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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 Ca 、Mg 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？ ?L ；德国度（ HG） 答：常用单位有：mmol（1/2 Ca ，1/2 Mg ） 和 mg（CaCO3） -1 三种。 ?L 换算关系：1 mmol（1/2 Ca ，1/2 Mg ） ?L =2.804 HG=50.05 mg （CaCO3） ?L 。 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‰、 -1.35 C） 纯水在 3.98 C 时密度最大。 10 0 -1 2+ 2+ -1 0 2+ 2+ -1 0 2+ 2+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+、 3+、 Fe 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，降低硫化氢含量， 而且石灰水及铁剂也有催化硫化物的效果，所以 Fe2+、Fe3+、石灰 水、黄泥水均可降低水中硫化物的毒性。 10、光照强度与浮游植物的生长关系？ 答： （1）光照强度过高，抑制浮游植物生长； （2）光照强度适宜， 在其他条件合适时，浮游植物可以正常生长； （3）光照强度太弱， 浮游植物无法生长。 11、一定压力下，天然水的冰点下降与哪些因素有关？ 答：一定压力下，天然水的冰点下降与水中溶质的浓度有关，浓度 越大，冰点下降值越大，其间关系为：△Tf=Kfma。 12、密度最大时的温度与海水盐度呈什么关系？ 答：天然水最大密度时的温度随盐度的增加而下降。 13、为什么天然水结冰从表层开始，底层水温可保持在冰点以上？ 答：天然淡水盐度小于 24.695‰，最大密度时的温度高于冰点，在 最大密度时的温度以上降温时，其密度逐渐增大，产生垂直对流， 直到达到最大密度时的温度，再继续降温，使表层水密度小于下层 水，不能产生垂直对流，直到表层结冰，而底层水温仍可保持在冰 点以上。 14、为什么海水较难结冰，而且结冰后冰下的水温比淡水冰下的水 温低得多？ 答：海水含盐量比淡水高，由于冰点下降，其冰点比淡水低，海水 盐度大于 24.695‰，密度最大时的温度比冰点低，表层海水温度降 低，其密度一直在增大，如果下层海水温度高于表层，则垂直对流 就一趟在进行，而且温度越趋于最大密度时的温度，垂直对流就越 剧烈，即使海水表层已结冰，但冰下的海水也没有到最大密度时的温度，冰下海水继续进行对流运动，因而海水较淡水难结冰，而且 结冰后海水冰下的水温比淡水冰下的水温低得多。 15、在什么情况下容易形成温跃层？ 答：深而狭窄、岸高且树多的水体，在夏季连续多日无风或仅有微 风的晴朗日子里，容易形成温跃层。 16、温跃层对养殖生产有什么影响？ 答：温跃层就像一个屏障把上下水层隔开，上层丰富的溶氧不能传 输到下层，下层丰富的营养盐不能补充给上层。久而久之，下层可 能出现缺氧，上层缺乏营养盐，对鱼类和饵料生物生长均不利。 第三章 一、名词解释 1、气体的溶解度：在一定的条件下，某气体在水中溶解达到平衡 时，即水被气体所饱和，一定量的水中溶解的气体的量称为该气体 在该条件下的溶解度。 2、气体的溶解速率：单位时间内气体含量的增加。 3、气体饱和度：指溶解气体的现含量占所处条件下的饱和含量的 百分比。 4、日较差：溶氧的日变化中，最高值与最低值之差称为变化幅度， 简称“日较差” 。 5、窒息点：引起生物窒息死亡的溶氧上限值称为该生物的窒息点。 二、问答题（答题要点） 1、影响气体在水中溶解度的因素有哪些？ 答： （1）温度：在其他条件不变时，温度升高可使气体在水中的溶 解度降低。 （2）含盐量：当温度、压力一定时，水中含盐量增加使 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压力的增大而增大。 2、影响气体在水中溶解速率的因素有哪些？ 答： （1）气体不饱和度：水中溶解气体的不饱和度越大，则气体的 溶解速率越大。 （2）水的比表面积：在同样的不饱和度下，水的比 表面积越大，溶解速率就越大。 （3）扰动状况：扰动可加快气体的 溶解速率。 3、气体溶解速率中的双膜理论的主要内容是什么？ 答：气体溶解中的“双膜理论”认为，在气、液两相界面两侧，分 别存在相对稳定的气膜和液膜；即使气相、液相呈湍流状态，这两 层膜内仍保持层流状态； 无论如何扰动气体或液体都不能将这两层 膜消除，只能改变膜的厚度；气体主体内的分子溶入液体主体中的 过程有 4 个步骤： （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主体。 4、水中氧气的来源有哪些方面？ 答： （1）空气的溶解； （2）光合作用； （3）补水。 5、水中氧气的消耗有哪些方面？ 答： （1）鱼虾的呼吸； （2）其他水生生物的耗氧； （3）底质耗氧； （4）逸出。 6、 在一天中， 溶氧最高为下午 2---4 时， 溶氧最低为黎明前某时刻。 7、溶氧有怎样的季节变化？ 答：在一个时期内，随水温的变化及水中生物群落的演变，溶氧的 状况也可能发生一种趋向性变化，例如对于贫营养性湖泊，由于其 2他水生生物很少， 上层溶氧基本上来自空气中氧气溶解而接近溶解 度，故高温的夏季溶氧含量低，而低温的冬季溶氧含量高。对于富 营养化湖泊，情况就比较复杂，高氧量和低氧量一般都出现在夏季 和秋季，夏秋季溶氧高低差较大，这主要是由于夏秋季水体内浮游 生物数量多，光合作用产氧强，同时各种耗氧作用也较强之故；大 水温较低的季节，由于水中浮游生物数量少，光照强度低，水中溶 氧过饱和现象不常出现，生物呼吸和有机物分解强度也明显减弱， 氧含量高低差较小。 8、溶氧有怎样的垂直变化？ 答：养殖水体的溶氧的垂直健在情况较为复杂，与温度、水生生物 状况及水体的形态等因素有关， 贫营养性湖水中溶氧主要来自空气 的溶解，含量主要与溶解度有关，夏季湖中形成了温跃层，上层水 温度高，氧气溶解度借，含量就相应低一些；下层水温低，氧气溶 解度高，含量相应高一些。富营养化湖泊中营养元丰富，浮游生物 及有机物很多，造成养殖水体的透明度小，白天上层水的光照条件 比下层好得多，而且下层浮游生物分布也很不均匀。因为趋光性， 上层水内浮游生物多，下层少。