养殖水环境化学(2)

一、覆蓋地球表面积71%的海洋是地球上最庞大的 生态系统。海洋的水量为1.32×109km3，占地球水资 源总量的97.2%。海洋水质与陆地水水质有显著的不 同。 海水中常量成分除了以前说的8大类之外，还有 Sr2+、Br—、H3BO3以及H2BO3—（有时也包括F—）， 这些成分占海水溶解盐类的99.8%~99.9%。
在Na+和K+中，动物需要较多的Na+ ，植物需 要较多的K+ 。
钠是动物肌肉保持正常感应性所必需的。某些
蓝藻特别需要钠，其适宜的钠浓度低限约为4 mg/L。
有些蓝藻在40 mg/L钠时增长最快。
钾与植物原生质的活动有关，在其分生组织和 幼嫩器官中含钾较多。巨藻(Nereocystis)含钾量占湿 重3%。缺钾时无论高等或低等植物都不能发育。
水体中Cl—升高却不能用来判断是否受到生活污
水的污染。
二、钠离子和钾离子 Na+、K+是天然水中普遍存在的主要阳离子。与
Cl—是高含盐量水中最多的阴离子十分相似， Na+是高
含盐量水中最多的阳离子。例如，大洋水中含钠量约 为10‰，占全部阳离子的81%。 在地壳的平均含量中， Na+和K+含量差别不大， 二者的化学性质也相似。但在天然水中K+远比Na+少。 其主要原因有二，一是K+比Na+更易被土壤胶体吸附， 二是K+为植物的基本营养元素，会被植物吸收与固定。
液滴定至浅紫红色（pH约为4.3）。
水的碱度（Alk）定义为：20℃，1L天然水
中全部碱性物质被中和时所需要的H+的物质的
量，单位为mmol • L—1。
碱度有3种表示单位，与硬度的单位形式完
全相同，只是含义不同。
mmol • L—1
mg • L—1
德国度（ º G ） H
二、天然水的碱度的生态学意义
在光合作用和呼吸作用都强烈的鱼池，硬度会
有明显的昼夜变化：白天硬度下降，下午和傍晚 硬度较低；晚上硬度上升，早晨硬度最高。 海水养鱼池中由于总硬度很高，这种变化的 相对值很小，不易测定出来。 一般要求养殖水体中的总硬度在1~3mmol· —1。 L
关于渔业用水总硬度的合适标准尚无统一的看法，我国目 前颁发的渔业水质标准对此未作规定。原苏联有人提出池塘
③强碱弱酸盐类，如各种碳酸盐、重碳酸盐、硼
酸盐、硅酸盐、磷酸盐、硫化物、腐殖酸盐等。 后两种物质在中和过程中不断产生OH—，直到 全部中和完毕。
天然淡水的总碱度（AT）基本上由HCO3—、CO32— 和OH— 三种离子的含量决定，相应地称为重碳酸
盐碱度、碳酸盐碱度和氢氧化物碱度。
海水的碱度还应包括硼酸盐（H 2 BO 3 — ）碱度。海 水中碱度一般较为稳定，通常在2~2.5 mmol•L—1。
50.05 17.85 1
水的硬度测定 步骤如下：每次取水样 50.00ml ，加铬黑 T 少许，加 氨性缓冲溶液 5ml ，摇匀，用 0.0200mol.l-1 EDTA标 准液滴定至终点 ( 溶液由紫红变为蓝色 ) ，记下读数， 平行测定3次，有关数据记录及数据处理：
水样 实验次数 起始读数(ml) EDTA 用量 终了读数（ ml） 15.30 15.55 16.40 11.2 12.25 10.90 3.15 3.66 4.23 用 量（ml） 平均值(ml) 硬度 结论 14.20 15.00 16.20 11.10 10.94 10.72 3.00 3.13 3.25 15.00 33.6 最 硬水 10.92 24.5 硬水 3.12 7.0 软水 地下水 1 2 3 自来水 1 2 3 纯净水 1 2 3
性增强。 有报道称四大家鱼养殖用水的危险指标是
10 mmol•L—1。
▲海水碱度较为稳定，一般在2~2.5 mmol•L—1范围内。
达里诺尔湖是内蒙古自治区第二大淡水湖，面积 238km2，最大深度为13m，平均水深7~8m，容积是16 亿m3，湖面海拔1226m。成因类型为堰塞湖（因构造 下陷形成构造湖的基础上，又受到玄武岩流堰塞而形 成的湖泊） 该湖泊是一个高原内陆封闭式半咸水湖， 湖水无外泻，全靠耗来河、贡格尔河、亮子河、沙里 河及涌泉的淡水注入补给。盐分以碳酸盐为主，pH值 在9.4～9.6之间，是苏打型半碱水质（半咸水湖）。 由于连年干旱等原因，蒸发量大于补给量，湖面有所 收缩，达里诺尔湖水含盐5‰，还含有一定的碱分， 水分滑腻，水质独特，外来鱼种难以存活，湖内只产 两种鱼，即鲫鱼、华子鱼（瓦氏雅罗鱼），都是耐碱 性鱼类。年产鲜鱼60万kg。
之一，数量较多，作为一种营养元素，养殖水体一
般都不缺乏S。
相反，SO42—还原生成的H2S，对水生生物有强
烈的毒性。
