水环境化学17年重点

绪论

1、名词解释

（1）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。

（2）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。

（3）水质指标：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。分为物理的、生物的和化学的指标。

2、天然水的构成

浮游植物、浮游动物、浮游细菌

悬浮物质有机碎屑

泥沙、粘土颗粒

天然溶存物质其他颗粒物

胶态物质溶胶

天然水质系胶态有机物、高分子化合物

人工源污染物质：重金属、类金属污染物、耗氧有机物、持久性有机物、放射

性物质等

水

第一章天然水的主要理化性质

1、名词解释

（1）离子总量S T：指天然水中各种离子的含量之和。

（2）矿化度：105～110℃时用蒸干称重法得到的无机矿物成分的总量，常用来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）氯度的初始定义：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：指稀溶液的蒸气压下降（Δp），沸点上升（Δt b），冰点下降（Δt f）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。一般采用不受陆地水影响的大洋水制备。

（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。其中不含天然海水所有的悬浮物和有机物质。

（9）电导率：指用数字表示溶液传导电流的一种能力，其大小受离子的性质和浓度、溶液的温度和黏度的影响。

2、哪些参数能反映天然水的含盐量？矿化度测定的标准温度？

（1）反映含盐量的参数：离子总量、矿化度、氯度、盐度、其他（折光率、密度）；矿化度一般反映淡水水体含盐量多少，氯度和盐度反映海水含盐量多少。海水离子总量、矿化度和盐度三者之间的关系为：离子总量＞矿化度＞盐度。

（2）矿化度测定的标准温度：105～110℃。

3、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，

但盐度变化1个单位引起密度的变化值比

温度变化1℃引起的密度变化之大许多。海

水最大密度时温度随盐度变化的曲线近似

于一条直线。

同温度，盐度增大，密度增大；

同盐度，温度升高，密度减小。

不同温度密度不同，但具有不同温度和

盐度的海水可能具有相同的密度。

海水密度测定的标准温度为17.5℃。

4、海水冰点、蒸汽压、沸点与盐度关系？

盐度越大，海水蒸汽压降低、沸点上升和冰点下降的量也越大。

5、天然水的阿列金分类法（见最后计算题总结）

6、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。

7、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（我国北方地区）；

①夏季的正分层期（停滞期）：夏季一般是上层水温高，下层低，形成水温的正分布；

②冬季的逆分层期：上层低，下层高，形成水温的逆分布；

③全同温期：春、秋季节上下水温几乎相同。

8、室外海水越冬池底层保温的关键？原因？

（1）关键：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。

（2）原因：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”）。

第二章天然水的主要离子

1、名词解释

（1）硬度（暂时硬度、永久硬度）

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+……）。

②碳酸盐硬度（暂时硬度）：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非碳酸盐硬度（永久硬度）：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。

（2）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

度的主要物质有：HCO3－、CO32－、OH－、H4BO4－，另外还有H2PO4－、HPO42－、NH3等。

（3）海水主要离子组成的恒定性（Marcet原理/Dittmar定律）：海水的总含盐量或盐度是多变的，但常量成分间浓度的比值几乎保持恒定。

2、硬度与养殖生产的关系；养殖水体对硬度的要求？

（1）硬度的组成主要是钙、镁离子，钙、镁在养殖生产中有着重要意义。

①钙、镁是生物生命过程所必需的营养元素；

②钙离子可降低重金属离子和一价金属离子的毒性；

③钙、镁离子可增加水的缓冲性；

④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。

（2）养殖用水硬度范围：1-3mmol/L .

3、淡水和海水碱度的构成；

淡水碱度：碳酸盐碱度；

海水碱度：碳酸盐碱度+硼酸盐碱度。

4、碱度与养殖生产的关系（碱度的生态学意义）；养殖水体对碱度的要求？

（1）意义

①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；

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有毒害作用：碳酸盐碱度对鱼的毒性随着pH的升高而增加。

致毒原理：a：影响生物体内的酸碱平衡；

b：对水生生物的鳃和鳞片有腐蚀作用。

（2）养殖用水碱度适宜量：1～3mmol/L。

5、硫在水中的转化（尤其硫化氢生成的原因）：

（1）蛋白质分解作用：微生物作用下，S（蛋白质中，+6价）→HS－；

（2）氧化作用：氧气，硫磺细菌和硫细菌，H2S→S/SO42-：

（3）还原作用(反硫化作用)：缺乏溶氧，硫酸盐还原菌，SO42－→H2S；溶氧充足即可预防，渔业生产用水硫化物需＜0.2mg/L，水体中达到0.1mg/L时有危害，泼洒含铁药剂可抑制；（4）沉淀与吸附作用：被CaCO3等以CaSO4形式吸附共沉淀；

