《水环境化学》课件.doc

水环境化学课件大连水产学院系列精品课课程首页 20世纪80年代，联合国世界环境与发展委员会，组织来自21个国家的著名专家学者到各国实地考察，于1987年发表主题为“我们共同的未来”的长篇报告，列举了大量令人震惊的环境事件。指出地球正在发生着急剧的变化，威胁着许多物种和人类。报告提出了可持续发展的战略，强调世界各国政府和人民要对经济发展和环境保护两大任务负起历史责任，并把两者结合起来。 随着人口的增加和经济的发展，我国的环境也受到了不同程度的损害。有些地区出现荒漠化，有的水域受到严重污染，环境质量下降，水产资源减少甚至枯竭。近20年来，我国的环境保护环境治理工作日益受到政府和国民的重视，国民的环境意识不断增强。我国已把环境保护确立为一项长期坚持的基本国策，确立了环境与经济社会协调和持续发展的战略；制定了环境建设、经济建设、城乡建设“三同步”（同步规划、同步实施、同步发展），实现环境效益、经济效益、社会效益“三统一”的方针；制定了环境保护的管理政策、经济政策、技术政策、产业政策和对外合作政策；颁布了环境保护法等6部环境法律和9部相关资源法律。在刑法中设立了惩治破坏环境资源犯罪行为的规定；国家和地方都制定和发布了相应的环境法规、规章。在上世纪末提出了把环境保护纳入制度化、法制化轨道的目标、确定了防治污染和保护生态环境并重的工作方针，确定了重点防治“三河”（淮河、辽河、海河）、“三湖”（太湖、巢湖、滇池）的水污染和“二区”（二氧化硫污染控制区、酸雨污染控制区）的大气污染，着力强化“一市”（北京市）的环境保护，实施主要污染物总量控制和跨世纪绿色工程两项举措；抓紧了环境法制、投入、科技与宣传教育四个关键环节的工作，使我国的环境保护工作得到较大的提升，环境质量初步得到控制。我们水产科技工作者应该特别重视环境的质量。从行业来看，水产业是环境污染的首先受害者。因为未经处理的工业“三废”、生活污水、农业退水进入水体所引起水质的一系列恶化，首先危及的是水中的生物，结果导致渔业资源下降，病害增多，水产品增养殖的失败。作为水产养殖科技人员，必须增强环境意识，提高保护环境的自觉性。要从以下三个方面提高自己的认识：一方面要重视工业、农业及生活污水对渔业水体的污染，保护水产业的正常发展与合法利益。其次要研究养殖水环境的变化、环境参数与生物间的影响，搞好水质调控。在保证人体健康的前提下达到水产品的优质、稳产、高产。第三，要重视水产养殖行业本身对环境的污染，做到合理布局、正确投饵料和用药；要研究节水渔业、环境友好渔业和零排放水产养殖业，减少水产养殖对环境的污染。课程负责人 课程负责人：刘长发地址：大连市黑石礁街52号邮政编码：116023电话/传真子信箱：个人简介：1983年9月就读于华中农业大学水产系（现水产学院），1987年7月获学士学位；1989年就读于大连水产学院养殖系（现生命科学与技术学院），从事养殖水环境化学研究；1992年7月获硕士学位；1996年9月就读于北京大学城市与环境学系（现环境学院），从事环境地球化学研究，2000年1月获博士学位。现主要从事渔业环境科学和工程方面的教学与研究工作。主持的科学研究项目包括国家自然科学基金、欧盟第五框架计划、辽宁省博士启动基金、辽宁省教育厅高校科研等项目的研究工作；主持学校面向21世纪教育教学改革项目1项。发表科学研究和教学研究论文近40篇。获得教学方面的表彰奖励5项，有辽宁省高等学校优秀青年骨干教师和大连市教书育人先进个人等。 师资队伍 姓名性别职称学科专业在教学中承担的工作杨凤女副教授水产养殖主讲本、专科养殖水环境化学课指导生产实习、毕业论文金送笛女教授水产养殖主讲本科养殖水环境化学课，指导生产实习和本科、硕士生毕业论文，指导综合设计实验男高级实验师海水养殖化学实验室管理，主讲养殖水环境化学实验，指导本科论文何洁女讲师化学水产养殖主讲专、本科化学实验，指导本科论文雷衍之男教授物理化学主讲本科、硕士生水环境化学原理，指导本科、硕士生毕业论文和设计研究性实验刘恒明男讲师工业分析环境化学主讲本、专科水污染控制工程，指导生产实习和本科论文王华男讲师化学教育水产养殖主讲高职院养殖水环境化学姓名博士学校/专业硕士学校/专业本科学校/专业刘长发北京大学/自然地理大连水产学院/水产养殖华中农业大学/水产养殖杨凤大连水产学院/水产养殖大连水产学院/水产养殖何洁大连水产学院/水产养殖青岛海洋大学/海洋化学刘恒明大连水产学院/水产养殖大连铁道学院/工业分析王华大连水产学院/水产养殖辽宁师范大学/化学雷衍之中山大学/化学金送笛上海水产学院/水产养殖大连水产学院/水产养殖教学大纲 养殖水环境化学教学大纲 课程英文名称：Water Environmental Chemistry for Aquaculture课程编码：课程要求：必修课课程类别：学科基础课适用专业：水产养殖学 时 数：40学时学 分：2.5教学大纲说明（一） 课程的性质、教学目的与任务养殖水环境化学是水产养殖学专业重要的专业基础课。