第二章天然水的主要离子第一节水的硬度及钙镁离子一、硬度的基本知识硬度的概念——钙硬度、镁硬度、铁硬度、铝硬度、碳酸盐硬度、非碳酸盐硬度、暂时硬度、永久硬度、负硬度等硬度的单位有三种表示法mmol·L—1mg（CaCO3）·L—1德国度（ºHG）天然水硬度的分类：（表2-1）硬度单位水的硬度测定二、鱼池水硬度的变化Ca2++2HCO3—CaCO3↓+H2O+CO2在光合作用和呼吸作用都强烈的鱼池，硬度会有明显的昼夜变化：白天硬度下降，下午和傍晚硬度较低；晚上硬度上升，早晨硬度最高。海水养鱼池中由于总硬度很高，这种变化的相对值很小，不易测定出来。一般要求养殖水体中的总硬度在1~3mmol·L—1。关于渔业用水总硬度的合适标准尚无统一的看法，我国目前颁发的渔业水质标准对此未作规定。原苏联有人提出池塘养鱼水质硬度，鲤科鱼池以5~8ºHG为好，淡水鲑科鱼池以8~12ºHG为好。无锡市河埒乡的鱼池总硬度为7~10ºHG。过去认为硬度过高会使鱼对食物的消化产生困难。实际上原苏联有些总硬度很高的鱼池却是著名的高产渔场，鲤鱼在总硬度高达90ºHG的水中各个阶段发育都很好。大连水产学院的实习种鱼场鱼池的总硬度常为30~40ºHG，鲢、鳙、草、鲤几种鱼都能正常生长发育。可见有关鱼池水硬度的合适标准受到一些因素的影响，尚需进一步研究。三、钙、镁离子钙是多数淡水中含量最多的阳离子。1、钙、镁离子是生物生命过程中所必需的营养元素；2、钙离子可以降低水中重金属离子和一价金属离子的毒性；3、钙、镁离子可以增加水的缓冲性（后面章节）；4、水中钙、镁离子的比例，对海水鱼、虾、贝类的存活有重要影响。第二节水的碱度、碳酸氢根、碳酸根离子一、碱度的组成及表示单位碱度是指水中所含的能与强酸发生中和作用的全部物质，亦即能接受质子H+的物质的总量。水中能够结合质子的各种物质共同形成碱度。组成水碱度的物质有三类：①强碱，如NaOH、Ca(OH)2等，在溶液中全部电离生成OH—；②弱碱，如NH3、有机胺等；③强碱弱酸盐类，如各种碳酸盐、重碳酸盐、硼酸盐、硅酸盐、磷酸盐、硫化物、腐殖酸盐等。后两种物质在中和过程中不断产生OH—，直到全部中和完毕。天然淡水的总碱度（AT）基本上由HCO3—、CO32—和OH—三种离子的含量决定，相应地称为重碳酸盐碱度、碳酸盐碱度和氢氧化物碱度。海水的碱度还应包括硼酸盐（H2BO3—）碱度。海水中碱度一般较为稳定，通常在2~2.5mmol•L—1。因此，天然水的Alk值主要反映水体中主要阴离子HCO3—和CO32—含量的高低。H++OH-=H2OH++CO32-=HCO3-（酚酞终点，此时溶液的pH约为8.3）H++HCO3-=H2CO3（甲基橙终点，此时溶液的pH约为4.3）水的碱度（Alk）定义为：20℃，1L天然水中全部碱性物质被中和时所需要的H+的物质的量，单位为mmol•L—1。碱度有3种表示单位，与硬度的单位形式完全相同，只是含义不同。mmol•L—1mg•L—1德国度（ºHG）二、天然水的碱度的生态学意义1、水生生物活动对水体碱度的影响2、维持天然水体pH的相对稳定，要求水体的Alk值不能小于0.4mmol•L—1。3、足够量的碱度值可以促进有机悬浮物及胶体物质的絮凝，防止缺氧，预防鱼病，中和底质有机酸以促进微生物的活动。4、水体中的HCO3—和CO32—可以与许多重金属离子形成离子对或络合物，这样可降低重金属对鱼类的毒性。▲水体Alk＝0.1~0.3mmol•L—1其生产力低；▲水体Alk＝0.3~1.5mmol•L—1其生产力一般；▲水体Alk达到1.5~3.5mmol•L—1才有可能具有较高的生产力。▲一般要求Alk值要＞1mmol•L—1；但是Alk值＞3.5mmol•L—1时，对生产不利，而且随着pH值的升高毒性增强。有报道称四大家鱼养殖用水的危险指标是10mmol•L—1。▲海水碱度较为稳定，一般在2~2.5mmol•L—1范围内。达里诺尔湖是内蒙古自治区第二大淡水湖，面积238km2，最大深度为13m，平均水深7~8m，容积是16亿m3，湖面海拔1226m。成因类型为堰塞湖（因构造下陷形成构造湖的基础上，又受到玄武岩流堰塞而形成的湖泊）该湖泊是一个高原内陆封闭式半咸水湖，湖水无外泻，全靠耗来河、贡格尔河、亮子河、沙里河及涌泉的淡水注入补给。盐分以碳酸盐为主，pH值在9.4～9.6之间，是苏打型半碱水质（半咸水湖）。由于连年干旱等原因，蒸发量大于补给量，湖面有所收缩，达里诺尔湖水含盐5‰，还含有一定的碱分，水分滑腻，水质独特，外来鱼种难以存活，湖内只产两种鱼，即鲫鱼、华子鱼（瓦氏雅罗鱼），都是耐碱性鱼类。年产鲜鱼60万kg。第三节硫酸根离子、氯离子