水化学全套课件

緒言一、水化學及其所處的地位二、養殖水環境化學三、養殖水環境化學的任務四、學習水化學課程的必要性五、“水環境化學”課程的內容和教學要求一、《水化學》及其所處的地位1、水化學的定義WaterChemistry/Hydrochemistry天然水化學成分形成過程及與環境條件相互聯繫環境條件:地質、岩石、土壤、生物氣候、水文等O.A.阿列金（1970）《水化學》化學角度天然水、受污染水體及給水和廢水處理過程的主要化學現象、有關化學平衡、化學動力學“Water”：各種無機和有機化合物組成的稀水溶液和稀水懸浮液V.L.Snoeyink&D.Jenkins(1980)“WaterChemistry”基本化學原理天然水體各種化學平衡，主要是平衡條件及平衡後各化學成分組成計算W.Stumm&J.Morgan(1981)“AquaticChemistry”環境科學的分支，研究各類天然水體（江、河、湖、海、池）化學組成、分析方法及水體中各種物質的來源、存在形式、遷移轉化過程和分佈規律水化學(Waterchemistry)研究水體環境主要化學物質的存在形態、遷移轉化規律、化學反應機理及這些化學物質對生態環境影響水環境化學(Aquaticenvironmentalchemistry)MIT/WaterQualitycontrol&aquaticenvironmentconservation:Waterchemistry,Waterqualitycontrol,Waterqualitymanagement,Hydroecology,…國外：美、英、法、德、日，工科、農科、醫科、理科大學

國內：清華大學、北京大學、天津大學、哈爾濱理工大學

華中農業大學、西南大學、中國海洋大學、上海水產大學、東北農業大學、大連水產學院等30餘所2.課程地位無機與分析化學，有機化學，生物化學，環境化學，水化學二、養殖水環境化學AquaculturalEnvironmentalWaterChemistry1、定義水化學、水環境化學的分支，研究環境天然和養殖水體內各水化因數（水化學成分）的來源、轉化、遷移及其與水產養殖/水生生物的相互關係環境科學環境化學環境生物學環境物理學環境地學環境工程學環境醫學環境管理學環境經濟學環境評價學……水環境化學大氣環境化學土壤環境化學……——研究人類環境品質及其控制、改善的原理、技術和方法的綜合性科學。是從上世紀80～90年代得到迅速發展的新興學科——研究化學物質在環境中的存在、轉化、行為及其控制的原理和方法，是化學科學的一個新的分支——研究水體環境中主要化學物質存在形態、遷移轉化規律、化學反應機理及這些物質對生態環境影響養殖水環境化學2、水環境化學的研究領域研究對象——水質系

*天然水質系的複雜性研究內容

——天然水體化學物質的來源、存在形態、遷移轉化、生態效應及防治方法等※重點研究的污染物：重金屬（包括類金屬）、耗氧有機物、持久性有機物天然水質系的一般構成研究的水域

*江河、湖泊、水庫；近海的重點水域

*地下水——近年國外對地下水污染問題非常重視，因為垃圾填埋引起地下水污染研究的應用基礎理論

*介面物理化學過程

*金屬形態轉化動力學過程

*有機物化學降解過程與光化學降解過程

*金屬與類金屬元素的甲基化過程

*持久性有機污染毒物的定量結構與活性關係瞭解3、研究方式始中終管始：水體中各水化因數來源地質條件(GeologicalCondition)引起：K+、Na+、Ca2+、Mg2+，HCO3-、CO32-、Cl-、SO42-等，還有許多微量金屬元素大氣中物質的溶解：如N2、O2、CO2、塵埃水生生物生命活動產物：如CO2、C、H2S、O2、N、P、有機物人類生產生活活動影響：N、P、K、有機物以及若干有毒有害物質3、研究方式始中終管中：各種水化因數在水體內的變化規律含量+形態隨時間、空間（環境條件）變化不僅要定性（Qualitative），還要定量（Quantitative）3、研究方式始中終管某些水化因數在特定條件下的特定存在形式某些水化因數不適應水產養殖生產（或其他行業標準），應加強管理三、養殖水環境化學的任務1、水化成分與水生生物關係，確定養殖生產具體要求2、各水化因數動態規律3、養殖生產水環境品質評價，擬訂水環境管理對策及有關措施4、各水化因數檢測方法或系統，以監測有關水化因數實際動態，為水環境管理提供依據

四、學習本課程的必要性—水產養殖1、創造良好水質環境是優質、高產、穩產的三個基本要素之一核心的問題：種（優良品種）、餌、水水——介質：養殖對象生活，培養天然餌料水對養殖對象的重要性：供給氧氣、養分，容納廢物並促其分解、解毒，含“化學通訊物質（Chemicalcommunicator）”2、從漁業發展方向看，水質問題日趨突出淡水漁業發展三個階段狩獵似的漁業：不投餌、不施肥，不投放魚種，直接從天然水體獲得魚產品——捕撈漁業種植業似的漁業：選擇地投放魚種（濾食性、雜食性）、施肥（培養餌料生物）種植業、畜牧業兼似的漁業：選擇性投放各種食性的優良魚種、水體施肥投餌精養（Intensiveculture）可能造成以下問題▲強化施肥、投餌：DO含量降低；有害物質（如H2S、NH3、CH4等）水中積累使水質惡化▲魚種放養密度大，代謝產物增加，魚類種群代謝產物抑制作用增強——探討和解決這些問題就需要瞭解水化學的基礎知識設施漁業——工廠化養魚自動監測物理控制生物控制四、學習本課程的必要性—資源和環境環境過程和水水的地球化學迴圈

