水环境化学复习资料-终极版.doc
第一章、天然水的理化性质
1、离子总量：天然水中各离子总量之和,常用S T表示,单位为mg/L或mmol/L。4种阳离子（钙离子、
镁离子、钠离子、钾离子）4种阴离子（碳酸氢根、碳酸根、硫酸根、氯）
2、矿化度：以一定量过滤水样在105-110℃烘干称重的方法测定其可溶性总固体物质的量 ,包括水中溶
解的非挥发性有机物
3、氯度：沉淀0.3285234Kg海水中全部卤素离子所需纯标准银的克数 ,在数值上即为海水的氯度 ,用符号Cl表示 ,单位为1×10-3
4、盐度：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
3、天然水的依数性：稀溶液蒸气压下降、沸点上升、冰点下降值都与溶液中溶质的质量摩尔浓度成正
比,而与溶质的本性无关。
4、透明度：光线进入水中的程度,适宜透明度为20~40cm
5、真光层：光照充足,光合作用速率大于呼吸作用速率的水层
6、营养生成层;植物光合作用合成的有机物多于呼吸作用消耗的有机物,有机物的净合成大于零的水
层。光照不足,光合作用速率小于呼吸作用速率的水层为营养分解层。
7、补偿深度：有机物的分解速率等于合成速率的水层深度,大约为透明度的2~2.5倍
8、离子活度：离子的有效浓度。
9、水体流转混合的两个因素：风力引起的涡动混合,密度差引起的对流混合
10、温跃层：水温在垂直方向出现急剧变化的水层。
北方鱼类在室外越冬时,要注意防风处理,避免池水对流使池底水温变化,影响鱼类生长,室外海水越冬池底保温关键：添加低盐度的海水或者淡水。
常量>50mmol/L 50umol/L<微量<50mmol/L 恒量<50umol/L
通过水面进入水中的太阳辐射,一部分被水中的溶存物质吸收,一部分被散射,一部分继续向深处穿透。
几种淡水鱼耐盐能力：草鱼>团头鲂>鲢鱼
盐度与温度的线性关系,在（24.9 -1.35）处达到最大的密度
11、水体的温度分布规律
一、湖泊（水库）四季典型温度分布
（1）冬季的逆分层期水温随着深度的增加而缓慢升高,到底层水温可以达到或小于密度最大时的温度
（2）春季全同温期水温在密度最大的温度以下时,温度的升高会使密度增大,表面温度较高的水就会下沉,下面较低的水就会上升,形成密度流。密度流使上下水对流交换,直到上下水温都是密度最大时的温度为止。
（3）夏季正分层期（停滞期）出现温跃层,上下水体无法相互混合,上层水温较高,下层水温较低（4）秋季的全同温期气温转凉,温度低于水温,表层水温要下降,密度增大,表层以下水温较高,密度较小,此时发生密度环流
二、越冬池的水温平均值的变化反映了温度变化趋势——整个越冬期底层水温先下降后回升,这与气温的变化有关。修建室外越冬池时要注意防风处理。
12、天然水中化学成分的形成：
大气淋溶、从岩石土壤中淋溶、生物作用、次级反应与交换吸收作用、工业废水、生活污水与农业退水
环境化学：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。
天然水质系的复杂性：
1、水中含有的物质种类繁多,含量相差悬殊
2、水中溶存物质的分散程度复杂
3、存在各种生物
第二章、天然水的主要离子
1、硬度;水中二价及多价金属离子含量的总和,单位是mmol/L。按阳离子种类可分为钙硬度和镁硬度。按阴离子可分为永久硬度和暂时硬度；碳酸盐硬度是指水中与碳酸氢根、碳酸根所对应的硬度。这种硬度在在水加热煮沸后 ,绝大部分以碳酸钙沉淀而除去 ,故又称“暂时硬度”。非碳酸盐的硬度是对应于硫酸盐和氯化物的硬度 ,即由Ca2+、Mg2+构成的硫酸盐和氯化物的硬度 ,它虽经煮沸但仍不能除去 ,故又名“永久硬度”。
常用单位有三种：
（a）mmol/L：以1L水中各种形成硬度的离子总量表示。
（b）德国度（o H G）：每升水含10mg氧化钙为1 o H G。
（c）毫克CaCO3/升：用每升水所含形成硬度的离子所相当的碳酸钙的毫克数。
上述三种单位的换算：1mmol/L=2.804 o H G=50.05mgCaCO3/L
2、碱度：指水中所含的能与强酸发生中和作用的全部物质的总量 ,亦即能接受质子H+的物质总量。
新开挖的水池养鱼时,需要经常换水,以调节降低水中的硬度,防止鱼类死亡
3、钙、镁离子在水产养殖中的意义
（1）钙、镁是生物生命过程所必须的营养元素,它们不仅是生物体液及骨骼的组成成分。还参与体液新陈代谢的调节。
（2）钙离子可以降低重金属离子和一价金属离子的毒性。
（3）钙、镁离子可以增加水的缓冲性,即具有很好的保持PH的能力。
（4）水中钙镁离子比例,对鱼、虾、贝的存活有重要影响。
4、碱度与水产养殖的关系
（1）降低重金属的毒性
（2）调节二氧化碳的产耗关系、稳定水的PH
（3）碱度过高对养殖生物的毒害作用（适宜1~3mmol/L,最大临界值10mmol/L）
5、硫在水中的转化
1、蛋白质的分解作用
2、氧化作用
3、还原作用硫酸盐还原条件：缺乏溶氧、含有丰富的有机物、有微生物参与、硫酸根离子的含量
4、沉淀与吸附作用水质恶化时,有硫化氢时,可以泼洒含铁药剂起到解毒的作用
5、同化作用
6、为什么天然水中的钾离子含量远比钠离子低？
1、钾离子比较容易被土壤胶粒吸附,移动性不如钠离子；
2、钾离子被植物的吸收利用
第三章、溶解气体
1、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%。淡水来说含盐的变化幅度很小,对气体在水中的溶解度影响不大,一般不考虑含盐量的影响,而近似地釆用在纯水中的溶解度值。
（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-享利定律c= K H ×P
道尔顿分压定律由几种气体组成的混合气体中组分B的分压力PB等于混合气体的总压力PT乘以气体B 的分压系数φB。P B=P T×φB
2、气体溶解速率中得双模理论
（1）靠湍流从气体主体内部到达气膜；
（2）靠扩散穿过气膜到达气—液界面 ,并溶于液相；
（3）靠扩散穿过液膜；
（4）靠湍流离开液膜进入液相内部。
当气体分子在气相主体与液相主体中迁移时 ,靠的是湍流 ,运动速度快 ,混合均匀 ,可认为在气相主体与液相主体中都不存在浓度梯度。而气膜和液膜内只存在层流 ,气体分子只能靠扩散通过
假定气体到达界面后瞬间即能达到溶解平衡 ,并符合亨利定律关系。
3、池塘水体溶解氧的来源与消耗
水中氧气的来源：空气的溶解、水生植物光合作用、补水
水中氧气的消耗：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、溶解氧的变化特点
(1)与大洋海水存在一定的差异
(2)更多的是受温度、盐度、压力、水生生物生命活动过程（光合作用、呼吸作用）、有机质的分解、光照等的影响,且影响较大,使水体溶解氧呈昼夜变化
5、溶解速度及其影响因素
水的单位体积表面积扰动状况气体的不饱和度
6、池塘水体溶解氧的变化规律
溶解氧的垂直变化
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04:00-05:00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。
溶解氧水平分布的特征：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：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。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。
7、改善水体溶解氧状况的措施
降低水体耗氧速率及数量清淤合理施肥投饵明矾、黄泥浆凝聚沉淀水中有机物微生态制剂使用
