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养殖水环境化学 一、绪论
我们的生活环境：大气圈、水圈、岩石圈与其相邻的部分称之为生物圈。 1、 大气圈：指覆盖整个地球，随整个地球运动的空气层。
2、岩石圈：指地球表层具有刚性的一部分，是地质学研究的主要对象。 3、水圈：海洋及陆地储存的各种水体。 二、天然水系的复杂性
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。
三、天然水中的化学成分的形成。
1、大气淋溶：水滴在高空漂移过程中不断自周围空气溶解各种物质，雨滴下落过程能将大气颗粒物一并带下并溶解，这就形成了降水中的化学成分。
2、从岩石、土壤中淋溶：地面径流和地下径流在转移、汇集过程中充分与岩石、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、尸体腐解等过程都可以向水中释放氧气、二氧化碳、有机物及营养盐等物质。
4、次级反应与交换吸收作用：水与土壤接触，除了可以从土壤中淋溶带可溶性成分及胶体成分外，还可能有离子交换作用，使水体的离子成分发生变化。 5、工业废水、生活污水和农业退水。 水质指标：
物理性指标：温度、气味、颜色、透明度、悬浊物等。
化学指标：溶解气体、有机物、无机物、非专一性（如电导率） 生物指标：微生物含量、藻类数量。 放射性指标：
四、养殖水环境化学课程包括： 1、水环境化学成分的动态规律。 2、水质调控方法。 3、水质化验技术。
第一章：天然水的主要理化性质
天然水各离子浓度以及溶解的气体之间具有恒定的比例。 第一节：天然水的含盐量 一、反应天然水的含盐量
0、离子总量：天然水中各种离子含量的之和，常用mg/L、mol/L或g/kg、mmol/kg。 1、矿化度：天然水中所含无机矿物成分的总量。 2、氯度：沉淀0.3285234 kg海水中全部卤素离子所需的纯银克数，在数值上即为海水的氯度值。
3、海水的盐度（反映海水含盐量的指标）：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质的质量与海水质量之比，以10-3或‰为单位，用符号S‰表示，单位是g/kg （一）、盐度的分布和变化
1、影响因素：蒸发与降水、江河水的流入、冰的融化和凝结、潮汐。 2、分布：河口<沿岸<近岸<大洋
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（二）、含盐量对水产养殖的影响
0、鱼类的渗透压调节 1、鱼类的洄游 2、鱼类的繁殖 3、生长速度 4病害的防治 二、天然水的密度
1.0、纯水的密度：是温度和压力的函数。 三、天然水的化学分类法
0、按含盐量的分类：按水中的含盐量把水分为各个类型的水。 1、按主要离子成分的分类（阿列金分类法）具体分法如下
首先；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，然后在根据含量最多的阳离子将水分为三组：钙组、镁组和钠组（钠组包括钾离子），最后在根据阴阳离子的比例关系将水分为四个型：
Ⅰ型：弱矿化水，主要是Na与K和NaHCO3 Ⅱ型：低矿化的混合起源的水 Ⅲ型：高矿化度的混合起源的水 Ⅳ型：不含碳酸氢根的水 第二节：天然水的依数性和透光性 一、天然水的依数性 （一）、蒸汽压和冰点
依数性是指稀溶液蒸气压下降（ΔP），沸点上升（ΔTb），冰点下降（ΔTf）值等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的一种属性。 （二）、海水的渗透压
海水的渗透压符合类似于理性气体状态方程形式关系式 二、天然水的透光性 （一）、水面对太阳辐射的反射 太阳光到达水面后，一部分被反射，一部分折射进入水体，进入水体的部分，一部分被吸收，一部分被散射，余下的继续向深处穿透，进行吸收和散射。折射光受反射光的影响。 （二）、水对太阳能的吸收和散射