其主要的教学目的和任务是通过集中讲述天然水和养殖用水中化学成分的来源、转化、迁移及这些成分与养殖生产的关系，使学生较系统和较深入地掌握水环境化学的基本原理，为学生学习专业课奠定基础，同时为将来从事水产养殖专业的生产和科研工作做好理论和技术准备。（二） 课程教学的基本要求通过本课程的学习，学生应该掌握天然水和养殖水中常见的化学成分的来源、迁移、分布、变化规律；了解污染物的毒性及毒性实验方法、水质标准和评价方法、以及主要类型天然水的水质特点；掌握天然水中常见的溶解、电离、氧化还原、络合、吸附、凝聚等平衡过程；并能运用水环境化学成分的动态规律对水质管理提出一般性意见。建议采用多媒体教学。课后的习题和思考题可根据具体学时数和教学内容适当选择，以学生课后独立完成为主，教师适当批改。（三） 本课程与相关课程的关系本课程的前期课程为无机化学、分析化学、有机化学、物理化学和生物化学等。 （四） 新大纲的改革说明在突出水产养殖学科实践性、应用性特点的同时，适当增加了对水环境化学理论知识。以适应适应增强素质教育和创新教育的新形势。在内容上，增加了氧化还原、胶体、配位平衡、沉淀溶解平衡、水质标准与评价等章节，以加强理论知识的深度和广度；在教学方式上采用多媒体教学，以适应可是较少的授课状况（38学时）。教学大纲（一）主要内容及重点难点绪论掌握水质系的组成、来源、特点；干燥空气的基本组成及大气平均温度与压力随海拔高度的变化规律。初步掌握地球各圈层的基本知识，了解地球水圈资源的分布和我国水资源状况。了解环境化学的任务和各圈层环境化学的概念；养殖水环境化学课程的任务和教学内容。重点难点：水质系的组成、来源、特点；干燥空气的基本组成及大气平均温度与压力随海拔高度的变化规律。第一章 天然水的主要理化性质掌握天然水离子总量、盐度、氯度的原始概念及其相互关系。水体流转混合、温度分布的影响因素、与盐度的关系。阿列金分类法。初步掌握海水电导率、实用盐度的定义及其优点。天然水电导率、电介质摩尔电导、离子摩尔电导的概念及影响因素。运用活度系数进行有关化学平衡的初步计算。初步了解海水盐度、氯度的定义的演变，电介质平均活度与平均活度系数的计算。重点难点：天然水离子总量、盐度、氯度的原始概念及其相互关系。水体流转混合、温度分布的影响因素、与盐度的关系。阿列金分类法。第二章 天然水的主要离子掌握天然水主要离子的来源。水硬度、碱度的概念、单位及换算、与水产养殖的关系。硫在天然水中的转化，硫酸盐还原作用的条件。初步掌握硫酸根离子、氯离子、钾离子、钠离子在天然水中含量的概况，对生物的毒性。海水主要成分的恒定性。了解我国天然水碱度的分布。重点难点；水硬度、碱度的概念、单位及换算。硫在天然水中的转化，硫酸盐还原作用的条件。第三章 溶解气体掌握气体的溶解度、溶解速率等有关概念；决定养殖水体中氧气含量的因素，溶解氧的分布及变化规律；溶解氧在养殖生产中的生态作用。初步掌握气体溶解速率的双膜理论，亨利定律的有关计算。了解氧氮气体溶解规律与鱼类气泡病的关系。重点难点：气体的溶解度概念；决定养殖水体中氧气含量的因素，溶解氧的分布及变化规律；亨利定律的有关计算。第四章 天然水的pH和酸碱平衡掌握天然水常见酸碱物质的性质。天然水的缓冲原理。混和平衡常数的概念和二氧化碳平衡系统各分量的计算。开放体系与封闭体系二氧化碳平衡的特点。初步掌握二氧化碳平衡系统各特点的概念和质子平衡关系式。天然水pH调整的计算。了解各特点pH的计算。缓冲容量的概念。初步了解逐次逼近计算法的应用，碳酸分布系数图的绘制。重点难点：天然水的缓冲原理。混和平衡常数的概念和二氧化碳平衡系统各分量的计算。开放体系与封闭体系二氧化碳平衡的特点。天然水pH调整的计算。第五章 天然水中的生物营养元素掌握必须元素、微量必须元素、营养元素的概念；藻类对营养元素吸收速率与浓度的关系；Km的生物学意义及计算方法。水体中氮元素的存在形态及转化，非离子氨的计算。水体中磷的存在形态、活性磷及磷的循环；硅、铁、铜、锌、钼、锰等微量元素的存在形态及作用。初步掌握硝化作用、脱氮作用的原理及影响因素；无机氮与养殖生产的关系。了解天然水中无机氮和磷的分布变化规律；天然水中正磷酸盐离子的分布系数随pH的变化。微量元素在水中的含量范围。大洋海水中铁的限制作用。重点难点：藻类对营养元素吸收速率与浓度的关系；Km的生物学意义及计算方法。水体中氮元素的转化，非离子氨的计算。水体中磷的循环。硝化作用、脱氮作用的原理及影响因素；第六章 水环境中的氧化还原反应掌握电子的活度、水环境中氧化还原电位的概念、意义及影响因素；氧化还原电位与pH的关系，氧化还原环境与物质存在形态的关系。初步掌握水环境中主要氧化还原物质与有关氧化还原反应。