加强增氧作用,提高水中溶氧浓度生物增氧—保持水体具有适宜的浮游植物生物量
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（H2O2)）
1、有一养鱼池,面积为1.00 hm2 ,水深平均为1.5m。池水pH＝9.5 ,A T＝2.00mmol/L ,现拟用浓度为12mol/L的浓盐酸将池水pH中和到9.0 ,问需用多少升的浓盐酸？（pH = 9.0时α = 0.959；pH = 9.5时α = 0.886）（5分）
解：水量V ＝1.00×104m2×1.5m=1.5×104m3,（1分）C T= α A T; （1分）
A T’= C T/ α’= A Tα / α’ =2 mmol/L×0.886/0.959= 1.85 mmol/L （1分）
ΔA T = A T - A T’ = ( 2.00 – 1.85 ) mmol/L = 0.15 mmol/L （1分）
V HCl=ΔA T×V / C HCl = 0.15mmol/m3×1.5×104m3 / 12 mol/L = 188 L （1分）需要浓盐酸188 L
2、某对虾池水的Cl‰ = 19.00 ,pH = 9.00 ,总铵氮NH3-N t =1.60mmol/L ,γH＋= 0.693 ,
K a＇= 4.47×10-10 ,求该对虾池中分子态氨氮UIA为多少mmol/L？分子态氨氮在总氨氮中所占的比例UIA%为多少？（5分）
解：C NH3 =a NH3 C T = K a＇/(a H+/γH+ + K a＇) C T = 0.378mmol/L （3分）
UIA% ＝0.378/1.60×100% = 23.6% （2分）
第四章天然水的PH和酸碱平衡
酸度 :指每升水中所含能与强碱发生中和作用的物质总量略去水体中含量极少的H2PO4-、HPO42-和有机酸根据测定时使用的指示剂不同,分为总碱度（用酚酞作指示剂,PH8.3）和无机酸（又
称强酸酸度,用甲基橙作指示剂,pH 3.7）
天然水按pH值的不同可以划分为如下五类：
强酸性PH<5.0 弱酸性PH5.0~6.5 强碱性PH8.0~10.0 强碱性PH>10.0 中性PH6.5~8.0 大多数天然水为中性到弱碱性 ,pH在6.0-9.0之间。淡水的pH值多在6.5-8.5 ,部分苏打型湖泊水的pH值可达9.0-9.5 ,有的可能更高。海水的pH值一般在8.0-8.4。
地下水由于溶有较多的CO2 ,pH一般较低 ,呈弱酸性。某些铁矿矿坑积水 ,由于FeS2的氧化、水解 ,水的pH可能成强酸性 ,有的pH甚至可低至2-3 ,这当然是很特殊的情况
某些铁矿矿坑积水,由于FeS2的氧化、水解,水的PH可能成强酸性
天然水的缓冲性
天然水都有一定的维持本身的PH能力,即具有一定的缓冲性。其原因存在以下3个调节PH的平衡系统
1、碳酸的一级与二级电离平衡
2、碳酸钙的溶解和沉淀平衡水中钙离子含量足够大时,可以限制碳酸离子钙含量增加,也限制了PH
的升高。
3、离子交换缓冲系统
二氧化碳平衡体系在水中有4种化合态：、CO2 H2CO3、HCO3-和CO32- ,其中H2CO3 CO2 合称游离二氧化碳C T ,CO2=【H2CO3*】+【HCO3-】+【CO32-】
1、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1m3水需用NaOH固体多少克？假定加入NaOH后没有沉淀生成。
解题思路：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。
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)
即需加NaOH 1.8mol/m3 ,相当于固体NaOH 72g/m3
2、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
解题思路：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。解：1)查表4－6 得：pH=6.5 , f = 1.76 ；pH=9.1 , f '= 0.954
2)求混合前c T ,CO2：
S V V K V S m max
max 1+= 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）
3
解、(1) 根据公式S‰=1.80655Cl‰ 水体的氯度Cl‰=20/1.80655=11.0708
经查表得出：水温20 ℃ ,Cl‰=11的水体 KB‘=1.64×10-9
(2) 根据pH=8.5, αH+=10-8.5 (3)硼酸盐碱度=
2.2×10-2×1.64×10-9×11.0708/(1.64×
10-9+10-8.5)=8.3×10-2(mmol/L) 第五章 天然水中的生物营养元素
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。常量必需元素（N 、P 、S 、K 、Ca 、Mg 、C 、H 、O ）微量必需元素（Fe 、Mn 、Zn 、Cu 、B 、Mo 、Cl ）
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。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。 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。 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。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。
常见的方法是把米氏方程换成如下形式：
Km 为米氏常数 ,若S=Km 时 ,V=1/2V max 一般认为 ,为了得到藻类的正常繁殖速率 ,水体的限制性营养元素浓度[S]应维持在3K m(此时吸收速率V=0.75V max)以上。若[S]不足时 ,浮游植物的生长、繁殖将直接受到限制。 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
6、沉积物中氮的释放
NH3毒性强的原因：NH3不带电荷 ,有较强的脂溶性 ,易透过细胞膜 ,对水生生物有很强毒性
一、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（氨）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
二、天然水中氮的转化 固氮作用、氨化作用、 同化作用、 硝化作用、反硝化作用（脱氮作用）
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NH 4+、NO 3-是藻类能直接吸收利用的氮的形态 ,在适宜浓度范围内 ,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。
四、天然水中磷的存在形态
水体中的磷 ：溶解态磷（无机磷a.无机正磷酸盐 PO43-、HPO42-、H2PO4-、H3PO4 b.无机缩聚磷酸盐如P2O74-、P3O105-等 ,它们是某些洗涤剂、去污粉的主要添加成分。）有机磷：天然水中可溶性有机磷包括生物体中存在的氨基磷酸与磷核苷酸类化合物、颗粒态磷
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
●在天然水中水生生物的残体以及衰老或受损的细胞,由于自溶作用而释放出磷酸盐。
●因悬浮于温跃层和深水层暗处受微生物的作用而迅速再生的无机磷酸盐,构成了水体中有效磷的重要