（5）同化作用：特殊细菌利用H2S进行光合作用，H2S转变成S或 SO42－，同时合成有机物。

6、天然水中K＋的含量一般远比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。

7、盐碱地池塘水质特点及调控方法？

（1）水质特点：高盐、高碱、高pH；

（2）调控方法：

①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；

②施加有机肥，使“生”塘变为“熟”塘：

a、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，而且淤泥中的腐植质嵌入土壤的间隙之中，可有效地防止渗漏。

b、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。

③在池塘周围适当种植植物等，也可以有效地降低池水的盐碱化程度；

④引种浮萍。

8、硬度的计算（见最后计算题总结）

第三章天然水的溶解气体

1、名词解释

（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。

（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现象。（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。（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%以上的量成为氧盈。

（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。

2、影响气体在水中溶解度的因素？

温度、含盐量、气体分压。

（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，会使气体在水中的溶解度降低。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的分压增加而增加——亨利定律c=K H×P（c：溶解度，K H：亨利常数，P：压力）。

3、池塘水体溶解氧的来源与消耗（来源排序，夜间耗氧因素）？

（1）来源：①空气的溶解；②光合作用；③补水。

（2）消耗（水体夜间耗氧因素）

①鱼、虾等养殖生物呼吸；

②水中微型生物耗氧——“水”呼吸：浮游动物、浮游植物、细菌呼吸；

③底质的耗氧——“泥”呼吸；

④逸出。

4、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）水平分布的特征：不均一性。

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。

夜间：下风处耗氧量较大，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。

风力越大，上下风处的溶解氧含量差别就越大。

影响水平分布的因素：风力、风向及生物量。

（2）垂直分布的昼夜变化

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。

夜间：上层水温随气温的下降而下降，密度变大，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04:00-06:00左右，上层水中溶解氧降到最低值。此时，上下水层溶解氧差基本消失，整个池水溶解氧条件最差，鱼虾的浮头多出现在这个时刻。

5、天然水缺氧状态下的水化学特征？

（1）脱氮作用；

生物有机残骸+NO3-→N2↑+CO2↑+H2O（脱氮菌）

NO3-+NH3→N2↑+H2O

缺氧的深水层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。

6、泛池的原因及预防措施？

（1）原因：①温跃层消失；②浮游植物大量死亡；③水质过肥。

（2）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。

7、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施用微生态制剂。（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（增氧机）和化学增氧（过氧化钙、活性沸石、过氧化氢）。

8、渔业水质标准中对溶解氧的要求？

对于溶解氧在连续24h中，16h以上必须大于5mg/L, 其余任何时候不得低于3mg/L；对于鲑科鱼类栖息水域封冰期其余任何时候不得低于4mg/L。

9、计算不同分压力下气体的溶解度、不同大气压力下氧气的溶解度和饱和度、水中溶解气体的分压力。（见最后计算题总结）

第四章天然水的pH和酸碱平衡

1、名词解释

（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、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

3、生石灰清塘的原理（海淡水的不同之处及原因）？

（1）淡水：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值的办法来达到杀死野杂鱼和消毒的目的很好的行之有效的办法；

（2）海水：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。4、影响硫化氢毒性的因素？

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。

5、pH的调整计算。（见最后计算题总结）

6、海水硼酸盐碱度的计算。（见最后计算题总结）

第五章天然水的生物营养元素

1、名词解释

（1）固氮作用：天然水和沉积物中的一些藻类（蓝、绿藻）及细菌，它们具有特殊的酶系统，能把一般生物不能利用的氮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。

（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-，这一过程称为硝化作用。

（3）反硝化作用：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。

（4）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。

（5）同化作用：水生植物通过吸收利用天然水中的NH4+、NO2-、NO3-等合成自身的物质，这一过程称为同化作用。

（6）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。（7）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-）。

（8）UIA：非离子氨或非离子氨态氮。

（9）有效硅：SiO32-

2、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，在适宜的浓度范围内，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。