所以上层水浮游植物光合作用的强 度和产氧量要比下层多。而水体的上下层温和能力弱，下层水内氧 被消耗后得不到及时补充，尽管上层水的溶氧可以达到过饱和，而 下层水的溶氧却很低， 下层水的溶解氧要到夜间水体所产生的对流 时才能得到补充，故一般日出后上下层的氧差逐渐增长，下午氧差 最大；日落后逐渐减小，清晨氧差最小。 9、溶氧有怎样的水平分布？ 答：上风处水中溶氧较低，下风处水中溶氧较高，相差可能达到每 升数毫克。 10、溶氧对鱼虾的慢性影响有哪些方面？ 答： （1）影响鱼虾的摄饵量和生长速度； （2）影响鱼虾的发病率； （3）影响毒物的毒性。 11、溶氧如何影响水中元素的存在价态？ 答：在氧气丰富的水环境中 NO3-、Fe3+、SO42-、MnO2 等是稳定的。 如水中缺氧，则 NO3-、Fe3+、SO42-、MnO2 将被还原成 NH4+、Fe2+、 S2-、Mn2-等。溶氧含量的高低影响有机物的分解产物的组成，当在 溶氧充足的水层与底质中，需氧性细菌的繁殖就占优势，有机物在 需氧性细菌的作用下，以较快的速度进行氧化分解，分解后的最终 产物主要是：CO2、NO3-、SO42-、H2O 等。这些产物对养殖生物无 害，对水生植物的生长繁殖有利。相反，溶氧不足或者完全缺氧的 水层和底质中则厌氧性细菌繁殖占优势，它们分解速度较慢，而且 分解的产物大多对生物有毒害作用的 H2S、NH4+、CH4+以及低级胺 类与脂肪类等。 12、水中的 Eh 为 400mV 左右。P83 13、为了防止水体老化，保持水质清新，通常要求水中的 DO 含量 高于 2mg?L-1；为了利于浮游生物的生长，增加天然饵料，DO 含 量应该维持在 5 mg?L-1 以上。 第四章 一、名词解释 1、 二氧化碳体系： 水质系中， 溶解性无机碳之间， 以及与 H+、 - 、 OH 构成二 气相 CO2 和固相的碳酸盐之间保持着物理和化学平衡关系， 氧化碳体系。P962、游离二氧化碳：在平衡体系中，溶解 CO2 和 H2 CO3 合称游离二 氧化碳。 3、化合二氧化碳：H2CO3- 和 CO32- 统称化合二氧化碳。 4、总二氧化碳：游离二氧化碳和化合二氧化碳之和称为总二氧化 碳。 二、问答题（答题要点） 1、二氧化碳体系包括哪几个平衡？ 答： （1）二氧化碳的溶解平衡； （2）碳酸的电离平衡； （3）碳酸盐 的沉淀与溶解平衡。 2、水体的温度和盐度对二氧化碳的溶解有什么影响？ 答： 水体的温度与盐度增高， 二氧化碳的溶解度系数α的数值下降。 3、养殖水体总碱度要求范围是 1---3mmoL?L 。 4、碱度和养殖生产的关系如何？ 答：一般，碱度大，鱼产量高；碱度小，鱼产量小，但碱度太大又 不利于养殖生产，建议养殖水体的总碱度范围为：1---3mmoL?L 。 5、习惯上，对于天然淡水根据其 pH 值分成哪五种？ 答：对于天然淡水，习惯上把 pH&5.0 的称为强酸性；pH=5.0---6.5 为弱酸性；pH=6.5---8.5 为中性；pH=8.5---10.0 为弱碱性；pH&10.0 为强碱性。 6、影响天然水体 pH 值的因素有哪些？ 答： （1）温度：水温升高可导致 pH 值略有下降； （2）含盐量：在 一定温度下，水体 pH 值随含盐量的增大而略有上升。 （3）压力： 空气中二氧化碳分压的增大及水体静压的增大可导致 pH 值下降； （4）浮游植物的光合作用使 pH 值上升； （5）生物的呼吸作用和在 细菌作用下的有机物分解使 pH 值下降； （6）水体溶氧的增加可促 进光合作用的进行，使 pH 值上升。 7、养殖水体二氧化碳体系管理的具体措施有哪些? 答： （1）总碱度、硬度和 pH 值均偏低的水体应及时地施用石灰调 节剂。 （2）有些水体缓冲能力较差，pH 值日较差较大，若水体原 来 pH 值较高，则增施有机肥，间接供给 CO2；若水体中的 pH 值 偏低，则施用 CaCO3。 （3）地下水具有有机物少，有害生物少的优 点，对孵化有利，其缺点是 pH 值可能偏低，CO2 多，溶解氧少； 若能用石灰水处理，提高 pH 值并充分曝气增氧，除去大量的 CO2 再作孵化用水便能去害留利，一般可取得良好的效果。 （4）碱度高 的水体，蒸发作用可使水体的碱度进一步增大，作为养殖用水须注 意经常更换。另外，为减轻 CO3 对鱼的毒害，可增施有机肥，以 保证水体的 CO2 的供给，并限制水体中水草的大量繁殖，以免光合 作用大量吸收水体 CO2 而导致 CO3 含量的增大。 第五章 一、名词解释 1、 氨化作用： 是指含氮有机物在微生物作用下， 转变为 NH4 -N （氨 态氮）的过程。 2、生物固氮：是指天然水体中一些固氮藻类（蓝、绿藻）及细菌， 它们具有特殊的酶系统，可把 N2 变为生物可利用的化合物形态， 为水体提供饵料及肥料。作用：为水体不断输送丰富的有机态氮， 为水生生物提供饵料基础，但也使水体不断富营养化。 3、脱氮作用：是指在微生物的作用下，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。 3+ 22-1 -14、 同化作用： 水生植物通过吸收利用天然水中 NH4+ （NH3） NO2- 、 、 NO3- 等合成自身物质，称为同化作用。 5、硝化作用：在通气良好的天然水中，经硝化细菌作用，氨可进 一步被氧化为 NO2- 、NO3-。这一过程称为硝化作用。 二、填空题 1、无机氮的存在形态 NH4+-N、NO2--N、NO3-―N。 三、问答题 1、藻类吸收营养元素速度方程----米氏方程中关饱和常数 Km 值有 何重要意义？ 答：Km 值可作为维持藻类细胞正常生长所需的水中有效形式营养 盐的临界浓度或用于比较不同浮游植物吸收营养盐能力大小。 在温 度、光照等条件适宜而营养盐含量较低时，Km 值大的浮游植物较 Km 值小的浮游植物容易受到营养盐供应缺乏的限制，很难发展成 为优势种。而当营养盐过量时，浮游植物群落结构会发生明显的变 化，会产生有害浮游植物的迅速繁殖。因此，测定不同种类浮游植 物对营养盐吸收反应的米氏常数 Km 值具有重要意义。 2、米氏方程及其计算。 答： 米氏方程： V=Vmax[S] / Km+[S]。 计算： Km =[S]时， =0.5 Vmax； 当 V 当 Km =3[S]时，V =0.75 Vmax。 3、天然水体中氮有哪几种存在形式？ 答：一般可以分成无机态氮和有机态氮两大类：水中常见的无机态 氮包括游离态氮、铵（氨）态氮、硝酸态氮及亚硝酸态氮等。水中 的有机态氮是指存在于氨基酸、蛋白质、核酸及腐殖酸类等物质中 的氮。 