中國的水資源狀況●我國的水資源狀況—總量較豐富平均年降水量為6.19×1012m3平均降水深648mm，平均河川徑流量2.7×1012m3，合徑流深284mm約占全球徑流總量的5.8%，居世界第6—人均佔有量比較貧乏人均佔有年平均河川徑流量（2260m3）●不足世界平均值的1/4●美國人均佔有量的1/6●前蘇聯的1/8●巴西的1/19●是加拿大的1/58●我國水資源的供需矛盾突出—時空分佈不均勻年降水量基本呈現由東南沿海向西北內陸遞減的趨勢●東南沿海徑流深1200mm，西北乾旱地區小於50mm，甚至為0●南方人均河川徑流可達3600m3，北方地區人均僅720m3，僅及南方人均的1/5●我國北方農村、城市都嚴重缺水●南水北調工程—東線工程2002年底開工：解決京、津和華北地區缺水問題—中線工程2003年底開工—東、中、西三線調水工程都完成後，將形成我國水資源調配的網狀結構，做到水資源的合理利用，減少資源浪費●我國的缺水狀況不會根本改變節約用水，發展節水農業、節水的水產業是我國長期努力的目標●重視水資源保護。減少水質型缺水現象出現環境和人類健康環境影響評價食品安全五、“水環境化學”課程的內容和教學要求1、教學內容——講授水化學的一些基本原理，以更好理解水環境中發生的過程（重點是養殖水體）——水化學知識的綜合運用2、課程教學的基本要求基本概念（主要離子、溶解氣體、營養鹽類、有機物質、有毒物質），物質轉化關係和水質變化規律天然水中固相溶解與沉澱、氣體溶解與逸出、吸附與解吸、氧化與還原、配合與解離過程的基本理論，並具初步運用的能力污染物在水環境中動態（遷移和轉化）的一般規律。初步掌握毒物毒性的研究方法CONTENTSPart1養殖水環境化學(AquaculturalEnvironmentalWaterChemistry)——理論講授30學時Part2水質化學分析(ChemicalAnalysesofWaterQuality)——實驗20學時總學時：50學時WaterChemistryChapter1水化學基礎(BasisofWaterChemistry)Chapter2主要離子和pH值(MainIonsandpHValue)Chapter3溶解氧(DissolvedOxygen)Chapter4生物營養元素(NutrientElementsforPlant)Chapter5有機物質(OrganicMatters)Chapter6有毒物質(ToxicMatters)理論講授

ChemicalAnalysesofWaterQualityChapter7水化學調查基本知識(BasisofWaterChemistryInvestigation)Chapter8主要離子的測定(DetectionofMainIons)Chapter9溶解氣體和pH值的測定(DetectionofDissolvedGassesandpHValue)Chapter10有機物與營養元素的測定(DetectionofOrganicMattersandNutrientElements)實驗（Experiment）第一章養殖水化學基礎

§1.天然水體和養殖水體(NaturalWatersandCulturalWaters)§2.水及水溶液的一些物理性質(SomePhysicalFeaturesofWaterandWaterSolution)§3.天然水體內的一些化學反應(SomeChemicalReactionsinNaturalWater)§4.天然水體的一些介面作用(InterfaceEffectsinNaturalWater)§5.養殖水體內物質的遷移過程(TransportationProcessofMattersinCulturalWaters)第一節天然水體和養殖水體●水質(Waterquality)水的感官性狀（色、嗅、味、濁度等）物理化學性質（溫度、電導率、氧化還原電位、放射性等）化學成分（各種無機及有機物）微型生物（種類、數量和形態）等●天然水體(Naturalwaters)：水質受人為因素影響不大（某些湖泊、水庫和江河）●養殖水體(Culturalwaters)：從事養殖活動，水質受人為因素干預較大（池塘、某些湖泊、水庫和江河）——比較天然水體：水化學性狀較穩定，水化因數晝夜變幅不大，但存在季節變化（生物因素）養殖水體：水化性狀較不穩定，水化因數晝夜變幅大，也有季節變化（生物）一、天然水水質複雜多變性

ComplexityandVarietyofWaterQualityinNaturalWatersTheatomicstructureofawatermoleculeconsistsoftwohydrogen(H)atomsjoinedtooneoxygen(O)atom.水中溶存的物質（1）種類繁多、數量懸殊（2）形式多種多樣（3）質與量的組成，分散狀態、存在形式，都不斷運動變化1、表現種類繁多10-610-510-410-310-210-110-0101102NaKMgCaSO4ClHCO3SiO2NPSrLiPbCsFBrI…河水中某些物質的含量數量懸殊水中溶存的物質（1）種類繁多、數量懸殊（2）形式多種多樣（3）質與量的組成，分散狀態、存在形式，都不斷運動變化1、表現徐小清（1999），天然水化學成分分5類①溶解的氣體，如O2、N2、CH4及微量氣體②主要離子：K+、Na+、Ca2+、Mg2+、HCO3-、CO32-、SO42-、Cl-③生物原生質或營養元素：與生命活動有關，主要是N、S、P、Fe、Si等④微量元素：含量極低，一般0.001～0.1mg/L，最低僅1.0×10-10

mg/L（Ra）⑤有機質：成分複雜，常有機聚集體形式美國AlabamaAgriculturalExperimentStation分類：1)Gases:O2、CO2、N2、NH3、H2S、CH42)Mineralconstituents：usuallypresentasionsorcomplexorganicorinorganicmolecules3)Solubleorganicmatter4)Suspendedinorganicmatter5)Suspendedorganicmatter2、複雜多變的原因

Whycomplicatedandvaried?（1）為什麼複雜A.水是優良的溶劑

雨水：1滴50mg從1km高空落下，“洗滌”16.3L空氣；1L雨水“洗滌”3.26L×105空氣空氣：O2、CO2、N2等氣體，雜質常含NH4+、Ca2+、Mg2+、Na+、NO3-、Cl-、SO42-、HCO3-、微生物及塵埃地下滲流UndergroundSeepage水蒸氣Vapour海洋或內陸水域OceanorInlandWaters大氣Atmosphere陸地Terrene地表徑流Runoff蒸發Evaporation下滲Seep降雨PrecipitationFig.1-1WaterCycleinNatureB.在自然界不斷迴圈變化著A.

水體本身是一個複雜的多組分分散體系溶解有機和無機物：以離子、分子、離子對狀態存在，一定條件下可發生化學反應泡沫：產生氣提與浮選作用水生生物：生命活動中與水發生物質交換2、為什麼多變？B.

水體物質不斷運動變化，是一個開放體系氣——液介面：氣體溶解與逸散底——液介面：沉澱生成與溶解，即沉降與擴散水的交換（包括物質的輸入與輸出）結論：水體內部物理化學變化、生物活動以及水體與相鄰體系的物質交換是水質多變的原因所在

——元素的存在形式元素的價態（具有可變化合價的元素常以不同價態出現）存在狀態（溶解、膠體、沉澱）結構（原子與原子之間的結合方式，如共價、離子、配價）有效形式：對生物有益的形式有害形式——恒穩狀態增補作用(supplementaleffect)：同一元素不論是質與量的組成，還是分散狀態、存在形式，都不斷運動變化，有些變化可使水中某些物質實際數量或濃度增大，稱為增補作用消耗作用(depletioneffect)：（實際數量或濃度減小）恒穩狀態：增補與消耗作用速率相等，即成動態平衡，此時物質濃度可保持相對穩定，即相當於恒穩狀態周日變化(dielfluctuation)（一天24小時的不同）季節變化(seasonalvariation)（一年四季的不同，周年變化）垂直分佈(verticaldistribution)（同一水體不同水層的不同）水準(horizontal)分佈（同一水體不同水區的不同）二、水體環境機能與水體污染

