⑴ 有關皮革廢水的綜述
我國皮革行業環保問題
慧聰網 2005年8月10日15時25分 信息來源:中華服裝網
1、皮革廢水的性質
製革業是產生大量污水的行業,製革污水不僅量大,而且是一種成分復雜、高濃度的有機廢水,其中含有大量石灰、染料、蛋白質、鹽類、油脂、氨氮、硫化物、鉻鹽以及毛類、皮渣、泥砂等有毒有害物質。CODCr、BOD5、硫化物、氨氮、懸浮物等非常高,是一種較難治理的工業廢水。在製革生產中,由於原料皮的不同、加工工藝不同、成品的不同,污水水質差別很大,尤其是COD的差別,就山羊皮和綿羊皮而言,COD的差別都在1800~6100mg/l,由於製革生產中使用了大量的脫脂劑、加脂劑和表面活性劑,污水通過常規的曝氣好氧活性污泥法進行處理,容易產生大量的泡沫,活性污泥會隨著泡沫跑掉。所以,常規的曝氣活性污泥法當用在製革污水的處理時,就需要對工藝進行適當的調整。
國內製革業現有的污水處理設施,95%的都是達到國家《污水綜合排放標准》中的二級排放標准,達到一級排放標准且正常運行的為數不多,大都是因為處理工藝不合理、運行費用太高(處理水越多,企業背的包袱越大)、運行管理麻煩,而不能正常運行,有一定數量的製革廠廢水未經處理或只經過簡單沉澱後直接排入河流或湖泊,有的甚至滲坑排放。
2、皮革行業在環保方面的認識
近年來,由於人們的生活水平的逐漸提高,國家對環境保護的政策法規的逐漸完善,對環境保護的宣傳力度不斷加大,企業對環境保護的意識不斷加強,都意識到環保的重要性,污染治理不搞不行,有很多私有企業的污水治理都是自發的、自願的自行投資,搞了污染治理設施,並且都能很好的將污染治理設施正常運行。如西安的友誼皮革廠,早在1998年就自行投資28萬元,建了一套污水處理設施,但是由於企業不懂環保政策,也沒有立項,沒有搞環境影響評價,最後沒有人給驗收,只好從頭來,重新進行審批。現在皮革行業都已經意識到了污染治理的重要性,但是,對於企業來講,由於不太接觸污水治理的技術,到底對污水的治理採用什麼技術、投資多少可以解決污染的治理問題,心裡沒有底,而有些環保公司就是利用企業的不懂,使企業花了不少冤枉錢。比如有一家企業每天的廢水排放量約為1000m3/d,而環保公司讓企業花了429萬元,才使污水的處理結果達到二級排放標准。
3、我國皮革行業污染特點
皮革行業有句行話說「水裡撈金」是非常形象的,由於製革生產的濕加工都是在水中進行的,很多的皮革化工原料都要加到水中,而製革生產中的原料皮又不可能將水中的化工原料吸收完全,而且有的化工原料吸收率特別低,如製革生產中的浸灰脫毛工序,所使用的石灰、硫化鈉和硫氫化鈉的吸收率只有約10~30%,從轉鼓中排出時硫化物有3000多mg/l,COD高達十幾萬mg/l;還有從原料皮中溶解下來的蛋白質能過分解以後,釋放出來的氨氮濃度也特別高,致使經處理過的污水中的氨氮含量比沒有處理前的氨氮含量還高;另外在加工皮革時所使用的表面活性劑被排放到廢水後,不但比較難去除,還影響到了微生物的生長;在製革過程中還使用了重金屬鉻,它回收回來後沒有人要,用到製革過程中影響成品革的質量,不回收隨著製革污泥排放到環境中又是危險廢棄物等等。