4、天然水体中有效氮分布变化有何规律？ 答： （1）有效氮垂直分布：一般是底层水含量高于表层水。 （2）有 效氮的季节变化：一般冬春季的含量高于夏季，最小值多出现在夏 季白天的下午。 5、何谓活性磷？ 答：活性磷是指能用钼蓝法被测定出其含量的含磷化合物。 6、天然水中磷的来源与消耗有哪些？ 答：天然水体中的增磷作用：主要是水生生物残骸及排泄物、深层 水及沉积物、补给水源及施肥投饵。天然水中的耗磷作用：主要是 水生生物吸收利用和吸附沉积作用。 7、天然水中磷酸盐的分布变化有何特征？ 答：一般冬季或早春水中有效磷含量较高，而暖季白天下午含量最 低，在水体停滞分层时，有效磷含量有较明显的垂直分布变化。表 水层由于浮游植物光合作用吸收消耗大量有效磷， 使得有效磷含量 趋于零。而底水层中光合作用较弱，几乎不消耗有效磷，又可从底 泥间隙水中扩散得到有效磷，积累了较高浓度的溶解磷，因此，底 层水的有效磷较表层水高，如无温跃层，此变化不明显。另外，在 湖泊中磷的垂直分布是沉积物中含量最高， 占了湖泊中磷的绝大部 分。底层水的溶解磷比表水层高许多，但表水层溶解磷的周转速率 很快。海水磷酸盐含量有较大的变化范围。 8、什么叫活性硅？试简述有效硅在水中分布的特点？ 答： 能与钼酸铵试剂反应面被测出的部分硅化物称为活性硅或活性 硅酸盐，包括溶解性硅酸盐、部分胶体硅及低聚硅酸盐。特点：有 效硅在水中分布也有明显的季节和垂直变化。春秋季比冬季含量少，春秋季由于硅藻大量繁殖而使表层水中硅的含量降至最低。夏 季由于表层水温上升，硅藻生长受到抑制，这时水中硅酸盐浓度又 开始逐渐回升。表层水含量少于底层水。 第七章 一、名词解释 1、气提作用：是指水体中由于风浪作用、光合作用、反硝化作用 以及有机物的发酵作用等产生气泡， 而溶解有机物等能较多地聚集 在气泡周围，并被气泡吸附携带升至水体表面，形成泡沫或水面皮 膜的过程。 2、絮凝作用：是指在微生物作用下，水体中溶解有机物和细微悬 浮物转变成絮状凝结物的过程。 3、有机物的降解、矿化作用：是指有机物在生物特别是各类微生 物及酶作用下分解，以至最终变为无机物的过程。 第八章 一、问答题 1、水中有毒物质的来源？ 答：一共有两个。一类是工农业生产和日常生活排放的废物，即所 谓的污染物质，主要包括：金属污染物、非金属污染物、放射性污 染物和有机污染物。 另一类是由于水体内因物质循环失调而生成并 积累的毒物，哪硫化氢、氨、低级胺类、高浓度 CO2 及赤潮生物的 有毒分泌物等等。 第九章 一、填空题 1、天然水中有机物按分散状态分类分为溶解性有机物、颗粒有机 物。 2、颗粒有机物由无生命碎屑有机碳、有生命颗粒状有机碳组成。 3、溶解性有机物成分有碳水化合物、类脂化合物、蛋白质及其衍 生物、维生素、腐殖质。 4、天然水体中有机物的来源：外来有机物，主要是自水体外流入 带进的有机物（又分为一、天然有机物及其分解产物；二、 人类生活废物和各种工业废物。、水体内部自生有机物，主 ） 要来自水生生物。 二、问答题（答题要点） 1、测定水中有机物含量有哪些方法，它们各有哪些特点？ 答： （1）化学需氧量（TOD） ，分高锰酸钾法和重铬酸钾法。特点： 高锰酸钾法对有机物氧化率低，耗氧量的数据重现性差，但操作简 便，易于普及。重铬酸钾法对有机物氧化率高，耗氧量的数据重现 性好，能较好地反映水中有机物的多少，但操作麻烦费时。 （2）生物化学需氧量(BOD)。特点：它可以间接反映出有机物的 含量，测定时较费时。 （3） 总有机碳(TOC)。 特点： 可较好地反映水中有机物含量的多少， 但测定方法繁琐，使用仪器昂贵。 （4） 总需氧量(TOD)。 特点： 可间接反应出有机物和无机物的含量。 2、有机物的气提作用，絮凝作用与水产养殖有什么关系？ 答： 气提作用和絮凝作用能把水体中难以利用的溶解有机物和胶态 有机物转变成有机碎屑饵料，降低水体有机负荷，改善水质环境。 3、有机物的降解、矿化作用在有氧和缺氧条件下有何不同特点？ 答： （1）有氧分解有机物迅速彻底，营养能再生，最终产物为高价 4态无害的无机物。 （2）缺氧分解有机物速度较慢且不彻底，营养虽能再生，但最终 产物常伴有一些有毒物质的产生和积累，恶化水质，对生物生长不 利。 4、水中有机物含量对水产养殖生产有什么影响？ 答：在一定限度内，有机污染程度的增强，可以增加水体的肥力及 营养水平，增加初级生产，给渔业资源创造有利条件，如果超过一 定限度，会导致水域富营养化或使水体缺氧，水质恶化，鱼类无法 生存，造成减产死鱼对于养殖生产十分不利。 5、对水体有机负荷过大有什么对策？ 答： 首先是预防， 当水中有机物多时， 应减少施肥投饵数量和次数， 或完全停止施肥投饵。其次增氧提高水体净化速度，或部分换水， 但使用增氧机要有相应的设备和供电条件， 换水要有充足的新鲜水 源，此法有其局限性。另外，采用絮凝作用降低有机负荷，其方法 是在池内施黄泥水、明矾水、石灰水等，兼有上述各法效果，而无 其缺点。 6、有机氯农药主要是通过什么途径进入水域的？ 答：有机氯农药的使用大多以喷撒的方式进行，在使用过程中，估 计有一半随风飘到很遥远的地方，并随雨水或尘埃一起降落地面， 流入地面水中。这是农药进入水域的主要途径之一。散落在植物和 地面上以及残留在土壤中的农药大部分也将被水冲刷或挥发进入 大气并随降水进入地面水域，由河流携带而进入海洋。 7、有机氯农药和多氯联苯在生物体内是如何积累和转移的？ 答：有机氯农药和多氯联苯（PCB）是典型的非极性或弱极性的氯 代烃化合物，水溶性远低于脂溶性，当这类化合物被生物吸收后即 进入脂肪组织而被积累， 这类化合物连生物体中的含量随食物链由 低级环节向高级环节演进而递增，富集因数可达 103---104。 8、石油及石油产品对鱼虾有哪些短期危害？ 答：石油对幼鱼和鱼卵的危害很大，尤其是许多经济性鱼类的浮性 卵和孵化后的早期仔鱼与许多浮游生物及底栖生物的幼体一起漂 浮在水体的最表层，构成所谓的“次漂浮生物” ，它们最容易受漂 浮在水面上的石油污染物毒害。 石油污染区水域孵化的鱼苗多数成 畸形，生命力弱，易于死亡，当油浓度为 100mg?L-1 时，24 小时 可杀死 95%以上的海虾幼体。 9、耗氧污染物和富营养化对水生生物有哪些危害？ 答： （1）破坏生物资源：一、纤维素粘稠物的覆盖能力很强，会直 接使水生动物窒息而死；二、有机物质氧化时大量耗氧，将使局部 水域处于缺氧状态，导致生物的死亡；三、造纸工业废水还能降低 生物对 Ca、P、S 等元素的同化率，破坏代谢平衡。 （2）促进细菌和病毒的大量繁殖：富营养污水中有多种病原细菌 和病毒，在受其污染的水域中生活的动物，在滤食过程中可聚集各 种细菌和病毒，从而危害水产品的食用价值。 （3）发生“赤潮” 。 10、水域污染的防治工作包括哪些任务？ 答：水域污染的防治，一方面必须积极开展“三废”的处理和综合 利用，变废为宝，化害为利。另一方面必须随时了解可能被污染的 水域的污染状况，开展水域污染的调查和监测工作，掌握水域的污 染程度，以保证工农业生产和水产事业的顺利发展。11、废水处理常用方法有哪几种？ 答：废水处理的常用方法有： （1）物理处理法； （2）化学处理法； （3）生物化学处理法。 三、名词解释 1、赤潮： “赤潮”是因为天然水体中（尤其是在近岸海区或河口海 区）浮游植物异常地急剧增殖，使水体被生物染色的一种现象。 第十章 一、问答题（答题要点） 1、汞污染物在水体中有哪些主要存在形式，其各自的毒性如何？ 答：汞及其化合物之间在自然环境中可能相互转化。在有氧的条件 下，Hg 可以被氧化为无机离子或可直接被氧化为甲基汞离子，芳 基汞（例如苯基汞）也能无以转化为甲基汞。其中无机汞离子（尤 其是 Hg ） 是强烈的细胞原浆毒物， 是酶促反应的抑制物，但 Hg0 2+ 2+ 2+ 0物的毒性比无机汞强烈得多，特别是烷基汞中的甲基汞，它的挥发 性大，脂溶性比水溶性大 100 倍，摄入体内几乎全部（98%）被吸 收，在体内不易降解和排泄，其他一些有机汞化合物，如芳基汞和 烷氧基汞因其挥发性不大，在生物体内能降解为有机组分和无机 汞，其毒性和无机汞相似。 2、重金属对水生生物的危害有哪些特点？ 答：重金属的稳定性和积累性都很强，富集因数高，各种水生生物 对重金属都具有较大的富集能力， 其富集因数高达几十倍乃至几十 万倍，它们与许多酶和生物活性物质的活性基团（如巯基、氨基、 、 亚氨基等）有较强的亲和力，当一定量的金属进入体内就会迅速与 酶及生物高分子物质反应生成非活性的硫醇盐等，使之失去活性， 因此，重金属的毒性最主要的是毒害破坏生物的酶系统。 第十三章 一、 填空题 天然水按其形式与形态特点可分大气降水、江河水、湖库水、海水 及地下水等几类。 突出。按照 2000 年 6 月 8 日中央电视台报导的水利部的通报，十 年后，在中等干旱年，我国需水量为 6988 亿立方米，可能供水量 为 6670 亿立方米，缺水 318 亿立方米。 3． 天然水中的主要成分有那些？它们是怎么样形成的？复杂性 表现在什么地方？ 答：天然水是海洋、江河、湖泊（水库） 、沼泽、冰雪等地表水与 地下水的总称。天然水的主要成分包括常量元素、溶解气体、营养 元素、有机物质、微量元素、有毒物质。 天然水质系是一个复杂的多相体系，水中有溶解的物质，也 有悬浮的较粗的颗粒物，更有大量的胶体颗粒物；有生物，也有非 生物；还有因为人类生产与生活影响而进入水体的污染物。 陆地天然水中化学成分的来源有： （1）大气淋溶。水滴在高空漂移的过程中不断自周围空气溶 解各种物质， 雨滴下落的过程能够将大气颗粒物一并带下并部分溶 解，这就形成了降水中的化学成分。 （2）从岩石、土壤中淋溶。地面径流与地下径流在转移，汇9 3因脂溶性较低，汞盐可以从体内排出，从而其毒性相对较低。单质 汞（Hg ）的毒性比 Hg 小，它易挥发，并通过呼吸道、食道、皮 肤等途径进入生物体，通过血液细胞膜而分布到全身。有机汞化合 养殖 1063 第一次作业：P13～14 1． 什么是大气圈、水圈、岩石――土壤圈？ 答：大气圈指覆盖整个地球，随地球运动的空气层。 岩石――土壤圈指地球表层具有刚性的这一部分，它包括地 壳（厚度 5～75km）及地幔上部与地壳相接的一部分，厚 60～120 km，是地质学研究的主要对象。在 岩 石 圈 中 有 许 多 天 然 产 出 的化合物或单质， 们的化学成分确定或在一定范围内 它 变 化 ， 这 类 物 质 在 地 质 上 被 称 为 “矿 物 ”。 水圈有广义和狭义两个概念。 狭义水圈是指海洋和陆地各种贮 水水体，包括海洋、江河、湖泊、冰盖、地下水、沉积物中的间隙 水等。广义的水圈则还包括其他各圈层中存在的水。 2． 世界水资源的分布和我国水资源的状况如何？ 答： ① 世界水资源的分布 据估算，地球上水的总量约为 1.39×10 km ，主要分布在海洋，约 占总水量的 97％，淡水约占 2.5％。可见，世界水资源量虽然很丰 富，但是淡水占的比例很少，并 且 大 约 7 0 % 的 淡 水 分 布 在 冰 川 冻 土 中 、 南极和格林兰的冰层中； 存 在 于 湖 泊 、 河 流 、 土 壤 和 地 下 600 米 以 内 的 含 水 层 中 的 淡 水 仅 占 淡 水 总 量 的 3 0 % 左 右 。 这 一 部 分 淡 水 分 布 也 不 平 衡 。 地球上只 有不到 1％的淡水易供人类直接使用。 ② 我国的水资源12 3 12 3水化学作业答案集过程中充分与岩石、土壤接触，岩石、土壤中的可溶成分就转移 到水中。 （3）生物作用。水中生物的光合作用、呼吸作用、代谢、尸 CO 有机物及营养盐等物质。 体腐解等过程都可以向水中释放 O2、 2、 （4）次级反应与交换吸收作用。 水与土壤接触，除了可以从 土壤中溶带可溶性成分及胶体成分外，还可能有离子交换作用，使 水的离子成分发生变化。 （5）工业废水、生活污水与农业退水。 天然水质系的复杂性可归纳为以下几点： （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。 P354. 4.简述你对水质含义的认识，说明衡量水质状况有那些指 标？ 解：水质是水及其中所存在的各类物质所共同表现出来的综合 特征。 5我国水资源的总量比较丰富，居世界第四位。平均年降水量为 6.19×10 m ，平均降水深 648mm，平均河川径流量 2.7×10 m ,合 径流深 284mm,约占全球径流总量的 5.8％。 我国人口众多， 1997 按 年人口统计，人均水资源量为 2220m ，仅为世界人均水资源量的 1/3。到 21 世纪中叶，按照 16 亿人口计，我国人均水资源量仅为 1760m ，进入联合国评价的用水紧张国家的行列。 我国耕地平均占有的河川年径流量也只有世界平均水平的 80%。所以，从人均、亩均水资源数据看，我国水资源的供需矛盾3 3衡量水质状况的指标有：物理指标、化学指标、生物指标、放 射性指标。 水质的物理指标主要抱括：温度、嗅、味、含盐量（盐度） 、 色度、浊度、悬浮物（SS） 、电导率、总固体（TS）和放射性等。 