养殖水环境化学_绪论

1、水环境化学绪论第一节 环境第一节 环境第二节 水环境及养殖水环境环境的特征环境的复杂性环境问题人类文明发展形式的几个特征文明类型 采猎文明农业文明工业文明 生态文明时段公元前200万年至公元前1万年公元前1万年至公元18世纪公元18世纪至今天今天至子孙后代对自然的态度依赖自然改造自然征服自然 善待自然环境问题 不明显森林砍伐、地力下降、水土流失从地区性公害到全球性灾难公害到全球性灾难解决人类的认识听天由命牧童经济环境保护 可持续发展人类文明发展形式的几个特征环境问题 人类的进步，工业的快速发展，给人类带来了物质文明，同时也伴随着环境污染和生态破坏。全球环境问题19721987烟尘、粉尘污染烟尘

2、、粉尘污染烟雾中的城市烟雾中的城市小小 炼炼 油油大气污染污染的土壤水体污染33211工程工程第九个五年计划，中国的国家级的重点环境治理项目是什么呢？简称为“33211工程”。第一个3是三个湖泊（太湖、滇池、巢湖）；第二个3，三条河流（淮河、辽河和海河）；第三个2，是一个大气污染控制器，叫SOx 硫化物和NOx氮氧化物；第四个1是北京市的大气环境；最后一个1是渤海的赤潮问题。33211工程水 水是一种宝贵的自然资源。人类生活、工业生产、农业灌溉，都离不开水。可以说，没有水，人类就无法生存。水污染问题 工业“三废”与生活污水 农业灌溉养分流失与水体富营养化 水源保护与污水处理/ /代价水污染问题

3、现在全世界水资源污染十分严重，我国也是如此。我国7大水系水污染概况水质恶化养殖水环境化学l水体污染对水产业的影响l搞好水质调控l重视水产业对环境的污染养殖水环境化学：研究化学物质在养殖水环境中的来源、 存在形态、化学特性、迁移转化规律以及与养殖生产关系的一门科学。实例实例实例1 1. .v盲目施用氮肥，可使水中的铵态氮肥过剩，而盲目施用氮肥，可使水中的铵态氮肥过剩，而浮游植物由于得到充分的营养而迅速生长繁殖，浮游植物由于得到充分的营养而迅速生长繁殖，致使水体致使水体pHpH值升高，非离子氨的含量上升，从值升高，非离子氨的含量上升，从而导致养殖生物的死亡而导致养殖生物的死亡实例实例2.2.v在海

4、水虾类育苗中，采用浓缩海水配制育苗用在海水虾类育苗中，采用浓缩海水配制育苗用水时，仅考虑盐度，而忽略其它主要离子的含水时，仅考虑盐度，而忽略其它主要离子的含量，致使幼体无法正常生长甚至发生死亡量，致使幼体无法正常生长甚至发生死亡 实例实例3.3.v清塘清淤后未对水体清塘清淤后未对水体pHpH进行及时的调控，使放进行及时的调控，使放入的鱼苗急性死亡入的鱼苗急性死亡 v实例实例1.1.v在对虾养殖过程中，残饵、对虾排泄物及动植物残体的在对虾养殖过程中，残饵、对虾排泄物及动植物残体的累积与分解，使虾池底泥和水中的硫化物、氨氮和亚硝累积与分解，使虾池底泥和水中的硫化物、氨氮和亚硝酸盐等含量上升，溶解氧

5、降低，虾池生态环境恶化，这酸盐等含量上升，溶解氧降低，虾池生态环境恶化，这一自身污染问题没有解决，很有可能诱发对虾病害的发一自身污染问题没有解决，很有可能诱发对虾病害的发生生 v实例实例2 2v养殖废水未经任何处理而向天然水体、包括海域排放，养殖废水未经任何处理而向天然水体、包括海域排放，将加速水域富营养化，恶化水质，引起病害传播，而受将加速水域富营养化，恶化水质，引起病害传播，而受到污染的近岸水又被抽进或纳入养殖池，造成了二次自到污染的近岸水又被抽进或纳入养殖池，造成了二次自身污染，再次危及养殖生物身污染，再次危及养殖生物 一. 我们生活的环境一. 我们生活的环境环境介质与化学圈之间关系（一