另外製革廢水的排放,還因為原料皮(牛皮、羊皮、豬皮)的不同,加工工藝的不同,成品皮革的不同(鞋面革、服裝革、沙發革、箱包革等等),廢水水質相差特別大,這些都是製革廢水比較難治理的原因。
4、我國皮革行業與污染有關的問題
1)製革清潔生產工藝的研究,使污染盡量的消除在生產工藝中,少排或不排污染物質,以其最小的投入得到最大的產出;
2)製革污水處理技術,如果排水去向不是地表水,是城市污水處理廠,目前的污水處理技術應該說是可以解決製革行業的污染問題的,主要是有些搞污染治理技術的工程技術人員對製革廢水的性質不太了解的原因;也就是說目前以國內的污染治理技術和製革廠的經濟能力是不太協調的,只要有經濟能力,完全可以將製革廢水處理達到一級排放標準的,但投資太大。
3)排放標準的問題,由於製革污水的特殊性,治理難度相對太大,那麼就應該根據時代的發展,科學技術的發展,提出合理的、與時具進的污水排放標准,否則將影響皮革行業的正常發展。從這一點上,主要體現在現在製革行業已是微利時代,競爭激烈,如果在污水處理方面使其所排放的污水都要達到一級標准,投資太大,背的包袱就越大,就很難在製革生產的技術、設備的技術改造有所發展。
4)鉻的回收利用研究,金屬鉻這種資源在南非的儲量最多,也只夠開采幾百年,而鉻用在製革的加工過程約占生產量的1/3,且在製革的加工過程中有1/3隨著污水被排放掉了。在污水處理方面廢鉻液回收技術上不存在問題,問題在於回收回來後製革生產不太願意用,會對成品革的質量有一定的影響,這就存在著對回收的鉻加工成鉻粉再利用到製革生產中的研究或用在其它領域的開發研究上,在這方面需要政府的政策與資金上的支持。
5)製革污泥的綜合利用開發研究, 製革行業每所所產生的製革污泥約有5000萬噸。環保方面恰好對製革污泥的排放幾乎沒有要求,只對製革行業的污水排放要求達到《污水綜合排放標准》,所能查到的是對於農用污泥的標准要求,即含鉻量≤1000mg/kg干污泥。製革污泥中含有約70%的有機物,製革污泥中如果不含鉻,它的利用前景還是非常廣闊的。每kg干污泥含有約3000大卡的熱量,可以進行熱能的回收,但如果含鉻,在進行焚燒時,Cr3+會被轉化成Cr6+,而Cr6+的毒性更大;製革污泥還可進行厭氧發酵處理,進行沼氣能源回收,經厭氧發酵後的製革污泥,又是非常好的農用肥料,用在農田中,可以防止土地的板結;也可以加入桔桿直接發酵,用作農肥。但如果鉻不回收,我們測試的數據是製革污泥中含鉻23000mg/kg干污泥,而且用在農田中,農作物的果實中含鉻量最高,這樣就直接影響到人體的身體健康。所以,前提還是鉻必須回收。
⑵ 深層地下水硬度高嗎
(一)地下水類型及特徵
山西地下水主要賦存於鬆散岩、碳酸鹽岩類、變質岩、碎屑岩類和黃
土中: 鬆散岩類孔隙水
碳酸鹽類溶裂隙水
碎屑岩類裂隙水
變質岩類裂隙水
岩漿岩類裂隙孔隙水
(二)地下水資源分布
山西地下水資源分為五類地區
鑿井深度
地下水位埋深
水質
山西省為一半乾旱氣侯下的山地型高原水文地質單元,其中鬆散岩
類孔隙及碳酸鹽岩類岩溶裂水構成山西高原的兩大主要含水岩類。地下
水補給來源主要為大氣降水入滲及地表水滲漏補給。地下水徑流條件良
好,地下水水平排泄方向:向西排向黃河,向東以地表徑流及潛流排向
