养殖水环境化学

1、养殖水环境化学一、绪论我们的生活环境：大气圈、水圈、岩石圈与其相邻的部分称之为生物圈。1、 大气圈：指覆盖整个地球，随整个地球运动的空气层。2、岩石圈：指地球表层具有刚性的一部分，是地质学研究的主要对象。3、水圈：海洋及陆地储存的各种水体。二、天然水系的复杂性1、水中含有的物质种类繁多，含量相差悬殊。2、水中溶存物质的分散程度复杂。3、存在各种生物。三、天然水中的化学成分的形成。1、大气淋溶：水滴在高空漂移过程中不断自周围空气溶解各种物质，雨滴下落过程能将大气颗粒物一并带下并溶解，这就形成了降水中的化学成分。2、从岩石、土壤中淋溶：地面径流和地下径流在转移、汇集过程中充分与岩石、土壤中的可溶成

2、分就转移到水中。3、生物作用：水中生物的光合作用、呼吸作用、代谢、尸体腐解等过程都可以向水中释放氧气、二氧化碳、有机物及营养盐等物质。4、次级反应与交换吸收作用：水与土壤接触，除了可以从土壤中淋溶带可溶性成分及胶体成分外，还可能有离子交换作用，使水体的离子成分发生变化。5、工业废水、生活污水和农业退水。水质指标：物理性指标：温度、气味、颜色、透明度、悬浊物等。化学指标：溶解气体、有机物、无机物、非专一性（如电导率）生物指标：微生物含量、藻类数量。放射性指标：四、养殖水环境化学课程包括：1、水环境化学成分的动态规律。2、水质调控方法。3、水质化验技术。第一章：天然水的主要理化性质天然水各离子浓度

3、以及溶解的气体之间具有恒定的比例。第一节：天然水的含盐量一、反应天然水的含盐量0、离子总量：天然水中各种离子含量的之和，常用mg/L、 mol/L 或 g/kg 、 mmol/kg 。1、矿化度：天然水中所含无机矿物成分的总量。2、氯度：沉淀0.3285234 kg 海水中全部卤素离子所需的纯银克数，在数值上即为海水的氯度值。3、海水的盐度（反映海水含盐量的指标）： 当海水中的溴和碘被相当量的氯所取代、 碳酸盐全部变为氧化物有机物完全氧化时，海水中所含全部固体物质的质量与海水质量之比，以10-3或。为单位，用符号S%。表示，单位是g/kg（一） 、盐度的分布和变化1、影响因素：蒸发与降水、江河

4、水的流入、冰的融化和凝结、潮汐。2、分布：河口沿岸近岸大洋、含盐量对水产养殖的影响0、鱼类的渗透压调节1 、鱼类的洄游2 、鱼类的繁殖3 、生长速度4 病害的防治二、天然水的密度1.0 、纯水的密度：是温度和压力的函数。三、天然水的化学分类法0、按含盐量的分类：按水中的含盐量把水分为各个类型的水。1、按主要离子成分的分类（阿列金分类法）具体分法如下首先； 根据含量最多的阴离子将水分为三类： 碳酸盐类、 硫酸盐类和氯化物类，然后在根据含量最多的阳离子将水分为三组：钙组、镁组和钠组（钠组包括钾离子） ，最后在根据阴阳离子的比例关系将水分为四个型：I型：弱矿化水，主要是 Na与K和NaHCO3 n型

5、：低矿化的混合起源的水出型：高矿化度的混合起源的水IV型：不含碳酸氢根的水第二节：天然水的依数性和透光性一、天然水的依数性（1） 、蒸汽压和冰点依数性是指稀溶液蒸气压下降（ AP）,沸点上升（ATb）,冰点下降（A Tf）值等与溶液中 溶质的质量摩尔浓度成正比，而与溶质的本性无关的一种属性。（2） 、海水的渗透压海水的渗透压符合类似于理性气体状态方程形式关系式二、天然水的透光性（3） 、水面对太阳辐射的反射太阳光到达水面后， 一部分被反射， 一部分折射进入水体， 进入水体的部分， 一部分被吸收，一部分被散射，余下的继续向深处穿透，进行吸收和散射。折射光受反射光的影响。（4） 、水对太阳能的吸收

6、和散射通过进入水面的太阳辐射， 一部分被水及其中溶存的物质吸收， 一部分被散射， 一部分继续向深处穿透。被吸收的辐射能，大部分被转变成热，被水温升高。（5） 、水的光学分层：0、真光层（又叫营养生成层）光照充足，光合作用速率大于呼吸作用速率的水层1、营养分解层 光照不足，光合作用速率小于呼吸作用速率的水层。2、补偿深度有机物的分解速率等于合成速率的水层深度（6） 、光照与水生生物的关系0、光照可以影响养殖水体的水温1、光照可以影响水生植物的光合作用 , 继而影响养殖水质。2、光照可以影响饵料生物的生长繁殖3、光照强度可以影响水产动物的摄食活动4、光照强度和光周期可影响水产动物的性腺发育（7）

