水化学重点整理2015春（梁芝源）

绪论第一章天然水的主要理化性质第二章天然水的主要离子第三章天然水的溶解气体第四章天然水的pH和酸碱平衡第五章天然水的生物营养元素第六章天然水中的有机物第七章天然水的重金属第八章几种主要类型天然水的水质第九章污染物的毒性与毒性试验第十章水质标准与水质评价00绪论1、概念天然水体：指包括水中悬浮物、溶解性物质、水生生物、、底泥等在内的一个完整的自然综合体。水质：指水及其中所存在的各类物质所共同表现出来的综合特性。水质指标：是用以评价一般水域特性的重要参数，可据其对水质的类型进行分类，对水体质量进行判断和综合评价。水质指标按其性质的不同，可分为物理的、生物的和化学的指标。透明度：表示水体透明程度的指标。把透明度板（Sechi板，为直径25cm的白或黑白相间色板）沉入水中至恰好看不到板面白色，此时的深度称为透明度。悬浮性固体：即将水样过滤（玻璃坩埚、石棉层古氏坩埚、滤纸-粒径各不相同）截留物烘干后的残余固体的量，也就是悬浮物质的量，包括不溶于水的泥土、有机物和微生物等。溶解性固体：即水样过滤后，滤液蒸干的残存固体量，包括溶于水中的无机盐类及有机物。2、反映水质的主要物理指标和化学指标（1）物理指标：温度、嗅与味（经验丰富者可据此推测杂质与有害成分）、颜色与色度、混浊度（光线透过水层时受到阻碍的程度，规定1mgSiO2.L-1所构成的混浊度为1度）与透明度、固体含量（2）化学指标：酸（pH）、碱度（ALK）、硬度（Ca2+、Mg2+）；电导率、盐度（S）；化学耗氧量（COD）、生化需氧量（BOD）、溶解氧（DO）、氧化还原电位（PE）；F-、Cl-、NO3-、NO2-、NH4+、TN、PO43-、TP、SiO32-3、天然水的构成第一章天然水的主要理化性质一、基本概念1、离子总量：ST，是指天然水中各种离子的含量之和。（单位：mg/L、mmol/L或g/Kg、mmol/Kg）2、矿化度：用蒸干（标准温度：105~110℃）称重法得到的无机矿物成分的总量。反映淡水水体含盐量的多少。3、盐度的原始定义：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的质量与海水质量之比，称为盐度。以10-3或‰为单位，用符号S‰表示。4、氯度的原始定义：将1000g海水中的溴和碘以等当量的氯取代后，海水中所含氯的总克数。5、氯度的新定义：海水样品中的氯度相当于沉淀海水样品中全部卤族元素所需纯标准银（原子量银）的质量与该海水样品质量之比的0.3285234倍，用10-3作单位。用Cl符号表示。6、天然水的依数性：指稀溶液蒸汽压下降（△p），沸点上升（△tb），冰点下降（△tf）值都与溶液中溶质的质量摩尔浓度（b）成正比，而与溶质的本性无关。7、标准海水：氯度值被准确测定了的大洋海水，用作测定其它海水的盐度或氯度的标准。8、人工海水：模拟海水常量组分的浓度，采用纯的化学试剂，用蒸馏水配置而成，其组成与天然海水近似，故称人造海水。它不含有天然海水所有的悬浮物和有机物质。9、电导率：电导率等于电导G（电阻的倒数）乘以导体的长度L，再除以导体的横截面A：。电解质溶液的电导率可理解为在相距1m（或1cm），面积为1㎡（或1cm2）的两平行电极之间充满电解质溶液时两电极间具有的电导。其影响因素有离子的性质和浓度、溶液的温度和黏度等。测定电导率的标准温度为25℃，单位为西门子/厘米，西门子/米等10、补偿深度：有机物的分解速率等于合成速率的水层深度称为补偿深度。补偿深度平均大约位于透明度的2~2.5倍深处。二、哪些参数能反映天然水的含盐量？相互间的关系？（1）反映天然水含盐量的参数有：A)离子总量STB)矿化度（矿化度测定的标准温度：105~110℃）C)海水的氯度（Cl）D)海水的盐度（S）E)其他：海水的折光率、海水的密度（2）相互关系：盐度与氯度：S‰=1.80655Cl‰三、含盐量与养殖生产的关系（1）天然水的含盐量相差悬殊含盐量低的，离子总量每升只有数十毫克，如福建、广东沿海一些河流、水库；含盐量高的，离子总量每升可达数十克甚至数百克，如大洋海水离子总量可达35g/L，新疆、四川一些地下水离子总量可达300g/L以上。（2）水生生物有一定的适应盐幅（3）淡水鱼类适应的盐幅与pH和碱度有关（4）鱼类对盐度的适应范围与个体发育的不同阶段有关鲢、鳙鱼苗的耐盐上限：2.5g/L夏花鱼种：3.0g/L鲢鱼仔鱼期：5.0-6.0g/L鲢鱼成鱼期：8.0-10.0g/L（5）海水贝类、虾类、蟹类不同发育阶段对盐度要求不同。海湾扇贝D形幼虫生长的适应盐度范围为22-23，变态最佳盐度为21-37（何义朝，1990）。日本对虾幼体最适盐度范围为10.2～26.9，盐度20.3时增长率与增重率最大（臧维玲等，2002）。中华绒螯蟹育苗的适宜盐度为12～29，过高过低也都使出苗率迅速下降（臧维玲等，2002）。（6）一些广盐性生物，其渗透调节能力很强四、海水的密度、盐度、温度间关系,海水密度测定的标准温度海水的密度是盐度、温度、压力的函数。（1）海水最大密度时的温度与盐度的关系：{t最密}℃=3.975-0.2168S+1.282×10-4S2（2）海水的冰点与盐度的关系：{tf}℃=-0.0137-0.05199S-7.225×10-5S2当tf=t最密时解联立方程可以得到：tf=t最密=-1.35℃S=24.95海水密度测定的标准温度：17.5℃在其他温度下测定密度皆需换算成该温度下的密度：σ17.5=αt+K五、海水冰点、蒸汽压、沸点与盐度关系（1）在标准压力下海水的冰点与盐度的经验关系为：{tf}℃=-0.0137-0.05199S-7.225×10-5S2（2）海水的蒸汽压：海水的饱和蒸汽压p比纯水低，它与盐度S有如下直线关系：盐度对于天然水的饱和蒸汽压影响不大。六、在水域生态学中通常用透明度来反映可见光在水中的衰减状况七、天然水的阿列金分类法■根据含量最多的阴离子分为三类：碳酸盐类C、硫酸盐类S、氯化物类Cl。■根据含量最多的阳离子分为三组：钙组Ca、镁组Mg、钠组Na■根据阴阳离子含量的比例关系分为四个型：八、引起水体流转混合的主要因素：风力的涡动混合、密度差引起的对流混合九、湖泊（水库）四季的典型温度分布特点水温的垂直分布有明显的季节特点。