3、天然水中磷的存在形态（颗粒态和溶解态的区分标准——0.45μm醋酸纤维滤膜）

溶解态磷无机磷

水体中的磷有机磷

颗粒态磷无机磷

有机磷

4、参与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；

（3）水生植物的吸收利用；

（4）若干非生物学过程：降水、地表径流、含磷洗涤剂去污粉的使用等。

5、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）富铁水特点：地下水，pH较低、缺氧、Fe2+

（2）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：

①Fe2+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。（要求含Fe 1mg/L）

（3）铁的去除方法：曝气、絮凝、过滤或静置。

6、水体中非离子氨的计算。（见最后计算题总结）

第六章天然水中的有机物

1、名词解释

（1）BOD（生化需氧量）：指好氧条件下，单位体积水中需氧物质生化分解过程中所消耗的溶解氧的量。

BOD5（五日生化需氧量）：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)，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。

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。

（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（总有机碳）：以碳的含量表示水中有机物总量的综合指标。

（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对水生生物和人体健康构成直接威胁的有机物叫做持久性有机污染物。

2、耗氧有机物与养殖生产的关系？

（1）有利的一面：在好氧的条件下，有机物降解矿化的产物中的NH、NO、PO4，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。

（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。

3、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；

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；

⑦施用微生态制剂。

4、持久性有机污染物的危害特点？

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。

第七章天然水的重金属

1、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。

2、重金属元素在水环境中的污染特征？

①分布广泛；②可以在水环境中迁移转化；③毒性强；④生物积累作用。

3、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；

③水体中的溶解有机物；

④水体中的悬浮颗粒物。

4、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Cl-、SO42-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。

5、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。

③pH： a、pH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；

b、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，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：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：生物大小、（生长期）、耐受性、竞争和演替能力等。

第八章几种主要类型天然水的水质

一、大气降水

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；

（3）含有营养盐等物质。

2、影响大气降水化学成分的因素：地域、降雨的时间段、降雨方式、季节。

3、酸雨的定义：pH＜5.6.

4、酸雨的形成、危害与对策

（1）形成：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，以至形成酸雨。

（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，可减去燃煤中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，接近饱和。

（2）化学组成与含盐量，主要离子有哪些？

阳离子：Ca2+、Mg2+、Na+、K+

阴离子：HCO3-、CO32-、SO42-、Cl-

三、地下水

1、地下水的水质特点（离子组成）

含盐量低的地下水离子组成多以HCO3-与Ca2+为主；

有石膏地层的地下水含有丰富SO42-；

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。

2、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+；

③Fe/Mn超标；

④缺K；

⑤DO等其他水质指标。

四、海水

1、海水的碱度构成：碳酸盐碱度+硼酸盐碱度。

2、海水中的主要离子：

阳离子：Na+、Mg2+、Ca2+、K+、Sr2+；

阴离子：Cl-、SO42-、HCO3-、CO32-、Br-、 B(OH)4-、F-.

第九章水质标准与水质评价

一、名词解释

1、水环境基准：是对水体中的污染物或危害因素对水生生物的生长、发育、繁殖，对人体健康、生态平衡以及社会财富等的危害进行综合研究基础上，所获得的污染物浓度（剂量）与效应的相关性的系统资料，是科学研究的结果，它未考虑社会、政治、经济等因素，不具有法律效力。

2、水质标准：指在一定时间和空间范围内，对水中污染物或与污染有关因子所做的限制性规定。

二、渔业水质标准中的关键指标

1、养殖用水硬度范围：1-3mmol/L；

2、养殖用水碱度适宜量：1～3mmol/L；

3、渔业生产用水硫化物需＜0.2mg/L；

4、对于溶解氧在连续24h 中，16h 以上必须大于5mg/L, 其余任何时候不得低于3 mg/L ；对于鲑科鱼类栖息水域封冰期其余任何时候不得低于4 mg/L 。

5、渔业生产用水要求含Fe <1mg/L ；

第十章 污染物的毒性与毒性试验 名词解释

1、毒物与毒性：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。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。

2、反应与效应：毒物作用于生物体引起生物个体发生的生物学变化，被称为效应。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。

3、绝对致死浓度（LC 100）：指能在一定时间内引起所观察生物个体全部死亡的水中化合物的最低浓度。

4、半数致死浓度（LC 50）：在一定时间内能引起试验生物群体中50%生物个体死亡的水中化合物的浓度。

5、耐受限度（TL ）：以存活比率为观察指标，既可以用于毒物的作用，也可以用于非毒物的作用，比如温度、射线等物理因素的作用，适用范围更广。 中间耐受限度（TLm ）：指受试生物群体中50%生物个体存活，50%死亡的毒物浓度或剂量。