来源。
2、水生生物的分泌与排泄 3.水生植物的吸收利用藻类在吸收利用有效氮和有效磷时一般也按P/N=1:16(或15) 的比例进行。4、沉积物的释放5、若干非生物学过程
六、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）
铁的去除方法曝气絮凝过滤或静置
第七章水环境中的胶体与界面作用
1、胶体粒径在1~100nm之间,20世纪初,人们把胶体分成两类：亲液胶体（蛋白质、明胶等容易与水形成胶体的溶液）、憎液胶体（金溶胶等本质上不溶于介质,必须经过处理后才能形成胶体溶液）
2、胶体的结构：【胶核| n 表面离子+（n-x）反离子】x+反离子+
胶团=胶粒+扩散层反离子胶粒=胶核+吸附层
3、胶体粒子表面电荷的来源：电离、离子吸附、晶格取代
4、ζ-电位：这种当分散相和分散介质做相对运动时,吸附层和扩散层之间存在的电位差称为电动电位。
5、胶体的稳定性及其影响因素
ζ-电位的大小：ζ-电位越大,胶粒电荷越多,胶粒间电性斥力越大,胶体越稳定。
溶剂化作用：水化薄膜层阻止了胶粒的互相碰撞而引起的合并,使溶胶具有一定的稳定性
5、水环境中胶体的种类
无机胶体：黏土矿物胶体、水合氧化物胶体有机胶体：各种可溶性和不溶性腐殖质无机有机复合体胶体无机胶体来源：化学平衡产物、河流输入物、生物死亡后的残物；有机胶体来源：生物的代谢产物、生物细胞的分解产物、有机颗粒物的降解产物。
6、粘土矿物分三类：
高岭石类：一层硅氧片和一层水铝片,称1：1型晶格,化学式Al4(Si4O10)(OH)8
蒙脱石类：两层硅氧片和一层水铝片,称2：1型晶格,化学式Al4(Si4O10)2(OH)4.nH2O
伊利石类：两层硅氧片和一层水铝片,称2：1型晶格,化学式Al4Si8O20(OH)4
7、水环境中腐殖质主要为富里酸和胡敏酸
8、表面张力：在气液界面上由于液相的表面层与本水体在微观结构和性质上有许多明显的差异。首先表现在处于液体表面上的分子受力是很不平衡的,他们总是受到向液体内部的一定张力,即表面张力。
气提作用：由于气泡的形成及在其气——液界面上的吸附作用 ,水体中具有表面活性的物质（种类繁多的有机物具有两相基团）连同可与其结合的其他各种形态物质一起被选择性地富集于液相表面膜中 ,这种现象称为气提作用或泡沫浮选作用
泡沫：由难溶性气体以气泡形式分散在液体中所形成的分散系 ,称泡沫。其稳定性主要决定于气液界面的吸附作用。泡沫的破坏主要起因于液膜排液变薄和泡内气体的扩散。
凝结：胶体粒子相互碰撞,终于相互聚集成沉淀析出的过程成为凝结。由于所得的沉淀常为絮状物,所以又称“絮凝作用”。在胶粒及黏土微粒絮凝沉淀时,总是把水中共存的一些可沉降或非沉降性的物质结合一起沉出,故又称“混凝作用”。如果降低或消除胶体稳定剂的作用,分散微粒则可通过碰撞结合成聚集体而沉淀,这叫聚沉或凝聚。
9、我国用量最大的无机絮凝剂主要有：硫酸铝、聚氯化铝、氯化铁、硫酸亚铁
10、影响凝聚作用的因素
1、电解质的作用如前所述 ,加入电解质可以压缩扩散层 ,降低胶粒的ξ-电位 ,导致凝聚作用的发生。
2、电性相反溶胶 ,可以相互凝结一般认为 ,疏液溶胶相互凝结 ,主要通过静电引力；疏液溶胶与亲液溶胶相互凝结则主要依靠吸附及桥连作用；亲液溶胶相互凝结则与所谓乳粒积并作用有关。
3、助凝剂混凝剂的加入可以扩散层 ,降低胶粒的ξ-电位甚至使之接近于零 ,使胶体发生聚集作用。助凝剂的作用在于加速混凝过程 ,加大絮凝颗粒的密度和重量 ,使其迅速沉淀；并通过粘结和架桥作
水环境化学名词解释
名词解释 总硬度Ht：在一般天然水中，主要是Ca2+和Mg2+，其它离子含量很少，通常以水中Ca2+和Mg2+的总含量称为水的总硬度Ht 碳酸盐硬度(Hc):由于水中含有Ca(HCO3)2和Mg(HCO3)2而形成的硬度，经煮沸后可把硬度去掉，这种硬度称为碳酸盐硬度，亦称暂时硬度。 非碳酸盐硬度(Hn):由于水中含有CaSO4（CaCl2）和MgSO4（MgCl2 ）等盐类物质而形成的硬度，经煮沸后也不能去除，这种硬度称为非碳酸盐硬度，亦称永久硬度。 当量粒子:对于还原性物质，一个当量粒子是指与1个氢原子具有相同的还原能力的粒子 毫克当量：对于还原性物质，与1mg（1mmol）氢的还原能力相等的物质叫做1毫克当量。含水率定义：树脂含水率一般以每克湿树脂（在水中充分膨胀）所含水分的百分比表示（约50%），并且相应地反映了树脂网架中的孔隙率 溶胀性定义：树脂体积变化的现象称为溶胀 全交换容量：一定量树脂所具有的活性基团或可交换离子的总数量。 工作交换容量：在给定工作条件下实际可利用的交换能力。 完交换容量：完全交换容量也称最大容量、理论容量，是干燥恒重的单位质量H型或Cl 型树脂中可交换离子（离子基团）的总数量。 固定床：离子交换树脂（或磺化煤）装填在离子交换器内。在操作过程中，树脂不往外输送，所以称之为固定床 复床指阳、阴离子交换器串联使用，达到水的除盐的目的。 半透膜：只允许溶质或溶剂透过的膜称为半透膜。 半透膜属于选择透过性膜。 选择透过性膜：如生物膜、细胞膜，扩散方式包括自由扩散、协助扩散、主动运输。 渗析 如果用膜把一个容器分隔成两部分，在膜的一侧放入溶液，在膜的另一侧放入纯水，则把小分子溶质透过膜向纯水侧的迁移过程称为渗析（溶质透过膜的现象）。 渗透 如果仅纯水侧的纯水透过膜向溶液侧迁移，而溶质不透过，这一过程称为渗透（溶剂透过膜的现象）。 水面的综合散热系数：在单位时间内、水面温度变化1oC时，水体通过单位表面散失的热量变化量，单位：W/(m2?oC) 湿空气：干空气和水蒸气所组成的混合空气。 饱和空气：当空气在某一定温度下，吸湿能力达到最大值时，空气中的水蒸气处于饱和状态，称为饱和空气。水蒸气的分压称为饱和蒸汽压力。 绝对湿度：每m3湿空气中所含水蒸气的质量称为空气的绝对湿度。 相对湿度：空气的绝对湿度和同温度下饱和空气的绝对湿度之比，成为湿空气的相对湿度。相对湿度是表示空气接近饱和的程度。相对湿度小的空气吸收水分能力强。 湿空气的密度：每m3湿空气中所含干空气的质量和水蒸气的质量之和。 湿空气的焓（ｉ）：表示1kg干空气和含湿量x公斤水蒸气的含热量之和。
养殖水环境化学习题
各章复习思考题及综合性模拟题 参考答案 第一章 一、名词解释 1、水质：水及其中杂质所共同表现出来的特征。 2、水质系：水和其中杂质所组成的一切复杂体系。 二、问答题（答题要点） 1、为什么说天然水是包含各种杂质的溶液或浊液？ 答：天然水中溶解了多种盐类、气体和有机物，而且还含有泥沙、粘土颗粒、浮游生物、有机碎片等悬浮物质，所以说天然水是包括各种杂质的溶液和浊液。 2、水生生物与水、水质有何密切关系？（可问老师） 答：主要从水生生物生长、繁殖等与水、水质的关系及养殖生产的产量、质量与水、水质的关系这两个方面另以阐述。 第二章 一、名词解释 1、硬度：单位水体中所含二价和二价以金属离子的总量为水的硬度。 2、暂时硬度：水中的钙、镁的碳酸氢盐在煮沸后即分解成碳酸盐沉淀析出，故相应的硬度又称暂时硬度。 3、永久硬度：钙、镁的硫酸盐、氯化物等，用一般的煮沸方法不能把它们从水中除去，所以又称永久硬度。 4、电导率：在相距1cm用惰性金属制成的平行电极间，电解质溶液有1cm2面上所具有的电导，称为电导率。P32 5、离子活度：离子的有效浓度。P30 6、水的透明度：把透明度板沉入水中，至恰好看不见板面上的白色，此时水的深度即为水的透明度。 7、温跃层：温度随深度增加而迅速降低的水层。 8、水温的正分层：指夏季的上层温度高，下层温度低的分层情况。 9、水温的逆分层：指冬季的上层温度低，下层温度高的分层情况。 10、水温的全同温：指春秋季的上下层温度几乎相同的情况。 二、问答题（答题要点） 1、水的硬度如何分类? 答：单位水体中所含Ca2+、Mg2+的总量称为水的总硬度，按照造成硬度的阳离子的不同，硬度又可分为钙硬度和镁硬度。