了解一般水环境与养殖水环境的氧化还原电位概况。初步了解EHpH（或pepH）稳定区域图的结构、作用及绘制的一般方法。重点难点：电子的活度、水环境中氧化还原电位的概念；氧化还原电位与pH的关系，氧化还原环境与物质存在形态的关系。水环境中主要氧化还原物质与有关氧化还原反应。第七章 水环境中的胶体与界面作用掌握胶体的结构、胶体的电位离子、反离子、胶体的带电性、电位等概念；胶体的稳定性及其影响因素；水环境中胶体的种类；吸附作用对重金属、有机物迁移转化的影响，气液界面的吸附与气浮分离作用，微表层的概念；絮凝作用与混凝作用的概念、凝聚剂的分类、凝聚作用的规律和影响因素、水环境中的凝聚作用。初步掌握胶体的分类，表面吸附、离子交换吸附、化学吸附、专属吸附。了解吸附等温式。初步了解黏土矿物胶体的结构与性质、BET多层吸附等温式、临界凝聚浓度、两性胶体及胶体的等电点。重点难点：胶体的稳定性及其影响因素；吸附作用对重金属、有机物迁移转化的影响，气液界面的吸附与气浮分离作用，絮凝作用与混凝作用的概念、凝聚作用的规律和影响因素、水环境中的凝聚作用。第八章 污染物的毒性与毒性实验掌握水中毒物的毒性作用及毒性效应的概念，主要受试水生生物的毒性试验方法，急性毒性及LC50的计算。初步掌握亚急性毒性、蓄积性毒性及慢性毒性及其实验方法。了解天然水中污染物的生物蓄积、排出的主要形式及模型。初步了解水中污染物联合毒性作用类型评定。重点难点：水中毒物的毒性作用及毒性效应的概念，主要受试水生生物的毒性试验方法，急性毒性及LC50的计算。第九章 水中的有机物掌握有机物的分类、来源、表示方法；腐殖质的来源、分类和环境功能；水中持久性有机污染物的种类、来源和危害。初步掌握耗氧有机物在水中的分解；水中持久性有机污染物的生物富积的概念及影响因素。了解腐殖质的组成和结构；水生生物对水中持久性有机污染物的积累速度。初步了解持久性有机物在水/气两项间的平衡及从水中的逸散规律。重点难点：有机物的分类、来源、表示方法；腐殖质的来源、分类和环境功能；水中持久性有机污染物的种类、来源和危害。有机物的分类、来源、表示方法；腐殖质的来源、分类和环境功能；水中持久性有机污染物的种类、来源和危害。初步掌握耗氧有机物在水中的分解；耗氧有机物在水中的分解；第十章 水中的重金属掌握水环境中重金属的形态及其影响因素，水中重金属对水生生物的毒性作用及其影响因素。初步掌握水中重金属的来源及其污染特征。了解重金属的迁移与分布，沉积物中重金属污染特征及其生物有效性。初步了解水中金属形态分析方法。重点难点：水环境中重金属的形态及其影响因素，水中重金属对水生生物的毒性作用及其影响因素。水中重金属的来源及其污染特征。第十一章 水环境中的配位解离平衡掌握水环境中常见无机和有机配位体的种类及其主要特征；氯离子、OH离子和腐殖酸对金属（汞、铬、铅、锌）的配合作用。初步掌握配合物稳定常数及在平衡体系中不同形态配合物含量的计算。了解螯合剂EDTA的性质及其在养殖生产中的应用。重点难点：水环境中常见无机和有机配位体的种类及其主要特征；氯离子、OH离子和腐殖酸对金属（汞、铬、铅、锌）的配合作用。第十二章 水环境中的溶解与沉淀掌握难溶氢氧化物溶解性与pH的关系；难溶硫化物、难溶碳酸盐的溶解性与pH及总二氧化碳的关系。初步掌握开放体系与封闭体系中碳酸钙的溶解平衡，水稳定性的概念与调整。了解氢氧化亚铁与碳酸亚铁溶解平衡图，及其分级沉淀和稳定性区域图的认识。初步了解氢氧化亚铁与碳酸亚铁稳定区域图的绘制，FeS、氢氧化亚铁与碳酸亚铁溶的分级沉淀。重点难点：难溶氢氧化物溶解性与pH的关系；难溶硫化物、难溶碳酸盐的溶解性与pH及总二氧化碳的关系。第十三章 几种主要类型天然水的水质掌握大气降水、河水、湖泊水库水、地下水和海水的主要化学特征。初步掌握酸雨的形成原因与危害，湖泊的分类，地下咸水的合理利用。了解5类天然水在我国不同地域的主要化学特征。初步了解我国5类天然水目前水质简况。重点难点：大气降水、河水、湖泊水库水、地下水和海水的主要化学特征。酸雨的形成原因。第十四章 水质标准与水质评价掌握水质、水质标准、水质基准的概念；水质标准的作用；渔业水质标准。初步掌握制定水质标准的一般过程；水质标准的构成；水质评价的目的意义和评价依据；水质评价的一般过程。了解地表水环境质量标准、海水水质标准。初步了解水质评价的数学模型。重点难点：水质、水质标准、水质基准的概念；水质标准的作用；渔业水质标准。（二）教学时数分配表章名称课时分配绪论1第一章 天然水的主要理化性质3第二章 天然水的主要离子4第三章 溶解气体4第四章 天然水的pH和酸碱平衡4第五章 天然水中的生物营养元素4第六章 水环境中的氧化还原反应3第七章 水环境中的胶体与界面作用4第八章 污染物的毒性与毒性实验2第九章 水中的有机物4第十章 水中的重金属2第十一章 水环境中的配位离解平衡2第十二章 水环境中的溶解与沉淀2第十三章 几种主要类型天然水的水质自学第十四章 水质标准与评价1小计40（三） 教材及参考书： 教 材：养殖水环境化学，雷衍之主编。