水的价值.docx
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水的价值
水
定义1:
氢和氧的化合物,化学式为H2O。
在自然界以固态、液态、气态三种聚集状态存在。
定义3:
一个氧原子与两个氢原子构成的氢氧化合物,其分子式为H2O。
应用学科:
资源科技(一级学科);水资源学(二级学科)
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百科名片
水包括天然水(河流、湖泊、大气水、海水、地下水等),人工制水(通过化学反应使氢氧原子结合得到水)。
水(化学式:
H2O)是由氢、氧两种元素组成的无机物,在常温常压下为无色无味的透明液体。
水是地球上最常见的物质之一,是包括人类在内所有生命生存的重要资源,也是生物体最重要的组成部分。
水在生命演化中起到了重要的作用。
人类很早就开始对水产生了认识,东西方古代朴素的物质观中都把水视为一种基本的组成元素,水是中国古代五行之一;西方古代的四元素说中也有水。
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字义解释
象形,甲骨文字形中间像水脉,两旁似流水。
“水”是汉字的一个部首。
从水的字,或表示江河或水利名称,或表示水的流动,或水的性质状态。
本义:
以雨的形式从云端降下的液体,无色无味且透明,形成河流、湖泊和海洋。
说明:
1.在隶定汉字中,“川”和“水”是一对关系字。
所谓“关系字”,是指字形相近,字义关联的一对汉字,如“田”和“由”,“兔”和“免”,“戈”和“弋”等。
“川”字笔画竖直,象征水的流动,所谓“川流不息”。
“水”字笔画勾曲,象征水的静止,所谓“一汪清水”。
2.水是水、木、火、土、金五种元素中排名第一的元素,是最早出现的元素。
“天一生水”。
水的生成过程与“盖天”宇宙模型有关。
“盖天”宇宙模型的基本架构可以概括为:
上为天,下为地,天地中央有天地柱。
这一模型来源于台风。
天地柱就是台风眼。
台风生成于热带洋面。
起先,热带洋面因夏季水温升高而蒸腾出大量水汽。
水汽散漫飘荡在洋面上。
随后,由于地球自转偏转力的影响,这些水汽逐渐进入同向旋转过程。
随后出现一个中空的水汽团,这个水汽团通过旋转吸引到更多水汽,从而越长越高,上与天盖相接,下与大地相连。
这个水汽团的解剖结构是这样的:
中心是台风眼,其中无风无雨,阳光灿烂;台风眼外是云墙区,云墙区外是大风区。
古人认为甘肃的沙漠地区就是台风眼(天地柱)所在,陕西青海地区是云墙区所在,陕西以东地区属于大风区。
“天一生水”的意思是:
“天一”就是北极星。
原先,没有北极星。
而后出现了北极星“天一”。
北极星的出现意味着“旋转中心”的成立。
随之散漫的混沌之气进入同向旋转过程,原始“台风”就逐渐形成了。
随着原始“台风”的长高和旋转的加速,由于离心力的作用,水汽中的轻飘成分上扬,形成了天;水汽中的重浊成分下沉,形成了地。
还有一部分水汽变成了五行循环的第一元素——水,在“云墙区”落下,随后顺着倾斜的大地往外流出,这就是黄河。
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物理性质
分子式:
H2O
分子式(1张)
结构式:
H—O—H(两氢氧键夹角104.5°)
分子量:
18.016
沸点:
99.975℃
凝固点:
0℃
最大相对密度时的温度:
3.98℃
比热:
4.186J/(g.℃)0.1MPa15℃
2.051J/(g.℃)0.1MPa100℃
密度:
1g/cm^3(4℃时)
临界温度:
374.2℃
冰:
比热:
2.1351J/(g.℃)-20~0℃
融化热:
333687.9J/kg0℃
纯净的水是无色、无味、无固定形状的透明液体。
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[1]
水在1个大气压(atm,1atmosphere)时(101.325千帕斯卡(kPa)),温度在0℃以下为固体(固态水),0℃为水的凝固点。
从0℃~100℃之间为液体(通常情况下水呈现液态)。
100℃以上为气体(气态水),100℃为水的沸点。