EnvironmentalFunctionandWaterPollution水體(Waters)——水環境(WaterEnvironment)——水域生態系統(AquaticEcosystem)水環境（水域生態系統）生物：生產者、消費者、分解者非生物：有機物、無機物1、能量流動與物質迴圈

Energy-flow&MaterialCycle（1）能量流動：植物將太陽能轉化為有機物中的化學能，並沿食物鏈依次由一個營養級(trophiclevel)傳遞到下一個營養級，稱為能量流動生態系統中：能量流動起點是植物（高等、低等），所以植物稱為初級生產者CO2光能Solarenergy浮游植物Phytoplankton花鰱Bigheadcarp白鰱Silvercarp0.010.1無機鹽(Inorganicsalt)H2O1浮游動物Zooplankton0.1（2）物質迴圈A．物質迴圈與能量流動總是伴隨在一起進行B．分解者（細菌）在物質迴圈中占重要地位——它能將有機物轉化為無機物又被植物所利用C．養殖生產中，以碳、氧、氮、磷、硫等元素迴圈最重要固氮嫌氣分解固氮氨化硝化同化固氮擴散擴散沉降氨化同化逸散溶解N2有機NNO3-NO2-NH3N2有機NNO3-NO2-NH3N2有機NNH3沉積物N湖上層epilimnion湖下層hypolimnion脫氮氨化沉積物sedimentFig.1-2NitrogenCycleinALake2、養殖池塘中與能量流動、物質迴圈密切相關的實際問題池塘：除植物利用太陽能，主要人為施入池塘能量（飼料、肥料）水庫、湖泊：太陽能利用——天然餌料池塘養殖中的結論：主要解決能量流動效率低的矛盾（1）淤泥——營養物質與能量的“陷阱”（Energysink）（2）根據養殖對象營養需求加強飼料生產研究，提高飼料利用率（3）飼養環境欠佳A．溶氧不足B．廢物積累、有害物質濃度高表1-1幾種肥料和飼料的飼料係數

Table1-1Consumingcoefficientofsomefertilizersandfeeds肥料和飼料種類餌料係數Fertilizers/FeedsConsumingcoefficient有機混合肥Organicmixedfertilizer40-50糞肥Manure25水草Aquaticmacrophyte80米糠Ricebrain6配合飼料Formulatedfeeds1.2～2.53、自淨作用(self-purification)（1）Definition：水體承受一定污染物後，物理、化學、生物等作用過程使污染物得到淨化。該作用沒有人為干預，故稱自淨（有一定限度）物理：稀釋、懸浮物沉澱、吸附（濃度變小）化學：酸堿中和、重金屬離子被配合、沉澱反應、氧化——還原反應生物：微生物分解有機污染物、某些農藥，某些魚類攝食有機物4、水體營養類型的確定從理論上講，能量流動、物質迴圈、自淨作用的速度、效率、通量都足夠大的水體才有高的生產性能，常稱為富營養型水體通量——單位時間內水體三維空間內（即水體各個層次）所進行的能量流動、物質迴圈和自淨作用的大小湖泊類型Laketype夏季ALKSummeralkalinity(mN)TP(µg/L)TIN(µg/L)有機氮(TON)(µg/L)特貧營養型Super-oligo-trophic<0.2<5<200<200貧—中營養型Oligo-meso-trophic0.2~0.65~10200~400200~400中—富營養型Mesoeutrophic0.6~1.010~30400~650400~700富營養型Eutrophic

30~100650~1500700~1500超富營養型Supereutrophic>1.0>100>1500>1500Vollenweideretal(1968)以TN、TP和夏季ALK等水化因數為指標將湖泊分為5類Wetzel（1975）綜合各方面的資料，列出了從超貧營養型到腐殖質型共8個層次營養水準的湖泊中浮游植物初級生產力及有關特徵營養狀態TrophicstateTN（mg/m3）TP（mg/m3）貧營養Oligotrophic20～2002～20中營養Mesotrophic100～70010～30富營養Eutrophic500～130010～90日本阪本提出的TN、TP標準分類營養狀態TrophicstateChl-a含量（mg/m2）貧營養Oligotrophic0.3～30中營養Mesotrophic2～15富營養Eutrophic10～500Seirgensew（1980）（參看顧丁揚，1988），葉綠素(Chl-a)的含量與湖泊營養狀態對應關係★水體富營養化(Eutrophication)有機物降解生成無機營養物和氮、磷，以藻類可吸收的形態進入水體，促進藻類叢生。藻類死亡後，又分解出大量營養物，進一步促進藻類發展。結果溶氧下降，引起水質惡化，魚類大量死亡吸收Assimilation★富營養化有時對養殖有益死亡Death藻類大量繁殖Massivereproductionofalgae(N、P)無機物Inorganicmatter(N、P)敗壞水質Defilementofwaterquality魚產品Fishyield移出水體Removalfromwaters有機物Organicmatter耗氧Oxygendemand三、影響水質特點及水體機能的因素

FactorsAffectonWaterFeaturesandWaterFunction各種物理（Physical）、化學（chemical）及生物（Biological）因素“水—氣”、“水—泥”、“水—懸浮物”、“水—生物”介面處發生的物質交換、吸附、膠體行為等水溶液內的化學反應：如中和、水解、配位、氧化——還原反應等新相的生成或消失：如沉澱的生成與溶解、氣體的吸收與逸散等各類生物新陳代謝的生物化學反應：特別光合作用和呼吸作用水的運動與停滯第二節水及水溶液的一些物理性質