7、、养殖水体光照强度的调控方法0、遮阳棚：通常用于工厂化育苗池或室外饵料生物培养池1、加深水位：阻碍光线的穿透，降低池底的光照强度，抑制底生植物的生长2、营造水色：通过培养单胞藻类营造水色，达到遮光的目的、通过添加色素营造水色，达到遮光的目的第四节：水的流转混合作用与水体的温度分布一、水的流转混合作用对于一般湖泊， 引起水体流转混合作用的因素有两个方面， 一是风力引起的涡动混合， 一是因密度差引起的对流混合（1） 、风力的涡动混合水面受到风力的吹拂后，表面水会随着风向移动，使水在下风岸处产生“堆积” ，即造成下风岸处水位有所增高， 从而形成了压强差， 使水形成了向下运动的原动力。 从而形成了相应

8、的“风力环流” ，使得水体温度得到混合，可以使水体相应的温度层增厚，如果水体有温跃层，环流就发生在温跃层上方。（2） 、水的密度环流液态水温度在密度最大的温度（ 3.98 摄氏度）以上时，符合“热胀冷缩”原理，温度越高密度越小，温度在密度最大的温度（ 3.98 摄氏度）以下时，则刚好相反“热缩冷胀” ，温度越高密度越大。 当表层水密度增大或底层水密度减小时， 就会出现 “上重下轻”的状态从而形成上下水团的对流混合。既可以小范围的发生也可以大范围的发生。二、水体的温度分布（略）三、水温与养殖生物的关系水温是养殖生物生长、生存的重要环境条件，直接影响养殖生物的新陈代谢。0、对新陈代谢活动的影响1、

9、对摄食、生长的影响2、对饵料生物繁殖的影响3、对有机物分解矿化速度的影响4、与疾病发生的关系5、对性腺发育的影响第二章：天然水的主要离子一、水的硬度及钙镁离子（1） 、水硬度的概念及表示单位概念：水中二价及多价金属离子含量的总和，包括：Ca+、 Mg2+、 Fe2+、 Mn2+、 Fe3+、 Al3+表示单位：0、毫摩/ 升（ mmol/L） ： 1L 水中含有的形成硬度离子的物质的量之总和1、毫克/升（CaCO3： 1L水中所含有的与形成硬度离子的量所相当的CaCO3的质量表示，符号为 mg/L（ CaCO3） 。 （美）2、德国度（oHG：将水中的Ca2+和Mg2喻量换算为相当的CaO量后

10、，以1L水中含10mgCaO为 1 德国度（oHG） （德、原苏联、我国）二、天然水的硬度与Ca+、 Mg2+（一）、钙镁的来源：淋溶作用：来源主要有含石膏底层中CaSO4- 2H2O的溶解，白云石（CaCO3- MgCO）方解石（CaCO3在水和 CO2作用下的溶解等。（2） 、天然水硬度天然水的硬度主要由Ca+、Mg2螭子形成的，某些缺氧地下水中可能含有较多的Fe2+,也形成水硬度。 根据水中与硬度共存的阴离子的组成， 可将硬度分为碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度1.0、碳酸盐硬度：水中与HCO3及CO32斯对应的硬度。加热煮沸，形成CaCO航淀而除去，称为暂时硬度1.1 、非碳酸盐硬度：对应于硫

11、酸盐和氯化物的硬度，即由钙镁的硫酸盐、氯化物形成的硬度。煮沸不能出去，称为永久硬度。（3） 、鱼池水硬度的变化影响因素：1.0 、水源水的硬度1.1 、池塘土质1.2 、池塘的使用时间 1.3 、生物作用 1.4 、人为的水质调控（4） 、钙、镁与养殖生产的关系0、生命过程所必需的营养元素，Mg2隹叶绿素的成分1、水生动物植物可直接从环境中吸收，生物体液和骨骼的组成成分，还参与新陈代谢。2、可降低重金属离子、一价金属离子以及碱度的毒性3、可增加水的缓冲性，具有较好的保持PH的能力。4、水中钙镁离子的比例，对海水鱼虾贝的存活具有重要影响5、提高水体的自净能力第二节 水的碱度、碳酸氢根、碳酸根离子

12、一、碱度： 是反应水结合质子能力， 中和强酸的一个量， 水中能结合质子的各种物质共同形成碱度。受水中光合作用和呼吸作用的影响。二、碱度与水产养殖的关系（一） 、水体生产力和碱度的关系： mmol/L0、AT <0.1, 生产力极低1、 0.1<AT <0.3,生产力低2、 0.3<AT <1.5,生产力一般3、 1.5< AT <3.5,生产力高，生产力随AT 增加而增加4、 AT >3.5, 生产力也会受到一定的影响，过高也会产生抑制。（二）、降低水体中重金属的毒性（三）、调节CO2的产耗关系、稳定水体 PH（4） 、碱度过高对养殖生物起毒害作