纯水在0℃时密度为999.87千克/立方米,在沸点时水的密度为958.38千克/立方米,密度减小4%。
在4℃是密度最大,为1000千克/立方米。
水的比热容为4.2*10^3;J/(kg℃)文档收集自网络,仅用于个人学习
CAS:
7732-18-5
化学性质
长期以来,人们一直认为水是一种单质,因为用一般的加热方法很难把它分解。
直到18世纪末,才由科学家用实验证明了水是由氢氧两种元素组成的一种化合物。
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1.稳定性:
在2000℃以上才开始分解。
水的电离:
纯水中存在下列电离平衡:
H2O=可逆=H++OH-或H2O+H2O=可逆=H3O++OH-文档收集自网络,仅用于个人学习
注:
“H3O+”为水合氢离子,为了简便,常常简写成H+,纯水中氢离子物质的量浓度为10^-7mol/L文档收集自网络,仅用于个人学习
2.水的氧化性:
水跟较活泼金属或碳反应时,表现氧化性,氢被还原成氢气2Na+2H2O=2NaOH+H2↑文档收集自网络,仅用于个人学习
Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑
3Fe+4H2O(水蒸气)=Fe3O4+4H2↑文档收集自网络,仅用于个人学习
C+H2O=CO↑+H2↑(高温)
3.水的还原性:
最活泼的非金属氟可将水中负二价氧,氧化成氧气,水表现还原性2F2+2H2O=4HF+O2↑文档收集自网络,仅用于个人学习
4.水的电解:
水在电流作用下,分解生成氢气和氧气,工业上用此法制纯氢和纯氧2H2O=2H2↑+O2↑
5.水化反应:
水可跟活泼金属的碱性氧化物、大多数酸性氧化物以及某些不饱和烃发生水化反应。
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Na2O+H2O=2NaOH文档收集自网络,仅用于个人学习
CaO+H2O=Ca(OH)2
SO3+H2O=H2SO4
P2O5+3H2O=2H3PO4
CH2=CH2+H2O←→C2H5OH
6.水解反应
盐的水解氮化物水解:
Mg3N2+6H2O(加热)=3Mg(OH)2↓+2NH3↑文档收集自网络,仅用于个人学习
NaAIO2+HCI+H2O=AI(OH)3↓+NaCI(NaCI少量)
碳化钙水解:
CaC2(电石)+2H2O(饱和氯化钠)=Ca(OH)2+C2H2↑
卤代烃水解:
C2H5Br+H2O(加热下的氢氧化钠溶液)←→C2H5OH+HBr文档收集自网络,仅用于个人学习
醇钠水解:
C2H5ONa+H2O→C2H5OH+NaOH
酯类水解:
CH3COOC2H5+H2O(铜或银并且加热)←→CH3COOH+C2H5OH
多糖水解:
(C6H10O5)n+nH2O←→nC6H12O6
7.水分子的直径数量级为10的负十次方,一般认为水的直径为2~3个此单位.。
8.水的电离:
在水中,几乎没有水分子电离生成离子。
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H2O←→H++OH-
由于仅有一小部分的水分子发生上述反应,所以纯水的Ph值十分接近7。
9.水的密度:
水的密度在3.98℃时最大,为1×10m^3/kg,温度高于3.98℃时(也可以忽略为4℃),水的密度随温度升高而减小,在0~3.98℃时,水热缩冷涨,密度随温度的升高而增加文档收集自网络,仅用于个人学习
原因:
主要由分子排列决定。
也可以说由氢键导致。
由于水分子有很强的极性,能通过氢键结合成缔合分子。
液态水,除含有简单的水分子(H2O)外,同时还含有缔合分子(H2O)2和(H2O)3等,当温度在0℃水未结冰时,大多数水分子是以(H2O)3的缔合分子存在,当温度升高到3.98℃(101kPa)时水分子多以(H2O)2缔合分子形式存在,分子占据空间相对减小,此时水的密度最大。
如果温度再继续升高在3.98℃以上,一般物质热胀冷缩的规律即占主导地位了。
水温降到0℃时,水结成冰,水结冰时几乎全部分子缔合在一起成为一个巨大的缔合分子,在冰中水分子的排布是每一个氧原子有四个氢原子为近邻两个氢键这种排布导致成一种敞开结构,冰的结构中有较大的空隙,所以冰的密度反比同温度的水小。
