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1、-养殖水环境化学复习要点-第 6 页水环境化学复习要点水环境化学复习要点：名词解释：34=12分填空：110=10分判断120（或24）简答：30分（6道）；或26分（5道）计算：8分论述：20分（2道）一、名词1 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性特征。2 水体自净：污染物进入天然水体后，通过一系列物理、化学、生物因素的共同作用，使污染物总量减少或浓度下降，受污水体部分或者全部恢复原状的现象。3 水体污染：由于人类活动或自然过程中将过量的污染物质引入了水体而超过其自净能力导致水质恶化进而影响水体用途的现象。4水生态系统：各种局部的环境条件以及由其提供的环境因素，同存在于其
2、中的多种水生生物群落组成的严密的统一体。5 盐度：1kg海水中的Br-和I-含量全部被等当量的Cl-置换，且所有的碳酸盐都转化为氧化物，所有的有机物均已被氧化之后的全部固体物质的总重。6 酸度：指水体中所含有能与强碱发生中和作用的物质的总量，亦即能释放处质子H+或经过水解能产生H+的物质总量。7 碱度：指水中所含有的能与强酸发生中和反应的全部物质，即能接受质子H+的物质总量。8 饱和量:在一定的溶解条件下气体达到溶解平衡以后，1L水中所含该气体的量。9 饱和度：溶解氧的实际含量（C）与其具有相同温度和盐度条件下的饱和量（CS）之比。10 絮凝作用：由于某些作用，使胶粒的动电位降到临界值以下（2
3、5-30MV）时，胶粒间的电斥力太弱，无法阻止相互的碰撞，导致胶粒相互聚集沉淀的过程。11 水化学：专门研究各类天然水体化学组成、分析方法以及水体中各类物质的来源、存在形式、迁移转化过程和分布变化规律的一门学科，是环境化学的分支学科。12 矿化度：是指以一定量过滤水样在105-112蒸干称重测定其可溶性固体物质的量，包括水中溶解的非挥发性的有机物。13 补偿深度：是指生物有机体的分解速率等于合成速率的水层深度，即补偿点。二、简答1. 水生态系统的结构、特点结构：水生态系统=水体+生命有机体+非生命物质特点：1、水生生物与水环境互为因果、相互依赖又相互制约，水生生物既是水环境产物也是水环境制造者
4、；2、能量流动把整个生态系统组织起来，构成生命循环； 3、水生态系统的非生物环境是决定水生生物群落结构、生物量及其演变过程的主要因子。3. 水的异常特性及其与结构的关系水的异常特性：1、 具有相对较高的溶点和沸点；2、 温度-体积效应：在0-3.98这段温度内，随着温度升高，水的体积反而缩小，在3.98体积最小，超过或低于此温度时体积都会膨胀；3、 热容量最大：在所有液体和固体物质中，水具有最大的比热，熔解热大（冰水混合物保持零度），蒸发热大；4、 溶解和反应能力强；5、 具有很大表面张力（毛细现象、吸附作用、浮游生物等）6、 随着压力增大，一般的物体凝固点上升，而水反而下降。4. 水的异常特
5、性与结构关系：1、 物态变化过程是氢键的作用；（克服氢键)2、 水的温度-体积效应：一方面温度升高，分子热运动加剧，体积膨胀，密度减小；另一方面温度升高，分子间氢键被破坏，分子间距离减小，体积缩小，密度增大、0-3.98摄氏度以后者为主，3.98以上以前者为主；3、 溶解度大，介电常数很大，化学反应活泼，使溶质电离的能力很强。水分子极性强，易与其他物质形成氢键，形成水合作用；4、 表面张力大：因为水分子具有较大的内聚力。5. 控制水体主要离子成分的因素1、 岩石的化学风化促进岩石中元素的释放，从岩石中释放出来的元素易溶解部分大多进入天然水体，这对于通过全球水分循环落到陆地的大气降水在转变为地表