硫化物包括了HS—、H2S、S2—，在总硫化物 一定时，pH下降， H2S含量增加，硫化物的毒性
也随之增强。
H2S对鱼类和其他水生生物具有强烈的毒性。
其毒害作用是与血红素中的铁Fe化合，使血红素
因此，天然水的Alk值主要反映水体中主要阴离子
HCO3—和CO32—含量的高低。
测定原理
酸碱滴定，双指示剂法
H+ + OH- = H2O H++ CO32- =HCO3- （酚酞终点，此时溶液的pH约为8.3）
H+ + HCO3- = H2CO3 （甲基橙终点，此时溶液的pH约为4.3）
测定方法
取50ml水样，加入酚酞指示剂，如果溶液呈红色，用盐酸 标准溶液滴定至无色（pH约为8.3），如果加入酚酞后已经是无 色，则继续加入甲基橙指示剂，溶液呈橙黄色，用盐酸标准溶
第二章
天然水的主要离子
HCO3—、CO32—、SO42—、Cl—
Ca2+、Mg2+、Na+、K+
第一节 水的硬度及钙镁离子
一、硬度的基本知识
硬度的概念——
钙硬度、镁硬度、铁硬度、铝硬度、碳酸盐硬度、
非碳酸盐硬度、暂时硬度、永久硬度、负硬度 等
硬度的单位有三种表示法
mmol · —1 L
mg（CaCO3）· —1 L
中 国 海 及 相 邻 海 域
海水中的主要盐类
盐度 35‰
在天然水中Na+和K+的数量都不至于低到起
限制作用。对淡水动物来说，K+的毒性比Na+强。
进入动物体的K+含量过多，会使动物肌肉和神 经活动失常，甚至引起死亡。 在水质的常规分析中，因测定手续较麻烦和 仪器的昂贵，一般不作Na+和K+的分析测定。它 们的含量是采用阴、阳离子含量的减差法求得。
第四节 海水主要离子组成的恒定性
1.10 0.55 0.20 0.12 1.35 0.16 0.15 0.53 0.98
地下水为最硬水， 它会对我们日常生 活、工业生产产生 较大影响，需软化 后再用。自来水为 硬水；纯净水为软 水，也含钙镁离子， 饮用纯净水并不是 真正的纯净水。
二、鱼池水硬度的变化 Ca2+ + 2HCO3— CaCO3 ↓+ H2O + CO2
— +
AT增大 AT减小
AT增大 AT减小 AT增大
2、维持天然水体pH的相对稳定，要求水体的Alk值不
能小于0.4 mmol•L—1。 3、足够量的碱度值可以促进有机悬浮物及胶体物质的 絮凝，防止缺氧，预防鱼病，中和底质有机酸以促进 微生物的活动。 4、水体中的HCO3—和CO32—可以与许多重金属离子形 成离子对或络合物，这样可降低重金属对鱼类的毒性。
需要微生物的参与。
1、氧化作用（需要特殊的微生物）
2、还原作用（注意还原作用所需要的条件）
3、同化作用（藻类、植物和微生物的生长）
4、蛋白质的分解作用（有机S的无机化过程）
5、沉淀与吸附作用（主要是Fe的沉淀作用）胞分裂时尤其 需要硫。它们可以通过吸收利用SO42—来满足自己 对硫的全部需要，而SO42—是天然水中主要阴离子
二、氯离子
Cl—在天然水中分布广泛，几乎所有的水中都存在
Cl— ，但含量差别很大。 氯在岩石中的含量远较天然水中其它主要成分为低。 16km厚的地壳中的氯有3/4存在于海水中。 与其它主要离子相比，Cl—的地球化学行为最为简单， 也是水体中最保守的成分。水中的主要来源有： 1、沉积岩中含食盐矿床的溶解及火成岩的风化作用；
2、人类活动；
3、海风、降雨以及泉水补给或污染。
一切光合藻类的生长繁殖都需要Cl— ，但需 要量很少。 Cl—无毒，渔业用水对Cl—含量无多
大要求，允许在较大幅度范围内变动。
正因为Cl—是水体中最保守的成分，通过测定
Cl—含量可以推测水体污染来源和补给特点，判
断水团流动情况。但是在盐碱地或沿海地区的
第二节 水的碱度、碳酸氢根、碳酸根离子
一、碱度的组成及表示单位
碱度是指水中所含的能与强酸发生中和作用的全 部物质，亦即能接受质子H+的物质的总量。水中 能够结合质子的各种物质共同形成碱度。
组成水碱度的物质有三类： ①强碱，如NaOH、Ca(OH)2等，在溶液中全部
电离生成OH—；
②弱碱，如NH3、有机胺等；
实习种鱼场鱼池的总硬度常为30~40 º G ，鲢、鳙、草、鲤 H
几种鱼都能正常生长发育。可见有关鱼池水硬度的合适标准 受到一些因素的影响，尚需进一步研究。
三、钙、镁离子 钙是多数淡水中含量最多的阳离子。 1、钙、镁离子是生物生命过程中所必需的营养元素； 2、钙离子可以降低水中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（后面章节）； 4、水中钙、镁离子的比例，对海水鱼、虾、贝类的存 活有重要影响。
1、水生生物活动对水体碱度的影响
生物学过程
碳同化
反应类型