13、用（5） 、促进水体自净能力第三节 硫酸根离子、氯离子、钠离子、钾离子一、硫酸根离子在天然水中的含量：淡水： HCO3->SO42->Cl- ；海水： Cl-> SO42-> HCO3-影响含量的因素：自身各种硫酸盐的溶解度；与其他的离子生成沉淀的溶度积的影响。（一） 、硫在水中的转化0、蛋白质分解作用：蛋白质中的硫首先分解为-2 价硫，无游离氧条件稳定存在，有游离氧时被氧化为高价形式。1、氧化作用：有氧条件下，硫细菌可把还原态的硫（包括硫化物、硫代硫酸盐等）氧化为元素硫或进一步氧化为硫酸根离子。2、还原作用：缺氧条件下，各种硫酸盐还原菌可把SO42-#为受氢体而还原为

14、硫化物。发生还原作用的条件： （ 1 ）缺乏溶氧、 （ 2 ）含有丰富的有机物、（ 3 ）有微生物参与、 （ 4 ）硫酸根离子的含量3、沉淀与吸附4、同化作用：植物、藻类、细菌吸收利用SO42-中的硫合成蛋白质。H2s只能被某些特殊细菌利用，进行光合作用，将 H2s转变为S或SO42-,同时合成有机物二、氯离子在天然水中广泛分布，几乎所有水中都存在Cl- ，但含量差别很大。来源：0、 沉积岩中食盐矿床是主要来源。1、火成岩的风化和火山喷发。2、某些工业废水和生活污水。Cl- 无毒，渔业用水一般不做限定。但对一些养殖品种，含量影响其发育。三、钠离子与钾离子天然水中K+的含量一般远比Na+f氐，K

15、的易被土壤胶粒吸附、被植物吸收K+与Na+与水生生物的关系:0、动物较多需要Na+,植物较多需要 K+1、对淡水动物，钾钠离子含量过多时，K+的毒性强于Na+2、钾离子含量太少，不利于育苗第四节 海水组成恒定性原理一、 海水组成恒定性原理： 不论海水中所溶解的盐类其浓度大小如何， 其中常量成分浓度间之比几乎保持恒定原因：海水的环流、潮流、垂直等运动以及连续不断混合及海水与沉积物界面之间的交换。0、连续不断地进行混合1 、海水体积巨大第三章：溶解气体第一节 气体在水中的溶解度和溶解速率一、气体在水中的溶解度在一定条件下， 某气体在水中的溶解达到平衡以后， 一定量的水中溶解气体的量， 称为该气体在

16、所指定的条件下的溶解度。（一） 、影响气体在水中溶解度的因素气体在水中的溶解度， 首先取决于气体本身的性质。 极性分子气体在水中的溶解度大， 非极性的气体分子在水中的溶解度小； 能与水发生化学反应的气体溶解度大， 不能与水发生化学反应的气体溶解度小。0、温度：一般温度升高气体在水中的溶解度降低。1、 含盐量：当温度、压力一定时，水含盐量的增加，会使气体在水中的溶解度降低。随着含盐量的增加，离子对水的电缩作用（指离子吸引极性水分子，使水分子在其周围形成紧密排布的水合层现象）加强，使得水可溶解气体的空隙减少。2、 气体分压：温度与含盐量一定时，气体在水中的溶解度随气体的分压增加而增加。饱和度：指溶

17、解气体的现存量占所处条件下饱和含量的百分比。二、气体在水中的溶解和溢出速率0、气体的不饱和程度：水中气体含量与饱和含量相差越远，气体由气相溶于液相的速度就越快。1、水的单位体积表面积：单位体积表面积越大，浓度增加越快。2、扰动状况：增加液相内部的扰动作用，把已溶有较多气体靠近界面的水移向深部，把深处含溶解气体较少的水移向界面，可提高溶解速率。三、气体溶解速率的双膜理论气体溶解速率的双膜理论认为： 在气、 液界面两侧， 分别存在稳定的气膜和液膜两层相邻在一起的膜， 这两层膜内流体保持层流状态。而气、 液相呈湍流状态 （层流是指流体质点的运动迹线相互平行， 有条不紊的流动。 湍流是指流体质点的运动

18、迹线极其紊乱， 流向随时改变的一种流体） 。对气体的扰动都不能将这两层膜消除掉，只能改变膜的厚度（ d1 和 d2） 。由此：气相主体内的分子溶入液相主题中的过程有4 个步骤。靠湍流从气相主体内部到达气膜靠扩散穿过气膜到达气- 液界面，并溶于液相靠扩散穿过液膜靠湍流离开液膜进入液相内部第二节：水中的氧气来源和消耗水中的氧气来源空气的溶解：水面与空气接触，空气中的氧气将溶于水中光合作用：水生植物的光合作用释放氧气，是池塘中氧气的主要来源。补水：补水的同时可增加水体氧气的含量。水中氧气的消耗养殖生物的呼吸：呼吸速率随种类、个体大小、水温等而发生变化。水中微型生物耗氧： 水中微型生物耗氧主要包括：

