天然水体的pH主要由水中碳酸平衡系统决定，pH大小取决于水中游离二氧化碳，碳酸盐和碳酸氢盐的含量。
pH对二氧化碳平衡的影响：
Co2+H2o=H2Co3 H2Co3=H+ HCo3 HCo3= H+ Co3 Co3+Ca(Mg) = CaCo3↓
当pH<4时，只有CO2；当4 水生生物的光合作用和呼吸作用可引起水中pH的变化。由于白天浮游植物的光合作用消耗二氧化碳以及晚上生物呼吸与有机物分解积累二氧化碳，从而造成pH有明显的昼夜变化及垂直变化.从这2个化学反应方程式可以看出： 2HCO3=CO3+H2O+CO2 HCO3-=OH-+CO2 -2-+ --+ 2-2-2+ 2+ 四 pH对水质及水生生物的影响 在养殖中， pH是一个重要的生态因子， pH改变会使水中物质的存在形式和利用发生改变. 1 对水质的影响： ① pH下降： 水中弱酸电离减少，它们的阴离子(CO32- ，S2-，PO43- ，SiO32-)会不同程度地由离子形式转向分子形式存在，这样，随着它们浓度的下降，含有这些阴离子的沉淀物，络合物分解或者溶解，使水中游离金属离子浓度增大(毒性增大)； ② pH升高： 水中弱碱电离减少，使金属离子水解加剧，从而形成氢氧化物，碳酸盐沉淀或者络合物，使水中游离态金属离子浓度下降； ③另外， pH发生改变，物质化学形态改变，对生物的影响也随之改变. 2对水生生物的影响 ①鱼类：酸性水使血液pH下降，载氧能力下降，造成缺氧；碱性过强则会腐蚀鱼鳃组织等. ②藻类： pH低导致缺氧； pH高会妨碍藻类对C、Fe的利用； ③ 生微生物： pH低，其活动受阻，物质循环效力下降. 五 养殖水体对pH的要求 由于pH对水质和水生生物有重要影响，所以各国对渔业用水pH值作了规定.一般要求pH在 13 6.5-8.5之间，我国几种鱼类最适合pH在7.3-8.3之间. 对于pH不符合要求的水体措施： pH偏高：应及时补充水、加入醋酸等； pH偏低：加石灰中和。 第二节 天然水中的主要离子（P42） 主要离子又称为常量成分、恒量元素、保守成分。淡水中的八大离子主要有K+、Na+、Ca2+、Mg2+、HCO3-、CO32-、SO42-、Cl-；海水中主要有Na+、Mg2+、Ca2+、K+、Sr2+(锶)、Cl-、SO42-、HCO3-（CO32-）、Br-、H3BO3和F-。常量成分在水中含量高，性质稳定：海水中常量成分占溶解盐类总量的99.8%—99.9%，而且它们在海水中含量的大小有一定的顺序，其比例几乎不变（marcet原理或者dittmar定律P59）；淡水中常量成分占水体溶解盐类总量的90%以上。 天然水有100多种元素，其中八大主要离子：K+，Na+，Ca2+，Mg2+；CO32-，HCO3-，S042-，Cl-.占溶解盐总量的90%以上.所以我们把水中溶存量最多的8大离子称为主要离子. 一 天然水的划分 总含盐量：天然水中含有可溶性的以无机盐为主的物质的总量（离子总量）。 含盐量(矿化度)：水中主要离子的总量（采用蒸发、恒重干燥后称重所得数据）。 虽然各种天然水中的主要离子都相同，但是它们的总量和比例差别极大. 1 天然水按照离子盐类的总量可以分为：淡水，盐化水，海水，盐水四种. 淡水：盐类总量<1.0‰； 盐化水：盐类总量介于淡水与海水之间，1.0－25‰； 海水：盐类总量25.0－50.0 ‰； 盐水：大于50‰，盐类总量大于海水含量，在25-50‰之间. 2 天然水按照主要离子的数量差别分类： 1) 按照阴离子数量的多少分为：碳酸水，硫酸水和氯化水；(分类) 2) 而在每一种水中按照阳离子的多少又可以分为钙质水，镁质水和钠质水；(分组) 3) 在这个基础上，按照阴、阳离子的相互关系可以分为：(分型) 14 Ⅰ型： HCO3-(CO32-)>(Ca2++Mg2+)； Ⅱ型： HCO3-<(Ca2++Mg2+)<( HCO3-+SO42-)； Ⅲ型： ( HCO3-+SO42-)<(Ca2++Mg2+)或者Cl->Na+； Ⅳ型： HCO3(CO3)=0 类 组 型 -2- 钙组 Ca Ⅰ Ⅱ Ⅲ 天然水O.A.