北京，中国农业出版社（2004）参考书：淡水养殖水化学，雷衍之主编。南宁：广西科学技术出版社（1993）。水化学天然水体化学平衡导论。北京：科学出版社（1987）水环境化学，陈静生主编。北京：高等教育出版社（1987）水生生物毒性试验方法，周永欣，张宗涉编著。北京：农业出版社（1989）水质标准手册，夏青，张旭辉主编。北京：中国环境科学出版社（1990）责任表执笔人杨凤专业负责人王吉桥参加讨论人员 雷衍之、刘长发、金送笛、邢殿楼、杨凤、何洁、刘恒明、王华院长（系主任）签字：日期课后习题理化性质主要离子溶解气体酸碱平衡营养元素胶体与界面作用氧化还原毒性毒性试验水中的有机物水中的重金属配位解离平衡溶解与沉淀水质类型水质标准与水质评价 一、理化性质1.哪些参数可以反映天然水的含盐量？它们各有什么特点？ 2.海水盐度、氯度是怎么定义的？它们之间关系如何？3.海水实用盐度是用一定质量分数的KCl溶液作电导率标准，用水样电导率与KCl标准溶液的电导率比值来定义的，与盐度的初始定义、氯度都没有关系。为什么在必要时可以从实用盐度来反算氯度？4.阿列金分类法如何对天然水分类？为什么硫酸盐类、氯化物类的钙组、镁组中没有型水？你能否作个逻辑推断？5.解释以下概念冰点下降 渗透压 西门子 离子活度 离子强度6.影响天然水渗透压的因素有哪些？渗透压和冰点下降有什么关系？7.海水的密度主要决定于什么？8.海水冰点密度最大的温度与盐度有什么关系？盐度24.9的海水有什么特点？9.电解质溶液的电导率是怎样定义的？10.什么是电解质摩尔电导？什么是离子摩尔电导？为什么溶液越稀电解质摩尔电导越大？11.天然水的电导率与哪些因素有关？海水盐度为什么可以用测电导率的方法来测定？12.如何计算溶液的离子强度？如何计算海水的离子强度？13.什么叫太阳高度角？水面对太阳直接辐射的反射与太阳高度角有什么关系？14.太阳辐射在水中的衰减规律可用什么公式表示？15.可见光辐射在水中的衰减与哪些因素有关？16.什么是风力的涡动混合作用？什么是密度环流？17.水温四季分布的特点，什么是温跃层？温跃层与水产养殖有什么关系？18.我国北方越冬池在寒潮大风降温封冰前后可出现极度低温，以后水温又会回升，为什么？二、主要离子1，说明总硬度、钙硬度、镁硬度、永久硬度、暂时硬度、碳酸盐硬度、负硬度的概念，表示单位以及这些单位之间的关系。 2，鱼池水硬度、碱度的变化与水中的呼吸作用及光合作用有何关系？3，简要说明天然水中K+含量一般小于Na+的原因。通常以什么方法求得K+与Na+在自然水域中的含量？它们与鱼类养殖的关系如何？4，氯离子在天然水中含量情况如何？为什么在低含盐量的水中可以用Cl含量的异常升高来指示水体可能受到污染？对于盐碱地或沿海地区的水体是否也可以以此来判别水体的污染？5，什么叫硫酸盐还原作用？硫酸盐还原作用的条件是什么？6，某鱼池水质分析数据如下，计算离子总量，估算矿化度（取3位有效数字），计算钙硬度与镁硬度，并按阿列金分类法对该鱼池水质加以分类：离子成分CO32-HCO3-Cl-SO42-Ca2+Mg2+NH4+NO3-单位mmol/Lmmol/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/L含量0.130.84114619059.499.20.010.13 （答：离子总量74.5mmol/L,2203mg/L；矿化度约为2.18g/L；） 7，鱼池水中含Ca(HCO3)2200mg/L,Mg(HCO3)2120mg/L。计算水中总硬度及HCO3-含量，以三种单位表示硬度。 （答：2.05mmol/L=5.75oHG=103mg/L）三、溶解气体1. “气体在水中的溶解度是指在该温度和压力下，某气体在水中所能溶解的最大量。”的说法是否正确，为什么？ 2. 已知25时与101.3kPa纯氧平衡的水中溶氧含量为28.3ml/L，饱和水蒸汽压为3172.7Pa，试计算当大气压强为101.3kPa的饱和湿空气中氧气在水中的溶解度。3. 设在往缺氧水中通空气的过程中，水中N2分压、O2分压及饱和水蒸汽压之和始终保持101.3kPa。试计算淡水中O2为1.84mg/L时，水中N2的含量及饱和度。（已知此温度下O2饱和含量为9.2mg.L,N2饱和含量为16.8mg/L）。4. 某研究者报道：用通入总压为141855Pa的氧氮混合气体(保持一定氧氮比)，使水中溶解氮气的饱和度为151.9%时，使受试鱼平均在1.9小时内有50的死亡。试计算此时水中的溶氧含量。