19、浮游动物、 浮游植物、细菌呼吸耗氧以及有机物在细菌参与下的分解耗氧，通常也叫做“水呼吸” ，为水中主要耗氧因素低质耗氧：比较复杂，主要包括：底栖生物呼吸耗氧，有机物分解耗氧，呈还原态的无机物化学氧化耗氧。逸出：当表层水中溶氧过饱和时，就会发生氧气的逸出。第三节：溶氧的分布和变化日较差： 溶氧日变化中 , 最高值与最低值之差称为昼夜变化幅度, 简称为 " 日较差 ".溶氧的变化溶氧的日变化： 由于光合作用是水中氧气的主要来源， 而光合作用受光照的日周期性的影响，而呈一定的变化。溶氧的月变化和季节变化： 随水温变化以及水中生物群落的演变， 溶氧的变化也可能发生一种趋向性的变化。

20、溶氧的垂直分布和水平分布溶氧的垂直分布：受水温、水生生物状况、水体的形态等因素的影响， 在垂直分布上层一定的关系溶氧的水平分布： 由于溶氧的垂直分布的不均一性， 在风力的作用下使溶氧的水平分布表现为不均匀。第四节：溶氧在水域生态系统中的作用溶氧动态对鱼的影响溶解氧对水生动物的直接效应是低氧条件下引起生物体的窒息死亡。维持鱼类正常的生命活动，所需一定的氧。溶氧量低还会影响鱼、吓的摄饵量及饵料系数溶氧量低也会增加养殖鱼、虾的发病率也可使水体毒性增加溶氧过饱和度太高又会引起气泡病胚胎发育二、溶氧动态对水质化学成分的影响0、氧化还原电位1、溶解氧对元素存在价态的影响2、决定厌氧与好氧微生物的活动三、改

21、善养殖水体溶氧状况的方法0、降低水体耗氧速率及数量：常清除淤泥，合理施肥投饵料。1、加强增氧作用，提高水中溶解氧浓度：一方面是利用生物增氧，保证水中有充分的植物营养元素和光照， 增加浮游植物种群数量。 另一方面是人工增氧， 包括机械增氧和化学增氧。第四章：天然水的 PH和酸碱平衡第一节：天然水的 PH一、天然水中常见的弱碱、弱酸1） ）、酸碱质子理论：能给出质子的物质是酸，能结合质子的物质是碱。2） ）、天然水中的常见酸碱物质：碳酸盐、磷酸盐、硅酸盐和铵盐所形成的酸碱物质。二、天然水的PH及缓冲性（一）、天然水的PH天然水由于主要溶解了碳酸盐类酸碱物质，使水具有不同的PH大多数的天然水为中T到

22、弱碱性，PH为6.0-9.0（二） 、天然水的缓冲性天然水都具有一定的维持本身PH的能力，具有一定的缓冲性，其原因是水中存在以下3个平衡系统。0、碳酸盐的一级与二级电离平衡1、碳酸钙的溶解与沉淀平衡2、离子交换缓冲系统：水中的粘土胶粒表面一般都带有电荷的阴离子或阳离子，多数为阴离子， 这些表面带电的基团都可以吸附水中与之带相反电荷的离子， 从而建立离子交换吸附 平衡。第二节：二氧化碳平衡系统分布系数： 由酸碱质子理论和离解平衡关系可直接计算分布系数 （详见分析化学和普通化学）一、开放体系的二氧化碳平衡0、CO2的溶解与逸出平衡1、溶解二氧化碳的电离平衡2、碳酸盐的沉淀与溶解平衡二、影响水体pH

23、 的因素0、化学因素：如：亚铁丰富的地下水注入鱼池后，可使水的pH 降低1、物理因素：温度T pH J ,盐度T pH T2、生物因素：光合作用和呼吸作用3） pH 分布变化特点0、年际变化：冬季降低；夏季升高1、垂直变化：表层水的 pH 值高于底层； pH 值是一个重要的水化及生态因素、影响水中物质的存在形成及迁移过程。四、水体pH变化对水生生物的影响0、pH值超出一定的范围（高限为9. 5，低限为4. 5）,就会直接造成鱼的死亡。1、过高，会使鱼的鳃组织因受腐蚀而患烂鳃病；过低，鱼的血液酸性增加，血液循环受阻，降低了载氧能力，造成缺氧症（ 即使水并不缺氧） 。2、pH值偏高或偏低，亲鱼的性