6、）大气圈（一）大气圈n N2、O2、Ar是主要成分；n CO2、O3、水汽是可变成分，但对地球气候影响很大。o3v 温室效应v 臭氧层破坏v 酸雨肆虐一臭氧层臭氧层的破坏南极臭氧空洞酸雨v pH5.6（二）岩石圈（二）岩石圈概念：地球表层具有刚性的这一部分，由地壳和上地幔顶部组成, 厚度约60120km。l 岩石和矿物对天然水化学成分的形成有重要的作用l 粘土矿物晶体一般小于2m，是天然水中胶体颗粒 物的主要成分之一 粘土矿物成分l 粘土矿物主要有高岭石、蒙脱石、蛭石、粘土级云母、 伊利石等土壤n 组成：固体物（50%）， 约50%的气相和液相。n 化学成分：除不同母质 外，还含有丰富的有机

7、质，对天然水化学成分 的形成有重要影响。 土壤土壤：地表岩石经各种作用后形成的松散体。（三）水圈l 狭义：指海洋与陆地各种贮水水体，包括海洋、江河、 湖泊、冰盖、地下水、沉积物中的间隙水等。l 广义：还包括其他各圈层中存在的水。（三）水圈1.世界水资 源的分布1.世界水资 源的分布储存地存水量(kg)水的停留时间(year)海 洋1.39102137600冰2.92101915000地下水8.301018湖 泊2.3010176.2大 气1.3010160.028江 河1.2510150.0337(=12天) 天然水的储量约为1428 1018 千克，江河水约占千万分之九，储量最小，海洋水占9

8、7.3%。天天然然水水的的存存在在形形式式水 循 环水水 循循 环环 水的自然循环：指自然界的水在水圈、大气圈、岩石圈、生物圈四大圈层中通过各个环节连续运动的过程。包括：蒸发、水汽输送、降水、地表径流、下渗、地下径流等各个环节。水的地球化学循环水的地球化学循环：海洋蒸发地面径流与地下径流（10% ）淋溶岩石、土壤后汇聚成江河水流回大洋。2.中国水资源现状2.中国水资源现状l 供需矛盾突出l 时、空分布不均衡和水、土资源组合不平衡 南水北调工程l 水污染及水资源浪费状况严重 我国缺水的类型：资源型缺水，工程型缺水，水质型缺水。水资源总量分布 中中 国国 丰富：东部、南部；缺乏：西部、北部3、天然

9、水质系的构成3.天然水质系的构成1) 天然水中的主要成分及其复杂性l 水质系：水及其中溶存的物质构成的体系。l 天然水：海洋、江河、湖泊（水库）、沼泽、冰雪等 地表水与地下水的总称。 天然水体所含的成分与天然水形成的历史和水文地理环境条件有密切关系。水体不仅包括水，而且包括水中的悬浮物、水生生物和底泥，它是完整的生态系统或自然综合体。天然水中的物质天然水中的物质 溶解气体 溶解物质胶体物质悬浮物质主要气体：N2、O2、CO2微量气体：H2、CH4、H2S主要离子：Cl-、SO42-、HCO3-、CO32-、Na+、Ca2+、Mg2+生物生成物：NH4+、NO3-、NO2-、HPO42-等微量元

10、素：Br-、I-、F-、Ni、V、Au、Ba等无机胶体：SiO2、Fe（OH）3、Al（OH）3有机胶体：腐殖质胶体细菌藻类及原生动物泥土、黏土其他不溶物质天然水质系特点 与养殖生产密切相关的水质指标有：盐度、碱度、硬度、DO、 pH、总氨、亚硝酸盐、磷酸盐、COD等。 种类繁多，含量相差悬殊 分散程度复杂 存在各种生物水质指标体系水质指标体系概念生物生物水质指标水质指标化学化学物理物理放射性放射性2) 天然水中化学成分的形成l 大气淋溶：降水l 从岩石、土壤中淋溶l 生物作用：光合、呼吸、代谢及尸体腐解产物 l 次级反应与交换吸收作用l 污染物的排放2) 天然水中化学成分的形成各种岩石、矿物