華北平原,同時排向新生代各斷陷盆地,另外還有垂直蒸發,人工開采
,側向潛排或呈泉出流。
山西省地下水資源分布不均,多年平均地下水資源量為93.1億立方
米。
經初步測算,山西省地下水總量年平均為93億立方米,佔全省水資
源總量的65.5%。其中河川基流為65億立方米(包括泉水量26.8億立方
米),地下水排泄量為28億立方米(含潛水蒸發量12.4億立方米和從深
層潛流外省水量6.2億立方米)。若按水系劃分,黃河流域地下水資源
量為55.1億立方米(河川基流為37.6億立方米,地下水排泄量為17.5億
立方米),佔全省地下水資源總量的59.1%;海河流域地下水資源量為
38.2億立方米(河川基流量為27.9億立方米,地下水排泄量為10.3億
立方米),佔全省地下水資源總量的40.9%。
山西省目前可利用的主要地下水源有:新生代斷陷盆地中的潛水、
承壓水及自流水,山區河流沖積層中的潛水,寒武系、奧陶系的岩溶裂
隙泉水,石炭系層間裂隙岩溶水,二迭系石千峰組砂岩及第四系玄武岩
中的裂隙水等。
山西高原地下水補給來源主要為大氣降水入滲及地表水滲漏補給。
地下水徑流條件良好。垂直水水平排泄方向有三個:一是向東排向黃
河;二是向東以地表徑流及溱流排向華北平原;三是內排於新生代各斷
陷盆地。地下水的排泄方式有垂直蒸發、人工開采、側向潛排或呈泉出
流。
硬水
所謂"硬水"是指水中所溶的礦物質成分多,尤其是鈣和鎂。硬水並不對健康造成直接危害,但是會給生活帶來好多麻煩,比如用水器具上結水垢、肥皂和清潔劑的洗滌效率減低等。
水是一種很好的溶劑,能有效去除污物雜質。純水--無色、無味、無臭,被稱作是"通用溶劑"。當水和二氧化碳結合生成微量的碳酸時,水的溶解效果更好。當水流過土地和岩石時,它會溶解少量的礦物質成分,鈣和鎂就是其中最常見的兩種成分,也就是它們使水質變硬。水中含鈣、鎂等礦物質成分越多,水的硬度越大。
在英國一般用以下指數表示水硬度:
硬度范圍 軟 輕硬度 中硬度 高硬度 超強硬度
所溶礦物質(毫克/升水) 0 - 17.1 17.1 - 60 60 - 120 120 – 180 180 & 以上
所謂硬水,就是含有大量鈣鹽和鎂鹽離子的水。這種水在家庭使用時,不能使肥皂產生泡沫,還會在所洗滌的衣物上沉澱一層水垢;在燒開水時會在壺底和熱水瓶底部漸漸地結上一層堅硬的白色水垢。如果這種硬水使用在鍋爐或蒸汽機車上,會在鍋爐底部和管道壁上形成一層硫酸鈣或二氧化硅的「硬垢」,或一層碳酸鈣的軟垢,因而使管壁過熱變形,導致鍋爐和管道發生爆炸的危險。這是很令人討厭和十分可怕的。
當然,水中的鐵鹽和錳鹽離子也是使水變硬的原因之一。含有此離子的水會把肥皂沉澱出來的水垢在織物上產生銹斑,若再漂白卻使污斑變得更糟。這種水用來泡茶時,茶水面上會顯出一層「水皮」,且茶的清香味兒也不翼而飛。水中的鎂的硬度會使水帶有腐蝕性和明顯的酸性,還會有一種會刺激眼睛的金屬味。鎂鹽是一種輕瀉劑。但是鎂離子僅僅使人討厭,而不會威脅人的健康。
盡管一定硬度的水,能降低金屬的毒性及心血管病的發生率,但是,居民飲用的水還需進行軟化處理,以免硬水帶來不良後果。