（已知空气中氧氮 气体的分压分别为21278Pa和79033Pa,在试验温度下101.3kPa的纯氧气在水中的溶解度为50mg/L，计算时忽略水蒸气压）。5. 黄河上游的札陵湖海拔4155m，水温11，溶氧为6.56mg/L，试计算湖水溶氧的饱和度。6. 有人说：“因为海水含盐量高，所以海水中溶氧含量比淡水的低”。你认为这种说法对不对？7. 无风闷热的晚上比有风凉爽的晚上鱼池容易发生缺氧，其原因是什么？8. 生产上经常在晴天中午前后开动增氧机，其目的是为了促进空气中氧气的溶解吗？为什么？9. 有机物在缺氧条件下被微生物分解时，依次将水中的哪些物质作电子的接受体？还原的产物是什么？10. 用直径为8cm的圆柱状采泥器采上5cm厚的底泥，封上底部，从上盖孔中用虹吸法取出上覆水弃去，再小心注入经曝气的池水至满，盖严后放入池中10小时后取出，测定上覆水溶氧为4.5mg/L。刚注入时水中溶氧为9.2mg/L。已知这10小时内水呼吸耗氧为2.8mg/L，泥上注入的水量为756ml。试计算底泥的耗氧速率。11. 采用黑白瓶法测定池水的初级生产力，得到如下数据(单位mg/L)，试计算各水层光合作用速率，日耗氧速率及1m2水柱的日毛产氧量和日净产氧量（按1.8深计）。挂瓶深度00.51.01.8原初溶氧7.57 7.577.578.00 8.00 6.403.4224h白瓶溶氧19.49 20.02 19.54 15.0613.414.942.5824h黑瓶溶氧 4.47 3.82 1.963.79 2.913.19 1.32 12. 患气泡病的鱼为什么尾鳍胸鳍上气泡多？为什么大型水库开闸溢洪时河道下游的鱼易发生气泡病？为什么密封充氧运输鱼苗时，溶氧达到30mg/L以上也不会患气泡病？请从气体的溶解和逸出，溶解气体总压和外压的关系讨论。 四、酸碱平衡1.天然水中有哪些常见的酸碱物质?它们在水中如何电离? 2.天然水的pH一般是多少？池塘、湖泊为什么pH一般有明显的日变化？3.天然水的缓冲性是如何形成的？4.碳酸平衡的分布系数如何计算？公式如何推导？什么是混合平衡常数？5.* 写出特征点a和特征点o的质子平衡方程。如何计算特征点a、特征点o的pH值？6.* 试用逐次逼近法计算15的淡水的特征点a的pH值。7. 开放体系二氧化碳平衡的特点是什么?碳酸总量与pH有什么样的关系？8. pH调整的基本方程如何推导？9. 有一养鱼池，面积为1.00 hm2，水深平均为1.5m。池水pH高达9.5，AT2.00mmol/L，若拟用浓HCl将池水pH中和到9.0。问需用多少浓盐酸？设浓盐酸的浓度为12mol/L。（答：需要浓盐酸175 L）10. 如何理解天然淡水的缓冲容量在pH 8.3附近有一个极小值？为什么在pH10以后缓冲溶液很快增大？ 11.硫化氢电离平衡的分布系数与pH有什么关系？12.硫化物的毒性受哪些因素影响？13.请推导海水硼酸盐含量与盐度的经验关系式和海水硼酸盐碱度与盐度的关系式。14.盐度为20，pH为8.5，水温20的海水中硼酸盐碱度是多少？五、营养元素1. 何谓水生植物的营养盐、营养元素？ 2. 水生植物吸收营养元素速度方程-米氏方程中半饱和常数Km有何意义？3. 经实验，在26，不同的NO3-N浓度的海水培养液中，日本星杆藻对NO3-N的吸收速率如下：NO3-（umol/L）0.01.02.03.04.0吸收速率（umol/L）0.04.0 以图解法求出该藻类对吸收速率的半饱和常数Km和最大吸收速率Vmax，并写出Michaelis-Monten方程。 4 浮游植物对营养元素的吸收过程有何特点？5 天然水中有效氮有几种存在形式？各种形式之间有何联系？6 天然水中氮循环有何特征？它在水生生态系统中有何重要意义？7 天然水中无机态氮与养殖生物的关系如何？8 已知某天然淡水温度为15，pH=7.80，总铵氮CTNH4-N为1.50umol/L，而另一海水温度为27，盐度为25.0，pH=8.30，总铵氮CTNH4-N为0.80umol/L，试求淡水与海水中分子态氨氮UIA各为多少？已知海水中rH+=0.753。9 天然水中磷的存在形式有哪些？10 何谓活性磷酸盐？其分布变化有何特点？11 影响天然水中磷循环的生物学因素有哪些？12 天然水体中磷为何易成为限制水体初级生产的因子？13 什么叫活性硅？试简述硅酸盐在水中的分布特点。14 铁在水中的分布情况怎样？15 含铁丰富的地下水大量注入鱼池后，池水会发生怎样的变化？16 试简述铜、锌、锰、钼在水中的一般含量范围、存在形态及作用。六、胶体与界面作用1. 天然水环境中常见氧化态与还原态的物质各有那些？ 2. 天然水环境中主要由那些氧化还原反应？3. 控制天然水环境氧化还原能力的主要是哪种电对？为什么？氧与水可以有哪些氧化还原反应？写出它们的反应方程式。4. 