考虑阴离子组成，硬度可分为碳酸盐硬度（其中钙、镁的碳酸氢盐标定的硬度又称暂时硬度）和非碳酸盐硬度（又称永久硬度）。 2、硬度的常用单位有哪三种？这些单位之间如何相互换算？ 答：常用单位有：mmol（1/2 Ca2+，1/2 Mg2+）·L-1；德国度（0H G）和mg（CaCO3）·L-1三种。 换算关系：1 mmol（1/2 Ca2+，1/2 Mg2+）·L-1=2.804 0H G=50.05 mg（CaCO3）·L-1。 3、鱼池水硬度变化与水生生物的呼吸作用和光合作用有何关系？ 答：光合作用和呼吸作用会引起鱼池水硬度变化：光合作用使硬度减小，呼吸作用使硬度增大。 4、盐度小于24.9的海水，密度最大时的温度比冰点高，在冰下可以保持高于冰点温度的水层；在盐度为24.9的海水中密度最大时的温度与冰点相同：（24.9‰、-1.350C），纯水在3.980C时密度最大。 5、何谓硫酸盐的还原作用？发生硫酸盐还原作用的条件是什么？P56 答：在缺氧环境中，各种硫酸盐还原菌可把SO42-还原成硫化物，这一过程称为硫酸盐的还原作用的，其发生的条件是：（1）缺乏溶氧；（2）有丰富的有机物；（3）SO42-的含量（4）有微生物的参与。 6、硫元素在水体中有哪些转化作用？ 答：硫元素在水体中的转化作用有：氧化作用、还原作用、化学沉淀或吸附沉淀和同化作用及蛋白质分解作用。 7、硫化氢在总硫化物中占的比例与哪些因素有关?为什么pH值降低的毒性增强？P56 答：H2S在总硫化物中占的比例主要与水温、pH值等有关，在硫化物的三种存在形式中，H2S毒性最强，pH下降，硫化氢在总硫化物中占的比例增加，毒性也随之增强。 8、养殖生产中可采取哪些措施防止硫化氢的生成及其毒害作用？P57 答：主要措施有：（1）促进水体垂直流转混合，打破其分层停滞状态，避免底泥、底层水发展为厌气状态。（2）尽可能保持底质、底层水层中性、微碱性（pH值8左右），极力避免底质、底层水呈酸性。(3)施用铁剂，提高底质、底层水中铁含量。（4）避免大量SO42-进入养殖水体。 9、为什么Fe2+、Fe3+、石灰水、黄泥水均可降低水中硫化物的毒性？P57 答：Fe2+、Fe3+可使硫化物转化为硫和硫化亚铁沉淀，黄泥含铁离子也具有此作用，而石灰水会增大水的pH值，降低硫化氢
水环境化学复习题
水环境化学复习题 7. 腐殖质分为哪些种类，通过哪些途径对水质产生影响？ 8. 简述生物富集的概念和影响因素，并说明生物富集的生态环境意义。9. 说明辛醇/水分配系数的概念和作用。 10. 亨利常数的表达方式有哪些？怎样计算亨利常数？11. 葡萄糖的氧化反应式为：C6H12O6 + 6O2 ＝6CO2 + H2O 计算100 mg/L的葡萄糖完全氧化的理论耗氧量。 12. 某废水的BOD5为250 mg/L，其最终BOD为380 mg/L，试求其降解速率常数。 13 .某河段流量为Q = 2 160 000 m3/d, 流速为46 km/d，T=13.5℃，耗氧系数k1=1.14 d-1，复氧系数k2=1.85d-1，起始断面排污口排放的废水量为8×104 m3/d，废水含BOD5为500 mg/L, DO为0，上游河水BOD5为0，DO为8.95 mg/L。求排污口下游10 km处河水的BOD5和氧亏值以及极限溶解氧出现的距离。 14 .某芳烃类有机污染物的分子量为192，在水中的溶解度为0.05 mg/L，试估算其辛醇/水分配系数（kow）及在鱼体中的生物富集系数(logBCF)。 15 .某种鱼对水中的持久性污染物X的吸收速率常数ka为14.5h-1,鱼体消除X的速率常数ke为2.5×10-3h-1；若X在鱼体中的起始浓度为0，在水中的浓度保持不变，且实验期间鱼体体重保持不变。计算X在鱼体内的富集系数及其浓度达到稳态浓度95%时所需要的时间。
16 .已知二氯乙烷（CH2ClCH2Cl）在25℃时的饱和蒸汽压为82 mmHg，在水中的溶解度为8700 mg/L，计算在该温度下四氯化碳从6.5 cm厚水层中挥发的半衰期。十、水中的重金属 1. 天然水体中的重金属大约有几种存在形态？ 2. 影响水中重金属存在形态的因素有哪些？ 3. 影响水中重金属毒性的因素有哪些？它们都如何影响重金属的毒性？ 4. 何谓金属元素在水环境中的迁移？有哪些迁移基本类型？ 5. 元素在地表环境中迁移的特点有哪些？ 6. 影响元素在地表环境中迁移的因素是什么？ 7. 有哪些因素可以影响沉积物中的重金属向上覆水中释放？ 8. 沉积物中的金属有哪些存在形态？9. 如何评价沉积物中重金属的生物有效性？十一、配位解离平衡 1、决定络合物稳定性的因素在哪几方面？ 2、水环境中常见无机配位体和有机配位体有哪些？ 3、水环境中的金属离子与配位体络合的一般规律如何？ 4、Cl-对金属离子的络合作用有何特点？ 5、OH-对金属离子的络合作用有何特点？ 6、腐植质对对重金属离子迁移转化有何影响？ 7、举例说明EDTA在水产养殖上的应用？十二、溶解与沉淀 1.天然水体中的溶解和沉淀平衡的复杂性表现在哪里？ 2.难溶金属氢氧化物的溶解度与pH的关系如何？ 3.解释图12—2中的3条直线与一条曲线各表示什么意思？ 4.如何绘制氢氧化亚铁与碳酸亚铁溶解度与pH的关系图？
水环境化学
水环境化学
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第十二章 水环境中的溶解与沉淀
教学一般要求 掌握：难溶氢氧化物溶解性与pH的关系。难溶硫化物、难溶碳酸盐的溶解性与pH及CT的关系。 初步掌握：开放体系与封闭体系中碳酸钙的溶解平衡，水稳定性的概念与调整。 了解：Fe(OH)2与FeCO3溶解平衡图。Fe(OH)2与FeCO3的分级沉淀和稳定性区域图的认识。 初步了解：Fe(OH)2与FeCO3稳定区域图的绘制。FeS、Fe(OH)2与FeCO3的分级沉淀。
第一节 天然水中各类固体的溶解平衡 一、常见固体的溶解性
（一） 天然水中溶解沉淀平衡的复杂性
溶解―沉淀平衡是固一液两相间的平衡，反应发生在两相的界面上。天然水是个组成复杂的体系， 增加了溶解―沉淀平衡的复杂性。难溶电解质的溶解规律可以用溶度积原理描述，天然水中的溶解 平衡有以下特点： 1，反应的滞后性。即平衡状态不是迅速达到，往往要滞后一段时间。因此，在天然水中常常会 发现沉淀物的过饱和状态。例如大洋表层水中的CaCO3一般都有一定的过饱和程度。升高温度，有结 晶核及生物作用，均可加速反应的进行。 2，最先生成的沉淀不一定是最稳定的形态，而是反应速度快的形态。这种形态经过一定时间的作 用，可以转化为更稳定的形态。例如，硅酸盐在沉淀析出时首先析出的是蛋白石，而不是更稳定的 石英。 3，吸附沉淀作用和共沉淀作用的存在，这使沉淀反应生成的固相组成复杂，使远未达到溶度积的成 分也可沉淀析出。 天然水在地球化学循环过程中不断侵蚀陆地，使其风化产物转入水体，最后进入海洋。其中80％左 右是悬浮物质，20％左右是溶解物质。在条件变化时，溶解的物质可以发生沉淀，悬浮物质也可溶 解。地面水中的主要离子成份就是径流在汇集过程中对岩石、土壤淋溶而形成的。这些成分主要来 自沉积岩。下面就天然水中较常见的沉淀物作简单介绍。
（二）硝酸盐、氯化物和硫酸盐
在常见化合物中，硝酸盐几乎全部是易溶的，氯化物和硫酸盐绝大多数也是易溶的。较常见的难溶 化合物有氯化银、氯化铅、硫酸铅、硫酸钡等。它们的溶度积常数见表12－1。另外，硫酸钙在水中 的溶解度也比较小（1.9g/L）。铅虽然是比较常见的污染重金属，但它在海水中，大部分被转移到
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2010-03-11
养殖水环境化学复习
养殖水环境化学复习文档编制序号：[KK8UY-LL9IO69-TTO6M3-MTOL89-FTT688]