尤其是在我国北方地区，夏季一般是上层水温高，下层低，形成水温的正分布；冬季则是上层低，下层高，形成水温的逆分布；春、秋季节是以上下水温几乎相同为特征，称为全同温。■冬季的逆分层期；■春季的全同温期；■夏季正分层期（停滞期）；■秋季的全同温期。夏季正分层期（停滞期）：由于太阳辐射能量的绝大部分在表层约1m的水层被吸收，并且主要加热表面20cm的水层。如无对流混合作用，水中热量往下传播很慢（水的导热性小）。夏季或春季如遇连续多天的无风晴天，就会使表层水温有较大的升高，这就增加了上下水混合的阻力。风力不足够大，只能使水在上层进行涡动混合。造成上层有一水温垂直变化不大的较高温水层，下层也有一水温垂直变化不大的较低温水层，两层中间夹有一温度随深度增加而迅速降低的水层，称温跃层，又称间温层。十、室外海水越冬池底层保温的关键？原因？北方地区海水池塘的室外越冬盐度为35的海水冰点为-1.9℃，最大密度温度（-3.5℃）比冰点低。在秋末冬初降温过程中，如果池水盐度均匀，上下水温将同时下降（全同温），密度流可以一直持续到上下均-1.9℃，然后表层再结冰，不需要依靠风力的吹刮。这对安全越冬是很不利的。为了在底层保持较高的水温，应该使上下盐度有差异——依靠底层水较高的盐度来维持较高水温（用增加盐度的“增密”补偿升高温度的“降密”）。可见，室外海水越冬池底层保温的关键是添加低盐度的海水或者淡水。附：湖泊（水库）四季的典型温度分布水温的垂直分布有明显的季节特点；在我国北方地区，夏季一般是上层水温高，下层低，形成水温的正分布—夏季的正分层期（停滞期）冬季则是上层低，下层高，形成水温的逆分布-冬季的逆分层期春、秋季节是以上下水温几乎相同为特征—全同温期水温同样是相差1℃，在低温段引起的密度差比较高温度段的密度差要小很多，如在25℃附近时相差1℃的水的密度差，是4℃附近相差1℃的水的密度差的31.5-32.6倍。可见在较高温度时，风力使水流转所需克服的热阻力较大。第二章天然水的主要离子一、基本概念1、硬度：水中二价及多价金属离子含量的总和。Ca2+、Mg2+、Fe2+、Mn2+、Fe3+、Al3+…硬度单位：2、暂时硬度：即碳酸根硬度，指水中与HCO3－及CO32－所对应的硬度。这种硬度在水加热煮沸后，绝大部分可以因生成CaCO3沉淀而除去，故又称为暂时硬度。3、永久硬度：即非碳酸盐硬度。对应于硫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。它们用一般煮沸的方法不能从水中除去，所以又称为永久硬度。4、碱度：反映水结合质子的能力，也就是水与强酸中和能力的一个量。天然水中构成碱度的主要物质是HCO3－、CO32－、OH－、H4BO4－，另外还有H2PO4－、HPO42－、NH3等。（表示单位与硬度相同）海水主要离子组成的恒定性-海水化学的显著特征“海水主要成份组成恒定性原理”，或称为“Marcet原理”或“Dittamr定律”-------海水的总含盐量或盐度是多变的，但常量成分浓度间的比值几乎保持恒定。二、硬度与养殖生产的关系；养殖水体对硬度的要求a）钙、镁是生物生命过程所必需的营养元素。钙是动物骨骼、介壳的重要组成元素，对蛋白质代谢和碳水化合物的转化等有重要影响；缺钙引起动植物生长发育不良。镁是叶绿素中的成分，各种藻类都需要镁；镁在糖代谢中起着重要的作用；等等。池水总硬度小于10mg/L(0.2mmol/L)，即使施用无机肥料，浮游植物也生长不好；总硬度为10～20mg/L(0.2～0.4mmol/L)时，施无机肥料的效果不稳定；在总硬度大于20mg/L时，施用无机肥料后浮游植物才大量生长。美国有人在软水池塘进行施生石灰的试验：当总硬度由7.8mg/L增至32mg/L后，水中碱度增大至原来的4倍，罗非鱼的产量增加约25％。b）钙离子可降低重金属离子和一价金属离子的毒性。c）钙、镁离子可增加水的缓冲性。d）水中钙、镁离子含量和比例，对海水鱼、虾、贝的存活有重要影响。三、淡水、海水碱度的构成；海水碱度=[HCO3-]+2[CO32-]+[H4BO4-]+[OH-]-[H+]≈[HCO3-]+2[CO32-]+[H4BO4-](碳酸盐碱度+硼酸盐碱度）淡水碱度=[HCO3-]+2[CO32-]+[OH-]-[H+]≈[HCO3-]+2[CO32-]（碳酸盐碱度）四、碱度与养殖生产的关系；养殖水体对碱度的要求（1）碱度可以降低重金属的毒性重金属一般是游离的离子态毒性较大；重金属离子能与水中的碳酸盐形成络合离。如，铜的有毒形式Cu2+、CuOH+，当湖水的碱度足够大时，加进水中的铜约有90%转化为盐酸盐络合物，Cu2+、CuOH+的实际浓度很低，因而表现出铜的毒性减少。PS：在用重金属防治鱼病时，要注意重金属的用量（剂量）与水体的碱度有关。碱度大，重金属的药效就会降低。（2）调节CO2的产耗关系、稳定水的PH值。（3）碱度过高对养殖生物的毒害作用①碳酸盐碱度对鱼的毒性随着PH的升高而增加；②一些经济鱼类对高碱度的耐受能力：青海湖裸鲤＞瓦氏雅罗鱼＞鲫＞丁鱥＞尼罗罗非鱼＞鲤＞草鱼＞鳙、鲢；③养殖用水碱度的适宜量以1~3mmol/L较好；④雷衍之提出，四大家鱼养殖用水碱度的危险指标是10mmol/L碱度的致毒原理：影响了生物体内的酸碱平衡；对水生动物的鳃和表皮有腐蚀作用。五、硫在水中的转化：硫在水中的转化蛋白质分解作用氧化作用还原作用沉淀与吸附作用同化作用还原作用(反硫化作用)在硫酸盐还原菌的作用下，SO42－被还原成硫化物条件：缺乏溶氧:O2＞0.16mg/L还原作用停止水中含有丰富的有机物有微生物参与水中硫酸根离子含量丰富六、天然水中的K+含量一般远比Na+低的原因（1）K+容易被土壤胶粒吸附，移动性不如Na+（2）K+被植物吸收利用K＋的毒性强于Na+，影响动物的神经活动七、盐碱地池塘水质特点及调控方法(1)盐碱地池塘的水质特点：高盐、高碱、高PH（2）盐碱地池塘水质改良方法：A)引水排碱：经常抽去复水，将雨水和地下水淋洗出的盐、碱排出，并及时引进淡水，以保持地下水渗透平衡，池水水质将逐步淡化。B)施加有机肥，使“生”塘变为“熟”塘：有机肥可以尽快在池塘底部形成淤泥。