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9.水在离子中是两性物质,既有氢离子(H+),也有氢氧根离子(OH-)。
但纯净蒸馏水是中性的。
化学式非正常读法
H2O:
氧化氢、一氧化二氢、氧化二氢、一氧化氢(以上为正常形式读法)、氢氧酸(以氟化氢、氯化氢、硫化氢的水溶液氢氟酸、氢氯酸、氢硫酸相似读法。
)、酸式氧;将H2O写成HOH、H(OH),也可以读作:
氢氧化氢、苛性氢、羟基氢、碱式氢。
国外曾经有过一篇将水称为一氧化二氢的恶搞文章。
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虽然可以根据水的化学式得到以上读法,但根据国际纯粹与应用化学联合会提出的命名规则,水的唯一化学名称为“水(water)”。
“一氧化二氢”、“氧化氢”和“氢氧化氢”等等都不正确,都不能在正式科学场合被使用。
唯一的区别仅仅是区分特殊种类的水,比如蒸馏水、去离子水或重水。
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编辑本段水的影响文档收集自网络,仅用于个人学习
1、对气候的影响
水对气候具有调节作用。
大气中的水汽能阻挡地球辐射量的60%,保护地球不致冷却。
海洋和陆地水体在夏季能吸收和积累热量,使气温不致过高;在冬季则能缓慢地释放热量,使气温不致过低。
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海洋和地表中的水蒸发到天空中形成了云,云中的水通过降水落下来变成雨,冬天则变成雪。
落于地表上的水渗入地下形成地下水;地下水又从地层里冒出来,形成泉水,经过小溪、江河汇入大海。
形成一个水循环。
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雨水(4张)
雨雪等降水活动对气候形成重要的影响。
在温带季风性气候中,夏季风带来了丰富的水气,夏秋多雨,冬春少雨,形成明显的干湿两季。
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此外,在自然界中,由于不同的气候条件,水还会以冰雹、雾、露水、霜等形态出现并影响气候和人类的活动。
2、对地理的影响
地球表面有71%被水覆盖,从空中来看,地球是个蓝色的星球。
水侵蚀岩石土壤,冲淤河道,搬运泥沙,营造平原,改变地表形态。
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地球表层水体构成了水圈,包括海洋、河流、湖泊、沼泽、冰川、积雪、地下水和大气中的水。
由于注入海洋的水带有一定的盐分,加上常年的积累和蒸发作用,海和大洋里的水都是咸水,不能被直接饮用。
某些湖泊的水也是含盐水。
世界上最大的水体是太平洋。
北美的五大湖是最大的淡水水系。
欧亚大陆上的里海是最大的咸水湖。
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地球上水的体积大约有1360000000立方公里。
海洋占了1320000000立方公里(或97.2%);冰川和冰盖占了25000000立方公里(或1.8%);地下水占了13000000立方公里(或者0.9%);湖泊、内陆海,和河里的淡水占了250000立方公里(或0.02%);大气中的水蒸气在任何已知的时候都占了13000立方公里(或0.001%)。
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3、对生命的影响
水对人体的作用
水是生命的源泉。
人对水的需要仅次于氧气。
人如果不摄入某一种维生素或矿物质,也许还能继续活几周或带病活上若干年,但人如果没有水,却只能活几天。
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人体细胞的重要成分是水,水占成人体重的60~70%,占儿童体重的80%以上。
水份有什么作用呢?