6、水和地下水的过程中获得离子成分具有极其重要的意义；2、 水体内部的化学物理过程：a.离子间的相互作用b.天然水与沉积物和土壤的阳离子交换作用c.天然水的蒸发浓缩作用；3、 水生生物的生命活动，如：光合作用导致碳酸钙 、碳酸镁 和硫酸钙 的沉淀，水生植物对钾离子、钙离子的选择吸收，必将使钠、钾、氯离子在水中的相对积累，另外，陆地水所处地区的气候条件、水文特征、工业废水、生活污水和农业废水。4、 溶解作用。6. 碱度的生态学意义1、 维持天然水体相对稳定的PH条件；2、 防治水体缺氧和病害的发生，促进有机悬浮物及胶体当然絮沉淀；3、 适宜的碱度能中和底质中多余的有机酸促进微生物的活动，加速有机物的
7、分解，增强水体肥力；4、水中碳酸氢根离子、碳酸根离子可与多种重金属离子生成络合物或离子对，从而减低其毒性；7. 渗透压变化对鱼类的影响及其调节方式影响:把淡水鱼放进高渗环境中,机体将失去水分,破坏血液酸碱平衡,血红蛋白结合氧气的能力下降甚至丧失.血清中蛋白质类脂物质减少,血球沉降速度增大,鳃表皮被破坏,最终导致死亡。调节方式：淡水鱼：排泄低渗尿液，从饵料及周围环境中吸收盐分； 海水鱼：排出高渗尿液，通过泌尿器官，排出盐分。8. 酸度的影响因子及其生态学意义影响因子：碳酸根离子-碳酸氢根离子-二氧化碳缓冲系统 钙离子-碳酸钙（S）缓冲系统 离子交换缓冲系统 光合作用、呼吸作用、二氧化碳在水中的溶
8、解度等生态学意义：直接影响： 对鱼类：a.PH过高直接腐蚀鳃组织，造成呼吸障碍而窒息；b.通过氢离子渗透与呼吸作用，使鱼体血液ph产生相应的变化，从而破坏其输氧能力。 对水生生物：a.影响水生植物对营养元素的吸收b.PH过低，抑制硝酸盐，还原酶活性，导致植物缺氧c.直接影响水生生物的存活d.PH过高影响植物对C、Fe的吸收间接影响：PH的改变，影响某些物质的存在形式，进而影响水生生物的生命活动。9. 水体氮的增补和消耗途径消耗途径 生物吸收利用。脱氮作用（反硝化作用）离开水体变成氮气。离开真光层（随水流失、随生物残骸有机碎屑沉于底泥、NH4+被吸附）。氮的增补生物固氮（固氮藻类和固氮细菌固氮）
9、。水生生物的代谢废物。含氮有机物的矿化分解。水源补给而增加。10. 促进絮凝作用的方法加适量的电解质，尤其是高价离子的电解质溶液。加电性相反的溶液。加助凝剂（无机、粘土、活性硅胶、有机如藻酸钠和羟甲基纤维素等）。改变PH，加热，剧烈搅拌。11. 贫营养水体与富营养水体的特点贫营养水体：营养元素含量低，浮游植物及有机质少，耗氧量极低，溶氧饱和度高、透明度高，沿岸植物不发达，沿岸带与深水区界线不明显，水体PH和DO变幅小，主要分布于高原、山区或气候潮湿及贫瘠的地区。富营养水体：营养盐含量丰富，浮游植物及有机质高，夏季浮游植物极盛，水色多为深绿色，中下层往往缺氧，PH和DO变幅较大、复杂，沉积物中有
10、机质也很丰富，多分布于平原或城郊土壤肥沃带。12.三类水体自净的机制物理净化：稀释、扩散、混合、沉淀、挥发等化学作用：氧化还原反应、酸碱反应、分解化合、吸附和凝聚作用，使污染物浓度降低或存在形态发生变化生物净化：通过水生生物的生命活动，使污染物存在形态发生变化，使污染物总量或浓度降低，如微生物对有机污染的氧化分解、对毒物的转化等。13. 天然水的耗氧途径1、 物理作用：a.水中DO处于过饱和状态，氧气从水体溢出；b.过饱和程度越大，曝气越充分，扩散越快；c.仅限于水-气界面。2、 化学作用：a.水体内部氧化还原性物质经化学反应或生成代谢时好氧；b.有机质的分解作用过程；c.底质耗氧。3、 生物
