一、水是什么? 1個(gè)水分子(H2O)是由1個(gè)氧原子和2個(gè)氫原子彎曲鍵結(jié)而成。由于正、負(fù)電荷的中心不一致,因此屬于極性分子。當(dāng)2個(gè)水分子同時(shí)存在時(shí),二者會(huì)由靜電交互作用與氫鍵結(jié)合,互相吸引并保持一定的距離。而1個(gè)水分子可以同時(shí)與4個(gè)水分子結(jié)合,形成晶體般的整齊結(jié)構(gòu)。 水分子聚合體中,由于氫鍵鍵結(jié)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)會(huì)部分?jǐn)嗔?,而形成逐次移?dòng)變化的狀態(tài),因此水在整體上呈現(xiàn)液態(tài),而此結(jié)構(gòu)變化每秒可達(dá)10的12次方。 二、水中有哪些雜質(zhì)? 水對(duì)很多物質(zhì)都有良好的溶解能力,即使陰陽離子經(jīng)由靜電的交互作用,很強(qiáng)的結(jié)合在一起,在水中也很容易電解。這是因?yàn)?,水分子可以和離子結(jié)合產(chǎn)生“水合離子”。離子的半徑很小,電荷大的離子會(huì)與水分子強(qiáng)力的交互作用,由水分子在離子的周圍緊密排列。這時(shí)候,陽離子會(huì)與帶負(fù)極矩的氧原子相互作用,而陰離子則形成相反的結(jié)構(gòu)。這就造成水中容易混入雜質(zhì)的缺點(diǎn)。 一般而言,水若含有適量的鈉、鉀離子及硅酸鹽等礦物質(zhì),就會(huì)覺得好喝,若含有大量殘留的鹽類,如鎂、鈣等非酸堿中性鹽類,就會(huì)覺得難喝。也就是說,所謂的水除了H2O外,還含有許多其它的成分,而這些成分的種類和含量決定了水的味道。 從自然界得到的水中往往含有許多雜質(zhì),這些雜質(zhì)或者溶解或者懸浮在水中。懸浮在水中的無機(jī)物包括少量砂土和煤灰;有機(jī)懸浮物包括有機(jī)物的殘?jiān)案鞣N微生物。溶解在水中的氣體包括來自空氣中的氧氣、二氧化碳、氮?dú)夂凸I(yè)排放的氣體污染物如氨、硫氧化物、氮氧化物、硫化氫、氯氣等;溶解在水中的無機(jī)鹽類主要有碳酸鈣、碳酸氫鈣、硫酸鈣、氯化鈣以及相應(yīng)的鎂鹽、鈉鹽、鉀鹽、鐵鹽、錳鹽和其他金屬離子的鹽,溶解的有機(jī)物,主要是動(dòng)植物分解的產(chǎn)物。
具體分為以下8種:
1、微粒物質(zhì)(Particulate Matter)
包括泥沙、鐵銹、藻類、懸浮物、微纖維等微粒雜質(zhì),肉眼可見。這些微粒常常懸浮在水流之中,水產(chǎn)生的渾濁現(xiàn)象。這些微粒很不穩(wěn)定,可以通過沉淀和過濾而除去。水在靜置的時(shí)候,重的微粒(主要是砂子和粘土一類的無機(jī)物質(zhì))會(huì)沉下來。輕的微粒(主要是動(dòng)植物及其殘骸的一類有機(jī)化合物)會(huì)浮于水面上,用預(yù)沉,過濾等分離方法可以除去。微粒物質(zhì)是造成濁度、色度、氣味的主要來源。自來水、二次供應(yīng)的自來水、江河湖泊水中均可能存在。
2、膠體物質(zhì)
膠體物質(zhì)是比離子物質(zhì)大而比顆粒物質(zhì)小、直徑在10-4~10-6mm之間的微粒。膠體是許多分子和離子的集合物。天然水中的無機(jī)礦物質(zhì)膠體主要是鐵、鋁和硅的化合物。水中的有機(jī)膠體物質(zhì)主要是植物或動(dòng)物的肢體腐爛和分解而成的腐殖物。其中以湖泊水中的腐殖質(zhì)含量最多,因此常常使水呈黃綠色或褐色。膠體顆粒不能藉重力自行沉降而去除,一般是在水中加入藥劑破壞其穩(wěn)定,使膠體顆粒增大而沉降予以去除。地表水或地下水都可能存在膠體物質(zhì)。
3、離子物質(zhì)(Ionic material)
包括:陽離子、陰離子。陽離子如鈣離子、鎂離子、鐵離子等;陰離子氯離子、硫酸鹽離子、磷酸鹽離子等。離子物質(zhì)通常易溶于水中,溶解物質(zhì)可以用離子交換或除鹽等方法予以去除。
4、不反應(yīng)的溶解氣體
如空氣中的氮?dú)獾取?/p>
5、可反應(yīng)的溶解氣體