水质的化学指标主要抱括：PH、硬度、生化需氧量（BOD） 、 化学需氧量（COD） 、溶解氧（DO） 、N（TNH4 ―N，NO3ˉ―N， NO2ˉ-N） 、P（总磷，活性磷） 、氯化物、硫化物、氟化物、酚、氰 化物、 有机氯、 有机磷、 石油类、 表面活性剂、 苯并芘、 重金属(Cd、 Hg、Pb、Cr、Cu、Zn、Fe、Mn)、类金属（As、Se）等，以及其它 有害化学物质。 水质的生物指标主要有：细菌总数、总大肠菌群、粪大肠杆菌 群、弧菌数等。 水质的放射性指标主要有：总α射线、总β射线、铀、镭、钍 等。 第二次作业： 5． 对我国北方室外海水越冬池， 如何才能在冰下底层保持比较高 的水温？为什么？ 答：室外海水越冬池底层保温的关键是添加低盐度的海水或淡水。 因为北方地区海水池塘的室外越冬比淡水池塘情况复杂， 最大密度 的温度随盐度升高而快速下降，由高于冰点变为低于冰点。盐度为 35 的海水冰点为-1.9°C，最大密度温度为-3.5°C。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-1.9°C,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（盐度高密 度也高，原来高温的水因盐度高密度较高而沉积在底层）来维持较 高的水温（用增加盐度的增密补偿升高温度的降密） 。 通常以什么方 6． 简要说明天然水中 K 含量一般小于 Na 的原因。 法求得 K+与 Na+在自然水域的含量？它们与鱼类养殖的关系 如何？ 答： 形成水中这种 K+含量比 Na+小的原因一方面是 K+容易被土壤 胶粒吸附，移动性不如 Na+，另一个原因是 K+被植物吸收利用。 水中一价金属离子含量过多，对许多淡水动物有毒，K+的毒+ +性强于 Na+。水中含量过多的 K+会进入动物体内，使动物神经活动 失常， 引起死亡。 所以鱼类养殖时要特别注意水中 K+和 Na+的浓度。 在陆地水质调查中，K+与 Na+的含量一般不直接测定，因为 测定比较麻烦或者需要比较贵重的设备。 此时采用主要阴离子总量 与 Ca2+，Mg2+总量之差值计算。 第三次作业：P40 1.哪些参数可以反映天然水的含盐量？它们各有什么特点？ 答：反映天然水含盐量的参数通常有离子总量、矿化度、盐度和氯 度，后两种在海洋学中常被使用。 离子总量：离子总量是指天然水中各种离子的含量之和，常 用 mg/L,mmol/L,或 g/kg,mmol/kg 单位表示。由于含量微小的成分 对离子总量的贡献通常可以忽略，因此，在计算离子总量时在可以 只考虑水中的主要离子。 矿化度：矿化度也是反映水中含量的一个指标。矿化度是指 用蒸干称重法得到的无机矿物成分的总量。 测定时要用过氧化氢氧 化水中可能含有的有机物， 105～110℃干燥剩余的残渣， 在 然后称 重。 海水的氯度：氯度是过去海洋学上重要的指标，因为需要通过它计 算盐度。 氯度的初始定义是：将 1000 克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。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 作单位，用 Cl 符号表示。 海水的盐度：盐度是反映海水含盐量的指标。盐度的最初定义 是: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，以 10 或‰为单位，用符号 S‰表示。-3 -32.阿列金分类法如何对天然水分类？为什么硫酸盐类、氯化物类的钙组、镁组中没有 1 型水？请用逻辑推断法证明。答： 原苏联学者 O?A?阿列金的分类法 淡水 微咸水 具海水盐度的水 盐水 矿化度&1g/L 矿化度 1-25g/L 矿化度 25-50g/L 矿化度&50g/L把淡水的范围确定在 1 g/L 是基于人的味觉。当离子总量高于 1g/L 时，大多数人可以感到咸味；微咸水与具有海水盐度的水的分界线 定在 25g/L，是根据在这种含盐量时，水的冰点温度与最大密度时的温度相同；具有海水盐度的水与盐水的界线乃根据在海水中尚未见到 过高于 50g/L 的情况，只有盐湖水和强盐化的地下水才能超过此含盐量。 按主要离子成分的分类（阿列金分类法） （1）分类――根据含量最多的阴离子将水分为三类：碳酸盐类、硫酸盐类和氯化物类。含量的多少是以单位电荷离子为基本单元的物质 的量浓度进行比较，并将 HCO3ˉ与 Cl―氯化物类。1 1 CO32-合并为一类， SO42ˉ及 Clˉ各为一类。各类的符号分别是：C―碳酸盐类，S―硫酸盐类， 2 26（2）分组――根据含量最多的阳离子将水分为三组：钙组、镁组与钠组。在分组时将 K+与 Na+合并为钠组，以 （K+）为基本单元的物质的量浓度进行比较。各组符号分别为：Ca―钙组，Mg―镁组，Na―钠组。 （3）分型――根据阴、阳离子含量的比例关系将水分为四型：1 2+ 1 2+ Ca 、 Mg 及 Na+ 2 2Ⅰ型：C HCO ? + C 132Ⅱ型：2 CO3 ??C 12Ca 2 +Ca 2++ C12Mg 2 +Mg 2+C HCO ? + C 1322 CO3 ??C 12+ C12?C HCO ? + C 1322 CO3 ?+ C122 SO4 ?Ⅲ型：C12Ca 2 ++ C12Mg 2 +?C HCO ? + C 1322 CO3 ?+ C122 SO4 ?, 或CCl ? ? C Na + ( K + )Ⅳ型：C HCO ? + C 1322 CO3 ?=0因为，在硫酸盐类钙组中：C122 SO4 ?? CHCO? + C 1322 CO3 ?......(1)C12Ca 2 +?C 12Mg 2 +..................(2)C12而：Ca 2 +?C Na+ ( K + ) ................(3)+ C12C12Ca 2 +Mg 2 ++ C Na + ( K + ) = C HCO ? + C 1322 CO3 ?+ C122 SO4 ?+ CCl ? ......(4)将（1）式代入（4）得：C12Ca 2 ++ C12Mg 2 ++ C Na + ( K + ) = C HCO ? + C 1322 CO3 ?+ C122 SO4 ?+ CCl ? ? 2(C HCO ? + C 1322 CO3 ?) + CCl ?C12Ca 2 ++ C12Mg 2 ++ C Na + ( K + ) ? 2(C HCO ? + C 1322 CO3 ?) + CCl ? ..................