1.人的各种生理活动都需要水,如水可溶解各种营养物质,脂肪和蛋白质等要成为悬浮于水中的胶体状态才能被吸收;水在血管、细胞之间川流不息,把氧气和营养物质运送到组织细胞,再把代谢废物排出体外,总之人的各种代谢和生理活动都离不开水。
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2.水在体温调节上有一定的作用。
当人呼吸和出汗时都会排出一些水分。
比如炎热季节,环境温度往往高于体温,人就靠出汗,使水分蒸发带走一部分热量,来降低体温,使人免于中暑。
而在天冷时,由于水贮备热量的潜力很大,人体不致因外界温度低而使体温发生明显的波动。
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3.水还是体内的润滑剂。
它能滋润皮肤。
皮肤缺水,就会变得干燥失去弹性,显得面容苍老。
体内一些关节囊液、浆膜液可使器官之间免于摩擦受损,且能转动灵活。
眼泪、唾液也都是相应器官的润滑剂。
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4.水是世界上最廉价最有治疗力量的奇药。
矿泉水和电解质水的保健和防病作用是众所周知的。
主要是因为水中含有对人体有益的成分。
当感冒、发热时,多喝开水能帮助发汗、退热、冲淡血液里细菌所产生的毒素;同时,小便增多,有利于加速毒素的排出。
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5.大面积烧伤以及发生剧烈呕吐和腹泻等症状,体内大量流失水分时,都需要及时补充液体,以防止严重脱水,加重病情。
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6.睡前喝一杯水有助于美容.上床之前,你无论如何都要喝一杯水,这杯水的美容功效非常大。
当你睡着后,那杯水就能渗透到每个细胞里。
细胞吸收水分后,皮肤就更娇柔细嫩。
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7.入浴前喝一杯水常葆肌肤青春活力.沐浴前一定要先喝一杯水。
沐浴时的汗量为平常的两倍,体内的新陈代谢加速,喝了水,可使全身每一个细胞都能吸收到水分,创造出光润细柔的肌肤。
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8需要指出的是,对老人和儿童来说,自来水煮沸后饮用是最利于健康的,目前市场上出售的净水器,净化后会降低水内的矿物质,长期饮用效果并不如天然水源。
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9水在生物体中存在形式
水在细胞中主要是以游离态存在的,可以自由流动,加压易析出,易蒸发,称为自由水。
他是细胞内良好的溶剂,成为各种代谢反应的介质。
自由水在细胞中的含量越多,细胞代谢就越旺盛。
一部分水和其他物质结合,不能自由流动,称为结合水。
结合水含量越多,生物对不良环境的抗性就越强,如:
抗旱、抗寒等。
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水摄入不足或水丢失过多,可引起体内失水亦称为脱水。
根据水与电解质丧失比例不同,分三种类型。
1、高渗性脱水:
以水的丢失为主,电解质丢失相对较少。
2、低渗性脱水:
以电解质丢失为主,水的丢失较少。
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3、等渗性脱水:
水和电解质按比例丢失,体液渗透压不变,临床上较为常见。
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地球上的生命最初是在水中出现的。
水是所有生命体的重要组成部分。
人体中水占体重的70%;水是维持生命必不可少的物质,人对饮用水还有质量的要求,如果水中缺少人体必需的元素或有某些有害物质,或遭到污染水质,达不到饮用要求,就会影响人体健康。
水中生活着大量的水生植被等水生生物。
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水有利于体内化学反应的进行,在生物体内还起到运输物质的作用。
水对于维持生物体温度的稳定起很大作用。
雨水的药用功能
雨水,又名无根水,中医认为其性轻清,味甘淡,诸水之上也。
夏日尤佳。
饮之可以去病。
(实际上雨水中含有大量尘埃,成分相当复杂,甚至可能含有致病微生物)。
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4.水利的发展
1.古中国人早已把水灵活运用到农业中:
为保证水稻生活的环境湿润,他们在田沿筑起土埂,防止田内余水流失,大大提高了水稻产量。
