什么是水？
2019-03-13 13:51
一、水是什么？
1个水分子(H2O)是由1个氧原子和2个氢原子弯曲键结而成。由于正、负电荷的中心不一致，因此属于极性分子。当2个水分子同时存在时，二者会由静电交互作用与氢键结合，互相吸引并保持一定的距离。而1个水分子可以同时与4个水分子结合，形成晶体般的整齐结构。
水分子聚合体中，由于氢键键结的网状结构会部分断裂，而形成逐次移动变化的状态，因此水在整体上呈现液态，而此结构变化每秒可达10的12次方。
二、水中有哪些杂质？
水对很多物质都有良好的溶解能力，即使阴阳离子经由静电的交互作用，很强的结合在一起，在水中也很容易电解。这是因为，水分子可以和离子结合产生“水合离子”。离子的半径很小，电荷大的离子会与水分子强力的交互作用，由水分子在离子的周围紧密排列。这时候，阳离子会与带负极矩的氧原子相互作用，而阴离子则形成相反的结构。这就造成水中容易混入杂质的缺点。
一般而言，水若含有适量的钠、钾离子及硅酸盐等矿物质，就会觉得好喝，若含有大量残留的盐类，如镁、钙等非酸碱中性盐类，就会觉得难喝。也就是说，所谓的水除了H2O外，还含有许多其它的成分，而这些成分的种类和含量决定了水的味道。
从自然界得到的水中往往含有许多杂质，这些杂质或者溶解或者悬浮在水中。悬浮在水中的无机物包括少量砂土和煤灰；有机悬浮物包括有机物的残渣及各种微生物。溶解在水中的气体包括来自空气中的氧气、二氧化碳、氮气和工业排放的气体污染物如氨、硫氧化物、氮氧化物、硫化氢、氯气等；溶解在水中的无机盐类主要有碳酸钙、碳酸氢钙、硫酸钙、氯化钙以及相应的镁盐、钠盐、钾盐、铁盐、锰盐和其他金属离子的盐，溶解的有机物,主要是动植物分解的产物。
具体分为以下8种：
1、微粒物质（Particulate Matter）
包括泥沙、铁锈、藻类、悬浮物、微纤维等微粒杂质，肉眼可见。这些微粒常常悬浮在水流之中，水产生的浑浊现象。这些微粒很不稳定，可以通过沉淀和过滤而除去。水在静置的时候，重的微粒（主要是砂子和粘土一类的无机物质）会沉下来。轻的微粒（主要是动植物及其残骸的一类有机化合物）会浮于水面上，用预沉,过滤等分离方法可以除去。微粒物质是造成浊度、色度、气味的主要来源。自来水、二次供应的自来水、江河湖泊水中均可能存在。
2、胶体物质
胶体物质是比离子物质大而比颗粒物质小、直径在10-4～10-6mm之间的微粒。胶体是许多分子和离子的集合物。天然水中的无机矿物质胶体主要是铁、铝和硅的化合物。水中的有机胶体物质主要是植物或动物的肢体腐烂和分解而成的腐殖物。其中以湖泊水中的腐殖质含量最多，因此常常使水呈黄绿色或褐色。胶体颗粒不能藉重力自行沉降而去除，一般是在水中加入药剂破坏其稳定，使胶体颗粒增大而沉降予以去除。地表水或地下水都可能存在胶体物质。
3、离子物质（Ionic material）
包括：阳离子、阴离子。阳离子如钙离子、镁离子、铁离子等；阴离子氯离子、硫酸盐离子、磷酸盐离子等。离子物质通常易溶于水中，溶解物质可以用离子交换或除盐等方法予以去除。
4、不反应的溶解气体
4、不反应的溶解气体
如空气中的氮气等。
5、可反应的溶解气体
天然水中常见的溶解气体有氧气(O2)、二氧化碳(CO2)、有时还有硫化氢（H2S）、二氧化硫(SO2)、氮气（N2）和氨(NH3)等。这些溶解于水中的气体，大都对金属有腐蚀作用,是引起水系统金属腐蚀的重要因素。空气中的CO2对纯水影响最大。CO2存在于空气中并很容易溶于水中，使水质呈酸性，即PH值低于7。水质越纯，越易受空气的影响，影响主要表现为PH值、电导（阻）率。
6、微生物
主要指水中的细菌含量。中国自来水的常规细菌允许含量＜100cfu/ml；纯水的常规细菌允许含量＜1cfu/ml。
7、热源
热源又称细菌内毒素，主要用于医药用水特别是注射用水时需考量热源的含量控制。实验室中有细胞培养等生物方面的应用时，对热源用含量控制要求。
8、有机物质
水中的有机物质主要是指腐殖酸、生活污水和工业废水的污染物。腐殖物质是水生生物一类的生命活动过程的产物。这些有机物污染着水体，并使水质恶化。水中的有机物有个共同特点，就是要进行生物氧化分解，需要消耗水中的溶解氧，而导致水中缺氧。同时会发生腐败发酵,使细菌滋长，恶化水质，破坏水体；工业用水的有机污染,还会降低产品的质量。有机物是引起水体污染的主要原因之一。地表水中有机物含量通常高于地下水中的含量。
三、水的来源有哪些？
由于天然水的来源不同，其中溶解的杂质也不尽相同。下面分别加以介绍：
1. 雨水
雨水是天空中水蒸气凝聚而成,总的来说雨水中含杂质较少,是含钙、镁离子较少的软水.但也溶解有一部分来自空气的少量氧气、二氧化碳和十定量的尘埃.还可能含有由雷电作用产生的含氮化合物.在城市上空受工业废气污染可能含有二氧化硫,这种雨水有酸性,俗称酸雨,有较强的腐蚀性。
2. 江河水
河流是降水经过地面流动汇集而成的.它在发源地可能受高山冰雪或冰川的补给,沿途可能与地下水相互交流.由于江河流域面积十分广阔,又是敞开流动的水体,所以江河水的水质成分与地区和气候条件关系密切i而且受生物活动寻口人类社会活动的影响最大。
3. 湖泊水
湖泊是由河流及地下水补给而在低洼地带形成的.湖泊的水质与它来源的水质有一定关系,但又不完全相同.日照及蒸发的强度也强烈影响湖泊的水质.如果蒸发强烈水中溶解物浓度就会逐渐增加,特别是水中含有的硝酸盐、磷酸盐的浓度增加时,会带来水质富营养化的倾向,造成水生植物过度生长,水中含氧量降低,会使水腐败变质。
4. 地下水
地下水是降水或地表水经过土壤地层渗流而形成的.十般地下水经过土壤地层的过滤,所含悬浮杂质较少,常为清澈透明；受地面污染蠖少因而含有机,物及细菌相对较少；但一般溶解的无机盐含量较高,硬度和含矿物质高；有的地区地下水含可溶性二价铁盐异常高,由于二价铁离子不稳定易氧化成三价铁离子并生成不溶性三价铁盐或氢氧化铁沉淀,所以在利用这种地下水之前,需要经过曝气处理以分离去除所含的铁离子。
5. 自来水
经过水厂处理得到的自来水,应该达到适合饮用水的标准,但其中仍有少量杂质.