SomePhysicalQualityofWaterandWaterSolution一、水的熱膨脹、水體熱分層和季節流轉變化Thermal

Expansion，ThermalStratificationandSeasonalDynamicsofWaters1、鹽度對冰點和最大密度時溫度的影響(Effectofsalinityonfreezingpointandmaximumdensity)GasLiquidSolidDensity/Temperaturerelationshipfordistilledwater43201-1.332-2-3-4-505101520302524.6953540最大密度時的溫度溫度(℃)鹽度Salinity(‰)冰點-1小結（1）鹽度<24.7‰水體，最大密度時溫度與冰點間存在著反常的溫度體積效應淡水(鹽度<1‰)（2）鹽度>24.7‰水體，符合正常的溫度體積效應。當表層水達到冰點凝固成冰時，冰還是浮於水面（冰中不含溶質）2、水體熱分層和季節流轉變化（1）Definition水體熱分層（thermostratification)：受氣溫變化影響，垂直方向冷熱不均季節流轉變化：天然水體由於季節變化，垂直方向產生混合流轉（密度流）（2）水溫因溫度變化的幾種情況的討論A．水體由≤0℃向4℃升溫全同溫流轉期0℃1℃2℃4℃01020深度（m）2℃1℃4℃4℃4℃4℃1℃2℃3℃4℃B．由4℃繼續升溫4℃4℃4℃4℃10℃7℃5℃01020深度（m）25℃21℃9℃6℃5℃4℃躍溫層Metalimnion全同溫C．向4℃降溫25℃21℃9℃6℃5℃4℃01020深度（m）10℃6℃6℃6℃6℃6℃4℃4℃4℃4℃4℃4℃4℃4℃0℃2℃3℃01020深度（m）D．從4℃起繼續降溫0℃2℃3℃4℃4℃逆分層湖上層Trophogeniczone湖下層Hypolimnon4℃4℃4℃4℃22℃21℃9℃6℃5℃4℃t℃t℃t℃t℃0℃2℃3℃4℃4℃冰IceABCD躍溫層全同溫全同溫正分層逆分層（3）地區差異——四季分明的北方春季——4℃或4℃以下的混合流轉夏季——正分層秋季——4℃以上的混合流轉冬季——逆分層——一年之中溫差不大的南方春季、夏季——正分層秋季、冬季——4℃以上的混合流轉（4）應該注意的幾個問題水體混合流轉期，風的吹動可使流轉加快停滯分層期，風的吹動可一定程度打破分層狀態風大，時間長，水淺，分層可完全打破

A．我國北方夏、秋兩季，白天晚上溫差大，白天趨正分層，晚上趨混合流轉B．養殖生產角度，水體混合流轉利於水化學成分均勻分佈。但特殊情況下，水體極短時間內迅速混合流轉會帶來災難性影響二、水的透明度、水體營養分層TransparencyandTrophicStratificationofWater1.透明度及其測定（Detectionoftransparency)測定方法最常見兩種（1）塞奇圓盤（SecchiDisk）透明度（SD）將直徑為25m白色或黑白相間圓盤沉入水中，至恰看不到板面白色止，此時圓盤所處深度為SD（2）十字透明度法▶內徑2.8～3cm，長50～100cm玻璃管，上刻cm單位刻度，下安放白瓷片，片上具寬1mm黑十字及4個直徑1mm黑點▶水倒入管內，自管口垂直下看，直到十字完全消失時停止倒水▶啟動彈簧夾逐漸放出水，直到明顯看到十字，而看不到黑點為止——此時管中水柱高度即透明度值2．養殖水體中影響透明度大小的因素及其意義影響因素較多：如粘土粒子有機碎屑浮游生物——通常對透明度大小起決定性作用浮游生物量大小和水體內營養物質（溶解的N、P等）有關，故通過比較透明度大小可判斷水質肥瘦，並決定是否施肥Alabama州Auburn大學C.E.Boyd以透明度大小作池塘是否施肥依據，在指導生產上取得良好效果：生產性能好的，一般15～50cm左右透明度太大要施肥，因從本質上講池塘透明度的大小與浮游生物量大小有關我國高產魚池透明度一般15～40cm左右。如，珠江三角洲和江蘇無錫魚池平均透明度為32cm左右紫外紫藍綠黃橙紅300400500600700800波長Wavelength(nm)1m表面3m5m10m50m100m3．水體中太陽光吸收特點及水體營養分層（1）吸收特點被水吸收最少的有色光（500Å附近藍綠光）恰是池塘藻類所選擇吸收最多的光，利於藻類生長進入天然水體的光衰減很快，必致浮游植物垂直分佈不均（2）營養分層營養：供水生動物攝食的有機營養（主要指藻類）表水層（最表層和次表層）——光合作用強，主要表現為有機物合成，故曰營養生成層下層——光照弱，浮游生物量小，異養細菌對有機物分解佔優勢，又稱營養分解層浮游植物量（或光合作用速率）最表層：光照太強，抑制藻類生長，故曰光抑制區下層：光照弱，限制藻類生長，故曰光限制區次表層：光適宜區水深營養生成層營養分解層“補償點”（Compensationpoint）：營養生成速率=分解速率補償點所在深度稱“補償深度”（Compensationdepth）例如無錫高產魚池補償深度78cm，平均透明度23cm，補償深度為透明度的2.4倍。一般魚池補償深度為透明度2倍左右意義：補償深度反映水體生產性能——在適宜的水深情況下，補償深度占水體總深度的比例越多越好有機營養合成速率補償深度實際產氧量為零（3）補償深度測定

有機營養分解速率=浮游植物光合作用=異養細菌分解活動產生氧氣=消耗氧氣A．理論依據B．直線內插法求補償深度a)在水體表層（水深0.2m處）測出產氧量b)在水體中、下層找出產氧量為負值的某一深度（高產魚池一般在100cm左右）（第三章）第三節天然水體內的一些化學反應

Section3SomeChemicalReactionsinNaturalWaters天然水體中反應類型多，反應情況複雜，不可能、也沒必要討論每一具體反應主要討論那些帶共性、且從水化學角度看也是非常重要的一、溶液中的離子平衡反應Ionicequilibriumreactionsinsolutions

弱酸、弱鹼電離平衡金屬離子水解平衡配合平衡1．特點（1）反應速度較快，較短時間內達平衡。環境條件改變時，平衡迅速移動（2）達化學平衡後，多元弱酸、弱鹼和金屬離子以不同形式存在，例如：電離：H2CO3≒H++HCO3-;HCO3-

≒H++CO32-

稱不同形式的CO2水解：M3+

+OH-≒M（OH）2+M（OH）2+

+OH-≒M（OH）2+M（OH）2+

+OH-≒M（OH）3M（OH）3+OH-≒M（OH）4-不同形式的M配合：M2+

+Cl-≒MCl+MCl+

+Cl-≒MCl2MCl

2+Cl-≒MCl3-不同形式的M2、討論元素不同存在形式的意義不同存在形式對水生生物的作用和某些化學反應影響完全不同Cu2+

有Cu（OH）+、Cu（OH）2等，隨環境pH值不同，各形式對生物毒性不一樣不同形式CO2，CO32-比例大，[Ca2+]↓；[H2CO3]高，[Ca2+]增大3．元素各種形式計量關係（配合平衡為例）（1）M中心離子，電荷省去，A配位體：M