他们还使用桔槔,桔槔是在一根竖立的架子上加上一根细长的杠杆,当中是支点,末端悬挂一个重物,前段悬挂水桶。
当人把水桶放入水中打满水以后,由于杠杆末端的重力作用,便能轻易把水提拉至所需处。
桔槔早在春秋时期就已相当普遍,而且延续了几千年,是中国农村历代通用的旧式提水器具。
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2.古代亚述国王在其首都四周种满珍稀植物。
为了灌溉这些植物,他修了一条长长的运河,用来从附近的水源处引水灌溉这些植物。
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3.在墨西哥前首都特诺奇幕特兰四周有许多湖,阿兹泰克人在湖中建台田。
他们挖出湖里的淤泥铺在田上,再种上作物。
阿兹泰克人在台田周围挖了沟渠,类似于中国的水田用于灌溉。
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4.以色列位于沙漠之中,沙漠占国土面积的60%,不仅耕地少,而且是一个半干旱地
农业灌溉(1张)
区,降雨量少,季节性强,区域分布不均,淡水资源缺乏的问题极为突出,出于生存和发展的需要,一建国就制定法律,宣布水资源为公共财产,由专门机构进行管理。
除兴修水利外,还大力发展节水技术。
农业生产中基本不用常见的漫灌、沟灌、畦灌方法。
20世纪70年代末以前多采用喷灌,占灌溉面积的87%,滴灌占10%。
80年代后,滴灌开始普遍采用,目前已占灌溉面积的90%,主要用于蔬菜、水果、花卉、棉花等种植上。
滴灌投资并不比喷灌高,不仅节水,而且对地形、土壤、环境的适应性强,不受风力和气候影响,肥料和农药可同时随灌溉水施人根系,省肥省药,还可防止产生次生盐渍化,消除根区有害盐分。
滴灌技术的采用,使作物产量成倍增长,种植业产值的90%以上来自灌溉农业。
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国家节水标志“国家节水标志”由水滴、人手和地球变形而成。
绿色的圆形代表我们的地球,象征节约用水是保护地球生态的重要措施。
标志留白部分像一只手托起一滴水,手是拼音字母JS的变形,寓意节水,表示节水需要公众参与,鼓励人们从我做起,人人动手节约每一滴水;手又像一条蜿蜒的河流,象征滴水汇成江河。
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5、水和地震之间的特征联系
由于大陆地壳板块随着天文星系交汇,会产生生滑移,所以,观察和观测河流、水库、水井、池塘、湿地、土地旱情等与水相关联的特征参数,会对地壳滑移状况和分布,取得较为精确的数据,旱区是水流失严重的地区,同时也是大陆板块地壳滑移最严重的区域。
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局部的矿井、水渗透、海水渗透等现象,以及高坡陡峭意外塌方,都是地壳滑移造成的!
之后在下雨时,表现出垮塌,也是随后的表现。
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注重水文观测和水土流失,以及重灾旱情,都是地壳滑移表现,是地震和微弱地震的外在表现,可以提供足够的地震数据跟踪实证。
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6、水和水系之间的特征关系
一些地区,每年汛期,定期来讯,水量极大,这是水系表现,对于各个区域出现这样的情况,应积极利用,挖库扩容清淤,汛期蓄水,储存淡水,涵养水源,表面看起来,总是山洪暴发、和汛期抗洪,没有了解水系来水规律,来水就抗,水也没存贮,结果是旱时无水,涝时不存。
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易发山洪区域,应该积极开发水利存储和库容设施,自然改善生态,坚持实施,就会改善局部气候环境,生态会持续向好,节省候补的经济建设投入,形成良性循环生态动态平衡。
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编辑本段健康水的七大标准:
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国际最新饮用水健康标准:
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(1)不含有害人体健康的物理性、化学性和生物性污染;
(2)含有适量的有益于人体健康,并呈离子状态的矿物质(钾、镁、钙等含量在100mg/L);
(3)水的分子团小,溶解力和渗透力强;
(4)应呈现弱碱性(PH值为8~9);文档收集自网络,仅用于个人学习