天然水环境中有机物可能有哪几种氧化分解作用？这些分解作用的主要差异有哪些？5. 如何求算水环境中O2/H2O电对的氧化还原半反应的氧化还原电位？天然水Eh的理论计算值约为多少毫伏？实际测定值又约为多少？为什么？6. 某淡水鱼池 t=25, PO2=101.3Kpa, pH=8.0, 求算O2/H2O电对的氧化还原半反应的氧化还原电位。7. pe表示什么含义？8. 水环境中Eh与pe值有什么作用？9. 当天然水环境中O2/H2O的氧化还原反应达到平衡时，其反应的Eh与 pH和pe与 pH各存有何种关系式？Eh与pe又存有何种关系式？10.什么是Eh- pH图和pe- pH图？这两种图有什么作用？如何利用这两种图说明pe与 pH的变化对化学反应平衡移动的影响以及它们的变化对占优势化合态种类的影响？11.Eh- pH图和pe- pH图中，什么是水的稳定区域上下限线？写出两条直线的表示方程式。此两条直线以上或以下存有何种特征的氧化还原反应？两条直线之间存有天然水的一些什么氧化还原过程？12.如何绘制Eh- pH图和pe- pH图？其关键是什么？绘图时为什么需要作有关的假设？13.在天然水环境中，硫元素存有那几种价态？其主要的氧化还原反应有哪些？通常的天然水中是否存在这些反应？为什么？硫元素的()、(0)、(-)价形态的存在条件是什么？它们主要的平衡平衡方程式有哪些？七、氧化还原1. 什么是胶体？ 2. 粘土微粒的胶团结构是怎样的？3. 胶体粒子表面电荷的来源有哪些？4. 什么是-电位？5. 哪些因素影响胶体的稳定性？6. 水环境中的胶体有些？其主要来源是什么？7. 环境胶体都是带负电的吗？8. 什么是吸附等温线和吸附等温式？吸附等温线的类型有哪些？9. 什么是胶体的表面吸附、离子交换吸附、化学吸附和专属吸附？10. 举例说明吸附作用对环境中金属离子环境行为的作用。11. 如何维持水中气泡的稳定性？什么是气提作用？12. 表面微层中物质的来源和去向是怎样的？13. 表面微层中金属和有机物的富集情况是怎样的？14. 什么是絮凝作用和混凝作用？常用的凝聚剂有哪些？15. 什么是临界凝聚浓度？16. 影响凝聚作用的因素有哪些？17. 水环境中有哪些凝聚作用，这些凝聚作用有何意义？八、毒性毒性试验1解释以下概念： 毒物 毒性 毒性作用或毒性效应 致死浓度（剂量） LC100 LC50 TLm LT50 有效浓度 最大允许毒物浓度 安全浓度 半衰期 生物放大 生物有效性 生物蓄积或生物积累 生物浓缩 联合作用 毒性单位 独立作用 相加作用 协同作用 拮抗作用2试述天然水中污染物的种类与来源。3进入水环境中的重金属污染物主要来源于哪几方面？4何谓营养性污染物？5毒性试验按照试验持续时间分为哪几类？各指的是什么？6毒性试验按试验容器内试验溶液的状况划分为哪几类？它们之间有何不同？7在微型（单细胞）藻类毒性试验中是如何测定藻细胞数？8毒性试验的一般程序是什么？9如何计算LC50或EC50及其置信区间，以及95的置信限？采用的方法有哪些？它们是如何将浓度效应数据转换成一种线性关系的？10简要的描绘出生物排出毒物的6种模式，以及毒物在生物体内积累过程最常见的几种单室模式？11如何进行联合毒性作用类型评定？12如何采用相加指数法测定混合毒物联合毒性？11. 如何维持水中气泡的稳定性？什么是气提作用？12. 表面微层中物质的来源和去向是怎样的？13. 表面微层中金属和有机物的富集情况是怎样的？14. 什么是絮凝作用和混凝作用？常用的凝聚剂有哪些？15. 什么是临界凝聚浓度？16. 影响凝聚作用的因素有哪些？17. 水环境中有哪些凝聚作用，这些凝聚作用有何意义？九、水中的有机物1. 简述水体中有机污染物的分类及主要来源。 2. 衡量水和废水中耗氧有机污染物的含量和污染程度有那些指标，说明各指标的含义和测定原理。3. 说明BOD、COD和TOC 的联系和区别。4. 简要说明主要耗氧有机污染物对水体的污染危害发生过程及机理。5. 说明水中溶解氧含量对水产养殖的重要性。6. 试述氧下垂曲线在水产养殖中的作用和意义。7. 腐殖质分为哪些种类，通过哪些途径对水质产生影响？8. 简述生物富集的概念和影响因素，并说明生物富集的生态环境意义。9. 说明辛醇/水分配系数的概念和作用。10. 亨利常数的表达方式有哪些？怎样计算亨利常数？11. 葡萄糖的氧化反应式为：C6H12O6 + 6O2 6CO2 + H2O计算100 mg/L的葡萄糖完全氧化的理论耗氧量。12. 某废水的BOD5为250 mg/L，其最终BOD为380 mg/L，试求其降解速率常数。 13 .某河段流量为Q = 2 160 000 m3/d, 流速为46 km/d，T=13.5，耗氧系数k1=1.14 d-1，复氧系数k2=1.85d-1，起始断面排污口排放的废水量为8104 m3/d，废水含BOD5为500 mg/L, DO为0，上游河水BOD5为0，DO为8.95 mg/L。