(5)C12由（3）式得：Ca 2 +? C Na + ( K + ) ...........................(3) + C12 Mg 2 +C12Ca 2 +?C Na+ ( K + ) ...............(6)+ C Na + ( K + ) ? 2(C HCO ? + C 13将（6）式代（5）式得：2(C 12Ca 2 ?+ C12Mg 2 ?)?C 12Ca 2 ++ C12Mg 2 +22 CO3 ?) + CCl ?2(C 12Ca 2 ?+ C12Mg 2 ?)? 2(C HCO ? + C 1322 CO3 ?) + CCl ? ? 2(C HCO ? + C 1322 CO3 ?)7(C 12Ca 2 ?+ C12Mg 2 ?)? (C HCO ? + C 1322 CO3 ?)C HCO ? + C 1322 CO3 ??C 12Ca 2 ++ C12Mg 2 +即在硫酸盐类钙组中没有Ⅰ型水（C HCO ? + C 1322 CO3 ??C 12Ca 2 ++ C12Mg 2 +）同理，在硫酸盐类镁组，氯化物类钙组、镁组中也没有Ⅰ型水。 3.海水冰点、密度最大的温度与盐度有什么关系？盐度 24.9 的海水有什么特点？ 答：在标准压力下海水的冰点与盐度的经验关系是： tf= -0.0137 - 0.05199S -7.225×10-5S2 海水密度最大时的温度 t 最密是盐度的函数： {t 最密}℃=3.975-0. ×10-4S2 当盐度小于 24.9 ‰时，冰点温度低于密度最大时的温度；当盐度大于 24.9 ‰时，冰点温度高于密度最大时的温度，从而导致这两种 情况下海水结冰状况的不同(前者冰在表层或上层,水在下层;后者是上下层均结冰)。 盐度为 24.9‰的海水，密度最大的温度与冰点均为-1.35℃。 第四次作业 P60-61 6． 解：依题得： 离子成分1 CO32 2位 0.13ˉHCO3ˉClˉ1 2 SO4 ˉ 23.961 2+ Ca 22.961 2+ Mg 28.16NH4+NO3ˉ单0.8432.320.000.00（mmol/L） 单位（mg/L） 3.9 由上表得: 51.3 .4 99.2 0.01 0.13∑C而1 n? Mi ni=37.25mmol/L∑C∑C1 n? Mi ni=∑C1 n+ Mi ni=37.25mmol/L故,离子总量(各种离子的含量之和):ST =1 n? Mi ni+∑C=C121 n+ Mi ni=74.5mmol/L又因∑C1 n+ Mi niCa 2 ++ C12Mg 2 ++ C Na + + C K + = 37.25mmol / LC Na + + C K + = 37.25 ? C 12所以Ca 2 +? C12Mg 2 += 37.25 ? 2.96 ? 8.16 = 26.13mmol / L = 26.13 × 25 = 653.3mg / L故 矿 化 度 : ×故,离子总量(各种离子的含量之和)也等于:S T = ∑ ρ i = 3.9 + 51.3 + 1146 + 190 + 59.4 + 99.2 + 0.13 + 653.3 = 2203mg / L850.8%=2177mg/L=2.18g/L 或矿化度: 3.9+.4+99.2+653.3+0.13+51.3×(1-50.8%)=2177mg/L=2.18g/L 因CCl ??C 122 SO4 ??C 122 CO3 ?+ C HCO ? 故该水属氯化物类;3C ( Na + / K + ) ? C 12Mg 2 +?C 12Ca 2 +,故此水属钠组C Cl ? ? C ( Na + / K + ) , 故此水属所以此水按阿列金分类为 Cl III 钙硬度:Na +Ⅲ型59.4 1 × 40.1 2镁硬度:= 2.97 mmol / L = 8.33 H G = 148.6mg / L(CaCO3 )99.2 1 × 24.3 27.解: 总硬度= 8.16mmol / L = 22.9 H G = 408.6mg / L(CaCO3 )== 2.47 + 1.64 = 4.11mmol / L 1 1 × 162.1 × 146.4 2 2 = 11.5 H G = 206mg / L(CaCO3 )200+120HCO3? 含量 =第五次作业200 120 ×2+ × 2 = 4.11mmol / L 162.1 146.48.什么是天然水的碱度？写出并解释天然水碱度的定义表达式。 答：碱度是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。水中能结合质子的各种物质共同形成碱度。天然水中这些物质有 HCO3ˉ、CO32ˉ、OHˉ、H4BO4ˉ，以及 H2PO4ˉ 、HPO42ˉ、NH3 等。对于大多数天然水，以前面 4 种离子的含量为主，其余的物质 含量一般很小。前 4 种离子中，一般又以 HCO3ˉ为主，其他 3 种离子含量相对少很多。 一般天然水的碱度可以用下列表达式来定义： At=[HCO3ˉ]+2[CO32ˉ]+[H4BO4ˉ]+[OHˉ]-[H+] ≈[HCO3ˉ]+2[CO32ˉ]+[H4BO4ˉ] AT 称为总碱度，它是由碳酸氢根碱度、碳酸根碱度、硼酸盐碱度以及氢氧根碱度等组成。对于一般天然水，氢氧根碱度很小， 可以将[OHˉ]-[H+]项忽略。硼酸盐碱度在海水碱度中占有一定份量，淡水一般含硼很少，在形成碱度方面还不如氢氧根碱度重要， 一般可以忽略。对于淡水碱度的定义式可写成： AT 淡水=[HCO3ˉ]+2[CO32ˉ]+[OHˉ]-[H+] 10.碱度与水产养殖有什么关系？碱度的毒性与哪些因素有关？ 答：碱度与水产养殖的关系体现在一下三个方面： (1)降低重金属的毒性； 9(2)调节 CO2 的产耗关系、稳定水的 pH； (3)碱度过高对养殖生物有毒害作用。碱度与 pH 和水的盐度有关系：pH 越高碱度的毒性越大，水的盐度也会使碱度的毒性增加。 11.为什么 Fe3+、Fe2+、石灰水、黄泥水均可以降低水中硫化物毒性？ 答：由于沉淀与吸附作用 Fe2+可限制水中的 H2S 含量，降低硫化物的毒性，因为有下列的反应： Fe2++H2S=FeS↓+2H+ Fe3+也可以与 H2S 反应： 2Fe3++3H2S=2FeS+S+6H+ 当水质恶化，有 H2S 产生时，泼洒含铁药剂可以起到解毒作用。 SO42-也可以被 CaCO3、粘土矿物等以 CaSO4 形式吸附共沉淀。 12.