+A

≒MAK1=[MA]/[M]·[A]MA

+A

≒MA2K2=[MA2]/[MA]·[A]MA2

+A

≒MA3K3=[MA3]/[MA2]·[A]MA3

+A

≒MA4K4=[MA4]/[MA3]·[A]*M、MA、MA2、MA3、MA4稱不同形式的M，而[M]+[MA]+[MA2]+[MA3]+[MA4]=CM

（2）

求累積平衡常數並消元令β1、β2、β3、β4為相應累積平衡常數β1=K1=[MA]/（[M]·[A]）β2=K1·K2=[MA2]/（[M]·[A]2）β3=K1·K2·K3=[MA3]/（[M]·[A]3）β4=K1·K2·K3·K4=[MA4]/（[M]·[A]4）調整上述各式，得到各種形式M的實際含量：[MA]=[M]·[A]·β1[MA2]=[M]·[A]2·β2[MA3]=[M]·[A]3·β3[MA4]=[M]·[A]4·β4因[M]、[A]（游離M、A濃度）較易測得，而β1、β2、β3、β4也已知，故可用最簡形式求平衡系統中各形式M的濃度（3）

求各種形式M占CM的百分比：為f(M)、f(MA)、f(MA2)、f(MA3)、f(MA4)f[M](%)=[M]/CM=[M]/([M]+[MA]+[MA2]+[MA3]+[MA4])=1/(1+β1[A]+β2[A]2+β3[A]3+β4[A]4)=1/(1+∑βi[A]i)f[MA](%)=[MA]/CM=[M]·[A]·β1/CM=f[M]·[A]·β1

同理f[MA2](%)=f[M]·β2·[A]2f[MA3](%)=f[M]·β3·[A]3f[MA4](%)=f[M]·β4·[A]4通式f[MAi](%)=f[M]·βi·[A]i

例如：

H2CO3≒H++HCO3-K1=[H+]·[HCO3-]/[H2CO3]HCO3-≒H++CO32-K2=[H+]·[CO32-]/[HCO3-]根據上面的公式推導：CO32-相當於M，HCO3-相當於MA，H+相當於Aβ1=1/K2β2=1/K1·1/K2f[CO32-](%)=1/(1+1/K2[H+]+1/K1·1/K2[H+]2)=K1·K2/（K1·K2+K1[H+]+[H+]2）f[HCO3-](%)=f[CO32-]·1/K2[H+]=K1[H+]/（K1·K2+K1[H+]+[H+]2）-12-10-8-6-4-200.00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0HgCl42-HgCl2Hg2+HgCl+HgCl3-lg[Cl-]分額(mol/L)不同Cl-濃度下，2價汞的離子型與分子型的分佈Distributionofionicandmoleculartypesof2-valueHgunderdifferentCl-concentrations-14-12-10-8-6lg[OH-]02468HgOH+Hg（OH）2Hg2+1.00.80.60.40.20.0分額（mol/L）pH2價汞的分子型和離子型在不同pH條件下的分佈—兩圖均表明，金屬離子的配合與配位體的濃度密切相關：配位體濃度越高，越有於形成高配位數的配合物—Hg+為中心體、Cl-與OH-配位體二、沉澱反應PrecipitationReaction

水體內沉澱反應，對養殖生產極重要、關係最密切有4類

1．類型碳酸鹽的沉澱：CaCO3、MgCO3等

鹼度、硬度及緩衝性能磷酸鹽的沉澱：AlPO4、FePO4、Ca3(PO4)2

PO43-有效化金屬氫氧化物沉澱：Al(OH)3、Fe(OH)3、Cu(OH)2等

金屬鹽類治療魚病有效濃度大小；養殖水體絮凝作用金屬硫化物的沉澱：FeS、CuS

減弱H2S對水生生物毒性有良好作用2．條件溶解度（S’）與條件溶度積（Ksp’）25℃時，難溶化合物在純水中配成飽和溶液，測定計算溶解度和溶度積——標準狀況下的S和Ksp，或傳統的溶解度和溶度積天然水體和淡水養殖水體內，比標準狀況情況複雜得多，溫度，不是純水，pH值規律變化，所以金屬離子的水解、配合，鹽效應等對難溶鹽類溶解影響極大如果直接把標準狀況下溶解度和溶度積常數值用於考慮生產問題，往往與理論上存在較大偏差，為此引出所謂條件溶解度和條件溶度積S’和Ksp’：難溶鹽類在天然水體內（即非標準情況下）的溶解度和溶度積隨水體溫度、溶液組成、pH等條件變化而變化，與傳統S和Ksp不同，不是固定值，常比傳統值大得多3．溶度積與條件溶度積（表觀溶度積）的關係溶解、沉澱反應常伴隨其他化學反應和各種介面作用，因此，從難溶固體晶格上溶解下來的離子往往會參加上述各類過程，從而使某些離子的自由離子濃度偏離離子的總濃度由於水體陰陽離子間靜電作用相互牽制，使得自由離子的有效濃度下降。但許多分析測得的是離子總濃度因此計算某種難溶固體溶解度時，採用表觀溶度積較方便（1）溶解度與溶度積間的關係設有下列沉澱的溶解溶解MXAY(固)XM+YA（電荷去掉）……①沉澱

當達到平衡時，有：Ksp=[M]X·[A]Y………②設該固體的溶解度為S(mol/L)，則[M]=X·S[A]=Y·S…………③將③代進②得：Ksp=(X·S)X·(Y·S)Y，故得S=(Ksp/(XX·YY))1/(X+Y)如果換成是S’和Ksp’，則有S’=(Ksp’/(XX·YY))1/(X+Y)

（2）Ksp’與Ksp之間的關係由於天然水體組分十分複雜，與溶解、沉澱反應同時發生的許多副反應往往難於在理論上加以推算，所以對於某些水體，Ksp’的數據一般從實驗推出，然後歸納成經驗公式，在實際中加以應用若固體MXAY溶解的部分電離後，其中M離子和A離子可能發生水解、配位等反應設水解後M離子總濃度CM(M3+、M(OH)2+、M(OH)2+、M(OH)3)；配合後各A離子總濃度CA(A、MeA+、MeA2、MeA3)Ksp’=(CM)X·(CA)Y令[M]占CM的百分含量為fM，[A]占CA的百分含量為fA，即[CM]=[M]/fM，[CA]=[A]/fA，則Ksp’=([M]/fM)X·([A]/fA)Y=([M]X·[A]Y)/(fMX·fAY)=Ksp/(fMX·fAY)★Ksp’=Ksp/(fMX·fAY)三、氧化——還原反應反應前後元素化合價發生變化（即存在形式變化），元素性質也發生變化N→NO2-、NO3-、NH3S→H2S、SO42-Cr→CrO42-、Cr3+重點討論：整個水體的氧化——還原狀態，以便對水質管理提供依據

