介绍: (一)缺水 淡水是维持生命的根本。虽然地球表面的绝大部分由水所覆盖,总量近13.8亿吨,但是有97%的水是海水,既不能喝也不能用于灌溉。另外3%的淡水绝大部分以冰的形式存在于南北极等处,目前还无法使用。 中国人均水资源为2632m3/人,是世界人均水资源平均值的1/4。尤其是中国的北方,可用的水资源只有1200m3/人。由于过量开采地下水,华北平原的地下水位每年平均下降1.5m。由于水位下降,造成地面下沉、海水倒灌等诸多问题。 我国617个城市中,有300个城市缺水,50多个城市严重缺水。 (二)污染 全国约有1/3的工业废水和4/5的生活废水未经处理就直接排入江、河、湖、海,使水资源遭到严重的污染。据环保部门监测,全国城镇每天至少有1亿吨污水未经处理就直接排入水体。 综上所述,合理有效地开发和利用水资源,防止水源污染,已是关系到国计民生和可持续发展的当务之急。 第二节 水的理化性质概述 水的分子式为H2O,相对分子质量为18.015,在水分子中,氢占11.19%,氧占88.81%。在常温下,水是无色、无味、无臭的透明液体,纯水几乎不导电。 (一) 溶液、饱和溶液、溶解度 由两种或两种以上物质组成的均匀而稳定的体系叫做溶液。在一定的条件下,物质的溶解和结晶达到平衡时的溶液叫做饱和溶液。在一定的温度下,饱和溶液中所含饱和物质的量,称为该物质在该温度下的溶解度。 (二) 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。 (三) 天然水的杂质 天然水中的杂质,按照其颗粒大小不同可以分为三类: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、病毒以及高分子有机物等组成;其次为胶体物质,粒径在10-410-6 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物;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。天然水在大自然的循环过程中,无时不与外界接触,在与地面、地层接触时,溶解了土壤和岩石,卷带了各种悬浮物质;水溶解了来自空气的和有机物分解出来的气体;水还经常受到工业废物、排出物、油状物及工艺加工的物料所污染,使水中杂质的成分变得非常复杂。 (四) 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子和阴离子的量的和,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,因此含盐量与电导率并无严格的对应关系。 (五) 水的浑浊度 由于水中存在的悬浮及胶体状态的微粒,使得原是无色透明的水产生浑浊现象,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。 (六) 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。水的硬分为碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度两种。