11、耗氧作用：a.鱼虾贝类藻类呼吸作用；b.生物密度越大，呼吸耗氧越多；c.一定范围内，温度越高，呼吸耗氧越快；d.其他生理生态因子，如个体大小，营养条件、PH、O2、C02及毒物含量对生物耗氧都有影响等。14. 水中溶氧条件对养殖水体的生产有哪些影响（1）对水质的影响：A.决定水质及底质的氧化还原条件。Do高，水质、底质呈氧化态，氧化还原电位高，变价元素多以高价态存在。Do低，则相反。B.决定好气嫌氧性微生物的分布与活动。Do高，生物有足够的氧气作为电子受体，进行有氧呼吸，好气性微生物大量繁殖，有机物迅速而彻底地被氧化分解。Do低，只有嫌气性或兼性嫌气性微生物能正常存活。微生物以无机物（硝酸根，
12、硫酸根，碳酸根）或有机物代替氧气作为电子受体，进行无氧呼吸。有机物分解速度慢，能量效率低，产物为还原态硫化物，对生物有毒害作用。（2）Do不足对鱼类的影响：A.水中溶氧含量偏低，对鱼类会引起慢性危害，如出现“浮头”现象。B.溶氧量低还会影响鱼虾的摄饵量及饲料系数。如果养殖鱼虾长期生活在溶氧不足的水中，摄饵量就会降低，生长速度也会减慢，饲料系数增加。C.增加养殖鱼虾的发病率。长期生活在溶氧不足的水中，体质将下降，对疾病的抵抗力下降，故发病率升高，寄生虫病也易蔓延。此外还会导致胚胎发育异常；使毒物的毒性增强。溶氧过饱和度太高会引起气泡病。论述题1养殖水体在夏天一天之中溶氧的变化规律，原因，如何避免
13、Do过低溶氧变化规律及原因： 日出前，溶氧量最低主要在a底层水b长期保持分层状态的底层水及上风沿岸底层水水质过肥，放养过密，投饵施肥过多，水体淤泥过厚，在夏季强风暴雨后的水体，之后溶解量逐渐上升，到白天的下午3点至5点，出现Do最高值，在表层水中。之后溶解量又下降。表层水溶氧的日变化，主要是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，白天有光合作用，晚上光合作用停止，日出后光合作用速率增加，产氧能力超过耗氧速率，溶氧回升，到下午某个时刻达到最大值，以后逐渐降低。由此造成了表层水溶氧白天逐渐升高，晚上逐渐降低。此外，中下层水体也有类似的昼夜变化，但变化幅度小些，变化的趋势
14、也有所不同，这是由于中层和底层光照较弱，产氧就少，风力的混合作用可将上层的溶氧送至中下层，影响溶氧变化。避免溶氧过低的方法：1 降低水体耗氧率：A挖除过多底泥；B合理投饵施肥；C用明矾，黄泥等絮凝沉淀。2改良水质，减少或消除有碍呼吸的物质（CO2，NH3，浊液等）3加强增氧作用；A改良水质条件，增加营养元素，促进浮游植物合理密植，促进增氧效率。B人工增氧；机械增氧；化学增氧（氧化钙，高猛酸钾，双氧水）。2 水生生物与环境之间存在哪些相互作用环境对水生生物的作用：（1）提供氧气，保证水生生物呼吸的需要（2）供给养分，增殖天然饵料，满足水生生物物质和能力的需要（3）容纳水生生物的代谢废物及残骸，使
15、其分解转化，防止积累为害 (4)既能传播病害毒物，造成疾病死亡，又能溶解药物，达到治病效果（5）溶解。传播“化学通讯物质”，用来传递信息，指挥行动，对于鱼类索饵，繁殖，区别同伴，发现危险，逃避敌害都有主要影响。水生生物对环境的作用：（1）水中的绿色植物及具有光合能力的藻类或微生物通过光合作用产生氧气，增加水环境中溶解氧。(2)水生生物的呼吸作用消耗水体中的氧气，同时产生二氧化碳（3）水中藻类大量繁殖造成水体的富营养化，使水体发臭甚至产生有毒物质。（4）环境中生物的生命活动引起了水环境营养物质的变化（5）水生生物本身对水体具有生物净化的作用3 水体污染类型、水质恶化特征，渔业水域如何进行污染防治
