养殖水环境化学习题.doc

一、名词解释
1. 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”。
2、气体在水中的溶解度：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的条件下的溶解度。
3、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。
4、活性磷：是指能用钼蓝法被测定出其含量的含磷化合物。
5、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。
6、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。
7、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。
8、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。
9、半（数）致死浓度（LC50）：指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。
10、硬度：指水中二价及多价金属离子含量的总和。
11、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。
12、补偿深度：有机物的分解速率等于合成速率的水层深度。
13、碱度：水结合质子的能力，也就是水与强酸中和能力的一个量。
14、胶体：任何线性直径在10-9m到10-6m间的粒子。
二、填空题
1、无机氮的存在形态NH4+-N、NO2--N、NO3-—N。
2、联合作用的类型独立作用、相加作用、协同作用、拮抗作用
3、毒性试验的一般程序1试验设计、2试验溶剂的配制、3预备试验、4试验浓度的选择、5试验负荷、6试验期间的施肥和投饵
4、水中生物的光合作用和呼吸作用可以引起水pH的变化。早晨天刚亮时pH较低，下午pH较高。
5、养殖水体总碱度要求范围是1---3mmoL·L-1。四大家鱼养殖用水的碱度的危险指标值是10mmol/L。
6、海水中Ca2+＜Mg2+，淡水中Ca2+＞Mg2+，咸水中Ca2+＜Mg2+
7、1mmol/L=2.804OHG=50.05mg/L(CaCO3)
8、溶解物质：（1）气体：氧气、氮气二氧化碳等；缺氧条件时还是硫化氢、甲烷、氧化二氮等。（2）阳离子：钙、镁、钠、钾、铁等离子；海水中还有锶等。（3）阴离子：碳酸氢根、碳酸根、硫酸根、硼酸根及氯、氟、溴等离子（4）营养盐类：铵盐、硝酸盐、磷酸盐等（5）有机物：脂肪酸、氨基酸、糖类腐殖酸类等。
9、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。
离子总量：是指天然水中各种离子的含量之和。
矿化度：是水中所含无机矿化物成分的总量。
海水的盐度：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，有机物完全被氧化时，海水中所含全部固体物的质量与海水质量之比。
氯度：沉淀海水样品中全部卤族元素所需纯标准银（原子量）的质量与海水样品质量之比的0.3285234倍。
10、胶团的组成胶粒和扩散层或者(校核、吸附层、扩散层)。
11、水的碱度受水中光合作用和呼吸作用的影响：当呼吸作用速率超过光合速率时，不断有CO2产生，促使平衡（1）（2）向左移动，结果是碱度、硬度都上升，pH下降。光合作用速率超过呼吸作用速率则与之相反。
三、问答题（答题要点）
1、水温的垂直分布的季节特点？
答：（1）春季的全同温期：由＜4oC向4 oC升温，表面水温升高，密度变大，温度较大的水就会下沉，下面温度较低，水就会上升形成密度流。密度流使上下水对流，直到上下水温都是密度最大时的温度为止。（2）夏季的正分层期：4oC向＞4 oC升温，两层（高温表层和低温下层）中间夹有一温度随着深度增加而迅速降低的水层（温跃层）。（3）秋季的全同温层：＞4oC向4 oC降温，表层水温下降，密度增大，下层水温较高，密度较小 ，发生密度环流，加上风力的混合作用，温跃层消失。出现上下水温相同的全同温期。 (4)冬季的逆分层期：4oC向＜4 oC降温，表面结冰，水温随深度增加而缓慢升高。
2、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。
3、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。
4、天然水的缓冲性？（天然水有一定的维持本身pH的能力）
答：（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
5、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。
6、藻类吸收营养元素的特点：
1、选择性——吸收有效形式
N：NH4+＞NO3-＞NO2-
P：H2PO42-、HPO4-
一般不吸收磷脂类有机态磷
2、比例性——按比例吸收营养元素
O ： P：N：C = 138 ： 1：16：106 (摩尔比)
= 142 ： 1：7.2：41 (质量比)
3、吸收速率：a、被动吸收——靠扩散，吸收速率决定于扩散速度，与浓度梯度有关。b、主动吸收——细胞利用呼吸做功可以逆着浓度差吸收营养物质的过程，符合酶反应动力学规律。
7、海水组成恒定性原理
海水组成恒定性原理 ：不论海水中所溶解的盐类其浓度大小如何，其中常量成分浓度间之比几乎保持恒定
原因：海水的环流、潮流、垂直等运动以及连续不断混合及海水与沉积物界面之间的交换。
1、连续不断地进行混合 2、海水体积巨大
8、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。
9、天然水体中氮有哪几种存在形式？
答：一般可以分成无8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。
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。
11、 反映有机物含量的水质参数
（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。
（二）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。总耗氧量(TOD)
（三）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。
（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。

12、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 矿化度<1g/L
微咸水 矿化度1-25g/L
具海水盐度的水 矿化度25-50g/L
盐水 矿化度>50g/L
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 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，Cl—氯化物类。
（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 Ca2+、 Mg2+及Na+（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：
Ⅰ型：
Ⅱ型：
Ⅲ型：
Ⅳ型：
因为，在硫酸盐类钙组中：

而：

将（1）式代入（4）得：

由（3）式得：
将（6）式代（5）式得：

即在硫酸盐类钙组中没有Ⅰ型水（）
同理，在硫酸盐类镁组，氯化物类钙组、镁组中也没有Ⅰ型水。
13、天然水硬度分类
极软水 0~4OHG;软水4~8 OHG；中等软水8~16 OHG；硬水16~30 OHG；极硬水30 OHG以上
（四）1.计算题解：依题得：
离子成分
CO32ˉ
HCO3ˉ
Clˉ
SO42ˉ
Ca2+
Mg2+
NH4+
NO3ˉ
单位（mmol/L）
0.13
0.84
32.32
3.96
2.96
8.16
0.00
0.00
单位（mg/L）
3.9
51.3
1146
190
59.4
99.2
0.01
0.13
由上表得:
=37.25mmol/L
而==37.25mmol/L
故,离子总量(各种离子的含量之和):
ST=+=74.5mmol/L
又因=
所以
故,离子总量(各种离子的含量之和)也等于:
故矿化度:2203-51.3×50.8%=2177mg/L=2.18g/L
或矿化度:
3.9+1146+190+59.4+99.2+653.3+0.13+51.3×(1-50.8%)=2177mg/L=2.18g/L
因故该水属氯化物类;
,故此水属钠组
Ⅲ型
所以此水按阿列金分类为
钙硬度:

镁硬度:

5