养殖水环境化学复习资料 养殖13级 第一章天然水的主要理化性质 1、名词解释 （1）海水常量成分恒定性原理：海水的总含盐量或盐度是可变的，但常量成分浓度之间的比值几乎保持恒定。“海水常量成分恒定性原理”又称为“主要成分恒比关系原理”、“海水组成的恒定性原理”、“Marcet原理”和“Dittmar定律”。 （2）离子总量：离子总量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。 （3）矿化度：用蒸干称重法得到的无机矿物成分的总量，标准温度：105～110℃，反映淡水水体含盐量的多少。 （4）天然水的依数性：指稀溶液蒸气压下降（Δp），沸点上升（Δt ），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b 与溶质的本性无关。 （5）电导率：为在相距1m（或1cm)，面积为1m2(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。测定的标准温度为25℃。（6）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。 （7）离子强度：是指电解质溶液中参与电化学反应的离子的有效浓度。离子活度（a）和浓度（c）之间存在定量的关系，其表达式为：a=γ ·c。 c
（8）离子活度：衡量溶液中存在离子所产生的电场强度的量度。溶液中离子的浓度越大，离子所带的电荷数越多，粒子与它的离子氛之间的作用越强，离子强度越大。 （9） 水体自净：在自然条件下，一方面由于生物代谢废物等异物的侵入、积累导致水体经常遭受污染；另一方面，水体的物理、化学及生物作用，又可将这些有害异物分解转化，降低以至消除其毒性，使受到污染的水体恢复正常机能，这一过程称为水体的“自净作用”。 2、天然水中的常量元素。 海水与淡水中都有的常量元素：阳离子：K +、Na +、Ca 2+、Mg 2+ 阴离子：HCO -、SO 42-、Cl - 淡水中有CO 32-，海水中有H 4BO 4-、Br 、Sr 。 3、哪些参数能反映天然水的含盐量相互间的关系 §常用的有离子总量、矿化度、氯度还有盐度。其中矿化度是用来反映淡水水体含盐量多少的，氯度和盐度是反映海水含盐量多少的。对于海水离子总量、矿化度和盐度三者之间的关系为：总含盐量>离子总量>盐度>矿化度。 4、海水盐度、氯度是怎样定义的它们之间关系如何 答：（1）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。用Cl ‰符号表示。 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倍，用10-3作单位。用Cl 符号表示。
《水环境化学》重点习题及参考答案
《水环境化学》重点习题及参考答案1．请推导出封闭和开放体系碳酸平稳中[H2CO3＊]、[HCO3-]和[CO32 -]的表达式，并讨论这两个体系之间的区别。 解： （1）封闭体系（溶解性CO2与大气没有交换）中存在下列平稳 CO2 + H2O H2CO3* pK0=1.46 H2CO3* HCO3- + H+ pK1=6.35 HCO3- CO32- + H+ pK2=10.33 其中K1=[HCO3-][H+] / [H2CO3*] ，K2=[CO32-][H+] / [HCO3-] 用α0、α1和α2分别表示三种碳酸化合态在总量中所占比例，得下面表达式 α0= [H2CO3*]/{[H2CO3*] + [HCO3-] + [CO32-]} α1= [HCO3-]/{[H2CO3*] + [HCO3-] + [CO32-]} α2= [CO32- ]/{[H2CO3*] + [HCO3-] + [CO32-]} 把K1、K2的表达式代入以上三式，得 α0= (1 + K1/[H+] + K1K2/[H+]2)-1 α1= (1 + [H+]/ K1 + K2/ [H+] )-1 α2= (1 + [H+]2/ K1K2 + [H+]/ K2)-1 设CT = [H2CO3*] + [HCO3-] + [CO32-]，则有 [H2CO3*] = CT(1 + K1/[H+] + K1K2/[H+]2)-1 [HCO3-] = CT(1 + [H+]/ K1 + K2/ [H+] )-1 [CO32- ] = CT(1 + [H+]2/ K1K2 + [H+]/ K2)-1 （2）开放体系中CO2在气相和液相之间平稳，各种碳酸盐化合态的平稳浓度可表示为PCO2和pH的函数。 依亨利定律：[CO2(aq)]＝KH·PCO2 溶液中，碳酸化合态相应为： CT = [CO2]/ α0= KH·PCO2/ α0 [HCO3-]= (α1/ α0 )KH·PCO2= (K1/[H+])KH·PCO2 [CO32-]= (α2/ α0 ) KH·PCO2= (K1K2/[H+]2)KH·PCO2
水环境化学
第三章水环境化学 水是世界上分布最广的资源之一，也是人类与生物体赖以生存和发展必不可少的物质，但世界上可供人类利用的水资源很少，仅占地球水资源的0.64%。 水环境化学：是研究化学物质在天然水体中的存在形态、反应机制、迁移转化、归趋的规律与化学行为及其对生态环境的影响。它是环境化学的重要组成部分，这些研究将为水污染控制和水资源的保护提供科学的依据。 第一节 水的分布、基本特征及污染物存在形态 一、水的特征与分布 天然水中一般含有可溶性物质和悬浮物质（包括悬浮物、颗粒物、水生生物 等）。可溶性物质的组成十分复杂，主要是岩石在风化过程中，经水溶解迁移 的地壳矿物质。天然水中常见的八大离子占天然水中离子总量的95%－99%. 总含盐量：TDS=[Ca2+ + Mg2+ + K+ + Na+ ] + [Cl- + SO42- + HCO3- + NO3-] （２）水中的金属离子 水中金属离子的表示式常写成Ｍｎ＋，其水合离子的分子式一般写作Ｍ（Ｈ２Ｏ）ｘｎ＋。金属离子在水中可以以多种形态存在，一般为Ｆｅ（ＯＨ）２＋，Ｆｅ２（ＯＨ）２４＋和Fe3+等形态存在。水溶液中金属离子的表示式常写成Mn+，预示着是简单的水合金属阳离子M(H2O)xn+。它可通过化学反应达到最稳定的状态，酸－碱、沉淀、配合及氧化－还原等反应是它们在水中达到最稳定状态的过程。各种形态的浓度可以通过平衡常数加以计算，见书P148页。 （3）气体在水中的溶解性 气体溶解在水中，对于生物种类的生存是非常重要的。一般来说大气中的气体分子与溶液中同种气体分子存在一种平衡，浓度关系服从Henny定律。 X（g）X（aq） （4）水生生物 水生生物可直接影响许多物质的浓度,其作用有代谢、摄取、存储和释放等。 自养生物：利用太阳能量和化学能量，把简单、无生命的无机一无机元素引进至复杂的生命分子中组成生命体，如藻类。 异养生物：利用自养生物产生的有机物作为能源及合成自身生命的原始物质。 藻类生成和分解是水体中进行光合作用（P）和呼吸作用（R）的一典型过程，可
养殖水环境化学复习资料