1．天然水體的氧化——還原電位（Eh）（1）決定天然水體Eh的因素從氧化——還原反應角度看，天然水體是一個複雜的氧化——還原體系這個體系是由許多無機和有機單氧化——還原體系（或單的氧化——還原電對）構成2X：O2/H2O、S/S2-、SO42-/S、NO3-/NO2-、Fe3+/Fe2+、…等有機物（氧化型）/有機物（還原型）這些單氧化——還原體系的氧化——還原電位各不相同，那麼整個水體這個複雜的氧化——還原體系，其電位由什麼來決定呢？和各個氧化——還原體系之間的電位存在什麼關係呢？幾個單氧化——還原體系同時存在時，則複合體系的電位介於各個單體系電位之間，而接近於含量較高的單體系電位某一單體係數量較其他單體系高得多，則複合體系電位幾乎等於存在量多的單體系電位，該體系稱“決定電位體系”一般情況，氧體系是決定電位體系含大量有機物質水體：可能有機質體系2．Eh-pH圖（Eh-pHdiagram）

我們現在討論的氧化——還原反應，通常在水溶液中進行，且大多數氧化——還原反應的電對、電勢都隨pH變化而變化以pH值為橫坐標，以Eh為縱坐標作出電對Eh值隨pH變化關係圖，稱Eh-pH圖

Eh—pH圖水的氧化區水的還原區(H2O→O2)水的穩定上限水的穩定下限(H2O→H2)Eh=-0.059pHEh=1.22-0.059pHpHEh水的穩定上限(Upperlimitofwaterstability)和水的穩定下限(Lowerlimitofwaterstability)（1）從Eh-pH圖的結構水的氧化——還原與兩個電對有關：2H++2e=H2(g)Eº=0O2(g)+4H++4e=2H2O(l)Eº=+1.22據Nernst方程，若p(H2)=1atm、p(O2)=1atmE2H+/H2

:E=Eº+(0.059/2)·lg[H+]2/p(H2)E=-0.059pHEO2/2H2O:E=Eº+(0.059/4)·lgp(O2)·[H+]4/1E=1.22–0.059pHa)當任一氧化劑在某pH電極電勢>EO2/2H2O，這個氧化劑就會將水氧化而分解出O2，如：∵EF2/2F-Eº=+2.87；EO2/2H2OEº=+1.22∴2F2+2H2O=4HF+O2↑b)當任一還原劑在某pH值電極電勢<E2H+/H2，就將水還原而分解出H2，如：∵ENa+/NaEº=-2.71；E2H+/H2Eº=0∴2Na+2H2O=2NaOH+H2↑c)當任一還原劑在某pH值電極電勢<EO2/2H2O、同時>E2H+/H2，水既不能被氧化、又不能被還原自然環境的任一個部分，如水、土、氣等也都有相應的氧化——還原電勢，且也依pH值變化而變化即是說:自然環境中任一個部分在Eh-pH圖中都佔有一定的位置這些自然環境處於Eh-pH圖的哪一部分呢？土壤水亞表層水礦床氧化帶水某些環境水在Eh-pH圖中的大致位置A．環境的任一個部分，據其Eh值和pH值，在Eh-pH圖中都有一個相對的位置，這樣便可以用Eh-pH圖來反映環境的氧化——還原狀態

B．凡具可變化合價的元素，隨著它所處環境電勢與pH不同，其存在價態也不同

可以通過某自然環境在Eh-pH圖中的位置確定某一元素的化合價態（即環境的氧化——還原狀態決定環境中元素的價態）

（2）Eh-pH圖的作用例如：根據不同形態的鉻在Eh-pH圖中的分佈情況來看，由Cr3+向CrO42-過渡是在弱酸性環境到弱鹼性環境，而且氧化——還原電位在0.4～0.5V之間根據這一點，果然在pH=8，Eh=0.4V的某些乾旱沙漠中發現K2CrO4

C．從水產生產的角度來看，確定某一水體在Eh-pH圖中的位置，可以判斷元素的存在形式，以及元素的遷移轉化方式與途徑，進而確定管理措施水體和底泥的層次不同，氧化——還原狀態不同，元素的存在形式也不同

e.g.東海某站位沉積物柱樣氧化還原電位3.7-1097.2715—203.6-1187.4610—153.8-987.215—105.3-907.113—51.7+667462—30.57+707.501—20.29+1027.550—1—+4247.71底層水酸揮發性硫

mol·g-1幹泥Eh(mv)pH深度(cm)(洪家珍，《東海海洋》)第四節天然水體的一些介面作用介面（Interface）：不同相的物質之間的接觸面。天然水體記憶體在著許許多多的介面宏觀上：氣——液介面；水——底質介面微觀上：水體中大量的懸浮物及膠體粒子與水之間也存在著巨大的介面物質在介面處，表現出一些特殊的物理現象和物理化學現象吸附作用、絮凝作用和離子交換作用一、吸附作用1、溶液表面的吸附現象處在物質（液體或固體）表面上的質點（如分子、離子或原子），其受力狀況與物質內部質點受力狀況不同

液體內部的分子，其周圍各方向都被其他（同類或不同類）分子包圍，它所受分子間各個方向的引力對等而均勻，所受力場對稱而飽和

也就是內部質點處於一種平衡狀態

e.g.液體表面同空氣接觸的分子，其受力情況不同：它們一方面受液體內部同類分子的吸引，另一方面又受大氣中氣體分子的吸引由於氣體分子的密度比液體密度小得多，所以對於液體表面分子而言，來自液體內部和大氣兩個方面的引力大小差異很大，液體內部的分子吸引>>氣體分子的引力液面的分子所受引力是不對等、不均勻的，所受力場是不對稱、不飽和的

也就是表面質點不平衡狀態也就是表面質點不平衡狀態●所以，在液體表面上的質點總是處於一種不平衡狀態，即有剩餘的作用力。這樣一個一個分子都有剩餘的力，表現在整個液面上有較高的表面能