24、腺发育不良，对鱼类的胚胎发育影响大3、低pH 值下，铁离子和硫化氢的浓度都会增加，而这些成分的毒性又和低pH 值有协同作用，加大了对鱼类的毒害；高pH值又会增大氨的毒性，因为氨离子是水质中碱的重要指标，从而使得池水的pH值偏离了中性到弱碱性范围；4、pH值影响水体的生物生产力，变得过高或过低时，都会抑制水中浮游植物的光合作用和 腐败菌的分解作用，从而影响水中有机质的浓度而影响鱼类的生长繁殖。五、养殖水体pH 的调控（一） 、不同养殖生产阶段，对pH 的要求不同0、石灰清塘时，pH必须大于11才能杀死有害生物，确保清塘效果。1、人工繁殖时pH 以中性微偏碱为好。 pH 小于 6.5 时，人工繁殖

25、就不能顺利进行。人工繁殖过程对低pH的灵敏性依次为：产卵鱼苗生存鱼苗生长鱼卵受精。2、鱼苗培育时，以弱碱性为好， pH较高（8）的鱼苗塘，培育效果往往较好。（二）、对pH偏低的水体应及时合理使用石灰水溶液。0、在池底淤泥积存过多，水中有机物质，特别是腐殖质浓度过高、浑浊黑暗、鱼病有蔓延趋势的情况下，施用石灰水溶液尤为必要，可以使水质、底质向好的方面转化。1、地下水具有水温低、有机物少、有害生物少等优点，对孵化很有利。其缺点是：pH碱度偏低、缺O2, H2s与CO2较多，可能含有重金属等毒物。若能用石灰水处理提高pH,并充分曝气增氧，去害存利，再做孵化用水，常可得良好效果。2、有些水体，缓冲能力

26、小，光合作用进行较强时，pH 就偏高，日差较大。此时，最好能补给CO2（如烟道废气），可以降低pH,提高碱度及缓冲能力。若水中有机物不多，则应同时施有机肥，间接供给CO2此法见效稍慢，但较持久。3、一些专用水质及底质改良剂，也有调节二氧化碳系统的作用。第五章：天然水中的生物营养元素第一节：营养盐与藻类的关系一、必需元素与非必须元素必需元素： 如果某种元素被证明至少是某种生物所必需的，则该元素称为必需元素。常量必需元素：N、P、K、C& Mg S、C H。等；微量必需元素： Fe 、 Mn、 Cu、 Zn、 B、 Mo、 Cl 等。非必需元素： 植物正常生长发育不需要的元素。二、 藻类对

27、营养盐的吸收营养元素：水中的元素N、 P、 Si 等，生物需求量较大，而往往含量较低，常常由于它们的不足而限制了植物的生长繁殖，故把这类元素称为营养元素。营养盐：生物对N、 P、 Si 的利用一般只吸收其中无机化合物的可溶性部分，如硝酸盐、磷酸盐、硅酸盐、铵盐、亚硝酸盐等，故常把这些盐类成为营养盐。藻类吸收营养元素的特点：0、选择性吸收有效形式N: NH4+> NO3->NO2-P： H2PO42-、 HPO4-一般不吸收磷脂类有机态磷1、 比例性按比例吸收营养元素O ： P ： N： C = 138 ： 1 ： 16： 106 （ 摩尔比）= 142： 1 ： 7.2 ： 41

28、（ 质量比）2、吸收速率：a、被动吸收一一靠扩散，吸收速率决定于扩散速度，与浓度梯度有关。b、主动吸收细胞利用呼吸做功可以逆着浓度差吸收营养物质的过程，符合酶反应动力学规律。三、酶促反应：0、Km反映酶对底物的亲和力1、Km可作为藻类细胞能正常生长所需维持水中有效形式营养盐的临界浓度；2、 Km 可用于比较不同浮游植物吸收营养盐能力的大小； Km 值越小，表明酶对底物的亲和力越强，即当较低的S时，V就可以达到较高值；所以当营养盐含量较低时，Km值越小的藻类越容易发展成优势种。4） 影响天然水体初级产量与生产速率的限制因素0 、 营养元素有效形态的实际浓度S 太低；为获得正常的初级生产速率，通常

29、要求水体的S应维持在3Km以上。1、 水体内营养元素的总储量或补给量不足2、 各种营养元素有效形态的浓度比例不适合浮游植物的需要3、 迁移扩散速率太低以致有效浓度不足第二节 ：天然水中的氮一、天然水中氮元素的存在形态0、溶解游离态氮气：天然水中氮的最丰富形态，主要来自空气的溶解。1 、 硝酸态氮（NO3- N） ：富氧水体，含氮物质的最终氧化产物，稳定；缺氧水体，反硝化菌作用而被还原2、亚硝酸态氮（NO2- N）:不稳定，含量少；NH4 +N和NO3-N间的一种中间氧化状态；3、氨（镂）态氮（TNH4-N）:氨（镂）态氮指水体中以NH3和NH4影态存在的氮的含量之和，或称为总氨或总氨氮。4、有