硬水變為軟水,最簡單的辦法是在盛水的容器中加入足量的熟石灰(即是氫氧化鈣),水中的鎂鹽以氫氧化鎂的形式沉澱出來,然後再加入足量的蘇打(不純的碳酸鈉),使所有的鈣以碳酸鈣(包括已加入的熟石灰)的形式沉澱出來。經過兩次處理的混合沉澱物便慢慢地沉澱到容器的底部(容器的底部最好呈圓錐形狀,以便清除沉澱物)。這樣,容器上部則是清潔的飲水了。
實際上,用石灰和蘇打處理水並不能使水凈化,只是把水中的鈣離子和鎂離子換成了鈉離子。因此,對這種處理後的水,應加入一點稀硫酸,使水的PH值為6.5左右,促其穩定。
適度飲硬水可預防冠心病
我國測定飲水硬度是將水中的全部礦物質換算成碳酸鈣,以每升水中碳酸鈣含量為計量單位,當水中碳酸鈣的含量低於150毫克/升時稱為軟水,達到150~450毫克/升時為硬水,450~714毫克/升時為高硬水,高於714毫克/升時為特硬水。我國生活飲用水衛生標准規定,水中含碳酸鈣低於450毫克/升的水,可稱為適度硬水。飲適度硬水,有益健康。
早在上世紀60年代,美國學者施羅德等人對美國163個城市進行的一項研究發現,美國心臟病的死亡率與飲水硬度呈顯著的負相關,即飲水硬度高死亡率低,飲水硬度低死亡率高。此後英國、瑞典、荷蘭、愛爾蘭、義大利、芬蘭、加拿大等國相繼開展了此項研究,多數獲得了一致的結果。1975年世界衛生組織(WHO)國際專家組,對歐洲的15個城鎮進行了調查,亦獲得了相同的結果。
為什麼飲用鈣含量高的水能降低心血管疾病的患病率和死亡率呢?這是因為:第一,有人將硬水中的鈣稱為保護性元素,它可阻止有害元素的吸收。科學家通過動物實驗證明,鈣含量高的水能減少鉛在腸道的吸收,並可增加尿鉛排出量而減
少體內鉛的蓄積。鉛是一種有害元素,在人體內鉛和膽固醇結合,可使血壓增高,增加心臟病和中風的發作機會。
第二,硬水中的鈣和鎂,在腸道中可將食物中的脂肪分解,形成無害的化合物並迅速排出體外,從而減少脂肪的吸收,起到保護心血管的作用。
美國得克薩斯州立大學道森博士提出,飲用硬水可以預防冠心病,這個結論是根據該州22個地區調查結果獲得的。他們發現,生活在水質較硬地區的居民血壓和血清膽固醇較低,因心臟病死亡的人數較該州平均數低25%,而硬水地區的人攝入脂類物質卻比軟水地區的人要多。
第三,從營養學的觀點看,硬水中的鈣也是人體對鈣營養需求的來源。有研究表明,飲用水中的鈣呈離子狀態,更易被人體吸收利用,吸收率約為60%,而食物中的鈣吸收率僅為30%。西方人每日鈣供給量為800毫克以上,由飲水供給的比例在10%左右。東方一些國家每日鈣供給量為400~500毫克,由飲水供給的比重可能更大。
40%的高血壓與缺鈣有關,鈣含量高的硬水對高血壓的防治作用不可低估。
硬水與軟水
硬水定義:水的硬度是指溶解在水中的鹽類物質的含量,即鈣鹽與鎂鹽含量的多少。含量多的硬度大,反之則小。GPG為水硬度單位, 1GPG表示1 加侖水中硬度離子( 鈣鎂離子) 含量為1 格令。 按美國WQA(水質量協會)標准,水的硬度分為6 級:0~0.5GPG為軟水,0.5~3.5GPG為微硬,3.5~7.0GPG為中硬,7~10.5GPG為硬水,10.5~14.0GPG為很硬,14.0GPG以上為極硬。以上海為例,大部分地區的生活用水為各自來水廠凈化處理後的自來水,硬度范圍為8 ~ 14 GPG ,按WQA標准屬於硬或很硬范圍。