液體表面較大的表面能，↓，

達平衡狀態可通過兩個途徑來實現減小液體表面積減小表面張力，即液面藉以吸附其他物質來降低表面張力液體表面的吸附現象是液面自發趨向於降低表面能的結果這種表面能可以用數學式表示：E=S·σ，其中S為表面積，σ為表面張力能降低液面表面張力（表面能）的物質，稱為表面活性物質通常是呈鏈狀的有機物分子，鏈狀8-12C原子，分子不對稱：一端為親水的極性基團，如-OH、-COOH、-SO3H、-NH2等；另一端是憎水（親氣、親油）的非極性基團，如烴基（-R）。即其為兩親分子2、表面活性物質這種二親分子在水體內部，其親水端要受到水分子的吸引，憎水端受到水的排斥顯然，這種二親分子在水體內部處於一種不安穩狀態，而當它到達液面時，把極性的親水端浸留在水中，而把憎水端伸入空氣中大量的二親分子集結在水的表層，從而產生了明顯的吸附作用，也大大降低了溶液的表面張力

正吸附：溶液表面濃度增大負吸附：溶液表面濃度減小吸附平衡：養殖水體中，液面的這種吸附有可能形成有機皮膜，阻礙液面的氣體交換，降低進入水體的太陽能；有機物集結在表面，有利於有機物的分解礦化

3、固體從溶液中的吸附固體表面與液體表面一樣，也具有很大的表面能，因此固體可從溶液中吸附其他物質，而降低表面能然而固體在溶液中吸附較液體表面的吸附情況要複雜得多：它既不是一種單純的物理現象，也不是單純的的化學現象，而在許多情況下是二者兼而有之

大都是具有廣闊的表面積的顆粒材料例如，最常見的吸附劑活性炭，1g重活性炭表面積可達1000m2象這樣具有巨大表面積的吸附劑還有活性陶土、矽酸凝膠、土壤小顆粒等，它們都具有強大的吸附能力

A．吸附劑非極性吸附劑極性吸附劑疏水性強，對水溶液中溶質的吸附能力強（如活性炭）活魚運輸、無酚蒸餾水

對水有較高的親和力，從溶液中吸附溶質的能力差（如矽膠）實驗室中矽膠一般作為乾燥劑應用

特性類別B．吸附物——被子吸附劑吸附的物質■非電解質（弱電解質）：稱分子吸附，被吸附的難易決定於這種非電解質對水的親和力和溶解度的大小■電解質（離子）：稱為離子吸附，包括離子選擇吸附和離子交換吸附兩種

吸附劑與吸附物作用後的產物靠範德華力吸附形成的複合物、靠某種化學鍵形成的吸附、幾種吸附物在吸附劑表面富集活化發生反應C．吸附複合物當吸附物是非電解質時產生的吸附，也稱為物理吸附，即靠範德華引力形成的吸附特點：吸附力小，熱效應低，不穩定，易解吸可出現多分子層吸附——範德華引力的作用範圍大，往往可繞過一個分子再吸引其他分子，故可形成多分子層吸附

a)靠範德華力吸附形成的複合物b)靠某種化學鍵形成的吸附，如氫鍵、離子鍵、配價鍵活性炭對硝基化合物的吸附就是活性炭上的C=O基與-NO2之間形成的配價鍵特點：吸附力大，熱效應高，生成物較穩定，解吸比較困難為單分子層吸附（化學吸附）——因為固體表面作用於化學吸附的基團與被吸引物作用後再不可能產生多餘的吸附力

最典型的例子：工業上以Fe作催化劑合成氨氮吸附於Fe的表面，活化成為氮原子，而存在於Fe表面的N原子又與H2發生反應生成氨N2+Fe→2Fe-N2Fe-N+3H2→2NH3+2Fe在這種情況下，吸附劑還有催化作用：c)幾種吸附物在吸附劑表面富集活化發生反應D.吸附平衡

固體在溶液中對溶質的吸附是一個可逆的過程，即經一段時間後可達成吸附平衡當溫度固定，達吸附平衡時，固體對溶質的吸附與溶質的濃度間的關係可用弗蘭德利希（Freundlich）經驗公式來表達：Y/M=KCna)屬經驗公式，理論根據不充分b)其中K值和n值物理意義不甚明確c)不同吸附劑對一種吸附物以及同一種吸附劑對不同吸附物其K值和n值不同

該公式的特點：如骨炭對幾種物質的吸附常數：吸附物Kn醋酸2.091.92丙酮5.121.92異戊醇7.933.85溴23.122.94在生產實際中運用到這個公式時，常常需要求算K值和n值

▲作圖法對④式取對數得lgY/M=lgK+lgC其中C和Y/M可以通過若干次試驗得到一系列數據，這樣就可以以lgC為橫坐標、以lgY/M為縱坐標作圖

AOlgKlgY/MlgCαn=tgα，從圖中可以看出，它表示吸附量隨著吸附物濃度增加的強度，即吸附劑對吸附物濃度增加的敏感程度lgK=OA，從圖中可看出，lgK是lgC=0、即C=1時的吸附量，它可表示吸附劑的基本吸附能力

▲計算法設Y/M=Q，可以通過兩次試驗得到相應的兩組值——C1和C2及Q1和Q2，這樣就可以列出二元一次方程組：lgQ1=lgK+nlgC1lgQ2=lgK+nlgC2解之得lgK=(lgQ1·lgC2—lgQ2·lgC1)/(lgC1—lgC2)n=(lgQ1—lgQ2)/(lgC1—lgC2)絮凝作用在養殖水體中經常發生著，在對水質進行管理時，有時就是通過某種方法促進絮凝作用來改善水質：如生石灰、黃泥漿水等的使用絮凝作用是膠體粒子失去穩定性後表現出的一種結果二、絮凝作用1、膠體的結構與帶電

固定層擴散層（非活性層）（可動層）或簡作[、nA-

+（K-x）B+]xB+[、決定電位離子+反離子]反離子雙電層內層雙電層外層膠核或粘土結晶膠粒或粘土微粒、膠團、膠胞核膠核——由幾十到幾千個分子組成。胞核形成後，可能通過三種途徑之一帶電（1）離子同晶替代作用。如MSi(OH)4膠核，其中Si4+如為Al3+所置換，則必使整個膠核帶負電荷，被置換離子越多，所帶電荷越多（2）膠核表面某些基團的電離或水解：腐殖質膠核表面-COOH的電離→COO-；Mg(OH)3·nAl(OH)2+的水解（3）離子選擇吸附使膠核帶電：mAgI·nI-，mAgI·nAg+

