搜索
养殖水环境化学Chapter1天然水的主要理化性质1、概念离子总量：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。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。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。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。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。天然水的依数性：指稀溶液蒸气压下降（Δp），沸点上升（Δtb），冰点下降（Δtf）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。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。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。它不含有天然海水所有的悬浮物和有机物质。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℃。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。2、哪些参数能反映天然水的含盐量？相互间的关系？答：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：离子总量〉矿化度〉盐度。3、含盐量与养殖生产的关系答：（1）天然水的含盐量相差悬殊：含盐量低的，离子总量每升只有数十毫克，含盐量高的，离子总量每升则可达数十克甚至数百克。（2）水生生物有一定的适应盐幅，超过了生物的范围，生物就会“渴死”或者“胀死”（3）淡水鱼类适应的盐幅与pH和碱度有关（4）鱼类对盐度的适应范围与个体发育的不同阶段有关（5）海水贝类、虾类、蟹类不同发育阶段对盐度要求不同（6）一类广盐性生物，其渗透调节能力很强但是需要注意的是：鱼的耐盐限度同盐分的组成有关。例如含HCO3-、CO32-较多的水，含K+较多的水，鱼和多种其他生物对这类水的盐度耐受极限将显著降低。为了防止病害传播，人们常使用盐卤或地下水配制人工海水，这时仅满足总盐量的要求是远远不够的，还需要使Ca2+、Mg2+含量符合一定要求，育苗效果才比较好4、海水的密度、盐度、温度间关系纯水的密度是温度和压力的函数，在4℃时密度最大。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。海水的最大密度随盐度变化的曲线近似于一条直线。总的来说，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。海水密度的测定温度为17.5℃。5、海水冰点、蒸汽压、沸点与盐度关系答：含盐量越大，水的蒸汽压降低、沸点上升和冰点下降的量也越大。6、天然水的阿列金分类法（水型的计算，作业）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。根据含量最多的阳离子分为三组：钙组Ca、镁组Mg、钠组Na。作业：根据以下水质主要离子成分的分析结果：1/2CO32-：0.13mmol/LHCO3-：0.84mmol/LCl-:1146mg/LSO42-:190mg/LCa2+:59.4mg/LMg2+:99.2mg/LNH4+:0.01mg/LNO3-:0.13mg/L依据阿列金分类法判断以上水体属何类型，并用符号表示之。解：1、换算成单位电荷物质的量C1/2CO32-=0.13mmol/LCHCO3-=0.84mmol/LCcl-=1146/35.5=32.28mmol/LC1/2SO42-=190/48=3.96mmol/LC1/2Ca2+=59.4/20=2.97mmol/LC1/2Mg2+=99.2/12=8.27mmol/LCNH4+=0.01/18=0.0006mmol/LCNO3-=0.13/62=0.0021mmol/LCNa++CK+=0.13+0.84+32.28+3.96+0.0021-2.97-8.27-0.0006=25.97mmol/L2、阴阳离子浓度大小的比较阴离子：Ccl-C1/2SO42-C（HCO3-+1/2CO32-）氯化物类阳离子：C(Na++K+)C1/2Mg2+C1/2Ca2+钠组3、阴阳离子浓度间的关系C1/2Ca2++C1/2Mg2+CHCO3-+C1/2CO32-+C1/2SO42-ш型水7、淡水与海水的电导率电导率是指用数字表示溶液传导电流的一种能力。影响电导率大小的因素有离子的性质和浓度、溶液的温度和黏度。电导率测定的标准温度为25℃。电导率的单位：西门子/厘米、西门子/米等。天然淡水的电导率较低。海水的主要成分的比例恒定，电导率与与盐度有很精确的关系，海水的电导率一般比较大，大约3000ms/m，导电能力强。8、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。尤其是在我国北方地区，夏季一般是上层水温高，下层低，形成水温的正分布；冬季则是上层低，下层高，形成水温的逆分布；春、秋季节是以上下水温几乎相同为特征，称为全同温。冬季的逆分层期春季全同温期夏季正分层期（停滞期）秋季的全同温期夏季正分层期（停滞期）：由于太阳辐射能量的绝大部分在表层约1m的水层被吸收，并且主要加热表面20cm的水层。如无对流混合作用，水中热量往下传播很慢（水的导热性NaIIICl小）夏季或春季如遇连续多天的无风晴天，就会使表层水温有较大的升高，这就增加了上下水混合的阻力。