6、有效浓度（EC ）：以通过测定或观察生物对毒物的某种特定效应，如动物失去平衡能力、产生畸形、酶活力变化等，或者生长受抑制程度等，一般用“有效浓度”来反映毒物对试验生物的毒性。

7、最大允许的毒物浓度（MATC ）：对受试生物没有明显影响的毒物浓度。要得到毒物的最大允许浓度需要进行一系列的慢性生物毒性试验。 8、安全浓度（SC ）：对试验动物全生命周期都无有害影响的毒物浓度。通过慢性实验得到，但是需要进行全生命周期试验或持续多个世代的慢性毒性试验。

9、生物富集：生物从周围环境中吸收积累化学物质的现象，则称为生物富集，也称生物浓缩。

10、生物放大：生物通过食物链积累化学物质、毒物随着营养级的提高而增大的现象，则称为生物放大。

11、急性毒性试验：指在短时间内（通常为24h ～96h ）生物接触高浓度有毒物质时，被测试化学物质引起试验生物群体产生一特定百分数有害影响的试验。

【计算题总结】

1、天然水的阿列金分类法。

（1）计算单位电荷物质的量的浓度（mmol/L) （2）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 （3）根据含量最多的阳离子分为三组： 钙组Ca ； 镁组Mg ； 钠组Na

（4）根据阴阳离子含量的比例关系分为四个型： ①Ⅰ型：++-+≥+22

122

123

2

1-3

Mg Ca CO HCO C C C C

弱矿化度水，水中含有相当数量的NaHCO3成分（即主要含有Na+与HCO3-）

②Ⅱ型：

-

-

+

+

-

+

+

≤

+

≤

+

2

4

2

1

2

3

2

1

-

3

2

2

1

2

2

1

2

3

2

1

-

3

SO

CO

HCO

Mg

Ca

CO

HCO

C

C

C

C

C

C

C

低、中矿化度的河水、湖水和地下水

③Ⅲ型：

-

-

+

++

+

≥

+2

4

2

1

2

3

2

1

-

3

2

2

1

2

2

1SO

CO

HCO

Mg

Ca

C

C

C

C

C或

+

+

≥

K,

Na

Cl-

C

C

海水、高矿化度的地下水

④Ⅳ型：0

2

3

2

1

-

3

CO

HCO

=

+-

C

C

酸型沼泽水、硫化矿床水和火山水

（5）表示方式

Ca

C

Ⅱ

碳酸类、钙组、Ⅱ型水

Na

S

Ⅲ

硫酸盐类、钠组、Ⅲ型水

Ca5.0

4.0

C

Ⅱ

总硬度为5.0 mmol/L，含盐量为0.4 g/L

*说明：有时水中的阴离子或阳离子并不是一种离子独占优势，而是两种离子相差不多，当次要离子（以单位电荷为基本单元）与主要离子相差不超过5%时，则应在分类符号中将次要离子也标出。例如：CS CaⅡ表示碳酸盐硫酸盐类、钙组、Ⅱ型水，该水中SO42+含量仅次于HCO3-，且含量相差不大。

阿列金分类法·例题（注意：任何数值需换算为单位电荷物质的量的浓度再计算）

答：

2、硬度的计算。

*说明：①即为计算Ca2++Mg2+的量；②1mmol/L＝2.804 °HG＝50.05mg/L（CaCO3）

例题鱼池水中Ca(HCO3)2200mg/L, Mg(HCO3)2120mg/L。计算水中的总硬度，并以三种单位表示之。

答：总硬度（TH）=

+

++2

2

1

2

2

1Mg

Ca

C

C

=200×2/162+120×2/146

=2.469+1.644

=4.113mmol/L= 11.533°HG＝205.856mg/L （CaCO 3）

3、计算不同分压力下气体的溶解度、不同大气压力下氧气的溶解度和饱和度、水中溶解气体的分压力。

单位换算：1ml/L=1.429mg/L=89.23μmol/L

公式：①亨利定律：c = K H × P ，所以同气同温下

2

121P P c c =， ??

