水悟堂 | 喝过盐水的你,不一定懂得水的咸
那么什么是咸水从哪里来呢?
咸水=盐水=盐+水?
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地球上超过97% 的水是咸水
余下不到3% 是淡水
淡水中只有部分是可利用地表水和地下水
淡水和咸水是按矿化度(TDS)来区别的,水文地质学一般将矿化度小于1.0g/L 的水划为淡水,1.0~3.0g/L的划为微咸水,3.0~10.0g/L的划为咸水,10.0~50.0g/L的划为盐水,矿化度> 50.0g/L的划为卤水。
表1 天然水按矿化度的分类
苦咸水
saline water或brackish
是指碱度大于硬度,并含大量中性盐,pH值大于7的水。按成因,简单地可以分为干旱蒸发形成的内陆苦咸水、海水侵入形成的沿海苦咸水和高矿化度工业废水三种。
内陆苦咸水大都处于盆地或地势低洼地带,由于所处地质环境的成土母质含盐高,造成当地水质矿化度高;或者由于排水不畅,蕴含水位浅,在蒸发、浓缩作用下盐分含量上升,形成苦咸水。
沿海苦咸水有两种成因,一是近代海相成陆地,土壤有明显的含盐层,在灌溉水和雨水的淋滤下大量的矿物质进入浅层地下水中;二是由于沿海地区的地层结构,海水同地下水互相串通渗透,地下水过度开采使陆地地下水位下降,引起海水侵入形成的。前者在我国存在于宁夏、新疆、甘肃和内蒙等地,在美国存在于克萨斯、犹他、阿拉斯加和加利福尼亚州等地,后者存在于我国华东沿海地区。
高矿化度工业废水:煤矿开采造成的矿井水高度矿化、金属选矿过程中高盐分矿料使循环水变为高矿化度水。
天然苦咸水的成分含量略有区别,在我国,稍低矿化度的苦咸水含HCO3-、Ca2+、Mg2+高,高矿化度的以Cl-、SO42-和Na+为主;但在美国的新墨西哥州,苦咸水的Cl-和Na+含量较低,SO42-、Ca2+含量更高。我国煤矿高矿化度矿井水的矿化度一般为1~3g/L,少量矿井达到4g/L,主要含有SO42-、Cl-、Ca2+、K+、Na+、HCO3-等物质,多数中性或偏碱性,少数呈酸性。
亚海水
subsea water
是处于海水与淡水之间的一种水体,一般分布在沿海滩涂地带,原海水水质经过长时间自然淡化后形成,其含盐量一般在2~8g/L,而海水的含盐量在30~40g/L之间,即亚海水的含盐量为海水含盐量的1/15~1/4之间。亚海水可以看成苦咸水的一种。
亚海水的形成主要有两种,一种是沿海的江河口水域的水因受潮水影响,成为低盐度的亚海水;另一种是沿海滩涂水库里的水。而这两种地方的水水质具有浊度低、含盐量低、藻类有机物含量高、微生物细菌含量高的特点。与海水相比,虽然含盐量减小了,但是由于藻类、微生物细菌对反渗透膜的污染,也大大增加了亚海水淡化的处理成本。
海水
Sea Water
海水中含量在1mg/L以上的阳离子有Na+、K+、Ca2+、Mg2+和Sr2+五种,阴离子有Cl-、SO42-、Br-、HCO3-、CO32-和F-五种,其中最多的还是Cl-和Na+,大致分别在19.1g/L和10.6g/L 左右,但在世界各地海洋中,其含量范围稍有变化。
卤水
Brine
卤水指矿化很强的水,盐类含量大于5%的液态矿产。聚集于地表的称表卤水或湖卤水,聚集于地面以下者称地下卤水,与石油聚集一起的称石油卤水。常用以提取某些化工原料,如食盐、碘、硼、溴等。卤水中,常常含有K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-、CO32-、HCO3-、B、Li、Br、I、Sr、Rb、Cs等离子。
评价卤水矿床时,应详细研究卤水的赋存状态、水力学性质,划分其水化学类型。
按地下卤水赋存条件分:孔隙卤水、晶间卤水、裂隙卤水;
按卤水的水力性质分:潜卤水、承压卤水;
按卤水的水化学性质分:氯化物型卤水、硫酸盐型卤水、碳酸盐型卤水。
海水淡化可以将天然海水中的溶解性固体物质分离获得淡化水,同时产生副产物“浓缩海水”,浓缩海水即为浓海水,其温度、含盐量均高于天然海水。反渗透海水淡化后浓海水温度一般比环境温度高3~5℃。蒸馏法和低温多效法海水淡化后浓海水温度要更高一些。
致谢
【本科普内容受“上海市科协科普项目(项目编号:18dz2306700)”和上海市水务海洋局“水务科普年度活动”资助】