16、水体污染类型：（1）物理污染：a色度b浊度c温度d放射性物质。与正常水体相比，污染水体的这些指标都有差异（2）生理性污染（3）病原微生物污染：生活污水，工业、医院、畜牧污水等（4）化学物质污染。 水质恶化特征：1）Do下降的过程。厌氧性细菌大量繁殖，有机质无氧分解为主，发生恶臭2）生态平衡的破坏，耐污、耐毒、喜肥的低等水生动植物繁殖，而鱼类及其他高等水生生物躲避、致畸或死亡，生物多样性降低。3）低毒变高毒（三价铬变为六价铬，五价砷变为三价砷，二价贡变为甲基汞）由于PH值，氧化还原过程有机负荷条件变化所引起。4）低浓度向高浓度转化（物理沉积和生物富集），如重金属、难分解的有机物、营养盐等。 渔业
17、水域进行污染防治的措施：1 任何企事业单位和个体经营者排放的工业废水/生活渔业水域和有害污烂物，必须采取有效措施，保证最近渔业水域的水质符合渔业水质标准；2 未处理的工业废水，生活污水和有害废弃物严禁直接排入鱼/虾类的产卵场，索饵场，越冬场和鱼，虾，贝，藻类的养殖场及珍贵水生动物保护区；3 严禁向渔业水域排放含病原体的污水，如需排放此类污水，必须经过处理和严格消毒。四、计算题复习题1、某湖水的pH7.0，CO2为5.49mmol/L，现有一造纸厂的废水要排入到湖中，该纸厂的废水含有4.0mmol/L的NaOH。假如要控制该池塘水体pH不得上升到8.0以上，问每升湖水中最多可以排入多少这种废水？
18、（pH = 7.0时，a = 1.22；pH = 8.0时，a = 1.02）（5分）解：加入NaOH前后的CO2不变, CO2 = a1Alk1 （1分） Alk1 = CO2/a1= 5.49/1.22 = 4.50mmol/L （1分） Alk2= CO2/ a2 = 5.49/1.02 = 5.38 mmol/L （1分） Alk = Alk2 Alk1 = 5.38 - 4.50 = 0.88 mmol/L （1分）每升湖水中最多可以排入废水体积为V = 0.88/4.0 = 0.22L 。（1分）2、 某天然淡水PH=6.5，Alk=1.4mol/L.把PH调到6.0.求所需要的酸
19、量（PH=6.5时1=1.71；PH=6.0时，2=3.25） 解: PH=6.5时， CO2 = a1Alk1 = 1.711.4=2.39mm. PH=6.0时，CO2 = a2 Alk2 所以 Alk2 = 2.39/3.25=0.735mm所以Alk1 - Alk2 =1.4-0.735=0.665mm3、 某天然淡水PH由6.5提高到8.0. Alk=1.4mm.求加入NaOH的量（PH=6.5时1=1.71；PH=8.0时2=1.027）解：PH=6.5时， CO2 = a1Alk1 = 1.711.4=2.39mm PH=8.0时，CO2 = a2 Alk2 ，Alk2= 2.39/1.027=2.33Alk = Alk2 Alk1 = 若将NaoH改成Na2CO3 则PH=6.5时， CO2 = a1Alk1 = 1.711.4=2.39mm PH=8.0时，CO2 = a2 Alk2 =1.02（1.4+2x）, CO2=2.39+x ,x=0.924