(5)水中含有溶解氧(6mg/L左右),含有碳酸根离子;文档收集自网络,仅用于个人学习
(6)可以迅速、有效的清除体内的酸性代谢产物和各种有害物质;文档收集自网络,仅用于个人学习
(7)水的硬度适度,介于50~200mg/L(以碳酸钙计)。
到目前为止,只有弱碱性高能量活化水能够完全符合以上标准。
因此它不仅适合健康人长期饮用,而且也由于它具有明显的调节肠胃功能、调节血脂、抗氧化、抗疲劳和美容作用,也非常适合胃肠病、糖尿病、高血压、冠心病、肾脏病、肥胖、便秘和过敏性疾病等体质酸化患者辅助治疗。
必须注意的是,现在市面上已经有一款高科技的活水机进入市场,价格合理。
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水的分类
软水:
硬度低于8度的水为软水。
(不含或较少含有钙镁化合物)
硬水:
硬度高于8度的水为硬水。
(含较多的钙镁化合物).硬水会影响洗涤剂的效果;锅炉用水硬度高了十分危险,不仅浪费燃料,而且会使锅炉内管道局部过热,易引起管道变形或损坏;人长期饮用危害健康.硬水加热会有较多的水垢。
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饮用水根据氯化钠的含量,可以分为:
淡水咸水生物水:
在各种生命体系中存在的不同状态的水。
天然水:
鱼土壤水:
贮存于土壤内的水
地下水:
贮存于地下的水超纯水:
纯度极高的水,多用于集成电路工业
结晶水:
又称水合水。
在结晶物质中,以化学键力与离子或分子相结合的、数量一定的水分子。
重水的化学分子式为DDO,每个重水分子由两个氘原子和一个氧原子构成。
重水在天然水中占不到万分之二,通过电解水得到的重水比黄金还昂贵。
重水可以用来做原子反应堆的减速剂和载热剂。
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超重水的化学分子式为TTO,每个重水分子由两个氚原子和一个氧原子构成。
超重水在天然水中极其稀少,其比例不到十亿分之一。
超重水的制取成本比重水还要高上万倍。
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氘化水的化学分子式为HDO,每个分子中含一个氢原子、一个氘原子和一个氧原子。
用途不大。
地球上的水
地球上水的总储量为138.6亿立方公里,我们通常说的水资源主要是陆地上的淡水资源,淡水只占0.9%;而其中人类比较容易利用的淡水资源约占全球淡水总储量的0.3%(全球总储水量的7/100000)。
而对人类生活最密切的湖泊,河流和浅层地下的淡水仅占淡水总储量的0.02%。
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饮用水的处理
1.先从河流等处引水至处理厂,同时用滤网滤除大型物体;
2.在过滤了大物的水中掺入明矾,将泥土等物与明矾粘合成矾花,然后沉淀水以滤除矾花;
3.当水流过沙和沙砾群时,滤除了一些有机物和化学成分(相当于现在家用过滤饮水机);
4.把氯加入水来杀死剩下的微生物;
5.可以加入钠或石灰来软化硬水,有时也用空气通风赶出水中的氯。
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水污染分类
水的污染有两类:
一类是自然污染;另一类是人为污染。
当前对水体危害较大的是人为污染。
水污染可根据污染杂质的不同而主要分为化学性污染、物理性污染和生物性污染三大类:
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化学性污染
污染杂质为化学物品而造成的水体污染。
化学性污染根据具体污染杂质可分为6类:
(1)无机污染物质:
污染水体的无机污染物质有酸、碱和一些无机盐类。
酸碱污染使水体的pH值发生变化,妨碍水体自净作用,还会腐蚀船舶和水下建筑物,影响渔业。
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(2)无机有毒物质:
污染水体的无机有毒物质主要是重金属等有潜在长期影响的物质,主要有汞、镉、铅、砷等元素。
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(3)有机有毒物质:
污染水体的有机有毒物质主要是各种有机农药、多环芳烃、芳香烃等。
它们大多是人工合成的物质,化学性质很稳定,很难被生物所分解。
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(4)需氧污染物质:
生活污水和某些工业废水中所含的碳水化合物、蛋白质、脂肪和
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- 关 键 词:
- 价值