由于淤泥层的形成可以逐渐隔绝盐碱土基与水层的直接接触，而且淤泥中的腐殖质嵌入土壤之中，可有效地防止渗漏。有机肥的另一个重要作用是通过腐解，产生酸性物质，从而可以调节底泥的PH值，抑制盐碱土壤高PH对池水的影响。施加有机肥是改造盐碱水质的重要措施。有机肥最好为绿肥，施肥率一般为750~1000kg/亩。C)在池塘周围适当种植植物等，也可有效地降低池水的盐碱化程度。八、硬度的计算附：碱度与水产养殖的关系（1）碱度可以降低重金属的毒性：重金属一般是游离的离子态毒性较大重金属离子能与水中的碳酸盐形成络离子铜的有毒形式Cu2+、CuOH+：当湖水的碱度足够大时，加进水中的铜约有90%转化为碳酸盐络合物，Cu2+、CuOH+的实际浓度很低，因而表现出铜的毒性减少。在用重金属防治鱼病时要注意重金属的用量（剂量）与水体的碱度有关。碱度大，重金属的药效就会降低。第三章天然水中的溶解气体一、基本概念1、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，称为该气体在所指定条件下的溶解度。影响因素：气体本身性质、温度、含盐量、气体的分压力等。2、饱和度：指溶解氧的实际含量（用C表示）与同温同盐条件下其饱和含量（Cs）的比值。3、饱和含量：在一定的溶解条件下（温度、压力、含盐量），气体达到溶解平衡以后，1L水中所含该气体的量。4、浮头：当水中溶解氧过低时，鱼、虾会浮出水面，严重时在水面吞咽空气的现象。浮头经常发生在早晨、连续阴天、低气压、无风浪等情况下。可开增氧机或换水以解救。5、泛池：集约化养殖池塘由于放养密度大、投饵和施肥量也较多，加之浮游生物的突然大量死亡，可分解耗氧导致水体严重缺氧，鱼类浮头，甚至窒息死亡，这种现象称为泛池。泛池给养殖生产造成严重损失。泛池的原因有温跃层消失、浮游植物大量死亡、水质过肥等，可通过科学合理的施肥和投饵、科学合理的放养密度、作DO动态预测等进行预防。6、氧盈：夏秋季节晴天下午养鱼池塘水体中溶解氧含量一般都处于过饱和状态，通常把溶解氧超过饱和度100%以上的量称为氧盈。7、氧债：指好气性的微生物、有机物的中间产物及无机还原物在溶解氧不充足的条件下池塘理论耗氧量受到抑制的部分。8、窒息点：引起生物体窒息死亡的溶解氧含量的极限值。影响因素：生物的种类、大小、水温等二、影响气体在水中溶解度的因素答：影响气体在水中溶解度的因素（除了气体本身的性质以外）：（1）温度在较低温条件下的温度变化对气体的溶解度影响显著，且气体溶解度随温度的升高而降低。（2）含盐量当温度、压力一定时，水中含盐量增加，气体在水中的溶解度降低。在相同温度和分压力下，气体在海水中的溶解度比在淡水中小得多。（氧气在大洋海水中溶解度大约是在淡水中的80%~82%）（3）气体的分压力在温度与含盐量一定时，气体在水中的溶解度随气体分压的增加而增加。（亨利定律）三、池塘水体溶解氧的来源与消耗（来源排序，夜间耗氧因素）1、水中氧气的来源：（1）空气的溶解---与水体溶解氧的不饱和程度和风力有关（2）光合作用---影响因素：光照条件、水温、水生植物种类和数量、营养元素供给状况（3）补水：①工厂化流水养鱼补水是主要的补氧措施之一；②在非流水养鱼的池塘中，补水量较小，补水对池塘的直接增氧作用不大。2、水中氧气的消耗：（1）鱼、虾等养殖生物呼吸影响因素：种类、个体大小、个体发育阶段；环境因素：温度、盐度、溶解氧水平、pH；营养状况：摄食、饥饿（2）水中微型生物（浮游动物、浮游植物、细菌呼吸）耗氧---“水”呼吸影响因素：浮游生物、浮游细菌的密度；温度、有机物的量等（3）底质的耗氧---“泥”呼吸影响因素：温度、底栖生物量、底泥中的有机物质量（前3者为夜间水体的耗氧因素）（4）逸出四、池塘水体溶解氧的变化规律（水平分布、垂直分布的昼夜变化）1、水平分布溶解氧水平分布的特征：不均一性。（1）白天：下风处浮游植物产氧量和从空气中溶入的氧量比上风处多。（2）夜间：溶解氧水平分布与白天相反，上风处溶解氧大于下风处，这与集中在下风处的浮游生物和有机物较多，夜间耗氧量大有关。（3）风力越大，上下风处的溶解氧含量差别就越大；（4）影响水平分布的因素：风力、风向及生物。2、溶解氧的垂直变化（1）白天：随着温度的升高和光照强度的增大，表层水体浮游植物的光合作用增强，水体溶解氧的含量逐渐增大，至下午15:00-16:00时表层水体溶解氧含量达最大值；而下层水体由于光照强度较弱，水中溶解氧的含量低于表层水中溶解氧的含量。（2）夜间：上层水温随气温的下降而下降，密度较大，形成密度流，下层水中的溶解氧得到补充，而上层水中溶解氧逐渐下降，至清晨04:00-05:00左右，上层水中溶解氧降到最低值。此时，上下水层溶解氧基本消失，整个池水溶解氧条件最差，鱼虾的浮头多出现在这个时刻。五、溶解氧的生态学意义（生物学意义，天然水缺氧状态下的水化学特征）1、生物学意义（1）溶解氧对水生生物的直接影响①急性影响：A）窒息点：引起生物体窒息死亡的溶解氧含量的极限值影响窒息点的因素：生物的种类、大小、水温等几种重要淡水鱼的窒息点为0.5-3.0mg/LB)浮头C)泛池②慢性影响A)对水产动物耗氧速率的影响B）影响水产动物的摄食量、饵料系数及生长当水中DO从7-8mg/L下降到3-4mg/L，鲤鱼摄食量减少一半；当水中DO小于3.0mg/L，对虾的摄食量受到限制。C）影响水产动物的发病率实践证明：长期生活在低氧条件下的鱼、虾、贝类对疾病的抵抗力下降，寄生虫病容易蔓延。D）导致孵化期的胚胎发育异常，出现畸形，孵化率及幼体的成活率低。E）低氧还可增加毒物的毒性（重金属离子）2、天然水在缺氧状态下的主要化学特征（1）脱氮作用缺氧的深层水氮气的浓度远远高于平衡浓度（2）在缺氧环境中，各种硫酸盐还原菌可以把SO42－还原为硫化物（H2S）（3）降低氧化还原电位①氧化还原电位的降低，氧化能力降低，有机物被氧化还原的速度减慢，造成有机物积累于缺氧的水或水域或沉积物中；②金属离子的氧化态受到影响：缺氧条件，Fe3+→Fe2+，改变了铁离子的存在形式并影响其在水中的溶解度；③铵盐、磷酸盐和硅酸盐等营养盐倾向积累在缺氧的水中，浓度比同区域表层水中高得多，影响浮游植物的光合作用。六、泛池的原因及预防措施（1）泛池：集约化养殖池塘由于放养密度大、投饵和施肥量也较多，加之浮游生物的突然大量死亡，可分解耗氧导致水体严重缺氧，鱼类浮头，甚至窒息死亡，这种现象称为泛池。