求排污口下游10 km处河水的BOD5和氧亏值以及极限溶解氧出现的距离。14 .某芳烃类有机污染物的分子量为192，在水中的溶解度为0.05 mg/L，试估算其辛醇/水分配系数（kow）及在鱼体中的生物富集系数(logBCF)。15 .某种鱼对水中的持久性污染物X的吸收速率常数ka为14.5h-1,鱼体消除X的速率常数ke为2.510-3h-1；若X在鱼体中的起始浓度为0，在水中的浓度保持不变，且实验期间鱼体体重保持不变。计算X在鱼体内的富集系数及其浓度达到稳态浓度95%时所需要的时间。16 .已知二氯乙烷（CH2ClCH2Cl）在25时的饱和蒸汽压为82 mmHg，在水中的溶解度为8700 mg/L，计算在该温度下四氯化碳从6.5 cm厚水层中挥发的半衰期。十、水中的重金属1. 天然水体中的重金属大约有几种存在形态？ 2. 影响水中重金属存在形态的因素有哪些？3. 影响水中重金属毒性的因素有哪些？它们都如何影响重金属的毒性？4. 何谓金属元素在水环境中的迁移？有哪些迁移基本类型？5. 元素在地表环境中迁移的特点有哪些？6. 影响元素在地表环境中迁移的因素是什么？7. 有哪些因素可以影响沉积物中的重金属向上覆水中释放？8. 沉积物中的金属有哪些存在形态？9. 如何评价沉积物中重金属的生物有效性？ 十一、配位解离平衡1、 决定络合物稳定性的因素在哪几方面？ 2、 水环境中常见无机配位体和有机配位体有哪些？3、 水环境中的金属离子与配位体络合的一般规律如何？4、 Cl-对金属离子的络合作用有何特点？5、 OH-对金属离子的络合作用有何特点？6、 腐植质对对重金属离子迁移转化有何影响？7、 举例说明EDTA在水产养殖上的应用？十二、溶解与沉淀1.天然水体中的溶解和沉淀平衡的复杂性表现在哪里？ 2.难溶金属氢氧化物的溶解度与pH的关系如何？3.解释图122中的3条直线与一条曲线各表示什么意思？4.如何绘制氢氧化亚铁与碳酸亚铁溶解度与pH的关系图？5.比较封闭体系和开放体系中碳酸钙溶解度与水中碳酸总量及pH值的关系，解释为什么有这种差异。6.在开放体系的CaCO3平衡式1215中只有pCa2+与pH的关系，式中没有碳酸总量CT，CO2。是不是说CT，CO2含量与Ca2+含量没有关系？为什么？（提示：开放体系达到平衡时CT，CO2与pH有什么关系？）7.水的稳定性指的是什么？用什么方式表示？8.水的平衡pH决定于哪些水质参数？与水温有没有关系？9.计算钙含量为6.0mmol/L，总碱度为3.0mmol/L，20时水的平衡pH值（pHS）。计算时按淡水处理，活度系数为1。10.有一淡水养鱼池，水的碱度为2.3mmol/L，Ca2+含量为150mg/L，pH为8.5，计算池水的稳定性指数，水温为25。11根据图127解释pH=8.0与pH=10.5时发生Fe(OH)3和FeCO3沉淀的顺序。十三、水质类型1.大气降水的化学成分与性质有何特征？2.影响大气降水化学成分的因素有哪些？3.何谓酸雨？酸雨是如何形成的？酸雨有哪些危害？4.河流水质有些什么特点？5.我国河流水质的区域性分布有什么特点？6.湖泊主要有哪些分类法？ 7.湖泊与水库水质有哪些特点？8.湖泊溶氧垂直分布极大值与极小值如何形成的？9.我国湖泊的基本特征有哪些？10我国湖泊环境近期有哪些变化？11.地下水有哪些部分组成？12.地下水水质有哪些特点？13.海水水质有哪些特点？14什么是海水常量成分的恒定性原理？15中国海盐度、营养盐、pH、溶解氧的分布变化各有什么特点？为什么？ 16.通常海水的缓冲能力如何?为什么？17.海水中二氧化碳体系的生态学意义如何？ 18.海水中氮、磷、硅及其它微量元素的分布变化规律有何特征?十四、水质标准与水质评价1 叙述你对水质涵义的认识，说明衡量水质状况有哪些指标。 2 什么叫水质标准？为什么需要制定水质标准？3 什么叫排放标准？为什么要制定污染物排放标准？4 什么叫水质基准？它与水质标准优什么联系和区别？5 说明制定水质标准的原则和一般方法。6 我国地表水水域划分为几类？按什么划分的？每类适用与什么水域？7 简述我国海域水质分类的依据和各类的适用范围。8 论述水质评价的目的、依据和一般过程。9 水质现状评价包括哪些内容？具体说明水体污染源评价和水质评价的数学方法。10.一种污染物的白鼠试验得到NOAEL为0.125mg/kgd，安全系数取100。求饮用水中该污染物对于儿童和成人的安全基准浓度为多大？11.工厂附近有一小型水库，经多次监测，其主要水质指标为：pH6.5-7.5, BOD5为3-5 mg/L, 汞0.001-0.002 mg/L, 镉0.005-0.012 mg/L，铅0.02-0.04 mg/L，铬0.08-0.11 mg/L，铜0.02-0.04 mg/L 锌0.05-0.06 mg/L，镍0.08-0.11 mg/L，其他有毒有机物符合渔业水质标准。