-=

s W

T W

T s C P P P C P -（P W ：纯水饱和蒸汽压）

②道尔顿分压定律： P B =P T ×φB

③溶解气体饱和度：O 2%=C/C s ×100%

（1）计算不同分压力下气体的溶解度（下面题答案中单位出错，把mol 改为ml ）

（2）不同大气压力下氧气的溶解度和饱和度的计算

（3）水中溶解气体的分压力计算

4、pH 的调整计算（三种类型）。

例题一 有水温为20℃、碱度A T ＝3.6mmol/L 、pH 为6.6的地下淡水，今需加入NaOH 使其

pH=7.5，问1m 3

水需用NaOH 固体多少克？假定加入NaOH 后没有沉淀生成。 答：（酸碱中和可视为封闭体系。加NaOH 前后的C T,CO2不变。由pH 求f ，然后求C T ,CO2，再求中和后应达到的A T ，前后A T 之差即为碱的用量。） 查表得，

pH=6.6,f =1.60； pH=7.5，f’=1.07 C T ,CO2=A T ×f =3.6×1.60=5.76(mmol/L)

(m m ol/L)8.16.34.5'T T T =-=-=?A A A

即需加NaOH 1.8mol/m 3

，相当于固体NaOH 72g/m 3

。

例题二 如果例1中的地下水硬度很低，在曝气过程中不会生成CaCO 3沉淀。问这种地下水充分曝气后，pH 是多少？设气相CO 2分压为0.00030×101.325kPa 。

答：(1)这种情况下曝气，有CO 2逸出，CO 32－

含量增加，pH 会升高。(2)水与空气达溶解平衡

后，应满足下两式。从附录7中查得 K H =3.89×10-4 mol/(m 3

·Pa) 。

、

例题三pH为9.1的鱼池水，A T’＝2.5mmol/L,补入pH=6.5，A T＝4.0mmol/L井水20％体积。问：混合水的pH是多少？设气相CO2分压P CO2（g）=0.00030×101.325kPa。

答：（不能采用pH加权平均方式求解，而应采用c T,CO2与A T加权平均后求f值，再从表中查出pH。）

1)查表得：pH=6.5，f=1.76； pH=9.1,f ’=0.954

2)求混合前c T,CO2：

c T ,CO2（1）＝A T×f=4.0×10－3×1.76＝7.04×10-3 （mol/L)

c T,CO2（2）＝A T’×f‘ = 2.5×10－3×0.954＝2.38×10-3 （mol/L)

3)求混合后c T ,CO2（混）及A T（混）

查表，pH=7.2

作业有一养鱼池，面积为1.00 hm2（公顷，即10000平方米，hm表示百米），水深平均为1.5m。池水pH高达9.5，A T＝2.00mmol/L，若拟用浓HCl将池水pH中和到9.0。问需用多少浓盐酸？设浓盐酸的浓度为12mol/L。

答：查表得：

pH=9.5,f=8.95×10-1； pH=9.0,f=9.64×10-1

C T,CO2=A T×f =2×8.95×10-1=1.79（mmol/L)

中和后 A T’=C T,CO2/f’=1.79/0.964=1.86(mmol/L)

浓HCl添加量：（2.00-1.86）×1.00×104×1.5=2100(moL)

V HCL=2100/12=175(L)

5、海水硼酸盐碱度的计算。

公式：+

+-?==-H B B mmol/L BO H mmol/L B ''2102.2}{}{44a

K Cl

K C A 例题 盐度为20，pH 为8.5，水温20℃的海水中硼酸盐碱度是多少？ 答：(1) 根据公式S‰=1.80655Cl‰

水体的氯度Cl‰=20/1.80655=11.0708≈11

经查表得出：水温20 ℃，Cl‰=11的水体 K B ’=1.64×10-9

(2)根据pH=8.5,αH+=10-8.5

(3)硼酸盐碱度为：

2.2×10-2×1.64×10-9×11.0708/(1.64×10-9+10-8.5)=8.3×10-2

(mmol/L)

6、水体中非离子氨的计算。 例题 已知某天然淡水T=15℃, pH=7.80,总氨（铵）氮为1.50μmol/L，求水体中的UIA 含量。 答：)

p pH p (NH NH NH H '4

3310

1100100%UIA +

++-+=

+=

γ

K a c c c

pK ’a,15= pK’a,25 +0.0324（25-t ） =9.25 +0.0324（25-15） =9.574

查表r H+=1.0（查表）

UIA=1.655%×1.50=0.025（μmol/L）