泛池给养殖生产造成严重损失。（2）原因①温跃层消失炎热夏季白天上下水层温差较大，形成温跃层，不易对流，上层水产生大量的氧盈而下层水具有较大的氧债。傍晚后表层水温下降，从而使上下水层急剧对流混合，温跃层消失，此时移至下层的氧被有机物消耗，而流向上层的缺氧水又一时未能得到大量补充，整个水体溶解氧下降，形成浮头。②浮游植物大量死亡在晴热天气，上层水溶解氧高，而二氧化碳低，pH高可能造成浮游植物的大量死亡，甚至可能在水面上积集大量蓝绿藻残体，水呈褐色并且可能混浊，此时浮游植物量急剧降低，池水氧主要靠空气溶入补充，而空气的溶入远远不能满足生物的呼吸需要，从而导致缺氧泛池。③水质过肥大量投饵和施肥，加之夏季水温较高水体耗氧量大，如长时间未能充氧或加注新水，由于水质过肥（水色转黑）并败坏，从而引起浮头和泛池。此外，气象条件不佳，如连绵阴雨或大雾，光照条件差，浮游植物光合作用弱，水中氧气补充减少，也可能导致缺氧泛池。（3）预防措施①科学合理的施肥和投饵②科学合理的放养密度③作DO动态预测七、改善水体溶解氧状况的措施（1）降低水体耗氧速率及数量①清淤；②合理施肥投饵；③明矾、黄泥浆凝聚沉淀水中有机物；④微生态制剂使用（2）加强增氧作用，提高水中溶氧浓度①生物增氧---保持水体具有适宜的浮游植物生物量；②人工增氧---机械增氧和化学增氧（过氧化钙/活性沸石/过氧化氢）八、沿岸养殖区底层水缺氧的原因（1）表层水温高于底层水温，或有大量淡水流入表层使得表层盐度低于底层盐度，海水出现上轻下重的暂时分层现象。（2）表层水中藻类的光合作用强度高于有机物分解和生物的呼吸作用耗氧强度，结果产生溶解氧的净增加，底层由于透明度低，水中光照非常微弱，藻类光合作用强度低于有机质分解和生物呼吸作用强度，溶解氧产生净消耗。（3）分层现象得不到很快的缓解，而且持续时间较长；（4）底层有机质丰富，夏季水温较高，底层耗氧速度加快。九、生产上经常在晴天中午前后开动增氧机的目的（？）（1）增氧（2）搅拌第四章天然水的pH和酸碱平衡一、基本概念1、天然水的缓冲性：水体能够抵御外来的酸碱物质对pH的影响，保持自身pH稳定的作用。2、分布系数：体系中H2CO3*、HCO3－、CO32－在cT,CO2中所占比例(以mol/L为单位)，称为分布系数，分别以f0。f1、f2表示。二、天然水存在的3种缓冲系统（1）碳酸的一级与二级电离平衡（2）CaCO3的溶解和沉淀平衡（3）离子交换缓冲系统①若粘土交换性H+数量较多，溶液中其他离子（Ca2+、Na+）浓度增大，会将交换出来，使水体的pH下降；②若交换性阳离子中H+很少，而交换性阳离子中Ca2+很多，这种粘土或胶粒具有抗酸缓冲性，溶液中增加的氢离子将与钙离子交换，这样的底质特点，对于维持水质适宜的pH和防止水体酸化是有利的；③若可交换性离子中钠离子很多（这种土质为钠质土或碱土），则产生如下反应，抑制酸性的增强。三、生石灰清塘的原理——海淡水的不同之处及其含义淡水池塘养鱼工艺中常采用生石灰清塘（杀菌消毒、杀死野杂鱼）。这是用提高水pH值的方法来达到杀死野杂鱼和消毒的目的。但对于海水池塘，由于大量Mg2+的存在，使海水的pH值很难提高，需要消耗大量的生石灰。因此，生石灰清塘对海水池塘不太适用。这也是海水缓冲性大的一种表现。四、pH的生态学意义1、直接影响（1）水产动物PH改变，氢离子通过渗透、吸收作用，影响动物血液中氢离子浓度，从而改变其输送氧气的能力；碱性过强的水直接腐蚀动物鳃，导致呼吸屏障而窒息。（2）水生植物：pH改变影响植物对营养元素的吸收利用，高pH妨碍植物对铁、碳等元素的吸收；PH降低影响硝酸盐还原酶活性，导致植物缺氮；（3）浮游动物：pH小于6.0，一些大型枝角类无法生存。2、间接影响改变物质的存在形式，特别是一些有毒物质的存在形式，改变其毒性从而影响生物的生命活动。当NH4+、S2-、CN-分别转化为NH3、H2S、HCN时，对鱼的毒性增强；Cu2+、Pb2+等以络合物存在时，其毒性下降。五、pH的调整计算六、硫化氢产生的原理、影响其毒性的因素（1）产生原理：条件：缺氧条件、硫酸盐还原菌的作用（2）毒性及影响因素：水中硫化物的毒性随水的pH、水温和溶氧含量而变。水温升高或溶氧降低，毒性增大。七、海水硼酸盐碱度的计算附：pH的生态学意义1、直接影响水产动物：pH改变，氢离子通过渗透、吸收作用，影响动物血液中氢离子浓度，从而改变其输送氧气的能力；碱性过强的水直接腐蚀动物鳃，导致呼吸障碍而窒息。大多数鱼类耐受pH=4.0-9.5鱼的酸碱致死点分别约为4和11。但是，如果水体长期以来是比pH6.5更酸，或比pH9.0-9.5更碱，那么鱼的生长和繁殖将受到影响。微生物：pH小于6.0，许多微生物的活动受到抑制，固氮活性下降，有机物分解矿化速度明显降低。水生植物：pH改变影响植物对营养元素的吸收利用，高pH妨碍植物对铁、碳等元素的吸收；pH降低影响硝酸盐还原酶活性，导致植物缺氮；浮游动物：pH小于6.0，一些大型枝角类无法生存。2、间接影响改变物质的存在形式，特别是一些有毒物质的存在形式，改变其毒性从而影响生物的生命活动；当NH4+、S2-、CN-分别转化为NH3、H2S、HCN时，对鱼的毒性增强；Cu2+、Pb2+等以络合物存在时，其毒性下降。第五章天然水中的生物营养元素一、基本概念1、必需元素：某种元素被证明至少是某种生物所必需的，且直接参与生物的营养，其功能不能被别的元素替代，生物生命活动不可缺少的元素。包括N、P、K等常量必需元素及Fe、Mn、Cu等微量必需元素。2、非必需元素：？3、固氮作用：天然水和沉积物中的一些藻类（蓝、绿藻）及细菌（湖泊---巴氏固氮梭菌，海洋---束毛藻、项圈藻属、念珠蓝藻属），它们具有特殊的酶系统，能把一般生物不能利用的单质N2，转变为生物能够利用的化合物形式，这一过程称为固氮作用。4、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-，这一过程称为硝化作用。其受溶解氧、pH、温度等因素影响。5、反硝化作用：脱氮作用，在微生物的作用下，硝酸盐或亚硝酸盐被还原为一氧化二氮（N2O）或氮气（N2）的过程。