗粒。事实上,这与泥 土的化学成分是相似的, 并广泛存在于天然水中。 Sio, ho Feo H,O 各种水源中事实上并不含 有真正的胶体硅,它所含 的不溶解硅为非反应性 A1:O3·zH2O 硅。非反应性硅的结构如 有机物 图1-6所示。 非活性硅在常规检测 图1-6非反应性硅的结构 中虽然常被忽略,但它在 进入高压动力系统后,会分解成有害的反应性形态,所以也 不能忽视。 9)二氧化碳:地表水中溶解的二氧化碳一般不会超过 20~30mg/L,而地下水一般含15~40ng/L,最大约 150mg/L。某些矿泉水中,二氧化碳含量可达数百mg/L。 (10)溶解氧:常温下水中饱和的溶解氧含量大约为8~ 17
9g/kg(见表1-14)。在水藻繁生的水中,在光合作用下,溶 解氧可能处于过饱和状态。水中有机物质进行生物氧化分解 则需消耗氧。如果有机物含量较多,其耗氧速度超过从空气 中补充的溶氧速度,则水中溶氧量将减少。受到有机物严重 污染时,水中的溶氧甚至可接近零。 地下水中一般含溶解氧较少,深层水中甚至完全无氧。海 水中因含盐,其溶解氧含量约为淡水般含量的80%左右 表1-14 空气中的飄在水中的溶解度 [在0.1MPa下,空气中氧的质量分数相当于20.96%〔体积分数) 温度 温度 温度 温度 (C)(mgkg)‖(C)|(mg/kg)‖(c)(mg/kg)‖(c)(mg/kg 14.55 1].52 9.26 14,16 10 11.25 9.09 80 2.8I 012315678 13.78 10.99 25 8.26 13.42 10.75 7.49 0.86 13.06 10.50 6.91 2.73 10.28 0.5 2,41 15 0.G6 45 5.94 98 0.36 12.11 16 9.85 50 5.50 0.18 11.8l 1 9.6 60 4.69 109 0 (11)耗氧量:耗氧量是对水中可氧化成分的数量的测定。 由于只是有机物中的碳及氢(而不是氮)可被化学氧化剂所 氧化,因而所消耗的氧仅为可以化学氧化成分的一个量度。它 依赖于氧化剂、有机物的结构以及操作程序。例如,在以高 锰酸钾为氧化剂时,就有三种测定方法:27C、4h法;1omin、 煮沸法;100C、3onin法。根据比较,虽然第一种方法较为 可靠、但测定时间长。对大部分地表水可近似地采用下列换 算公式 18
10min、煮沸法数值×0.33 ≈27℃、法数值 100C、30min法数值×0,50 由于这个数值不能区分稳定的和不稳定的有机物,它不一定 同生物耗氧量(BOD)值相关联。它也被称为化学耗氧量 (COD)或根据所用氧化剂来称呼,如高锰酸钾耗氧量或重铬 酸盐耗氧量。 (12)生物耗氧量:生物耗氧量是用来评价水污染程度的 种标准化学手段(特别是对从下水道及工业水中取用污染 的水时),它是指需氧的生化作用。为了保持可分解的有机物 稳定,所需要的溶解氧的量是以mg/LO2表达的。求这个量 的方法是:取适当量的水样,用被氧所饱和的水加以稀释,并 分别在两个规定时间测定混合物中的溶解氧:是立即测;二 是经过一段培育期[一般是5天,以BOD表示;或是20天, 以BOD20表示]后测定。虽然生物氧化进行到底大约需100天 以上,但20天后进展已不大了。所以,BOD20可近似地当作 最终生物耗氧量或生物需氧量。 (13)铁:地表水中由于溶氧充足,铁主要是以三价铁形 态存在,可以成为氢氧化铁沉淀物或者胶体微粒;沼泽水中 铁被腐殖酸等有机物吸附或络合成为有机铁络合物。地下水 中的铁,由于不接触空气,主要是以离子状态的Fe2形式存 在 一般说来,地表水中含铁较少,而在某些地下水中含铁 量可高达数十mg/L。 我国地域辽阔,水质复杂。江、河、湖等地表水随季节 有很大变化。一般在春季以后,随洪水期到来,悬浮物和有 机物都将增长。南方各江河中增长幅度大,北方江河中变动 的幅度较小,这与水源环境、河床构成、沿途补人水的情况