水体总碱度指标剖析.ppt

碱度和硬度,一，碱度碱度是反映水结合质子的能力，能结合质子的各种物质共同形成碱度；包括HCO3-、CO32-、OH-、H4BO4-、H2PO4-、HPO42-、NH3等，淡水中主要是前三种，海水中主要是前四种。1，P碱度：用酚酞作指示剂时，滴定的终点为PH8.28.4，称为酚酞碱度或P碱度。此时，水中的氢氧化物全部被中和，并有一半的碳酸盐转化为碳酸氢盐。即P碱度1/2CO32+全部OH。2，总碱度：用甲基橙作指示剂时，滴定的终点pH为4.34.5，称为甲基橙碱度或M碱度。此时，水中的氢氧化物、碳酸盐及碳酸氢盐全部被中和，所测得的是水中各种弱酸盐类的总和，因此又称为总碱度。即M碱度全部HCO32+全部CO32+全部OH3，单位（1）毫摩尔/升（mmol/L）用1升水能结合的质子的量表示，一般用mmol/L作单位。（2）毫克/升(mgCaCO3/L)用1升水中能结合H的物质所相当的CaCO3的质量来表示。对于碱度1mmol/L50.05mg/L（CaCO3）。一般养殖水体的适宜碱度为1-3mmol/l,或者50-150mg/l（也有说75-200mg/l）,pH11,水体中只有OH-11pH9.4,水体中有OH-和CO32-pH=9.4，水体中只有CO32-9.4pH8.3，水体中有HCO3-和CO32-pH=8.3，水体中只有HCO3-8.3pH4.3，水体中只有HCO3-,二，硬度硬度是指水中二价及多价金属离子含量的总和。一般指水体中钙镁离子的含量。A，暂时硬度；碳酸盐硬度是指水中与HCO3及CO32所对应的硬度。这种硬度在水加热煮沸后，绝大部分可以因生成CaCO3而除去，故又称为暂时硬度。B,永久硬度：非碳酸盐硬度是对应于硫酸盐和氯化物的硬度，即由钙镁的硫酸盐、氯化物形成的硬度。它们用一般煮沸的方法不能从水中除去，所以又称为永久硬度。C,负硬度：指水中钾.纳的碳酸盐.重碳酸盐及氢氧化物的含量，又称为纳盐硬度,三，总碱度和总硬度的关系（1）总碱度总硬度，水中无永久硬度，而存在暂时硬度和钠盐硬度，则：总硬度=暂时硬度总碱度-总硬度=钠盐硬度（负硬度）（3）总碱度=总硬度，水中没有永久硬度和钠盐硬度，只有暂时硬度，则：总硬度=总碱度=暂时硬度,四，总碱度的来源和变化1，来源：碳酸及碳酸氢总碱度主要来自于二氧化碳、水及石灰石（普通石灰或白云石）的反应：CaCO3+H2O+CO2=Ca2+2HCO3-或Ca.Mg(CO3)2+2H2O+2CO2=Ca2+Mg2+4HCO3-2，变化：A,光合作用和呼吸速率，光合作用速率呼吸速率，总碱度下降，pH上升。光合作用速率呼吸速率，总硬度下降光合作用速率呼吸速率，总硬度上升。2，泼洒钙肥（过磷酸钙重过磷酸钙等）使硬度上升。3，泼洒普通石灰（CaCO3）生石灰（CaO）熟石灰(Ca(OH)2)都使总硬度上升。,九，硬度的作用1）钙、镁是生物生命过程所必需的营养元素，它们不仅是生物体液及骨骼的组成成分，还参与体内新陈代谢的调节。钙是动物骨骼、介壳及植物细胞壁的重要组成元素，而且对蛋白质的合成与代谢、碳水化合物的转化、细胞的通透性以及氮、磷的吸收转化等均有重要影响。缺钙会引起动植物的生长发育不良。藻类细胞必需钙，硅藻大都喜欢在硬水中生长，水中钙含量过少会限制藻类的繁殖。镁是叶绿素中的成分，各种藻类都需要镁。镁在糖代谢中起着重要的作用。植物在结实过程中需要较多的镁。镁不足，核糖核酸（RNA）的净合成将停止，氮代谢混乱，细胞内积累碳水化合物及不稳定的磷脂。缺镁还会影响对钙的吸收。有调查发现，池水总硬度小于10mg/L(0.2mmol/L)，即使施用无机肥料，浮游植物也生长不好。总硬度为10-20mg/L(0.2-0.4mmol/L)时，施无机肥料的效果不稳定。仅在总硬度大于20mg/L时，施用无机肥料后浮游植物才大量生长。美国有人在软水池塘进行施生石灰的试验，当总硬度由7.8mg/L增至32mg/L后，水中碱度增大至原来的4倍，罗非鱼的产量增加约25。（2）钙离子可降低重金属离子和一价金属离子的毒性有人用硬头鳟鱼做试验，当水的硬度从10mg/L增加到100mg/L时，铜和锌的毒性大约降低了3/4。许多重金属离子在硬水中的毒性都比在软水中的要小得多，这可能是由于钙可减少生物对重金属的吸收量。一价金属离子浓度过高时对许多水生生物有毒害作用，增加钙含量可以降低一价金属离子的毒性。,（3）钙、镁离子可增加水的缓冲性一定的硬度，可以使水具有较好的缓冲性，即具有较好的保持pH的能力。（4）水中钙、镁离子比例，对海水鱼、虾、贝的存活有重要影响比例不合适，会引起养殖种类的大批死亡。例如：根据臧维玲（1995，1998）研究的结果证实：在罗氏沼虾育苗中配制人工海水时，不仅要注意盐度符合要求，还要注意Ca2+、Mg2+的含量及Mg2+/Ca2+比例，出苗率较高的条件是满足Ca2+含量170-244mg/L,Mg2+含量324-440mg/L及Mg2+/Ca2+质量比R1.8-2.2。中华绒螯蟹育苗用水要求Ca2+含量178340mg/L，Mg2+含量484816mg/L。Mg2+/Ca2+质量比R2.0-3.0(实验在S=15-16的条件下进行)。王慧等（2000）通过急性毒性试验得出中国对虾在水环境中能够生存的Ca2+和Mg2+质量浓度范围分别为24.92-280.66mg/L和34.5-344.9mg/L，(Mg2+)/(Ca2+)比在13之间为最好。Ca2+含量过高过低都影响中国对虾的生长。但Mg2+含量降为正常海水的一半时也能正常生长。,如何提高总碱度1，施加碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钙、氧化钙、氢氧化钙等增加水体总碱度。其中氧化钙、氢氧化钙会同时增加水体pH