(部分地區如果使用井水,則硬度更高,達到極硬范圍。) 硬度又分為暫時性硬度和永久性硬度。由於水中含有重碳酸鈣與重碳酸鎂而形成的硬度,經煮沸後可把硬度去掉,這種硬度稱為暫時性硬度,又叫碳酸鹽硬度,水中含硫酸鈣和硫酸鎂等鹽類物質而形成的硬度,經煮沸後不能去除的硬度,稱為永久性硬度。以上兩種硬度合稱為總硬度。 硬水的由來:當水在大氣中凝聚時,它溶解了空氣中的二氧化碳,形成了叫做碳酸的弱酸。該酸最終隨雨落到地上,然後流過土壤上部到達岩石層,碳酸溶解了石灰(碳酸鈣和碳酸鎂),中和,並同時變硬。硬水有暫時性及永久性之分,暫時硬水通常關繫到鈣和鎂的碳酸鹽和碳酸氫鹽,這類結晶可長期存在水中,直到氣壓或溫度出現變化,使水份變成超飽和,造成沉澱物,附在熱表面或粗糙表面上,例如管道和熱交換器內,即形成硬水垢;永久性硬水主要關繫到硫酸鈣及硫酸鎂,是不會受到熱和氣壓變化影響,但如水份被蒸發,依然會留下並形成硬水垢。 硬水危害: 我國《生活用水衛生標准》中規定,水的總硬度不能過大。如果硬度過大,飲用後對人體健康與日常生活有一定影響。如果沒有經常飲硬水的人偶爾飲硬水,則會造成腸胃功能紊亂,即所謂"水土不服",就是這個意思。如用硬水烹調魚肉、蔬菜,常因不易煮熟而破壞或降低營養價值。而硬水泡茶會改變茶的色香味而降低飲用價值。用硬水做豆腐不僅使產量降低、而且會影響豆腐的營養成分。硬水問題也使工業上因設備和管線的維修和更換每年耗資數千萬元。 軟水好處: 1.健康美感--使用軟水,能使您的肌膚更加白嫩,更加舒服,不再粗糙,青春永駐。讓您的頭發更加烏黑光亮,飄逸瀟灑,不再枯黃。讓您的碗、碟更亮潔,讓您的水杯、茶壺、浴缸、水斗不再滋生水垢,更容易清洗。使您家中的自來水管不再結水垢,熱水器的使用壽命更加長,不會因為使用時間長,而熱水的流量越來越小。 2.省時省力--美國Ohio State University的一項研究表明,軟水可使您每天的家務勞動時間從4小時減少到2-2.5小時。減少勞動強度近37.5%-50%,把您從繁重的家務勞動中解脫出來。 3.環保節約--軟水可使洗滌劑及肥皂等洗滌用品的使用量減少55%,可使加熱費用減少20%,可使水管維修費用大大減少,可使您的衣服的壽命比在硬水中洗滌增加32%,而且洗滌後衣服不易泛黃,讓您的白襯衫更白,藍襯衫更藍,顏色更鮮艷。 4.時尚享受-使用軟水可為您帶來全新生活體驗,用軟水沐浴是一種奇妙的享受,唯有一試,方知其味。
硬水定義:水的硬度是指溶解在水中的鹽類物質的含量,即鈣鹽與鎂鹽含量的多少。含量多的硬度大,反之則小。GPG為水硬度單位, 1GPG表示1 加侖水中硬度離子( 鈣鎂離子) 含量為1 格令。
按美國WQA(水質量協會)標准,水的硬度分為6 級:0~0.5GPG為軟水,0.5~3.5GPG為微硬,3.5~7.0GPG為中硬,7~10.5GPG為硬水,10.5~14.0GPG為很硬,14.0GPG以上為極硬。以上海為例,大部分地區的生活用水為各自來水廠凈化處理後的自來水,硬度范圍為8 ~ 14 GPG ,按WQA標准屬於硬或很硬范圍。(部分地區如果使用井水,則硬度更高,達到極硬范圍。)