其受pH，NO3-、NO2-含量，溶解氧，溶解有机物含量等影响。6、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。氨化作用速率受pH值影响，以中性、弱碱性环境效率较高，是重要的有效氮源之一。7、同化作用：水生植物通过吸收利用天然水中的等NH4+、NO2-、NO3-合成自身的物质，这一过程称为同化作用。8、有效氮：天然水中的NH4+、NO3-、NO2-无机氮化合物是藻类能直接吸收利用的氮的形态，其中NH4+-N、NO3—N来源广，含量较高，是水生植物氮营养元素的主要形态，又称为有效氮。9、有效磷（活性磷）：在各种形态的磷化合物中，能被水生植物直接吸收利用的部分称为有效磷--PO43-10、UIA：非离子氨态氮11、有效硅：活性硅，二、天然水中氮的存在形态、来源与转化（1）天然水中氮元素的存在形态①溶解游离态氮气②无机氮化合物：铵态氮(TNH4-N)、硝酸态氮(NO3--N)、亚硝酸态氮(NO2--N)③有机氮化物：尿素、氨基酸、蛋白质、腐殖酸等。（2）天然水中氮的来源①大气降水下落过程中从大气中的淋溶；②地下径流从岩石土壤中的溶解；③水体中水生生物的代谢；④水体中生物的固氮作用；⑤工农业生产活动和生活污水的排放。（3）天然水中氮的转化三、天然水中的无机氮与养殖生产的关系双重作用：一方面，水体中的NH4+、NO3-是藻类能直接吸收利用的氮的形态，在适应的浓度范围内，增加其含量，可提高浮游植物的生物量，提高天然饵料基础，促进养殖生产。另一方面，当水体中无机态氮含量过高时，易导致水体富营养化，对养殖生物产生有害的影响。（1）NH3鱼类的NH3急性中毒浓度为0.083—4.6mg/L；对虾育苗的NH3-N容许上限为0.023mg/L.（2）NO2--NNO2-在浓度较低时，会造成养殖动物抵抗力下降，易患各种疾病，被视为鱼类的致病根源；NO2-的长期作用则表现在抑制生长、死亡率上升、破坏组织器官，如随着NO2--N的浓度上升会出现鳃内污秽物增多，鳃肿胀、粘连、上皮层增厚等现象；多数研究认为，NO2-致病的最主要原因在于NO2-进入血液后，直接与血红蛋白反应生成高铁血红蛋白，减少了血的氧气输送，对鱼类和其他水生动物造成生理缺氧，产生危害。（3）NO3—N四、天然水中磷的存在形态（1）水体中的磷包括溶解态磷和颗粒态磷；（2）溶解态磷包括溶解态无机磷和溶解态有机磷，溶解态无机磷包括无机正磷酸盐如PO43-、HPO42-、H2PO4-、H3PO4等（在pH6.6-8.5的正常天然淡水中以HPO42-和H2PO4-为主；在海水中，HPO42-为可溶性磷酸盐的主要存在形式，其次是PO43-，而游离的H3PO4含量极微）和无机缩聚磷酸盐如P2O74-、P3O105-等；溶解态有机磷包括在生物体中存在的氨基磷酸与磷核苷酸类化合物。（3）颗粒态磷①颗粒态有机磷，如Ca10(PO4)6(OH)2、Ca3(PO4)2、FePO4等；②颗粒态的有机磷，指存在与生物体组织中的各种磷化合物。五、参入天然水中磷循环的因素（1）生物有机残体的分解矿化；（2）水生生物的分泌与排泄①海洋浮游植物可能分泌出大量的有机磷酸盐；②浮游动物排泄磷酸盐常常是有效磷的重要的再生途径；③原生动物排泄的无机磷比甲壳类浮游动物排泄的高10-100倍；④鱼类及其它水生生物的代谢废物内也含有磷。（3）水生植物的吸收利用（4）若干非生物学过程，如降水等六、富铁水的特点、含铁量高的地下水大量注入鱼池，池水发生的变化；铁的去除方法（1）富铁水的特点地下水，pH较低、缺氧、Fe2+（2）含大量铁的地下水（主要为Fe2+）大量注入鱼池，会使水质状况发生一系列变化：①首先，Fe2+被氧化成Fe(OH)3，减少水中的溶解氧，水变混浊，pH值降低；②生成的Fe(OH)3絮凝时会将水中的藻类及悬浮物一并混凝、下沉，使水又逐渐变清。过几天浮游植物又会繁生，水色又渐渐变深，pH回升；③水中生成的大量Fe(OH)3微粒会堵塞鱼鳃。所以，我国北方鱼类越冬池不可直接大量补注含铁高的水。（3）铁的去除曝气，絮凝，过滤或静置七、水体中非离子氨的计算附：富铁水的危害及铁的去除①富铁水特点：地下水，pH较低、缺氧、Fe2+②曝气或添加到养鱼池中的反应4Fe2++O2+10H2O=4Fe(OH)3¯+8H+③富铁水大量注入养鱼池后引起的一系列后续过程O2,pH,透明度，水色含大量铁的地下水（主要为Fe2+）大量注入鱼池，会使水质状况发生一系列变化：首先：Fe2+被氧化成Fe(OH)3，减少水中的溶解氧，水变混浊，pH值降低；生成的Fe(OH)3絮凝时会将水中的藻类及悬浮物一并混凝、下沉，使水又逐渐变清。过几天浮游植物又会繁生，水色又渐渐变深，pH回升；水中生成的大量Fe(OH)3微粒会堵塞鱼鳃。所以我国北方鱼类越冬池不可直接大量补注含铁高的水。（要求含Fe<1mg/L）第六章天然水中的有机物一、基本概念1、BOD5：在20℃时，水中有机物在微生物作用下氧化分解，五天内所消耗的溶解氧量，称为五日生化需氧量，记为BOD5（以氧的mg/L表示）。其占总BOD的70%~80%2、COD：化学需氧量，在一定条件下，用强氧化剂氧化水中有机物时所消耗的氧化剂的量，以氧的mg/L为单位表示。常用于反映养殖水体的有机污染。3、TOD：总需氧量，指水中有机和无机物质燃烧变成稳定的氧化物所需要的氧量，包括难以分解的有机物含量，同时也包括一些无机硫、磷等元素全部氧化所需的氧量。4、TOC：以碳的含量表示水中=有机物总量的综合指标。常用于环境保护领域反映水体的有机污染。5、耗氧有机物：主要是指水体中能被溶解氧所氧化的各种有机物，主要包括动、植物残体和生活污水及某些工业废水中的碳水化合物、脂肪、蛋白质等易分解的有机物。这类有机物在微生物作用下氧化分解需要大量消耗水中的溶解氧，使水质恶化。因此，统称为耗氧有机物。6、持久性有机污染物：降解缓慢，在水环境中滞留时间长，可通过生物放大和食物链的富集输送作用随水生生物和人体健康构成直接威胁的有机污染物。二、耗氧有机物与养殖生产的关系耗氧有机物主要包括碳水化合物、脂肪类物质、蛋白质类物质等可生物降解的有机物。（1）有利的一面：在耗氧的条件下，有机物降解矿化的产物中的，它们是水体中浮游植物生长所必需的营养成分；水体中的有机碎屑是水生生物很好的天然饵料。