11、经化学风化后有可溶成分形成各种岩石、矿物经化学风化后有可溶成分形成在NaCl含量高的水体中： 发生次级反应：二、环境化学与养殖水环境化学 概念研究人类环境质量及其控制、改善的原理、技术和方法的综合性科学。上世纪8090年代得到迅速发展的新兴学科。二、环境化学与养殖水环境化学 分支学科环境化学、环境生物学、环境物理学、环境地学、环境工程学、环境医学、环境管理学、环境经济学、环境评价学等。（一）环境化学的任务和研究内容1. 环境科学2. 环境化学2. 环境化学 概念： 研究有害化学物质在环境介质中的来源、存在形态、化学特性、行为和效应、控制和治理的化学原理和方法的科学。 发展：在20世纪40年代以

12、后出现了“光化学烟雾”、“水俣病”、“骨痛病”等环境污染灾害后迅速发展起来。 特点：从微观的原子分子水平上研究宏观的环境现象及防治方法，研究其中的化学机制。分支各圈层环境化学：化学污染物在大气、水体和土壤环境中的形成、迁移、转化和归趋过程中的化学行为和生态效应。分支：各圈层环境化学（大气环境化学、水环境化学、岩石土壤环境化学），环境分析化学，环境工程化学等。（二）水环境化学与水产养殖l 研究对象水质系l 研究内容 研究天然水体化学物质的来源、存在形态、迁移转化、生态效应及污染水体的治理方法等l 研究水域： 江河、湖泊、水库、池塘、近海的重点水域 地下水（二）水环境化学与水产养殖1. 水环境化学

13、研究的应用基础理论l 研究的应用基础理论 * 界面物理化学过程 * 金属形态转化动力学过程 * 有机物化学降解过程与光化学降解过程 * 金属与类金属元素的甲基化过程 * 持久性有机污染毒物的定量结构与活性关系2. 水环境化学与水产养殖养殖水环境化学：研究化学物质在养殖水环境中的来源、 存在形态、化学特性、迁移转化规律以及与养殖生产关系的一门科学。2. 水环境化学与水产养殖l 水产养殖的稳产高产离不开养殖水环境的调控l 水产养殖业的不当发展也会对水环境产生胁迫，并 反过来影响水产养殖生产l 其它污染对水产养殖的影响不容忽视环境承载能力环境承载能力水质恶化-养殖失败 氨态氮中毒 海水比淡水更怕缺氧

14、、气泡病 pH升高 盐度变化导致河蟹死苗 水质恶化 直接影响生物生长存活 间接影响：化学成分、生物组成水质调控配对育苗用水三. 该课程在专业教学中的地位和作用三. 该课程在专业教学中的地位和作用1. 教学内容水化学成分的水化学成分的 动态规律动态规律 水质监测技术水质监测技术 水质控制方法水质控制方法各水质指标的各水质指标的 生态学意义生态学意义 l 水环境化学成分的动态规律 天然水与养殖水中常见的化学成分的来源、迁移、分布、变化及评价；侧重水生生物对水化学成分的影响。 l 水质控制方法 重点应在管理和调控水质。根据水环境化学成分的动态规律对水质管理提出一般性意见。l 水质化验技术 对取样、化

15、验等提出技术要求，化验结果进行审查。 2.课程教学的基本要求2.2.课程教学的基本要求l 水化学基本理论： 天然水和特定水体的主要理化特性、化学组成与时空分布变化规律及其与环境条件之间的相互关系；与水生生物相关的主要化学过程和动态平衡状况；各类污染物质在水环境中的迁移转化机理以及污染的生态效应等。l 水质监测技术：常规水质指标分析测定的原理与方法、掌握实验的基本操作和技能。l 养殖水质调控技术：养殖水质调控的基本原则与方法、水处理新技术。l 水产养殖与环境的可持续发展 养殖水化学在专业教学中的地位 鉴于水化学与水生生物之间的密切关系，养殖鉴于水化学与水生生物之间的密切关系，养殖水化学成为水产养殖专业的专业基础课，它一方水化学成为水产养殖专业的专业基础课，它一方面为学生学习专业课程奠定基础，又要为学生将面为学生学习专业课程奠定基础，又要为学生将来从事水产养殖专业的生长和科研工作奠定基础。来从事水产养殖专业的生长和科研工作奠定基础。3.课时安排章 节 学 时绪论21 天然水的主要理化性质 32 天然水的主要离子 43 溶解气体44 天然水的pH和酸碱平衡5 天然水中的生物营养元素 46 水环境中的有机物、重金属37 水污染和水质标