硬度又分為暫時性硬度和永久性硬度。由於水中含有重碳酸鈣與重碳酸鎂而形成的硬度,經煮沸後可把硬度去掉,這種硬度稱為暫時性硬度,又叫碳酸鹽硬度,水中含硫酸鈣和硫酸鎂等鹽類物質而形成的硬度,經煮沸後不能去除的硬度,稱為永久性硬度。以上兩種硬度合稱為總硬度。
硬水的由來:當水在大氣中凝聚時,它溶解了空氣中的二氧化碳,形成了叫做碳酸的弱酸。該酸最終隨雨落到地上,然後流過土壤上部到達岩石層,碳酸溶解了石灰(碳酸鈣和碳酸鎂),中和,並同時變硬。硬水有暫時性及永久性之分,暫時硬水通常關繫到鈣和鎂的碳酸鹽和碳酸氫鹽,這類結晶可長期存在水中,直到氣壓或溫度出現變化,使水份變成超飽和,造成沉澱物,附在熱表面或粗糙表面上,例如管道和熱交換器內,即形成硬水垢;永久性硬水主要關繫到硫酸鈣及硫酸鎂,是不會受到熱和氣壓變化影響,但如水份被蒸發,依然會留下並形成硬水垢。
硬水危害
我國《生活用水衛生標准》中規定,水的總硬度不能過大。如果硬度過大,飲用後對人體健康與日常生活有一定影響。如果沒有經常飲硬水的人偶爾飲硬水,則會造成腸胃功能紊亂,即所謂"水土不服",就是這個意思。如用硬水烹調魚肉、蔬菜,常因不易煮熟而破壞或降低營養價值。而硬水泡茶會改變茶的色香味而降低飲用價值。用硬水做豆腐不僅使產量降低、而且會影響豆腐的營養成分。硬水問題也使工業上因設備和管線的維修和更換每年耗資數千萬元。
水(H2O)是由氫、氧兩種元素組成的無機物,在常溫常壓下為無色無味的透明液體。水是最常見的物質之一,是包括人類在內所有生命生存的重要資源,也是生物體最重要的組成部分。水在生命演化中起到了重要的作用。人類很早就開始對水產生了認識,東西方古代樸素的物質觀中都把水視為一種基本的組成元素,水是中國古代五行之一;西方古代的四元素說中也有水。
水的性質
水在常溫常壓下為無色無味的透明液體。在自然界,純水是罕見的,水通常多是酸、鹼、鹽等物質的溶液,習慣上仍然把這種水溶液稱為水。純水可以用鉑或石英器皿經過幾次蒸餾取得,當然,這也是相對意義上純水,不可能絕對沒有雜質。水是一種可以在液態、氣態和固態之間轉化的物質。固態的水稱為冰;氣態叫水蒸汽。水汽溫度高於374.2℃時,氣態水便不能通過加壓轉化為液態水。
在20℃時,水的熱導率為0.006 J/s·cm·K,冰的熱導率為0.023 J/s·cm·K,在雪的密度為0.1×103 kg/m3時,雪的熱導率為0.00029 J/s·cm·K。水的密度在3.98℃時最大,為1×103kg/m3,溫度高於3.98℃時,水的密度隨溫度升高而減小 ,在0~3.98℃時,水不服從熱脹冷縮的規律,密度隨溫度的升高而增加。水在0℃時,密度為0.99987×103 kg/m3,冰在0℃時,密度為0.9167×103 kg/m3。因此冰可以浮在水面上。
水的熱穩定性很強,水蒸氣加熱到2000K以上,也只有極少量離解為氫和氧,但水在通電的條件下會離解為氫和氧水。具有很大的內聚力和表面張力,除汞以外,水的表面張力最大,並能產生較明顯的毛細現象和吸附現象。純水有極微弱的導電能力,但普通的水含有少量電解質而有導電能力。
水本身也是良好的溶劑,大部分無機化合物可溶於水。
在-213.16℃,水分子會表現出現厭水性。[1]
水的來源