因此，有机物是水体潜在的肥源和饵料来源。有机絮团在水产养殖中的应用。（2）不利的一面：有机物氧化的过程中，会消耗水体中的溶解氧，若水体不能及时的补充溶解氧，则容易造成厌氧的环境，导致有机物矿化分解的不彻底，产生一些中间产物如有机酸、醛类等物质，及一些还原性物质如H2S、CH4的积累，使水质恶化。三、水体有机负荷过大可采取的措施（1）施有机肥后，最低溶解氧含量应在所养鱼容许的溶氧低限以上。（2）为降低有机肥的耗氧量，可对有机肥实行预处理，使第一阶段分解过程在鱼池外完成。如：有机肥先经沉淀、曝气、氧化塘等处理降解以后，再投进鱼池。（3）注意有机肥和无机肥混合施用，少量多次施用。（4）饵料应注意选择粘结性好、不易败坏水质的饵料。合理投饵，根据放养数量、个体发育大小来确定投饵量，尽量减少残饵。（5）换水、增氧，提高净化速率；（6）当有机物过量时，可采用施化学絮凝剂等方法：在Ca2+、PO43-等的作用下，粘土—有机胶体可以迅速絮凝沉降，使水体中的有机负荷迅速下降；（7）微生态制剂如光合细菌能充分利用水体中的有害物质如H2S、NH3、有机酸等以及其他的有机污染物，作为菌类生长、繁殖的营养成分，是一类水净化营养菌，具有清池和改良水环境的作用。四、持久性有机污染物的危害通过多种途径进入水体，导致水体污染，直接危害水生生物，并通过食物链的传递和积累危害动物和人类健康。（1）有机氯农药：如DDT可导致神经系统功能损害，影响体内酶活性和代谢过程，导致生殖机能退化，同时具有致癌、致畸和致突变作用。（2）多氯联苯：影响肝、肠胃的发育和功能，危害呼吸系统、神经系统、内分泌系统，具有致癌作用。（3）多环芳烃：许多化合物具有强烈致癌作用，如苯并芘；酚类为细胞原浆毒物，低浓度能使蛋白质变性，高浓度能使蛋白质沉淀，对各种细胞有直接损害，对皮肤和粘膜有强烈腐蚀作用。（4）酚类：易使水体出现异味，长期饮用被酚污染的水源，可引起头昏、出疹、瘙痒、贫血及各种神经系统症状。（5）苯胺类和硝基苯类：主要危害血液，导致高铁血红蛋白和发生溶血作用，损害肝脏，部分化合物具有致癌作用。（6）石油：进入水域后扩散成油膜漂浮于水面，可阻断氧气扩散，粘附于水生生物影响其正常生物习性，石油类化合物对水生生物有直接毒害作用，通过蒸发、溶解、乳化、光化学氧化等一系列物理化学转化过程影响整个水域生态系统。附：问题在水质分析中，如何区分颗粒态和溶解态的物质？POM?DOM?COD常用于反映养殖水体的有机污染TOC常用于环境保护领域反映水体的有机污染COD测定海水:国家标准规定采用碱性高锰酸钾法淡水：重铬酸钾氧化法；酸性高锰酸钾法由于氧化剂在氧化有机物的同时，也使水中的其他还原性物质如亚硝酸盐、亚铁盐和硫化物等发生氧化，因此COD值中包含了这些还原性物质成分，反映了水中还原性物质的污染程度。耗氧有机物与养殖生产的关系有利的一面：在好氧的条件下，有机物降解矿化的产物中的NH4+、NO3-、PO43-，它们是水体中浮游植物生长所必需的营养成分；水体中的有机碎屑是水生生物很好的天然饵料。因此，有机物是水体潜在的肥源和饵料来源。不利的一面：有机物氧化的过程中，会消耗水体中的溶解氧，若水体不能及时的补充溶解氧，则容易造成厌氧的环境，导致有机物矿化分解的不彻底，产生一些中间产物如有机羧酸、醛类等物质，及一些还原性物质如H2S、CH4的积累，使水质恶化。水体有机负荷过大所采取的措施1.施有机肥后，最低溶解氧含量应在所养鱼容许的溶氧低限以上；2.为降低有机肥的耗氧量，可对有机肥实行预处理，使第一阶段分解过程在鱼池外完成。例如：有机肥先经沉淀、曝气、氧化塘等处理降解以后，再投进鱼池；3.注意有机肥和无机肥混合施用，少量多次施用；4.饵料应注意选择粘结性好、不易败坏水质的饵料。合理投饵，根据放养数量、个体发育大小来确定投饵量，尽量减少残饵；5.换水、增氧，提高净化速率；6.当有机物过量时，可采用施化学絮凝剂等方法：在Ca2+、PO43-等的作用下，粘土-有机胶体可以迅速絮凝沉降，使水体中的有机负荷迅速下降；7.微生态制剂如光合细菌能充分利用水体中的有害物质如H2S、NH3、有机酸等以及其他的有机污染物，作为菌类生长、繁殖的营养成分，是一类水净化营养菌，具有改良水环境的作用。第七章天然水中的重金属一、重金属污染物最主要的环境特性重金属污染物最主要的环境特性---在水体中不能被微生物降解，而只能在环境中发生迁移和形态转化。二、重金属元素在水环境中的污染特征（1）分布广泛重金属普遍存在于自然环境的岩石、土壤、大气和水中，也能存在一些生物体内。加上工农业生产对重金属的广泛应用，造成重金属在水体中有广泛的分布。（2）可以在水环境中迁移转化进入沉积物中的重金属，还能因为配合物或螯合物的生成再进入水体，造成二次污染。（3）毒性强1—10mg/L的一般重金属产生的毒性。毒性较强的重金属如汞、镉等产生毒性的浓度范围：0.01—0.001mg/L有一些重金属还可以在微生物作用下转化为毒性更强的有机金属化合物，如甲基化作用—甲基汞。（4）生物积累作用水生生物可以从水环境中浓缩一些重金属，还可以经过食物链的生物放大作用积累，逐级在较高营养级的生物体内成千成万倍地富集，然后通过食物进入人体，在人体中积累，产生危害。汞就是典型的积累性重金属。三、影响水中金属形态的因素（1）水体中的金属离子水解作用（2）水体中的溶解态无机阴离子主要包括OH-、F-、Cl-、I-、CO32-(HCO3-)、SO42-等，在某些情况下还包括硫化物（HS-、S2-）、磷酸盐（H2PO4-、HPO42-、PO43-）等。（3）水体中的溶解有机物如腐殖酸，废水中的洗涤剂、NTA（氨基三乙酸）、EDTA、农药、大分子环状化合物。（4）水体中的悬浮颗粒物四、淡水和海水中金属形态差别的主要原因（1）离子强度不同，海水的离子强度大于淡水；（2）海水中悬浮物浓度低，其吸附表面大大低于淡水；（3）主要阳离子与阴离子的浓度不同，海水中无机配位体如等的含量远大于淡水；（4）淡水中有机配位体的浓度通常较高；（5）海水与淡水中金属离子的浓度也不同。五、影响重金属毒性的因素1、物理因素（1）温度一般金属污染物质的毒性随温度的升高而增大。通常温度每升高10℃，生物的存活时间可能减半。