由於帶電離子的聚集，形成了電位差總電位（Ψ電位）——固體粒子表面與溶液主體分界間的電位差動電位（ζ電位）——固定層與溶液主體分界之間的電位差2、膠體的穩定性（1）水化膜的遮罩作用水化離子圍繞膠粒一周，形成厚厚的水化膜，對膠體的穩定性起保護作用（2）ζ電位的影響膠體溶液中，無數膠粒可通過熱運動相互接近。但由於同種膠體膠粒帶相同電荷，同種電荷產生電場相互排斥。它們在運動中可相對接近，但都不能絕對靠近3、使膠體發生絮凝的方法（1）加電解質加入電解質，增加擴散層和吸附層中反離子濃度，從而對膠核表面電荷產生更大的遮罩作用，降低ζ電位，增加膠粒間有效碰撞，促成絮凝作用所加電解質中常為多價金屬離子，其水解後也能發生絮狀沉澱，故稱混凝劑（2）高分子橋連物的作用長鏈狀、有支鏈，如聚丙烯醯胺(PAM）溶膠或懸濁液的微粒對高分子物質有強烈吸附作用。各微粒靠高分子的連接作用構成某種集群體，結合為絮狀物，從而破壞了溶膠體系的穩定性高分子把微粒連接到一起，好似微粒間的橋樑，因此可形象地稱粘結架橋作用反應4聚合物過量時的初級吸附粒子聚合物穩定粒子（無空位）反應5絮凝物裂解強烈或長時間攪拌絮凝粒子絮凝粒子碎片重新穩定的絮凝粒子碎片絮凝粒子碎片反應6聚合物的二次吸附反應3聚合物的二級吸附不與另一粒子的空位接觸失穩粒子複穩粒子粒子失穩粒子反應1聚合物適量時的初級吸附聚合物反應2絮凝物的形成絮凝作用絮凝粒子失穩粒子說明：在養殖生產水質管理中，沒有人為給水體加進聚合物這個操作過程，但水生動物代謝的某些有機物，在養殖水體中發生聚合物作用，這種作用通常稱生物凝聚（3）加助凝劑通過吸附或混凝作用，助凝劑充當凝結核心，增加了凝結核心的重量促成絮凝魚池缺氧急救，灑黃泥漿水的作用機理便是如此（4）加電性相反的溶膠疏液溶膠——對電解質比較敏感的溶膠。少量電解質就促成絮凝，許多無機膠體屬此親液溶膠——對電解質不太敏感。即加多量電解質才絮凝。許多有機膠體為此類乳粒積並——親液溶膠的多個粒子合併為一個較大的粒子而凝結（原理：自動趨向於降低表面能）

三、離子交換作用IonExchange離子交換作用實際上是一種特殊的固體表面的吸附過程這種吸附作用雖可從溶液中吸附某種離子，但須以釋放一定量相同電荷的離子為代價，所以稱離子交換吸附1、作用特點a)交換作用只發生在膠體反離子擴散層因反離子擴散層離膠核距離較遠，受電位離子吸附力小，易發生交換b)交換作用以相同電荷的離子嚴格按等電荷數關係進行c)各種離子交換能力不同，與離子的電荷、濃度、半徑等有關底泥的表觀酸度——底泥間隙水中H+所表現的酸度底泥膠體上所吸附的陽離子總數，稱陽離子交換容量(Cationexchangecapacity,CEC)mmol(1/nMn+)/100gdrymud，即毫克當量陽離子/100克幹底泥這是以單位電荷離子為基本單元的物質的量濃度2、池塘底泥的表觀酸度和潛在酸度從離子組成來看，陽離子分兩類：鹼性陽離子(Basiccation)：Ca2+、Mg2+、NH4+、Na+、K+；酸性陽離子(Acidiccation)：Al3+、Fe3+、H+，其中可交換性的H+一般較少而Al3+較多Mud-Al3+

≒Al3++3H2O≒Al(OH)3↓+3H+在底泥膠體上，酸性陽離子占總陽離子的比例稱為堿的不飽和度底泥的潛在酸度——由底泥堿的未飽和度可能造成的酸度。堿的未飽和度越大，潛在酸度也越大例題：Cationsmmol(1/nMen+)/100gdrymud

1/2Ca2+5mmol/100g1/2Mg2+2mmol/100gK+1mmol/100gNa+0.25mmol/100gNH4+0.1mmol/100g1/3Al3+4mmol/100g陽離子總數12.35mmol/100g酸性陽離子總數4mmol/100g該底泥堿的未飽和度為4÷12.35=0.323、提出潛在酸度的意義在改造酸性水體時，除要考慮底泥的表觀酸度外，還應考慮潛在酸度，即要減小底泥堿的未飽和度，這樣才能從根本上提高酸性水體pH整個反應的淨結果是Al3+離開膠粒形成Al(OH)3↓，水中H+被中和，pH值上升。底泥可交換性陽離子Al3+被Ca2+取代而降低堿的未飽和度1、概念的提出比較清潔的水：只能儘量縮小表面積水溶液中表面活性物質：可降低表面張力，因而氣泡內壓力不會明顯增大；又由於表面活性物質聚集在氣泡的氣——液介面，使泡沫變厚，增加膜的機械強度具表面活性的物質也叫起泡劑或泡沫穩定劑四、泡沫的氣提或浮選作用浮選與氣提作用：當水中形成穩定的氣泡時，水中各類細小雜質濃集在氣泡內，並隨氣泡一起帶至液面，這一過程便稱為氣提或浮選作用細小雜質：粘土粒子、大分子有機物等從養殖生產角度看，並沒有人為造成氣提或浮選作用。但天然水體或養殖水體存在這種過程如：浮游植物量大，光合作用旺盛造成溶氧過飽和而產生氣泡；水體底質層有機分解產生某些氣泡

形成氣提或浮選作用

2、研究該作用的目的這種作用在養殖水體中帶來的後果：（1）促進水體微表層（有機皮膜）的形成（2）降低了水體的有機負荷（3）可使部分分散的、細微的無機和有機顆粒濃集，成為較大顆粒（4）可能使魚苗患氣泡病第五節

養殖水體內物質的遷移過程一、溶質在水體和生物間的交換步驟細胞外細胞內同化廢物從體內進入環境廢物由生物膜到溶液主體生物膜營養鹽類遷移透過生物膜進入體內1、被動遷移（被動吸收）—消極吸收方式（1）依靠物質的擴散進行，物質進入生物膜只能順著濃度梯度進行溶質擴散時在單位路程上濃度變化值順著濃度梯度，即由高濃度到低濃度當水體內被吸收物質的濃度比生物體內高時，這種吸收才得以順利進行兩者之間的濃度差越大，吸收速率也越大。（如：對O2的吸收和CO2的排出）二、溶質進入生物膜(Biologicalmembrane)的遷移特點（2）物質進入生物膜不需要生物自身消耗能量因這種吸收方式是順濃度進行，只要環境中濃度高於生物內的濃度，這種擴散可自發進行，不需生物本身消耗能量2、主動遷移（主動吸收）