风力不足够大，只能使水在上层进行涡动混合。造成上层有一水温垂直变化不大的较高温水层，下层也有一水温垂直变化不大的较低温水层，两层中间夹有一温度随深度增加而迅速降低的水层，称温跃层又称间温层。9、室外海水越冬池底层保温的关键？原因？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。盐度为35的海水冰点为-1.9℃，最大密度温度（-1.35℃）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”）。Chapter2天然水的主要离子1、概念硬度：（H）水中二价及多价金属离子含量的总和。单位：毫摩尔/升（mmol/L）、毫克/升(mg/L，CaCO3)、德国度（°HG）。1mmol/L＝2.804°HG＝50.05mg/L（CaCO3）暂时硬度：碳酸盐硬度，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。永久硬度：非碳酸盐硬度，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。碱度：（ALK）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。海水主要离子组成的恒定性：海水的总含盐量或盐度是多变的，但常量成分浓度间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钙、镁是生物生命过程所必需的营养元素钙离子可降低重金属离子和一价金属离子的毒性钙、镁离子可增加水的缓冲性水中钙、镁离子含量和比例，对海水鱼、虾、贝的存活有重要影响养殖用水硬度范围：1-3mmol/L3、淡水、海水碱度的构成；海水碱度的一般范围海水碱度=[HCO3-]+2[CO32-]+[H4BO4-]+[OH-]-[H+]≈[HCO3-]+2[CO32-]+[H4BO4-]淡水碱度=[HCO3-]+2[CO32-]+[OH-]-[H+]≈[HCO3-]+2[CO32-]海水中碱度一般较为稳定，通常在2～2.5mmol/L4、碱度与养殖生产的关系；养殖水体对碱度的要求降低重金属的毒性：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。调节CO2的产耗关系、稳定水的pH值。碱度过高对养殖生物有毒害作用：一些经济鱼类对高碱度的耐受能力的顺序为，青海湖裸鲤瓦氏雅罗鱼鲫丁鱥尼罗罗非鱼鲤草鱼鳙、鲢。养殖用水碱度的适宜量以1～3mmol/L较好。雷衍之提出，四大家鱼养殖用水碱度的危险指标是10mmol/L。5、硫在水中的转化（注意几种反应和硫化氢的生成）硫在水中存在的价态主要有＋6价及－2价，以SO42－、HS－、H2S、含硫蛋白质等形式存在。在不同氧化还原条件下，硫的稳定形态不同。各种形态能互相转化，这种转化一般有微生物参与。（1）蛋白质分解作用在微生物作用下，无论有氧或无氧环境，蛋白质中的硫，首先分解为负2价硫（HS－等）。在无游离氧的环境中HS－可稳定存在，在有游离氧的环境中HS－能迅速被氧化为高价形态。（2）氧化作用在有氧气的环境中，硫磺细菌和硫细菌可把还原态的硫（包括硫化物、硫代硫酸盐等）氧化为元素硫或SO42-：2H2S＋O22S＋2H2OSO42-（3）还原作用(反硫化作用)在硫酸盐还原菌的作用下，SO42－被还原成硫化物渔业生产用水H2S2µg/L（4）沉淀与吸附作用Fe2++H2SFeS+2H+2Fe3++3H2S2FeS+S+6H+SO42－也可以被CaCO3、粘土矿物等以CaSO4形式吸附共沉淀当水质恶化，有H2S产生时，泼洒含铁药剂可以起到解毒作用。（5）同化作用硫是合成蛋白质必须的元素，许多植物、藻类、细菌可以吸收利用SO42－中的硫合成蛋白质。H2S不被吸收，只有某些特殊细菌可以利用H2S进行光合作用，将H2S转变成S或SO42－，同时合成有机物，类似绿色植物的光合作用，只是前者不释放O2。6、天然水中K＋的含量一般远比Na+低在Na+含量低于10mg/L的淡水中，K＋的含量只是Na+的10～50％；随着水含盐量的增加，K＋、Na+的含量也增加，但Na+比K＋含量增加快。K＋/Na+的含量比下降为10％～4％。海水中的K＋/Na+质量比为0.036。原因是：（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、盐碱地池塘水质调控的基本方法引水排碱：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。施加有机肥，使“生”塘变为“熟”塘：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。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。有机肥最好为绿肥，施肥率一般每亩为750-1000kg。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。引种浮萍8、硬度的计算（作业）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。解：总硬度=C1/2Ca2++C1/2Mg2+=200×2/162+120×2/146=2.469+1.644=4.113mmol/L=11.533°HG=205.856mgCaCO3/LChapter3天然水中的溶解气体（注意简答）1、概念溶解度：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。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