养殖水环境化学复习资料 养殖13级 第一章天然水的主要理化性质 1、名词解释 （1）海水常量成分恒定性原理：海水的总含盐量或盐度是可变的，但常量成分浓度之间的比值几乎保持恒定。“海水常量成分恒定性原理”又称为“主要成分恒比关系原理”、“海水组成的恒定性原理”、“Marcet原理”和“Dittmar定律”。 （2）离子总量：离子总量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。 （3）矿化度：用蒸干称重法得到的无机矿物成分的总量，标准温度：105～110℃，反映淡水水体含盐量的多少。 （4）天然水的依数性：指稀溶液蒸气压下降（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。 （5）电导率：为在相距1m（或1cm)，面积为1m2(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。测定的标准温度为25℃。 （6）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。 （7）离子强度：是指电解质溶液中参与电化学反应的离子的有效浓度。离子活度（a）和浓度（c）之间存在定量的关系，其表达式为：a=γc·c。 （8）离子活度：衡量溶液中存在离子所产生的电场强度的量度。溶液中离子的浓度越大，离子所带的电荷数越多，粒子与它的离子氛之间的作用越强，离子强度越大。 （9）水体自净：在自然条件下，一方面由于生物代谢废物等异物的侵入、积累导致水体经常遭受污染；另一方面，水体的物理、化学及生物作用，又可将这些有害异物分解转化，降低以至消除其毒性，使受到污染的水体恢复正常机能，这一过程称为水体的“自净作用”。 2、天然水中的常量元素。 海水与淡水中都有的常量元素：阳离子：K+、Na+、Ca2+、Mg2+ 阴离子：HCO-、SO42-、Cl- 淡水中有CO32-，海水中有H4BO4-、Br、Sr。 3、哪些参数能反映天然水的含盐量？相互间的关系？ §常用的有离子总量、矿化度、氯度还有盐度。其中矿化度是用来反映淡水水体含盐量多少的，氯度和盐度是反映海水含盐量多少的。对于海水离子总量、矿化度和盐度三者之间的关系为：总含盐量>离子总量>盐度>矿化度。 4、海水盐度、氯度是怎样定义的？它们之间关系如何？ 答：（1）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。用Cl‰符号表示。 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。 （2）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。与氯度的关系：S‰=0.030+1.8050Cl ‰ 1966年提出的经验公式为：S‰=1.80655Cl ‰ 1978年实用盐度，电导盐度计出现，由电导率测盐度。 5、阿列金分类法如何对天然水分类？为什么硫酸盐与氯化物类的钙组和镁组中没有Ⅰ型水？
(完整版)第三章水环境化学答案
第三章 水环境化学 1、 请推导出封闭和开放体系碳酸平衡中[H 2CO 3*]、[HCO 3-]和[CO 32-]的表达式，并讨论 这两个体系之间的区别。 解: 开放体系，考虑到CO 2在气液相之间的平衡，[H 2CO 3*] 不变 根据亨利定律： [CO 2(aq)] = K H Pco 2 lg[H 2CO 3*] ≈ lg[CO 2(aq)] = lg K H + lg Pco 2 = - 4.9 lg[HCO 3-] = lg K 1 + lg [H 2CO 3*] + pH = -11.3 + pH lg[CO 32-] = lgK 1 + lgK 2 + lg[H 2CO 3*] + 2pH = -21.6 + 2pH *][][][*][]][[32133231CO H H K HCO CO H HCO H K +--+== *][] [][*] [] [][32221233223221CO H H K K CO CO H CO H K K +--+?== ?][][][233*32- -++=CO HCO CO H C T 是常数。 的总和为各种碳酸化合态浓度假设,T C T C HCO ??????-=31αT C CO ??????-=232αT C CO H ??? ???*=320α12 2122)][][1(-+ ++=K H K K H α1211)][][1(-++++=H K K H α122110)][][1(-++++=H K K H K α*][][][*][]][[32133 231 CO H H K HCO CO H HCO H K +-- +==*][][][*][][][32221233223221CO H H K K CO CO H CO H K K +--+?==?] [][][][2 1233* 32+--H K K CO HCO C CO H T 和含有的表示式，，为变量表示以:,][],[*],[21023332得到，，代入把αααT C CO HCO CO H --
水环境化学
水环境化学 1、水中八大离子：K +、Na +、Ca 2+、Mg 2+、HCO 3-、NO 3-、Cl -和SO 42-为常见八种离子 2、溶解气体与Henry 定律:溶解于水中的气体与大气中的气体存在平衡关系，气体的大气分压P G 与气体的溶解度的比表现为常数关系，称为Henry 定律，该常数称为Henry 定律常数K H 。 [G(aq)] = K H PG K H －气体在一定温度下的亨利定理常数 (mol/L.Pa) PG － 各种气体的分压 (Pa) 3、水体中可能存在的碳酸组分 CO 2、CO 32-、HCO 3-、H 2CO 3 ( H 2CO 3*) 4、天然水中的碱度和酸度：碱度：水中能与强酸发生中和作用的全部物质，即能够接受质子H+的物质总量；酸度：凡在水中离解或水解后生成可与强碱（OH -）反应的物质（包括强酸、弱酸和强酸弱碱盐）总量；即水中能与强碱发生中和作用的物质总量。 5、天然水中的总碱度=HCO3-+2CO32-+ OH- —H+ 6、水体中颗粒物的类别(1)矿物微粒和粘土矿物（铝或镁的硅酸盐 ）(2)金属水合氧化物（铝、铁、锰、硅等金属 ）(3)腐殖质 (4)水体悬浮沉积物 (5)其他（藻类、细菌、病毒等） 影响水体中颗粒物吸附作用的因素有：颗粒物浓度、温度、PH 。 7、水环境中胶体颗粒物的吸附作用有 表面吸附 、化学吸附、离子交换吸附 和 专属吸附。 8、天然水的PE 随水中溶解氧的减少而 降低 ，因而表层水呈 氧化性 环境。 9、吸附等温线：在一定温度，处于平衡状态时被吸附的物质和该物质在溶液中的浓度的关系曲线称为吸附等温线；水环境中常见的吸附等温线主要有L －型、F －型和H －型。 10、无机物在水中的迁移转化过程：分配作用、挥发作用、水解作用、光解作用、生物富集、生物降解作用。 11、PE:pE 越小，电子活度越高，提供电子的倾向越强，水体呈还原性。pE 越大，电子活度越低，接受电子的倾向越强，水体呈氧化性 。 pe 影响因素：1)天然水的pE 随水中溶解氧的减少而降低；2)天然水的pE 随其pH 减少而增大。 12、什么是电子活度pE ，以及pE 和pH 的区别。 答：定义电极上电子有效浓度为电子活度，记作E ，其负对数记作pE 。电子活度越大或pE 越小，电子供出电子的倾向越大。在电化学研究中，通常用电极电位表示电极供出或接受电子的倾向，当给出电子活度E 和电子活度的负对数pE 明确的热力学意义之后，就可以
养殖水环境化学复习资料
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养殖水环境化学复习资料 养殖13级 第一章天然水的主要理化性质 1、名词解释 （1）海水常量成分恒定性原理：海水的总含盐量或盐度是可变的，但常量成分浓度之间的比值几乎保持恒定。“海水常量成分恒定性原理”又称为“主要成分恒比关系原理”、“海水组成的恒定性原理”、“Marcet原理”和“Dittmar定律”。（2）离子总量：离子总量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。 （3）矿化度：用蒸干称重法得到的无机矿物成分的总量，标准温度：105～110℃，反映淡水水体含盐量的多少。 （4）天然水的依数性：指稀溶液蒸气压下降（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。（5）电导率：为在相距1m（或1cm)，面积为1m2(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。测定的标准温度为25℃。 （6）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。