阿列金分类法 碳酸盐类 硫酸盐类 C S 镁组 钠组 钙组 镁组 钠组 Mg Na Ca Mg Na Ⅰ Ⅰ Ⅱ Ⅱ Ⅰ Ⅱ Ⅱ Ⅲ Ⅲ Ⅱ Ⅲ Ⅲ Ⅳ Ⅳ Ⅲ 钙组 Ca Ⅱ Ⅲ Ⅳ 氯化物类 Cl 镁组 钠组 Mg Na Ⅱ Ⅰ Ⅲ Ⅱ Ⅳ Ⅲ Ⅳ型水的特点是不含HCO3-，酸型沼泽水、硫化矿床水和火山水属此型。在碳酸盐类水中不可能有Ⅳ型水，在硫酸盐与氯化物类的钙组和镁组中也不可能有Ⅰ型水，而硫酸盐与氯化物类的钠组一般没有Ⅳ型水。 阿列金分类法的水型可以特定的符号表示：先写“类”，采用相应的阴离子符号（C、S、Cl）；“组”写在“类”的右上方，以阳离子符号表示（Na、Mg、Ca）；“型”则用罗马字标在“类”符号的右下方。如C Ca??表示碳酸类钙组第Ⅱ型水。S Na???表示硫酸盐类钠组第Ⅲ型水。此外，有时还要标上总硬度 Ca5.0??0。4（精确至0.1mmol/L，写在组的右面）和矿化度或含盐量（精确至0.1g/L，写在型的右面），如C表示总硬度为5.0 mmol/L，含盐量为0.4g/L。 ， 有时水中的阴离子或阳离子并不是一种离子独占优势，而是两种离子相差不多，当次要离子含量与主要离子的相差不超过5%时，则应在分类符号中将次要离子也标出。CS钙组Ⅱ型水，该水中SO42-含量仅次于HCO3-，且含量相差不大。 一般来讲，淡水中，阳离子数量顺序为Ca> Na>Mg，阴离子数量为：CO3>SO4>Cl；多属于CCaⅡ水；而海水中阳离子为Na+ >Mg2+ >Ca2+，阴离子为Cl- >SO42-> CO32-，多属于ClNaⅢ水. (接下来着重讲述主要离子中的对水体影响大的离子例如CO32-， Ca2+，Mg2+等离子) 2+ + 2+ 2-2--Ca??表示碳酸盐硫酸盐类 二 碳酸盐 1 碳酸盐来源： 15 1）土壤岩石中碳酸盐矿物的溶解； 2) 生物呼吸； 3) 大气二氧化碳的溶解； 4) 水源补给等. 2 水中二氧化碳五种平衡系统： 气体二氧化碳溶解平衡；溶解二氧化碳水合平衡；碳酸的电离平衡；中和与水解平衡；碳酸盐沉淀与溶解平衡. Co2+H2o=H2Co3 H2Co3=H++ HCo3- HCo3-= H++ Co32- Co32-+Ca2+(Mg2+) = CaCo3↓ 3 碱度和水的缓冲作用 1） 碱度 ①碱度的本意为与H结合，消耗酸的能力.虽然水中一些其他弱酸根，有机酸根也会造成碱度，但是由于它们所占的比例很小，而CO32-，HCO3-使水中含量最多的阴离子，所以一般淡水总碱度由碳酸盐碱度和碳酸氢盐碱度构成. 碱度测定通常用酸滴定法。pH8.3时为酚酞碱度；pH4.2时为甲基橙碱度（总碱度：AT） 碱度常用：毫克CaCO3/升表示，德国度（0HG）10=10毫克CaO/升， 50.05毫克CaCO3/升=2.8德国度=28毫克CaO/升=1mmol/L 海水中碱度一般较为稳定，通常在2-2.5mmol/L，还是常用碱度A和盐度S的比值（碱盐系数）作为水化学检验指标之一，海水碱盐系数一般在0.0659-0.072之间。 ②水中碱度变化作用平衡： Ca2++2HCO3-=CaCO3↓+CO2+H2O 白天光合作用， CO2被利用，平衡右移，这时碱度和硬度都下降；晚上则相反. 2） CO3、HCO3所构成的缓冲系统 CO32-、 HCO3-构成缓冲系统，影响水体pH值. 2HCO3-= CO32-+CO2+H2O Ca2++ CO32-= CaCO3↓ (光合作用时.....呼吸作用时....)当水中Ca2+， HCO3-足够大时，水中CO2、 HCO3-和CO32-比值基本不变， pH值也就基本不变.说明只有在碱度和硬度大的前提下水才有足够大的缓冲能力.有资料表 2--+ 16