地球是太陽系九大行星之中唯一被液態水所覆蓋的星球。地球上水的起源在學術上存在很大的分歧,目前有幾十種不同的水形成學說。有觀點認為在地球形成初期,原始大氣中的氫、氧化合成水,水蒸氣逐步凝結下來並形成海洋;也有觀點認為,形成地球的星雲物質中原先就存在水的成分。另外的觀點認為,原始地殼中硅酸鹽等物質受火山影響而發生反映、析出水分。也有觀點認為,被地球吸引的彗星和隕石是地球上水的主要來源,甚至現在地球上的水還在不停增加。
水和水體的作用
對氣候的影響
水對氣候具有調節作用。大氣中的水汽能阻擋地球輻射量的60%,保護地球不致冷卻。海洋和陸地水體在夏季能吸收和積累熱量,使氣溫不致過高;在冬季則能緩慢地釋放熱量,使氣溫不致過低。
海洋和地表中的水蒸發到天空中形成了雲,雲中的水通過降水落下來變成雨,冬天則變成雪。落於地表上的水滲入地下形成地下水;地下水又從地層里冒出來,形成泉水,經過小溪、江河匯入大海。形成一個水循環。
雨雪等降水活動對氣候形成重要的影響。在溫帶季風性氣候中,季風帶來了豐富的水氣,形成明顯的干濕兩季。
此外,在自然界中,由於不同的氣候條件,水還會以冰雹、霧、露水、霜等形態出現並影響氣候和人類的活動。
對地理的影響
地球表面有71%被水覆蓋,從空中來看,地球是個藍色的星球。水侵蝕岩石土壤,沖淤河道,搬運泥沙,營造平原,改變地表形態。
地球表層水體構成了水圈,包括海洋、河流、湖泊、沼澤、冰川、積雪、地下水和大氣中的水。由於注入海洋的水帶有一定的鹽分,加上常年的積累和蒸發作用,海和大洋里的水都是鹹水,不能被直接飲用。某些湖泊的水也是含鹽水。世界上最大的水體是太平洋。北美的五大湖是最大的淡水水系。歐亞大陸上的裏海是最大的鹹水湖。
地球上水的體積大約有 1 360 000 000 立方公里. 當中
海洋佔了的1 320 000 000立方公里(或97.2%)。
冰川和冰蓋佔了25 000 000立方公里(或1.8%)。
地下水佔了13 000 000立方公里(或者0.9%)。
湖泊,內陸海,和河裡的淡水佔了250 000 立方公里(或0.02%)。
大氣中的水蒸氣在任何已知的時候都佔了13 000立方公里(或0.001%)。
對生命的影響
地球上的生命最初是在水中出現的。水是所有生物體的重要組成部分。人體中水佔70%;而水母中98%都是水。水中生活著大量的水生植被等水生生物。
水有利於體內化學反應的進行,在生物體內還起到運輸物質的作用。 水對於維持生物體溫度的穩定起很大作用。
水的種類
不同的學科對水有著一些不同的稱呼:
根據水質的不同,可以分為:
軟水:硬度低於8度的水為軟水。
硬水:硬度高於8度的水為硬水。硬水會影響洗滌劑的效果,硬水加熱會有較多的水垢。
飲用水根據氯化鈉的含量,可以分為:
淡水。
鹹水
此外還有:
生物水:在各種生命體系中存在的不同狀態的水。
天然水:
土壤水:貯存於土壤內的水
地下水:貯存於地下的水
超純水:純度極高的水,多用於集成電路工業
結晶水:又稱水合水。在結晶物質中,以化學鍵力與離子或分子相結合的、數量一定的水分子。
重水的化學分子式為D2O,每個重水分子由兩個氘原子和一個氧原子構成。重水在天然水中占不到萬分之二,通過電解水得到的重水比黃金還昂貴。重水可以用來做原子反應堆的減速劑和載熱劑。