试对其作为渔业用水的水质进行评价，说明可能产生的主要危害。实验大纲 养殖水环境化学实验教学大纲 课程英文名称：Experiments of Water Environmental Chemistry for Aquaculture课程编码：课程属性：专业基础课适用专业：水产养殖学时数：27学分数：1.5教学大纲说明一、 制定本课程实验大纲的依据：1.关于深化教学改革，培养适应21世纪发展所需要的高质量人才的意见（1998）2 号文件。2.高等农林教育面向21世纪教学内容和课程体系改革计划项目（编号04163）二、 本课程实验教学的作用：化学综合应用实验是水产养殖专业教学计划中的一门重要的专业基础课，是养殖水环境化学课程教学内容的一部分。它是在本科生已学习了无机、分析化学理论和实验的基础上，开设的一门实验课，是后续专业课的前期课程。三、本课程实验教学目的及学生能力标准：本课程的教学目标是，通过化学综合应用实验使学生掌握养殖水域化学组成的测定方法和有代表性常用化学分析仪器的使用方法；掌握养殖水域的水质调查方法，能够利用水质调查结果综合分析水质特点、优劣及与渔业利用的关系。学生上完实验课后应具备如下实验操作技能：1、熟练掌握滴定分析（酸碱滴定、氧化还原滴定、沉淀滴定、络合滴定）的基本技能，熟练掌握分析天平的使用。重点掌握比色分析的有关原理和实验操作技能。2、 掌握几种常见仪器（离心机、721分光光度计、酸度计、真空抽滤泵）的使用方法和注意事项。3、 基本掌握常用的水样预处理方法（絮凝法、离心法、过滤法）4、 了解间隙水和底泥中化学成分的取样及测定方法。5、 掌握水域水质调查方法和小型综合性实验的实验方法四、学时分配、教学形式及实验性质：（一）学时分配：其中水质化学实验总学时27。原则上每个实验为34学时。（二）教学形式：水质化学分析部分，要求学生课前预习，教师讲解实验要点和注意事项，并做必要的示范操作，教师随时观察学生的试验过程，及时辅导解决疑难问题。有条件的尽量采用多媒体授课。（三）实验性质：综合应用型实验。五、实验成绩评定（供参考）：水质化学实验以平时成绩和期末考核成绩60：40的比例计算总成绩。平时成绩按照实验课上学生平时的实验预习准备情况、实验操作的正确性、实验报告的质量等综合给出。期末考核应涵盖滴定分析、比色分析、工作曲线的制作等重点内容。六、实验项目、内容及学时分配（一）必开实验 序号 实验项目学时实验内容提要1总含盐量的测定341、掌握用离子交换树脂测定淡水离子总量和银量法测定氯度的基本原理和方法。 2、了解养殖生产中常用的盐度计和海水密度计的使用方法。34、复习总碱度的测定（用甲基红亚甲蓝混合指示剂）及简易微量滴定管的使用。2天然水溶解氧的测定341 重点掌握碘量法测定溶解氧的原理、方法、注意事项； 2 了解溶氧测定的干扰因素；3 掌握亚硝酸氮干扰的原理及消除方法。4 了解膜电极法的测定原理和一种溶解氧测定仪的使用方法。5 学习试剂的配制操作和天平的使用。3天然水化学耗氧量的测定（高锰酸钾氧化法）341 掌握碱性高锰酸钾法测定COD的原理和操作步骤， 2 复习巩固天平的使用方法和基准试剂的配制方法。4pH和Eh的测定341 掌握电位法测定pH的原理以及有关操作和注意事项。 2 掌握电位法测定氧化还原电位的原理以及有关操作和注意事项。5污水中氨态氮的测定341 掌握奈氏法的测定原理和方法， 2 理解酚蓝分光光度法和次溴酸盐氧化法的测定原理，3 学习用Zn(OH)2絮凝法或蒸馏法预处理水样； 4 学习比色分析的基本原理和分光光度计的使用。6间隙水中亚硝酸氮的测定（偶氮染料法、离心）341 掌握比色法测定亚硝酸盐的原理和操作， 2 掌握间隙水的制取方法和离心机的使用。3 复习工作曲线的制作和比色分析的基本原理。7底泥中硫化物的测定（碘量法 比色法）341 掌握分光光度法测定硫化物的原理和操作方法； 2 理解碘量法测定硫化物的基本原理，3 了解底泥硫化物的蒸馏提取方法，4 巩固比色分析的基本原理和721分光光度计的使用方法。（二）选开实验 序号实验项目学时实验内容提要1简易微量滴定管的组装及较正341复习容量器皿的校正原理 2学习简易滴定管的组装、使用及校正方法。3学习算术平均值、标准偏差、标准偏差系数及95%的可信区间的求算方法。2养殖水碱度的测定341 然水碱度测定基本原理和方法， 2 固酸碱平衡指示剂的指示原理和滴定操作的基本技能。3 复习试剂的配制和光电天平的使用。3钾离子的测定（四苯硼钠滴定法）341掌握四苯硼钠滴定法测定钾离子的原理和操作技能； 2了解回收率测定实验的原理，并进行方法回测率的测定。4养