30、机氮化物：尿素、氨基酸、蛋白质、腐殖酸等及其分解产物，含量少，性质复杂。二、天然水中氮的来源和转化（1） 、天然水中氮的来源0、 大气降水的淋浴。1、地下径流从岩石和土壤的溶解。2、水体中水生生物的代谢和固氮作用。3、沉积物中氮的释放。4、 人为污染（工业和生活污水、农业的退水等）5、对养殖水体来说，施肥投饵及养殖生物的代谢是水中氮的主要来源。（2） 、天然水中的氮的转化0、 氨化作用 ： 含氮有机物在微生物作用下分解释放氨态氮的过程即为氨化作用。有无氧条件效率相差不大，但产物有所不同（但都是镂态氮的氮，只是其他产物不同）；pH影响氨化速率，中性、弱碱性效率高；氨化作用所释放的氨是水体的有效氮

31、源之一1、同化作用：水生植物通过吸收利用天然水中的NH4-+ （NH3、NO2f NO3-等合成自身的物质，这一过程称为同化作用。藻类利用无机氮的先后顺序NH4+>NO3-> NO2-,某些藻类直接利用游离氮作为氮源（蓝藻） ，一般仅能吸收无机氮化合物，不能利用有机氮2、硝化作用：在通气良好的天然水中，经硝化细菌的作用，氨可进一步被氧化为NO3-,这一过程称为硝化。在养殖水体中受溶氧和PH等的影响。3、 脱氨作用： 在微生物作用下，硝酸盐或亚硝酸盐被还原为一氧化氮或氮气的过程，为脱氮作用。三、 天然水中无机态氮与养殖生物的关系有益的方面： 在适宜的浓度范围内，增加其含量，促进浮游植

32、物生长，间接促进养殖生产。有害的方面： 浓度过高，常导致疾病的爆发流行。（一） 、 无机态氮的危害：0、 对水质的影响： 含量过高，导致水体富营养化，诱发有害水华或赤潮，危害生态平衡，损害养殖生产。1、 对养殖生物的危害： 影响动物的生长发育和变态，甚至对养殖生物具有毒害作用。（ 1 ） NH4+ 与 NH30、 可通过生物表面渗入体内1、 非离子氨与离子氨均具有毒性2、 毒性大小不同，非离子氨> 离子氨3、影响毒性大小的因素：pH、溶氧、硬度、浓度大小、生物种类、不同发育阶段等（ 2 ）氨0、氨的来源：含氮有机物的分解产品、含氮化合物的反硝化还原、水生动物的排泄物、无机氮肥的施用1、氨

33、氮在池水有明显的昼夜变化、垂直变化和水平变化，这与植物的光合作用，有机物的分解，动物的排泄有密切关系2、防止氨积累和对养殖虾类的危害的措施：换水晴天中午开动增氧机搅水维持良好的水色使用底质改良剂及微生物制剂（硝化细菌直接吸收）调节适中的 pH 值。（ 3 ） NO2- N0、养殖水域中的亚硝酸盐是诱发水产动物暴发性疾病的重要环境因素。1、机理：亚硝酸盐可将鱼虾蟹血液中的亚铁血红蛋白氧化成为高铁血红蛋白，从而抑制血液的载氧能力，造成生理缺氧。2、鱼虾某些新陈代谢功能失常，体力衰退，此时鱼虾很容易患病，很多情况出现大面积暴发疾病死亡。长期生活在含高浓度亚硝酸盐水中的鱼虾蟹，会出现慢性中毒，此时鱼虾

34、摄食量降低，鳃组织出现病变，呼吸困难，骚动不安。四、防治方法（1） 、 物理方法0、 加注新水 1 、 曝气 2 、 沸石粉 3 、 麦饭石 4 、 纳米净水材料（2） 、化学方法0、 次氯酸钠 ： 释放新生态氧，具有氧化能力，将亚硝酸盐氧化为无毒性的硝酸盐氮。1、 臭氧 ： 具有强的氧化能力，氧化亚硝酸盐（3） 、生物学方法0、 光合细菌 1 、 诺卡氏菌属 2 、 浮游植物的大型绿藻、席藻、螺旋藻和小球藻3 、大型水生植物的伊乐藻、轮叶黑藻（4） 、固定化微生物技术0、 吸附法：又叫载体结合法，是以微生物细胞自然附着力 （物理吸附、离子结合） 的方式通过固定在载体表面和内部形成的生物膜而发

35、挥作用。1、 包埋法：是指用高分子材料制成凝胶，将微生物包埋在其内部的一种物理方法。（五） 、 微生物制剂利用微生物间的互生关系、辅代谢等生理特性，将具有特定生物转化能力的菌株经过筛选、扩增、放大培养制成菌剂 , 投放到受污染的环境中，对污染物进行原位降解和转化。五、 池水氨氮、亚硝酸氮含量的调控0、 严格投喂管理1 、 维持良好的池塘水色2 、 促进水池的混合对流3 、 适量换水，并掌握合理的换水时间 4 、 提高池塘排污效率5 、 施用适量的沸石粉6 、 施用适量的光合细菌和芽孢杆菌等有益微生物制剂 7 、保持池水中浮游动物种群数量的相对稳定第三节： 天然水中的磷植物营养三要素之一， 一切

