第十三章几种主要类型天然水的特征

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1、第十三章几种主要类型天然水的特征第一节 大气降水一、大气降水的化学成分1.大气降水化学成分的来源大气降水中化学成分主要来自大气圈。在雨滴形成与降落过程中淋洗了空气，因此大气圈中常见成分N2、O2、CO2等、人类活动所排放的各种气体及由地面升空的尘埃、海盐等物质也均在这种过程中被溶解或携带，这些物质形成了雨水可溶性化学成分和颗粒物。雨水化学成分随降雨地区、季节和雨量等因素而变化。雨水含盐量从数毫克/升至30-50mg/L，在海滨地区的降水可混入由风卷送的海水飞沫、火山灰，特别是风浪剧烈时的降水含盐量可超过100mg/L；内陆的降水则可混入较轻的灰尘、细菌；城市上空

2、的降水可混入煤烟、工业粉尘等。但一般降水是杂质较少而含盐量或矿化度很低的软水。二、大气降水的特点1.气体含量近于饱和雨滴在凝结和降落过程中与空气充分接触，故气体溶解量丰富。在一定温度、压力下，降水中O2、N2含量均近于饱和或过饱和。雨水中还常含有雷电生成的含氮化合物。2.pH呈近中性或弱酸性清洁雨水呈弱酸性或近中性。pH约为6.5-7.5，也有些地区为5.5-7.0，正常降水最低pH值为5.6。3.含有营养盐等物质大气降水含有较丰富的硝酸盐和氨。空气中氨主要来源于烟道废气，氮的氧化物还可由闪电形成，这些氧化物溶解于雨水后生成硝酸效算，硝酸再与碱性尘埃作用转变为硝

3、酸盐：N2+2O2→2NO22NO2+H2O→NO+2HNO32HNO3+CaCO3→Ca(NO3)2+CO2+H2O据推算，每年随降水进入地表的有效氮量0.06-1.67g/m2，是地面水氮的一项重要来源。降水磷含量很低，在人口稀少地区，降水中磷含量约30μg/L,在城市人口、工业密集区，有可能增至100μg/L以上。此外，雨雪中还含有Ca2+、Mg2+、HCO3-、SO42-、Cl-以及微生物等。此外，有研究发现几乎各地雨水SO42-含量均大于Cl-含量。三、影响大气降水化学成分的因素1.地域潮湿多雨地区雨水中离子成分含量通常较低，干旱少雨地区及近海地区雨水

4、中离子成分含量较高。2.连续降雨的时间段在一场连续降雨中，初雨离子成分含量较高，空气经过一段时间淋洗后，其所含有的各种离子含量均会下降。初雨中离子含量一般高于终雨含量。3.降雨方式暴风雨时，巨风可把含较多海水细滴的雨水搬运到远方降落，显然这种降水所含盐分较多。在沿海地区，暴风雨时可能收集到含盐较多雨水，如曾发现，有的雨水中Cl-含量近300mg/L。降水含盐量一般从数毫克到30-50mg/L以内，很少超过100mg/L。干旱地区久晴初雨中含盐量可达100-300mg/L。4.季节雨季降水中盐分含量将低于少雨干旱季节。四、大气降水的酸碱性由于受自然尘埃影响，降水一

5、般近中性，pH通常为6.5-7.5。如天山、阿尔泰山地区降水pH为6.00-7.90，平均为6.71。由于大气中CO2百分含量为0.03%，如雨雪中CO2含量达饱和状态，水合二氧化碳处于电离平衡时，降水pH将为5.65。五、酸雨的形成1.酸雨的定义所谓酸雨，是指pH低于5.6的雨水。目前学术界对此定义尚有争议，因有人发现降落在某些边远地区的未污染降水，其pH值也低于此值。酸雨的五级标准——通常认为某地区年均降水pH>5.65，酸雨率是0-20%，为非酸雨区；pH值为5.30-5.60，酸雨率是10-40%，为轻酸雨区；pH值为5.00-5.30，酸雨率是30-6

6、0%，为中度酸雨区；pH值为4.70-5.00，酸雨率是50-80%，为较重酸雨区；pH值小于4.70，酸雨率是70-100%，为重酸雨区。2.酸雨的形成酸雨形成与以下大气污染物有关：含硫化合物与基团：SO2、SO3、CS2、H2SO4、硫酸盐（MSO4）、二甲基硫[（CH3）2S]（即DMS）、二甲基二硫[（CH3）2S2即DMDS]、羰基硫（COS，为CS2在大气中光化学反应产物）、甲硫醇（CH3SH）等。含氮化合物和基团：NO、N2O、NO2、NH3、硝酸盐、铵盐等含氯化合物和基团：HCl、氯化物等。六、酸雨的危害酸雨（雾）可长期停留在大气之中，危害性很大

7、，其危害性主要表现为以下几方面：酸雨对人的毒害性比SO2大10倍，当空气中酸雨含量低于0.8mg/L，人就难以忍受，眼睛、呼吸道、皮肤等便会受到不适的刺激。直接损害各种植物的叶面蜡质层，使其逐渐枯萎而死。酸化土壤，导致钙、镁、磷、钾等营养元素淋失、某些有毒金属活化、生态环境遭破坏。酸化湖泊，危害水生生物，使底泥所含重金属解吸释放，影响供水水质。一些碱度较小的湖泊，接纳酸雨后，湖水中碱性物质受到酸雨中和，致使缓冲能力逐步下降，湖水pH迅速下降，甚至可使pH<4.5,致使湖中鱼类等水生生物几乎灭绝。我国太湖总硬度对碱度比值的升高便是太湖水体生态系统持续性酸性降水的反

8、馈。腐蚀金属器具、文物、