（2）溶解氧溶解氧含量减少，金属污染物的生物毒性往往增强。（3）pHpH升高：因生成氢氧化物或碳酸盐等难溶物沉淀或配合物，使水中游离金属离子浓度降低，毒性降低。pH降低：金属沉淀物的溶解度、配合物的离解度一般增大，水中金属离子的浓度增大，因而毒性增强。（4）碱度碱度增大，因水中游离金属离子可形成碳酸盐沉淀，从而降低了水中的游离金属离子浓度，毒性降低。反之亦然。（CuSO4的消毒作用）（5）硬度研究发现，多数重金属离子在软水中的毒性往往比在硬水中大。（6）毒物间相互作用如协同作用、拮抗作用、加和作用。（7）其它影响金属离子形态的因素如人工合成的有机配位体NTA、EDTA以及农药、大分子环状化合物等。2、生物学因素①影响水中金属离子毒性的生物学因素包括生物大小、重量、生长期、耐受性、竞争和演替能力等。②研究实例：对虾的发育越往后期，它对重金属的忍受限越大。③对虾不同发育生长阶段对重金属的忍受顺序大致为：无节幼体＜蚤状幼体＜糠虾＜仔虾＜幼虾＜成虾附：重金属元素在水环境中的污染特征分布广泛重金属普遍存在于自然环境的岩石、土壤、大气和水中，也能存在一些生物体内。加上工农业生产对重金属的广泛应用，造成重金属在水体中有广泛的分布。2.可以在水环境中迁移转化虽然多数重金属在水中的溶解度都比较小，但是多数重金属都能与环境中的许多物质生成配合物或螯合物，大大增加了其溶解性。已经进入沉积物中的重金属，还能因为配合物或螯合物的生成再进入水体，造成二次污染。如铅的二次污染！3.毒性强1～10mg/L的一般重金属产生毒性毒性较强的重金属如汞、镉等产生毒性的浓度范围：0.01～0.001mg/L有一些重金属还可在微生物作用下转化为毒性更强的有机金属化合物，如甲基汞-甲基化作用4.生物积累作用水生生物可以从水环境中浓缩一些重金属，还可以经过食物链的生物放大作用积累，逐级在较高营养级的生物体内富集，然后通过食物进入人体，在人体中积蓄，产生危害。汞就是典型的积累性重金属影响重金属毒性的因素⑴物理化学因素①温度一般金属污染物质的毒性随温度的升高而增大。通常温度每升高10°C，生物的存活时间可能减半。②溶解氧溶解氧含量减少，金属污染物的生物毒性往往增强。③pHpH升高：因生成氢氧化物或碳酸盐等难溶物质沉淀或配合物，使水中游离金属离子浓度降低，毒性降低。pH降低：金属沉淀物的溶解度、配合物的离解度一般增大，水中游离金属离子的浓度增大，因而毒性增强。④碱度碱度增大，因水中游离金属离子可形成碳酸盐沉淀，从而降低了水中的游离金属离子浓度，毒性降低。反之亦然。（CuSO4在渔业上的使用）⑤硬度研究发现，多数重金属离子在软水中的毒性往往比在硬水中大。⑥毒物间相互作用如协同作用、拮抗作用、加和作用等。⑦其它影响金属离子形态的因素如人工合成的有机配位体NTA、EDTA以及农药、大分子环状化合物等。⑵生物学因素生物学因素包括生物大小、（生长期）、耐受性、竞争和演替能力等。研究实例：对虾的发育越往后期，它对重金属的忍受限越大。对虾不同发育生长阶段对重金属的忍受顺序大致为：无节幼体＜蚤状幼体＜糠虾＜仔虾＜幼虾＜成虾第八章几种主要类型天然水的水质一、大气降水大气降水是指空气中由海洋和陆地所蒸发的水蒸气冷凝并降落到地面的液态和固态水，包括雨水、雪、雾、霜、雹等，其中主要的是雨水和雪。1、大气降水的化学成分与性质特点（1）气体含量近于饱和。（2）pH呈近中性或弱酸性清洁雨水：pH约为6.5-7.5，也有些地区为5.5-7.0正常降水最低pH值为5.6（3）含有营养盐等物质大气降水含有较丰富的硝酸盐和氨（烟道废气）2、影响大气降水化学成分的因素（1）地域潮湿多雨地区---干旱少雨地区沿海地区—内陆地区（2）降雨的时间段初雨—终雨（3）降雨方式暴雨（4）季节雨季—少雨干旱季节3、酸雨的定义pH＜5.6；但也有不同看法。4、酸雨的形成、危害与对策（1）形成原因工厂排放的硫和氮的氧化物等在大气中转化为SO42-、NO3-等，然后被雨、雾吸收而酸化了降水，以致形成酸雨。酸雨形成与以下大气污染物有关：①含硫化合物和基团，如SO2、SO3、CS2、H2SO4、硫酸盐、二甲基硫（DMS）、二甲基二硫（DMDS）、甲硫醇等。②含氮化合物和基团，如NO、N2O、NO2、NH3、硝酸盐、铵盐等。③含氯化合物和基团，如HCl、氯化物等。我国酸性降水中硫酸根与硝酸根的摩尔浓度之比大约为32:1，属于硫酸型酸雨，表明大量SO2排放是降水呈酸性的主要原因。（2）危害①酸雨对人的毒害性比SO2增大10倍，当空气中酸雨含量达到0.8mg/L，人就难以忍受，眼睛、呼吸道、皮肤等会受到不适的刺激。②直接损害各种植物的叶面蜡质层，使其逐渐枯萎而死；③酸化土壤，导致钙、镁、磷、钾等营养元素淋失、某些有毒金属活化、生态环境遭破坏；④酸化湖泊，危害水生生物，使底泥所含重金属解吸释放，影响供水水质；⑤腐蚀金属器具、文物、古迹、建筑物等。（3）对策要减少酸雨的危害，就要减少二氧化硫和二氧化氮的排放量①原煤脱硫技术，可减少燃煤中50%的无机硫；②用低硫燃料；③改进燃煤技术；④使用清洁能源二、河水1、河水的概念河流是大气降水径流和出露地面的地下水径流在地表线性凹地汇集而成的水体，具有集水流域面积广、敞开、化学组成多样性和易变性等特点。2、河流水质的一般特点:（1）溶解气体河流溶解氧和氮气较丰富，接近于饱和。（2）化学组成与含盐量：①主要离子阳离子：Ca2+、Mg2+、Na+、K+阴离子：HCO3-、CO32-、SO42-、Cl-②河水含盐量与pH我国南方与北方河流含盐量多低于200mg/L，有的仅30-50mg/L，高者超过1000mg/L，极少数河水每升高达数千毫克。世界河水平均含盐量仅约120mg/L。以地下水补给的河流含盐量较高。河水的pH一般为6.5—8.5，冬季稍低，夏季稍高。③河水营养盐与有机物一般清洁的河水NO3--N0.1-0.5mg/L，TNH4-N含量低于0.1mg/L；污染河水NO3--N与TNH4-N含量将大幅度增加；清洁河水活性磷一般为0.05-0.1mg/L。河水有机物主要来自集水区土壤与人类活动排废；植被较好的集水区与城市下游河水有机物较多。三、地下水1、地下水的定义地下水是指存在于地表下，充填在土壤、岩石的空隙、裂缝和洞穴中的所有天然水。