36、藻类必须的营养元素， 磷化合物其溶解性小，迁移性小，所以养殖水体内磷的补给量和迁移速率往往满足不了藻类需要，故磷常成为水体中藻类和其它水生植物的限制性营养元素一、天然水中磷的存在形态（1） 、溶解态无机磷0、无机正磷酸盐：以H3PO4 H2P04r HPO42- PO43-的形态存在，各部分的相对比例（分布系数）随PH的不同而异。1、无机缩聚磷酸盐：受工业废水或生活污水污染的天然水含有无机缩聚磷酸盐，他们是某些洗涤剂、去污粉的主要添加成分。（2） 、溶解态有机磷主要是指一些低分子有机磷：如磷酸腺甘、ATP、ADP AMP等，a -磷酸甘油酸以及磷脂，主要来自水生生物的代谢废物（3） 、颗粒磷悬

37、浮颗粒物直径大于 0.45um 的物质。这些颗粒内部或表面常常含有有机磷和无机磷酸盐，颗粒状无机磷主要为：Ca10（PO4）6（OH）2、Ca3（PO4）2、FeP04等容度积极小的难溶性磷酸盐。活性磷酸盐凡能与酸性钼酸盐反应的， 包括磷酸盐、 部分溶解态的有机磷酸盐、 吸附在悬浮物表面的磷酸盐以及一部分在酸性中可以溶解的颗粒无机磷等统称为活性磷化合物； 相反为非活性磷化合物。由于活性磷化合物主要以可溶性磷酸盐的形态存在，所以通常称为活性磷酸盐。（4） 、有效磷与总磷有效磷：能被藻类直接吸收利用的磷。一般可把活性磷看成有效磷总磷：包括水样中各种形式的磷二、天然水中活性磷酸盐的分布变化及其影响因

38、素（1） 、参与天然水中磷循环的各种因素0、生物有机残体的分解矿化：在天然水中，水生生物的残体以及衰老或受损的细胞，由于自溶作用而释放磷酸盐。 同时， 因悬浮于温跃层和深水层暗处受微生物的作用而迅速再生的无机磷酸盐，构成水体中磷酸盐的重要来源。1、沉积物的释放：大多数地表水水质系，其沉积物为上覆水有效磷的一个巨大的潜在源。2、水生生物的分泌与排泄：天然水中浮游植物在分泌出有机脂等有机态磷并使之重新参与磷循环方面起着重要作用。浮游动物排泄的磷酸盐常常是有机磷的重要的再生途径。3、水生植物的吸收利用：天然地表水的真光层中，大量的有效磷在水生植物生长繁殖过程中被吸收利用， 构成天然水中磷循环的重要环

39、节之一。 其中： 在大多数缺磷饥饿的藻类细胞，一旦接触到有效磷含量较高的水质环境， 其吸收利用的速度极快， 此时， 多吸收的磷一般以多聚磷酸盐的形态储存在细胞中。4、若干非生物学过程：天然水中含磷物质的外部来源主要为降水、冲刷土壤地表径流以及生活污水。 可溶性喊磷物质的化学沉淀或吸附沉淀可以使部分有效磷离开水体。 天然水体内的化学沉淀作用，主要是通过Fe3+、Al3+、Ca2+等离子形成难溶磷酸盐沉淀。此外，悬浮于水中的粘土微粒或胶粒， 可把说中的磷酸二氢盐紧紧吸附在其表面， 并无论是水体中的化学沉淀或者液固界面上的吸着作用都可以降低水中的有效磷浓度， 所以大多数区域都是严重缺磷的，致使磷成为

40、初级生产力的重要限制因素。通常，随着水体PH 的降低，有效磷的化学沉淀或吸附固定的趋势减小。（2） 、磷循环的特点：0、磷循环中，始终以磷氧四面体PO43- 基团在生物与非生物间交换1、 由于不发生反应机理较复杂、反应速度较慢的氧化还原反应，故磷循环所需要时间较短2、 在气温较高季节，水生生物（浮游植物）量大，施磷肥后不久，测得水体中可溶性磷增加不明显或甚少（3） 、 磷的无效形式的有效化0、含磷有机物的矿化： 和自然界各有机物矿化一样，含磷有机物矿化也和微生物活动密切相关，特别是微生物体外磷酸酶活性高低关系更重要；“磷酸酶”活性高低，主要与温度、pH和DO有关-从pH和DO这两个条件来看底质