超重水的化學分子式為T2O,每個重水分子由兩個氚原子和一個氧原子構成。超重水在天然水中極其稀少,其比例不到十億分之一。超重水的製取成本比重水還要高上萬倍。
氘化水的化學分子式為HDO,每個分子中含一個氫原子、一個氘原子和一個氧原子。用途不大。
與水相關的化學反應
水的電離與溶液pH值
水是一種極弱的電解質,它能微弱地電離: H2O+H2O↔H3O++OH- 通常H3O+簡寫為H+
水的離子積 Kw=[H+][OH-]
25度時,Kw=1×10-14
pH=-log10([H+])
pH<7,溶液為酸性,pH=7,溶液為中性,pH>7,溶液為鹼性。
能溶於水的酸性氧化物或鹼性氧化物都能與水反應,生成相應的含氧酸或鹼。酸和鹼發生中和反應生成鹽和水。水在電流的作用下能夠分解成氫氣和氧氣。鹼金屬和水接觸會發生燃燒。
在催化劑的作用下,無機物和有機物能夠與水進行水解反應:
有機物的水解:有機物分子中的某種原子或原子團被水分子的氫原子或羥基(-OH)代換,例如乙酸甲酯的水解:
無機物的水解:通常是鹽的水解,例如弱酸鹽乙酸鈉與水中的H+結合成弱酸,使溶液呈鹼性:
此外,水本身也可以作為催化劑。
淡水短缺問題與對策
地球上水總儲量約為1.36x1018m3,但除去海洋等鹹水資源外,只有2.5%為淡水。淡水又主要以冰川和深層地下水的形勢存在,河流和湖泊中的淡水僅佔世界總淡水的0.3%。
世界氣象組織於1996年初指出:缺水是全世界城市面臨的首要問題,估計到2050年,全球有46%的城市人口缺水。對於水資源稀少的地區來說,水已經超出生活資源的范圍,而成為戰略資源,由於水資源的稀有性,水戰爭爆發的可能性越來越高。
為讓全世界都關心淡水資源短缺的問題,第47屆聯合國大會確定每年3月22日為世界水日。
水文化
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水滴揚起水在科學、哲學、宗教、文學、美術、體育、神話等中都有所體現。
水的利用
水是人類生活的重要資源,特別是農業需要大量水進行灌溉,人類文明的起源大多都在大河流域。早期城市一般都在水邊建立,以解決灌溉、飲用和排污問題。在人類日常生活中,水在飲用、清潔、洗滌等方面的作用不可或缺。
隨著科學技術的發展,人們興修水利,與水澇害和洪水等自然災害作斗爭。因此形成了一些專門與水有關的研究領域,如水力學,水文科學,水處理等,甚而產生了以水為生的產業水產業。
工業生產和化工生產大量使用這種廉價的原料。但未經處理的廢水的任意排放就會造成水污染。為了解決這一問題,污水的處理就變得十分必要。 (見水污染和污水處理。)
古代世界觀中的水
在文明的早期,人們開始探討世界各種事物的組成或者分類,水在其中扮演了重要角色。古代西方提出的四元素說中就有水;佛教中的四大也有水;中國古代的五行學說中水代表了所有的液體,以及具有流動、潤濕、陰柔性質的事物。
水崇拜
在人類的童年時期,對於水兼有養育與毀滅能力、不可捉摸的性情,產生了又愛又怕的感情,產生了水崇拜。通過賦予水以神的靈性,祈禱水給人類帶來安寧、豐收和幸福。
中國傳統上的龍王就是對水的神格化。凡有水域水源處皆有龍王,龍王廟、堂遍及全國各地。祭龍王祈雨是中國傳統的信仰習俗。