它是由降水经过土壤地层的渗流而成的。有时也通过地表水渗流得以补给。2、地下水的水质特点（含盐量高的离子组成、含盐量低的离子组成）（1）含盐量①地下水含盐量差别很大，低者小于500mg/L，高的达30-50g/L，甚至高至200-300g/L，可用来制盐。②有的地区地下水含盐量自上而下增加，依次出现淡水带、咸水带、盐水带、卤水带、浓卤水带，例如四川盆地。③有的地区自上而下出现的是咸水带、淡水带、咸水带及盐水带，如鄂尔多斯盆地、准葛尔盆地及松辽盆地的中部、西部一带，均呈这一类型分布。④在黄淮海平原地下水则多呈淡水—咸水---淡水三层分带。（2）主要离子①含盐量低的地下水离子组成多以HCO3-与Ca2+为主。②有石膏地层的地下水含有丰富SO42-离子。③含盐量高的地下水，以Cl-和Na+为主，并且常富含钾、硼、溴、锂和碘等元素。（3）溶解气体①溶解氧：地下水溶氧主要来自空气，随深度增加而逐渐，在较深地下水中缺乏溶解态氧。②含量：地下水游离二氧化碳含量较高，通常为15—40mg/L，一般低于150mg/L，个别高于103mg/L。其来源有空气的溶解、生物对有机质的分解作用和深层CaCO3的高温分解等。③甲烷及其它甲烷是由于有机物分解时各种生物化学作用的结果而积累的地下水中；当水中存有硫酸根时，在缺氧地下水中还含有H2S；甲烷将促使硫化氢生成，此将使水中重金属转化成硫化物沉淀。④营养元素及有机物质有些地下水含有较丰富NH3、NO３-及磷酸盐，这些成分多数是有机物分解矿化作用产物；油田水含氨很多，可高于100mg/L；地下水含有机质较少，但某些上层滞水可能含有较丰富腐殖质，如沼泽地带地下水。⑤pH地下水pH变化幅度很大（1—11.5）多数地下水是中性或弱碱性⑥微量元素与放射性元素3、含盐地下水在水产养殖中的应用所注意的问题（1）盐度（2）主要离子的组成和比例Na+/K+、Ca2+/Mg2+（3）Fe/Mn超标（4）缺K（5）DO等其他水质指标实例：珠三角地下水处理水质特点：含有一定的盐度；重金属，氨氮、亚硝酸盐颇高；铁锈水；藻类缺乏。对策：①针对重金属（铅、镉、铜、锰、铬、砷、铁等）超标：A)有蓄水池的，先把地下水抽到蓄水池沉淀5-7天左右，水锈会逐渐沉底，水质会变得清澈；或用生石灰按每亩100千克，泼洒3天后再抽到养殖池使用B）没有蓄水池的，直接把地下水抽到养殖池，最好也要经过10天左右的沉淀后使用，入淡水后至80-100厘米，用生石灰按每亩75-100千克泼洒后备用；C)目前络合重金属的广普特效药物是EDTA，因此在重金属超标的池塘养殖户在放苗前要用EDTA络合重金属，经解毒王处理后再放苗；D）在重金属偏高的地方养殖过程中也要主要每隔15-20天解毒一次。②针对氨氮、亚硝酸盐超标：A)启动增氧机搅动水体，一方面接受阳光暴晒，另一方面增加水体溶氧，氨氮、亚硝酸盐逐渐会被氧化处理。B)也可以通过硫代硫酸钠的化学处理。C)解毒王解毒后施生物有机肥把水体藻类培育起来，水中丰富的藻类可以增加水体溶氧，氨氮、亚硝酸盐经氧化后被藻类吸收，毒性会逐渐降低。③针对藻类缺乏：地下水由于缺乏阳光照射，各种绿藻、硅藻缺乏，在珠三角使用地下水较多的地方，养殖户经常遇到早期水难肥的情况。早期水肥不好，刚下塘的虾苗饵料不足，生长会受到抑制，从而影响对虾的成活率最终影响到产量。建议：地下咸水不要抽得太多，特别是地下水质比较差的地方，调水时池水的盐度控制在5度左右就可以了，育苗场也大多数把虾苗放置在淡化到5度左右的水中。加入附近有四大家鱼养殖池，可以从鱼池那抽取5厘米左右的水补充。由于鱼池的水藻类丰富，肥水效果显著。如附近没有四大家鱼池的可以入新鲜河水5-10厘米，亦可以到药店购买藻种泼洒。然后再肥水。四、海水1、海水水质的一般特点（海水的缓冲性、海水的碱度构成）（1）盐度---垂直分布不均匀①中国海表层盐度特点：近岸、河口低，外海高；冬季高，夏季低（因大陆径流量增大）；②垂直分布特点：表层附近变动较大，随深度增加而趋恒定。（2）海水常量成分阳离子：Na+、Mg2+、Ca2+、K+、Sr2+阴离子：Cl-、SO42-、HCO3-（CO32-）、Br-、B(OH)4-、F-海水的含盐量或盐度是多变的，但常量成分浓度间的比值几乎保持恒定。（3）海水的碱度A=[HCO3-]+2[CO32-]+[B(OH)4-]各海洋海水的碱度约为2-2.5mmol/L左右（4）pH与缓冲性大洋水pH约为7.5-8.5，表层海水通常为8.1±0.2之间。缓冲性强：海水的pH变化幅度不大。CO2-HCO3--CO32-体系的缓冲组分浓度高（5）溶解气体①溶解氧：表层海水溶解氧丰富且混合均匀；在大约50米深处可见因浮游植物光合作用所产生的溶解氧极大值；在数百米深处，出现溶解氧极小值；因深处有富氧冷水团潜流，溶解氧又升高。②二氧化碳：海水中发生的化学或生物化学过程影响水体中二氧化碳含量的变化。（6）营养盐与有机物①营养盐：近岸高、外海低，表层低而较均匀，次表层含量随深度迅速增加，次深层（500-1500）含量出现最大值，深层虽厚度很大，但磷酸盐和硝酸盐含量变化小，硅酸盐随深度略有增加。②有机物：沿岸海水有机物含量高于大洋水；大洋水表层溶解有机碳与颗粒有机碳都高于深层；海水中有机物总量：2-3mg/L(C)2、海水常量成分恒定性原理Marcet原理（Ditter定律）：海水的含盐量或盐度是多变的，但常量成分浓度间的比值几乎保持恒定。第九章污染物的毒性与毒性试验一、基本概念1、毒物：毒物是指在一定条件下，较小的浓度（或剂量）就能引起生物机体功能性或器质性损伤的化学物质，或剂量虽微，但易于在生物体内积累，积累到一定的量，就能干扰或破坏生物机体正常生理功能，引起暂时或永久性病理变化的、甚至危及生命的化学物质。化合物的毒性：数量、方式、接触时间2、毒性：一定量的毒物接触或进入生物机体后，对生物能够产生不同程度的损害。毒物对生物引起这种损害的能力称为毒物的毒性。毒物毒性的大小由毒物浓度（剂量）及其对生物体所产生的损害性质、损害程度来反映，一般用生物试验的方法测定。3、反应与效应：毒物作用于生物群体后产生某种效应的生物个体数量在生物群体中所占的比率，被称为反应。毒物作用于生物体引起生物个体发生的生物学反应，被称为效应。4、绝对致死浓度（LC1