41、层不利于有机磷化合物矿化，增高pH有利于有机态磷的矿化和交换解吸。1、难溶无机磷酸盐的溶解：无机磷酸盐的溶解，同样离不开细菌的作用 ；降低pH,出现还 原性条件则有利于难溶无机磷酸盐的溶解。（4） 、 磷的分布特点0、 不同季节增磷作用和耗磷作用强度差1、 同一季节、同一水体在不同水层，增磷和耗磷情况有差异2、 因而水体内的磷表现出明显的时空分布不均现象3、 藻类大量增殖的季节与水层，越可能发生缺磷，这就需据具体情况采取一定措施第四节 天然水中的硅和微量营养元素一、天然水中的含硅化合物0、天然水中的含硅化合物的存在形式有可溶性硅酸盐、胶体、悬浮物以及作为硅藻组织的硅等，可溶性硅大多以正硅酸及其

42、硅酸盐存在。1、天然水中有效硅酸盐是许多浮游植物必须的一种大量营养元素，尤其是对于硅藻类浮游植物、放射虫和硅质海绵，是构成其机体的不可缺少的组分。2、硅藻及其他生物对硅的吸收利用以及与Ca、 AL 等离子的沉淀反应可降低有效硅的浓度，而含硅悬浮物的溶解， 特别是薄壁硅藻残骸的沉降过程的溶解， 可使有效硅含量增加。 厚壁型硅藻死亡后溶解较慢，往往沉降至底层或进入沉积物而脱离循环。3、大陆上含硅岩石风化后，被溶解呈胶状的硅酸、铝硅酸或其盐类，随大陆水不断被带入海水，成为海洋中硅的重要来源。二、铁0、铁属于动物和植物不可缺少的微量营养元素，是叶绿素、血红素中的组成部分，也是某些酶的重要成分， 在生物

43、氧化还原过程中起着重要作用， 也是海洋中初级生产力的限制性因子。1、一般，天然地面水的含铁量较低，地下水的含铁量较高。地面水和地下水中的含铁量与水流经地区所接触的岩石土壤的含铁量有关。2、含大量铁的地下水（主要为二价铁）大量注入鱼池，会使水质发生一系列的变化，二价铁被氧化成氢氧化铁，水变浑浊， PH 降低，氢氧化铁絮凝时会将水中的藻类及悬浮物一并混凝、下沉，使水有变澄清。过几天浮游植物又会繁生，水色又渐渐变深， PH 回升。大量二价铁氧化成氢氧化铁是要消耗水中的氧， 使水体缺氧， 且大量的氢氧化铁微粒会堵塞鱼鳃，聚沉藻类。（一） 、 富铁水的危害富铁水特点：地下水， pH 较低、缺氧： Fe2

44、+铁的去除 （ 富铁地下水不能直接使用 ）0、 接触氧化过滤法： 以表层覆有一层二氧化锰的砂或沸石作为过滤材料。同时在水中添加氧、氯气或高锰酸钾等氧化剂，从而形成Fe（OH）3 而除去过量的铁1、 氧化凝集处理法：以曝气的形式，将铁形成Fe（OH）3 而沉淀的分离法。 Fe（OH）3 为胶状体在水中悬浮，可添加明矾等凝集剂，将胶体的铁凝剂并与Al（OH）3 凝集沉淀一同分离2、臭氧法：用臭氧进行氧化，形成凝集沉淀，过滤以去除铁，一般臭氧1 分钟即有90%的去除率。发生的化学3、 铁细菌： 铁细菌能将二价的铁化合物氧化成为三价的铁化合物而获得能量， Fe（OH）3 沉 积在菌体表面或其分泌物中，

45、这类细菌广泛存在于自然界尤其是地下水中，只要水中含0.02mg/L 的铁即会繁殖，井水中往往有铁锈状物质或红褐色的粘片状物质，就是铁细菌繁殖的缘故。（2） 、铁的来源0、大气气溶胶干湿沉降的铁输入（开阔远海）1、垂直混合和上升流输入 （ 开阔远海）2、河流和底层沉积物输入（沿海和大陆架）3、表层水中生物细胞铁的循环利用（沿海和大陆架）（3） 、淡水湖泊中铁的来源0、流域岩石土壤的分化侵蚀产物1、大气沉降2、工农业生产及城市生活废水三、其他微量元素（一）、铜与锌铜与锌都是植物生长必不可少的微量营养元素，均在数种酶中起决定性作用。铜在叶绿素合成中起主要作用，锌则参与了植物体中生长素（口引喋乙酸）的合成。植物缺铜则出现缺绿症，缺锌则生长受阻。铜和锌也是动物不可缺少的元素，在地表水中均以正二价态存在。都有易被络合与被吸附的性质。 铜过量对生物有害，而锌对海洋生物的毒性受环境因素如硬度、溶解氧、温度等的影响。（二）、镒与铝镒是生理上进行的一些可逆反应不可缺少的元素，还是提高植物呼吸作用的重要物质，能