天然水中常見的溶解氣體有氧氣(O2)、二氧化碳(CO2)、有時(shí)還有硫化氫(H2S)、二氧化硫(SO2)、氮?dú)猓∟2)和氨(NH3)等。這些溶解于水中的氣體,大都對(duì)金屬有腐蝕作用,是引起水系統(tǒng)金屬腐蝕的重要因素。空氣中的CO2對(duì)純水影響最大。CO2存在于空氣中并很容易溶于水中,使水質(zhì)呈酸性,即PH值低于7。水質(zhì)越純,越易受空氣的影響,影響主要表現(xiàn)為PH值、電導(dǎo)(阻)率。
6、微生物
主要指水中的細(xì)菌含量。中國自來水的常規(guī)細(xì)菌允許含量<100cfu/ml;純水的常規(guī)細(xì)菌允許含量<1cfu/ml。
7、熱源
熱源又稱細(xì)菌內(nèi)毒素,主要用于醫(yī)藥用水特別是注射用水時(shí)需考量熱源的含量控制。實(shí)驗(yàn)室中有細(xì)胞培養(yǎng)等生物方面的應(yīng)用時(shí),對(duì)熱源用含量控制要求。
8、有機(jī)物質(zhì)
水中的有機(jī)物質(zhì)主要是指腐殖酸、生活污水和工業(yè)廢水的污染物。腐殖物質(zhì)是水生生物一類的生命活動(dòng)過程的產(chǎn)物。這些有機(jī)物污染著水體,并使水質(zhì)惡化。水中的有機(jī)物有個(gè)共同特點(diǎn),就是要進(jìn)行生物氧化分解,需要消耗水中的溶解氧,而導(dǎo)致水中缺氧。同時(shí)會(huì)發(fā)生腐敗發(fā)酵,使細(xì)菌滋長,惡化水質(zhì),破壞水體;工業(yè)用水的有機(jī)污染,還會(huì)降低產(chǎn)品的質(zhì)量。有機(jī)物是引起水體污染的主要原因之一。地表水中有機(jī)物含量通常高于地下水中的含量。
三、水的來源有哪些?
由于天然水的來源不同,其中溶解的雜質(zhì)也不盡相同。下面分別加以介紹:
1. 雨水
雨水是天空中水蒸氣凝聚而成,總的來說雨水中含雜質(zhì)較少,是含鈣、鎂離子較少的軟水.但也溶解有一部分來自空氣的少量氧氣、二氧化碳和十定量的塵埃.還可能含有由雷電作用產(chǎn)生的含氮化合物.在城市上空受工業(yè)廢氣污染可能含有二氧化硫,這種雨水有酸性,俗稱酸雨,有較強(qiáng)的腐蝕性。
2. 江河水
河流是降水經(jīng)過地面流動(dòng)匯集而成的.它在發(fā)源地可能受高山冰雪或冰川的補(bǔ)給,沿途可能與地下水相互交流.由于江河流域面積十分廣闊,又是敞開流動(dòng)的水體,所以江河水的水質(zhì)成分與地區(qū)和氣候條件關(guān)系密切i而且受生物活動(dòng)尋口人類社會(huì)活動(dòng)的影響最大。
3. 湖泊水
湖泊是由河流及地下水補(bǔ)給而在低洼地帶形成的.湖泊的水質(zhì)與它來源的水質(zhì)有一定關(guān)系,但又不完全相同.日照及蒸發(fā)的強(qiáng)度也強(qiáng)烈影響湖泊的水質(zhì).如果蒸發(fā)強(qiáng)烈水中溶解物濃度就會(huì)逐漸增加,特別是水中含有的硝酸鹽、磷酸鹽的濃度增加時(shí),會(huì)帶來水質(zhì)富營養(yǎng)化的傾向,造成水生植物過度生長,水中含氧量降低,會(huì)使水腐敗變質(zhì)。
4. 地下水
地下水是降水或地表水經(jīng)過土壤地層滲流而形成的.十般地下水經(jīng)過土壤地層的過濾,所含懸浮雜質(zhì)較少,常為清澈透明;受地面污染蠖少因而含有機(jī),物及細(xì)菌相對(duì)較少;但一般溶解的無機(jī)鹽含量較高,硬度和含礦物質(zhì)高;有的地區(qū)地下水含可溶性二價(jià)鐵鹽異常高,由于二價(jià)鐵離子不穩(wěn)定易氧化成三價(jià)鐵離子并生成不溶性三價(jià)鐵鹽或氫氧化鐵沉淀,所以在利用這種地下水之前,需要經(jīng)過曝氣處理以分離去除所含的鐵離子。
5. 自來水
經(jīng)過水廠處理得到的自來水,應(yīng)該達(dá)到適合飲用水的標(biāo)準(zhǔn),但其中仍有少量雜質(zhì).
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