（7）离子强度：是指电解质溶液中参与电化学反应的离子的有效浓度。离子活度（a ）和浓度（c ）之间存在定量的关系，其表达式为：a=γc ·c 。 （8）离子活度：衡量溶液中存在离子所产生的电场强度的量度。溶液中离子的浓度越大，离子所带的电荷数越多，粒子与它的离子氛之间的作用越强，离子强度越大。 （9） 水体自净：在自然条件下，一方面由于生物代谢废物等异物的侵入、积累导致水体经常遭受污染；另一方面，水体的物理、化学及生物作用，又可将这些有害异物分解转化，降低以至消除其毒性，使受到污染的水体恢复正常机能，这一过程称为水体的“自净作用”。 2、天然水中的常量元素。 海水与淡水中都有的常量元素：阳离子：K +、Na +、Ca 2+、Mg 2+ 阴离子：HCO -、SO 42-、Cl - 淡水中有CO 32-，海水中有H 4BO 4-、Br 、Sr 。 3、哪些参数能反映天然水的含盐量相互间的关系 §常用的有离子总量、矿化度、氯度还有盐度。其中矿化度是用来反映淡水水体含盐量多少的，氯度和盐度是反映海水含盐量多少的。对于海水离子总量、矿化度和盐度三者之间的关系为：总含盐量>离子总量>盐度>矿化度。 4、海水盐度、氯度是怎样定义的它们之间关系如何
《养殖水环境化学》教学大纲
《水环境化学》 一、课程基本信息 课程编号：2541210 课程中文名称：水环境化学 课程英文名称：Water Environmental Chemistry for Aquaculture 课程类型：专业基础必修课 总学时：63 理论学时：42 实验学时：18 课外学时：3 学分：2.5 适用专业：水产养殖 先修课程：普通化学、分析化学、有机化学 开课单位：生命科学学院 二、课程性质和任务 《水环境化学》是水产养殖学专业重要的专业基础课。其主要的教学目的和任务是通过集中讲述天然水和养殖用水中化学成分的来源、转化、迁移及这些成分与养殖生产的关系，使学生较系统和较深入地掌握水环境化学的基本原理，为学生学习专业课奠定基础，同时为将来从事水产养殖专业的生产和科研工作做好理论和技术准备。 三、课程教学目标 通过本课程的学习，学生应该掌握天然水和养殖水中常见的化学成分的来源、迁移、分布、变化规律；了解污染物的毒性及毒性实验方法、水质标准和评价方法、以及主要类型天然水的水质特点；掌握天然水中常见的溶解、电离、氧化还原、络合、吸附、凝聚等平衡过程；并能运用水环境化学成分的动态规律对水质管理提出一般性意见。 四、理论教学环节和基本要求 一、绪论 1、了解地球水圈资源的分布和我国水资源状况。了解环境化学的任务和各圈层环境化学的概念； 2、掌握水质系的组成、来源、特点；干燥空气的基本组成及大气平均温度与压
力随海拔高度的变化规律。初步掌握地球各圈层的基本知识，养殖水环境化学课程的任务和教学内容。 3、重点难点：水质系的组成、来源、特点；干燥空气的基本组成及大气平均温度与压力随海拔高度的变化规律。 第一章天然水的主要理化性质 1、初步了解海水盐度、氯度定义的演变，电介质平均活度与平均活度系数的计算。 2、掌握天然水离子总量、盐度、氯度的原始概念及其相互关系。水体流转混合、温度分布的影响因素、与盐度的关系。阿列金分类法。初步掌握海水电导率、实用盐标的定义及其优点。天然水电导率、电介质摩尔电导、离子摩尔电导的概念及影响因素。运用活度系数进行有关化学平衡的初步计算。 3、重点难点：天然水离子总量、盐度、氯度的原始概念及其相互关系。水体流转混合、温度分布的影响因素、与盐度的关系。阿列金分类法。 第二章天然水的基本水化学特征 1、了解我国天然水碱度的分布；氧氮气体溶解规律与鱼类气泡病的关系。 2、掌握天然水主要离子的来源。水硬度、碱度的概念、单位及换算、与水产养殖的关系。硫在天然水中的转化，硫酸盐还原作用的条件。初步掌握硫酸根离子、氯离子、钾离子、钠离子在天然水中含量的概况，对生物的毒性。海水主要成分的恒定性。气体的溶解度、溶解速率等有关概念；决定养殖水体中氧气含量的因素，溶氧的分布及变化规律；溶氧在养殖生产中的生态作用。初步掌握气体溶解速率的双膜理论，亨利定律的有关计算。 3、重点难点；水硬度、碱度的概念、单位及换算。硫在天然水中的转化，硫酸盐还原作用的条件。气体的溶解度概念；决定养殖水体中氧气含量的因素，溶氧的分布及变化规律；亨利定律的有关计算。 第三章天然水中与水生生物相关的主要化学过程 1、了解氢氧化亚铁与碳酸亚铁稳定区域图的绘制，FeS、氢氧化亚铁与碳酸亚铁溶的分级沉淀。碳酸分布系数图的绘制。初步了解EH－pH（或pe－pH）稳定区域图的结构、作用及绘制的一般方法。 2、掌握氢氧化物溶解性与pH的关系；难溶硫化物、难溶碳酸盐的溶解性与pH 及总二氧化碳的关系。初步掌握开放体系与封闭体系中碳酸钙的溶解平衡，水稳
养殖水化学
《养殖水化学》入学考试大纲 一、考试说明 1. 参考教材 养殖水环境化学，雷衍之主编，中国农业出版社，2004年第1版 2. 试卷结构（题型）及比例（总计100分） 1）填空（30%） 2）问答题（50%） 3）计算题（20%） 二、考试大纲 1. 考试大纲的性质 养殖水化学是水产养殖、水族科学与技术等专业的专业基础课程，是报考水产养殖、水产动物营养与饲料科学、渔业专业硕士研究生的考试科目之一。为硕士学位考生参加养殖水化学课程考试，明确复习的主要内容和范围，特制定本考试大纲。 2.考试主要内容 绪论 什么是水质？ 水质是由水与其中所含的物质共同呈现的水体特征，其实质是水体中物理、化学、生物诸多复杂过程共同作用的综合结果。 常见水质指标有哪些？ 水质指标是指水样中除去水分子外所含杂质的种类和数量，它是描述水质状况的一系列标准。 水质指标大致可分为：(1)物理指标(嗅味、温度、浑浊度、透明度、颜色等) (2)化学指标[(a)非专一性指标：电导率、pH值、硬度、碱度、无机酸度等；(b)无机物指标：有毒金属、有毒准金属、硝酸盐、亚硝酸盐、磷酸盐等；(c)非专一性有机物指标：总耗氧量、化学耗氧量、生化耗氧量、总有机碳、高锰酸钾指数、酚类等；(d)溶解性气体：氧气、二氧化碳等] (3)生物指标(细菌总数、大肠菌群、藻类等) (4)放射性指标(总α射线、总β射线、铀、镭、钍等)
有些指标用某一物理参数或某一物质的浓度来表示，是单项指标，如温度、pH值、溶解氧等；而有些指标则是根据某一类物质的共同特性来表明在多种因素的作用下所形成的水质状况，称为综合指标，比如生化耗氧量表示水中能被生物降解的有机物的污染状况，总硬度表示水中含钙、镁等无机盐类的多少。 国内常见的水质标准有哪些？ 水质标准是指一定的时间和空间范围内，对水中污染物或污染因子所做的限制性规定。是一定时期内衡量水质状况优劣的尺度和进行水环境规划、评价和管理的依据。 ①《地表水环境质量标准》 ②《地下水环境质量标准》 ③《渔业水质标准》 ④《农业灌溉水质标准》 ⑤《生活饮用水卫生标准》 第一章天然水的主要理化性质 天然水的化学组成；表示天然水中离子含量的指标有哪些？天然水的化学分类法；什么是天然水的依数性？天然水的透光性；水的流转混合作用与水体的温度分布。 第二章天然水的主要离子 硬度的概念、单位及其生态学意义；碱度的组成、单位及其生态学意义；海水常量成分恒定性原理。 第三章溶解气体 水中溶解氧的来源与消耗；天然水中溶解氧的分布变化规律；溶解氧的测定原理及饱和含量、饱和度的计算；溶解氧在水生态系统中的作用；水中二氧化碳系统的组成；水的pH 及缓冲性；二氧化碳系统的重要性；水中硫化氢的产生及其对水生生物的影响。 第四章营养元素 营养盐与藻类的关系；米氏方程；氮元素的存在形态；氮的来源和转化；有毒氮元素的形式有哪些？非离子氨的求算；磷元素的存在形态；磷的迁移转化规律；硅及其他微量营养元素的存在形态、在水中的含量及其与水生生物的关系；富营养化的概念、成因与解决办法。 第五章有机物质 有机物的种类和含量；反映有机物含量的水质指标有哪些？耗氧有机物的种类、来源及其在水中的变化；腐殖质；持久性有机物的种类、来源、危害、生物富集；有机物与水生生