硫元素在水体中如何循环转化？硫化氢在硫化物中占的比例与哪些因素有关？为什么 pH 低，硫化物的毒性增强？ 答：硫在水中的转化 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。也有以其他价态形式存 在的。比如 SO32―、S2O32―、单质硫等。但在天然水中的含量很少。 (1)蛋白质分解作用 蛋白质中含有硫。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―2 价硫(H2S、HSˉ等)。在无 游离氧气的环境中 H2S、HSˉ可稳定存在，有游离氧时 H2S、HSˉ能迅速被氧化为高价形态。 (2)氧化作用 (3)还原作用 子 (4)沉淀与吸附作用 Fe2+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)氧化为元素硫或进一步氧化为 SO42―: 在缺氧环境中，各种硫酸盐还原菌可以把 SO42―作为受氢体而还原为硫化物。硫酸盐还原作用的条件：①缺乏溶氧 调查发现，当溶氧量超过 0．16mg／L 时，硫酸盐还原作用便停止。②含有丰富的有机物 ③有微生物参与 ④有硫酸根离 Fe2+可限制水中 H2S 含量，降低硫化物的毒性，因为有下列反应：十 H2S = FeS↓ + 2H+Fe3+也可以与 H2S 反应： 2Fe3+ + 3H2S = 2FeS + S + 6H+ 当水质恶化，有 H2S 产生时，泼洒含铁药剂可以起到解毒作用。 SO42―也可以被 CaC03、黏土矿物等以 CaS04 形式吸附共沉淀。 (5)同化作用 硫是合成蛋白质必需的元素，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。 第六次作业 P87 2.解:空气中的氧受到的分压为:(101.3-3.1727)×20.95%=20.65kPa, 气体的溶解度与其分压成正比:CS 20.56 = 28.3 101.3 28.3 × 20.56 CS = = 5.74ml / L 101.3或:CS =(101.3 ? 3.1727) × 20.95 0 0 CS 101.3 20.56 × 28.3 = = 5.74ml / L 101.35.解:由表 0-2 得海拔 4155m 时大气压为 60.532kPa; 由表 1-4 得 11℃时 Pw=1.3142kPa≈1.314kPa 查附录 8 得 C S 故 CS= 11.02mg / L=60.532 ? 1.314 × 11.02 = 6.532 mg / L 101.325 ? 1.31410则饱和度为 ω=C 6.56 = × 100 0 0 = 100.5 0 0 C S 6.53有何意义？ 答： 半饱和常数值可作为藻类细胞能正常生长所需维持水中有效形 式营养盐的临界浓度， 也可用于比较不同浮游植物吸收营养盐能力 的大小。 在光强、 水温及其它条件适宜而营养盐含量较低时， Km 值越 小的浮游植物越容易发展成为优势种；Km 值越大的浮游植物会因 缺乏营养盐使生长受到限制。而当营养盐过于丰富时，浮游植物群 落结构会发生明显变化，可能导致某些有害浮游植物的迅速繁殖。 5 天然水中有效氮有几种存在形态？各种形态之间有何联系？ 答：氮的存在形式 ： （1）游离态氮――N2,具有相对较强的化学惰 性，在水中的溶解度也很低，但由于氮气是大气中最主要的组分， 其体积分数可达 78%，因此，氮分子在水中的含量较高，在海洋中 可达 20mg/Kg，而其它可溶性氮化合物仅为 0.7mg/Kg。 （2）有机 氮――包括蛋白质、氨基酸、尿素、胺类、硝基化合物等。 （3） 硝酸态氮――有氧环境中， 微生物氧化氨、 亚硝酸盐的产物； 同时， 在高温条件下，空气中的氮会生成各种氮氧化合物，它们进一步转 变为硝酸盐，作为微生物生产硝酸盐的补充。 （4）亚硝酸态氮―― 亚硝酸氮在天然水中的浓度非常低， 它主要是硝化反硝化过程及植 物体内的硝酸在硝化酶的作用下转化为氨及氨基酸过程的中间产 物。 （5）总铵态氮――水中含氮有机物分解矿化及硝酸盐、亚硝酸 盐反硝化作用的产物。包括非离子氨和铵盐形式存在的氮。 7 天然水中无机态氮与养殖生物的关系如何？+第七次作业 Page 87 7.无风闷热的晚上比有风凉爽的晚上鱼池容易发生缺氧，其原因是 什么？ 答：水面与空气接触，空气中的氧气将溶于水中，溶解的速率与水 中溶解的不饱和程度成正比， 还与水面扰动状况及单位体积表面积 有关，也与风力、水深有关。氧气在水中的不饱和程度大，水面风 力大和水较浅时，空气溶解起的作用就大。如果没有风力或人为的 搅动， 空气溶解增氧速率是很慢的， 远不能满足池塘对氧气的消耗。 所以无风闷热的晚上比有风凉爽的晚上鱼池容易发生缺氧。 8.生产上经常在晴天中午前后开动增氧机，其目的是为了促进空气 中氧气的溶解吗？为什么？ 答：中午前后开动增氧机来改善池塘氧气状况，这并不是从增加氧 气溶解速率来考虑的。中午池水一般溶解氧量较高，常过饱和，这 时开增氧机可改善底层水的溶氧状况和提高下午浮游植物光合作 用的产氧效率。 第八次作业 Page111 1．天然水中有哪些常见酸碱物质？它们在水中如何电离？ 答：天然水中常见的酸碱物质有：CO2?H2O、CO3 ˉ、HCO3ˉ、 NH H HPO4 ˉ、 4 ˉ、 2SiO3、 PO H HSiO3ˉ、 3BO3、 H NH4 、 3、 2PO4ˉ、 H4BO4ˉ等。它们在水中的解离过程： CO2?H2O? HCO3ˉ+ H HCO3ˉ?CO3 ˉ+ H2 2 3 2+ +2+23H2PO4ˉ?HPO4 ˉ+ H HPO4 ˉ?PO4 ˉ+ H H2SiO3?HSiO3ˉ+ H NH4+?NH3 + H H2O? H + OH 的日变化？+ ˉ + + +答：天然水体中无机态氮与养殖生物的关系表现为两个方面：一方 、NO3ˉ、NO2ˉ是藻类能直接吸收利用的氮的形 面，NH4+（NH3） 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，+H3BO3+ H2O ?H4BO4ˉ+ H NH3 + H2O? NH4 + OH+ˉ提高天然饵料基础，促进养殖生产；另一方面，当水体中无机氮含 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。 第十次作业 9 天然水中磷的存在形态有哪些？ 答： （1）溶解态磷――包括溶解态无机磷（DIP）和溶解态有机磷 (DOP)两类。前者包括正磷酸盐、无机缩聚磷酸盐。 （2）颗粒态磷――包括颗粒态无机磷酸盐和颗粒态有机磷两类。 10 何谓活性磷酸盐？其分布变化有何特点？ 答：凡能与酸性钼酸盐反应的，包括磷酸盐、部分溶解态有机磷、 吸附在悬浮物表面的磷酸盐以及一部分可溶于酸的悬浮无机磷 [如 Ca3(PO4)2、FePO4]等等，统称为活性磷化合物；由于活性磷化 合物主要以可溶性磷酸盐的形式存在，所以通常又称为活性磷酸 盐，以 PO4-P 表示。 分布变化特点： （1）淡水中磷酸盐的分布变化因水系的不同呈现不 同特征， 磷一般的规律是： 磷酸盐含量最大值多出现在冬季或早春， 最小值多出现于暖季的后期；在水体停滞分层时，表层水由于植物 吸收消耗，有效磷常可降低至检验不出的程度，而底层水则因有机 物矿化、沉积物补给而积累较高含量的磷酸盐。 （2）海水中磷酸盐 含量有较大的变化范围。 12 天然水体中磷为何易成为限制水体初级生产的因子？ 112.天然水中的 pH 一般是多少？为什么池塘、 湖泊的 pH 一般有明显 答：大多数天然水为中性到弱碱性，pH 为 6.0-9.0，淡水 pH 常在 6.5-8.5，部分苏打型湖泊水的 pH 可达 9.0-9.5，有的可能更高。水 中生物的光合作用和呼吸作用可引起水 pH 的变化。由于水中光合 作用与呼吸作用强度在时间上与空间上有着显著差异，因此 pH 值 也有明显的周日变化和垂直分层现象，并且与 O2、CO2、HCO3 、 CO32-以及水温等有着明显的相关性。动植物生物量大的水体，表 层水 pH 有明显的日变化。早晨天刚亮时 pH 较低，中午、下午 pH 较高。 第九次作业 Page 138、139 1 何谓水生植物的营养盐、营养元素？ 答：通常把天然水中可溶性氮、磷、硅的无机化合物称为水生植物 营养盐，把组成这些营养盐的主要元素氮、磷、硅称为营养元素或 生原元素。 2 水生植物吸收营养元素速率方程――米氏方程中半饱和常数 Kmˉ答： 可溶性含磷物质的化学沉淀或吸附沉淀可以使部分有效磷离开 水体。悬浮于水中的黏土微粒或胶粒，可能把水体中的 HPO42ˉ紧 紧吸附在其表面。无论是水体中的化学沉淀或者液-固界面上的吸 着作用都可能降低水中有效磷的浓度。因此，世界上很多地区的淡 水水域严重缺磷，以致磷成为其初级生产力的重要限制因素。一旦 大量的磷进入水体后， 往往会引起浮游植物的迅猛生长而使水体呈 现富营养化。 第十一次作业 Page248 2 衡量水和废水中耗氧有机污染物的含量和污染程度有哪些指标， 说明各指标的含义和测定原理。 答：水体中有机污染物成分非常复杂，难以一一测定。传统上常采 用一些“间接性指标”反映水体中有机物的含量和污染状况，这些 指标主要包括以下几类： （一） 生化需氧量（BOD） 生化需氧量（BOD）是指好氧条件下，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。 水中耗氧有机物的含量越高 时，生物氧化过程中需要的氧量也越高，因此 BOD 测定实际上是 对可降解有机物含量的间接测量。 微生物对有机物的耗氧分解是一 个缓慢的过程。 （二） 化学需氧量（COD） 化学需氧量（COD）是在一定条件下，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。所用的氧 化剂主要有重铬酸钾和高锰酸钾。两者测定化学需氧量的原理相 似，均采用过量氧化剂氧化水中有机物后，再用标准还原剂（硫酸 亚铁铵或草酸钠或硫代硫酸钠）回滴剩余的氧化剂，根据还原剂的 用量计算氧化剂的消耗量，并换算为氧的 mg/L 为单位。 （三） 总耗氧量(TOD) 总耗氧量(TOD)是指水中有机物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。 总需氧量的测定采用仪器分析方法， 其基本原理是以含有微量 氧的氮气为载气，连续通过燃烧反应室，当一定量水样注入反应室 时，在高温（900℃）和铂催化剂的作用下，水中的还原性物质立 即被完全氧化，消耗了载气中的氧气，导致载气中氧气浓度降低， 其氧浓度的变化由氧化氧浓度检测器测定， 通过与已知总需氧量 的标准物质进行比较，即可求得样品的总需氧量。标准物质有邻苯二甲酸氢钾等， 其总需氧量可按其燃烧反应计算： 2KHC6H4(COO)2+15O2=5H2O+K2O+16CO2 根据上式求得 0.850g/L 的邻苯二甲酸氢钾水溶液的理论总需 氧量为 1000mg/L。 （四） 总有机碳（TOC） 总有机碳（TOC）是以碳的含量表示水中有机物总量的综合指 标。它能较全面地反映出水中有机物的污染程度。在国外已较普遍 地应用于水质监测。国内外已研制成各种类型的 TOC 分析仪。按 工作原理的不同，可分为燃烧氧化-非分散红外吸收法、电导法、 气相色谱法、湿法氧化-非分散红外吸收法等。其中，燃烧氧化-非 分散红外吸收法由于只需一次性转化，流程简单、重现性好，灵敏 度高而在 TOC 分析仪中广泛应用。这种方法是将水样酸化去除水 中的无机碳酸盐后，注入燃烧管中在高温（900℃）和铂催化剂的 作用下燃烧， 通过红外吸收气体分析仪测定燃烧过程中产生的 CO2 而对水中的有机碳进行定量。用这种方法测定 TOC 快捷方便，进 样后仅需几分钟就可出结果。 3 说明 BOD、COD 和 TOC 的联系和区别。 答：BOD、COD 和 TOC 之间有一定的相关性，例如水体中 BOD 常与 COD 呈一致性变化趋势，并与 TOD 成正相关。因此，建立区 域水环境（河流、湖泊等）这些指标之间的相关规律，对于了解水 质变化动态趋势具有指导意义。然而，这些指标难以反映水中特定 有机物的含量状况， 特别对于水中的微量有毒有机污染物所能提供 的信息甚少，对于这些有机污染物需要采用专门方法进行个别测 定。 第十二次作业 1.水产养殖中常用的消毒剂有哪些? 答：有：次氯酸盐（漂白粉，漂白粉精，次氯酸钠） 、二氯异氰尿 酸钠 、三氯异氰尿酸、二氧化氯、二溴海因、溴氯海因、聚乙烯 吡咯烷酮碘、臭氧、生石灰、新洁尔灭，等。 2、请简述常规的池塘消毒步骤。 答：常规池塘消毒可按如下步骤进行：晒塘→清淤或翻耕→泼 洒生石灰（50-200Kg/亩）或漂白粉水溶液（10-30Kg/亩） （傍 晚进行）→晒塘 3～5 天→加水至满池→浸泡 1-2 d → 排尽池 水，冲洗 2 次，然后可进水→泼洒生石灰或漂白粉 10 天后布 苗。12
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