水环境化学
1.水温的垂直分布有明显的季节特点 1）冬季的逆分层期 2）春季的全同温期 3）夏季的正分层期（停滞期） 4）秋季的全同温期 2.硬度硬度是指水中的二价及多价金属离子含量的总和。 3.水硬度单位的换算关系 1mmol/L=2.804O H C=50.05mg/(CaCO3) 4.天然水硬度的分类 德国度（O H C） 极软水0~4 软水4~8 中等软水8~16 硬水16~30 极硬水30以上 5.养殖用水碱度的适宜量以1~3mmol/L较好。除天然浓度较低者外，为了保护淡水生物， 以CaCO3表示的碱度应不小于20mg/L。 四大家鱼养殖用水的碱度的危险指标值是10mmol/L。 6.海水主要离子组成的恒定性 海水中的主要成分的含量比例几乎是恒定的，只是盐分含量总值不同。 原因：大洋海水通过潮汐、环流、垂直流及风浪长期不断的混合作用，是主要成分混合均匀，且因水体体积大，分钟欧诺个变化因素都很难明显改变各组分的比例关系。 7.影响气体在水中溶解度的因素 1）温度：一般温度升高气体在水中的溶解度降低。 2）含盐量：当温度、压力一定时，水含盐量增加，会使气体在水中的溶解度降低。 3）气体分压力：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。 8.影响气体溶解速率的因素 1）气体的不饱和程度 2）水的单位体积表面积 3）扰动状况 9.日较差：溶解日变化中，最高值与最低值之差称为昼夜变化幅度，简称“日较差”。日 较差的大小可反映水体产氧与耗氧的相对强度. 10.必需元素是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。 11.藻类对营养盐的吸收特点通常把天然水中的溶性氮、磷、硅的无机化合物称为水生 植物营养盐。 12.天然水中氮的来源和转化 1）氮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。 2）同化作用水生植物通过吸收利用天然水中的NH+4(NH3)、NO-2、NO-3等合成自身的物质。 3）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。 4）脱氮作用脱氮作用是在微生物的作用下，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。
《养殖水环境化学》教学大纲
《养殖水环境化学》教学大纲 《水环境化学》 一、课程基本信息 课程编号:2541210 课程中文名称:水环境化学 课程英文名称:Water Environmental Chemistry for Aquaculture 课程类型:专业基础必修课 总学时:63 理论学时:42 实验学时:18 课外学时:3 学分:2.5 适用专业:水产养殖 修课程:普通化学、分析化学、有机化学先 开课单位:生命科学学院 二、课程性质和任务 《水环境化学》是水产养殖学专业重要的专业基础课。其主要的教学目的和任务是通过集中讲述天然水和养殖用水中化学成分的来源、转化、迁移及这些成分与养殖生产的关系，使学生较系统和较深入地掌握水环境化学的基本原理，为学生学习专业课奠定基础，同时为将来从事水产养殖专业的生产和科研工作做好理论和技术准备。 三、课程教学目标 通过本课程的学习，学生应该掌握天然水和养殖水中常见的化学成分的来源、迁移、分布、变化规律;了解污染物的毒性及毒性实验方法、水质标准和评价方法、以及主要类型天然水的水质特点;掌握天然水中常见的溶解、电离、氧化还原、络合、吸附、凝聚等平衡过程;并能运用水环境化学成分的动态规律对水质管理提出一般性意见。
四、理论教学环节和基本要求 一、绪论 1、了解地球水圈资源的分布和我国水资源状况。了解环境化学的任务和各圈层环境化学的概念; 2、掌握水质系的组成、来源、特点;干燥空气的基本组成及大气平均温度与压 力随海拔高度的变化规律。初步掌握地球各圈层的基本知识，养殖水环境化学课程的任务和教学内容。 3、重点难点:水质系的组成、来源、特点;干燥空气的基本组成及大气平均温度与压力随海拔高度的变化规律。 第一章天然水的主要理化性质 1、初步了解海水盐度、氯度定义的演变，电介质平均活度与平均活度系数的计算。 2、掌握天然水离子总量、盐度、氯度的原始概念及其相互关系。水体流转混合、温度分布的影响因素、与盐度的关系。阿列金分类法。初步掌握海水电导率、实用盐标的定义及其优点。天然水电导率、电介质摩尔电导、离子摩尔电导的概念及影响因素。运用活度系数进行有关化学平衡的初步计算。 3、重点难点:天然水离子总量、盐度、氯度的原始概念及其相互关系。水体流转混合、温度分布的影响因素、与盐度的关系。阿列金分类法。第二章天然水的基本水化学特征 1、了解我国天然水碱度的分布;氧氮气体溶解规律与鱼类气泡病的关系。 2、掌握天然水主要离子的来源。水硬度、碱度的概念、单位及换算、与水产养殖的关系。硫在天然水中的转化，硫酸盐还原作用的条件。初步掌握硫酸根离子、氯离子、钾离子、钠离子在天然水中含量的概况，对生物的毒性。海水主要成分的恒定性。气体的溶解度、溶解速率等有关概念;决定养殖水体中氧气含量的因素，溶氧
水环境化学期末知识点总结
1 反映天然水含盐量参数：离子总量矿化度（淡水）盐度氯度（海水） 2 淡水中的八种离子：Ca+ Mg2+ Na- K+ Cl-HCO3-CO32-SO42- 海水中多出的几种是Br- F- B- Sr- 3 盐度与氯度的关系：S‰=1.80655Cl‰ 4 条件密度A与标准密度B的关系：A=(B-1)*1000 g/cm3 5 阴阳离子含量比例将水分为四型 6 冰点↓与盐度↑的关系呈直线;蒸汽压↓与盐度↑的关系也呈直线; 渗透压↑与盐度↑的关系也呈直线 7 光合作用速率(A) 呼吸作用速率（B） A>B 营养生成层A
成因：海水通过潮汐、环流、垂直流及风浪的长期不断混合作用 水体体积大、各种变化因素很难改变各成分的关系 意义：总含盐量可有测某一主要成分而间接求出 物理性质与海水某一主要成分之间也存在定量关系 对于养殖生产也有重要意义 特例：海水中碳酸氢根及碱度的恒定性比较差因为其本身含量少 Ca/Cl的比值随水深度的增加而增大 河口区海水常量成分与大洋水一致 13 影响气体溶解度的因素：气体本身的性质、温度、含盐量、气体分压力 14 影响气体溶解度速率的因素：气体的不饱和程度、水的单位体积表面积、扰动情况 15 养殖水体中的氧气来源：空气溶解、光合作用（主要）、补水 16 水中的氧气消耗：鱼虾等养殖生物的呼吸、水中微型生物耗氧（主要）（水呼吸）、底质耗氧、逸出 17 溶氧日变化中最高值与最低值之差称为日较差 日较差较大时，水体产氧与耗氧相对较多，说明水中的浮游植物较多，浮游动物和有机物质的量适中，也就是饵料生物较为丰富，有利于鱼类的生长，在溶氧最低值不影响养殖鱼类生长的前提下，日较差越大越好。 18 溶氧的意义：溶氧量低会影响鱼虾的摄饵量及饵料系数 溶氧量低也会增加养殖鱼虾的发病率 溶氧量低将导致胚胎发育异常 溶氧量低会增加毒物的毒性 溶氧量过高（过饱和）将会引起气泡病（增加含盐量以治疗） 19 溶氧的调控：降低水体的耗氧速率及数量（清淤沉淀有机物等） 加强增氧作用、提高水中的溶氧浓度（加入活性沸石）