通过进入水面的太阳辐射，一部分被水及其中溶存的物质吸收，一部分被散射，一部分继续向深处穿透。被吸收的辐射能，大部分被转变成热，被水温升高。 （三）、水的光学分层：
0、真光层（又叫营养生成层） 光照充足，光合作用速率大于呼吸作用速率的水层 1、营养分解层 光照不足，光合作用速率小于呼吸作用速率的水层。 2、补偿深度 有机物的分解速率等于合成速率的水层深度 （四）、光照与水生生物的关系 0、光照可以影响养殖水体的水温
1、光照可以影响水生植物的光合作用,继而影响养殖水质。 2、光照可以影响饵料生物的生长繁殖 3、光照强度可以影响水产动物的摄食活动
4、光照强度和光周期可影响水产动物的性腺发育 （五）、养殖水体光照强度的调控方法
0、遮阳棚：通常用于工厂化育苗池或室外饵料生物培养池
1、加深水位：阻碍光线的穿透，降低池底的光照强度，抑制底生植物的生长
2、营造水色：①通过培养单胞藻类营造水色，达到遮光的目的、②通过添加色素营造水色，达到遮光的目的
第四节：水的流转混合作用与水体的温度分布 一、水的流转混合作用
对于一般湖泊，引起水体流转混合作用的因素有两个方面，一是风力引起的涡动混合，一是
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因密度差引起的对流混合 （一）、风力的涡动混合
水面受到风力的吹拂后，表面水会随着风向移动，使水在下风岸处产生“堆积”，即造成下风岸处水位有所增高，从而形成了压强差，使水形成了向下运动的原动力。从而形成了相应的“风力环流”，使得水体温度得到混合，可以使水体相应的温度层增厚，如果水体有温跃层，环流就发生在温跃层上方。 （二）、水的密度环流
液态水温度在密度最大的温度（3.98摄氏度）以上时，符合“热胀冷缩”原理，温度越高密度越小，温度在密度最大的温度（3.98摄氏度）以下时，则刚好相反“热缩冷胀”，温度越高密度越大。当表层水密度增大或底层水密度减小时，就会出现“上重下轻”的状态从而形成上下水团的对流混合。既可以小范围的发生也可以大范围的发生。 二、水体的温度分布（略） 三、水温与养殖生物的关系
水温是养殖生物生长、生存的重要环境条件，直接影响养殖生物的新陈代谢。 0、对新陈代谢活动的影响 1、对摄食、生长的影响 2、对饵料生物繁殖的影响
3、对有机物分解矿化速度的影响 4、与疾病发生的关系 5、对性腺发育的影响
第二章：天然水的主要离子 一、 水的硬度及钙镁离子 （一）、水硬度的概念及表示单位
概念：水中二价及多价金属离子含量的总和，包括：Ca+、Mg2+、Fe2+、Mn2+、Fe3+、Al3+ 表示单位：
0、毫摩/升（mmol/L）：1L水中含有的形成硬度离子的物质的量之总和 1、毫克/升（CaCO3）：1L水中所含有的与形成硬度离子的量所相当的CaCO3的质量表示，符号为mg/L（ CaCO3）。（美） 2、德国度（oHG）：将水中的Ca2+和Mg2+含量换算为相当的CaO量后，以1L水中含10mg CaO为1德国度（oHG）（德、原苏联、我国） 二、天然水的硬度与Ca+、Mg2+ （一）、钙镁的来源：淋溶作用：来源主要有含石膏底层中CaSO4·2H2O的溶解，白云石（CaCO3·MgCO3）方解石（CaCO3）在水和CO2作用下的溶解等。 （二）、天然水硬度
天然水的硬度主要由Ca+、Mg2+离子形成的，某些缺氧地下水中可能含有较多的Fe2+，也形成水硬度。根据水中与硬度共存的阴离子的组成，可将硬度分为碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度 1.0、碳酸盐硬度：水中与HCO3-及CO32-所对应的硬度。加热煮沸，形成CaCO3沉淀而除去，称为暂时硬度
1.1、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。煮沸不能出去，称为永久硬度。 （三）、鱼池水硬度的变化影响因素：
1.0、水源水的硬度 1.1、池塘土质 1.2、池塘的使用时间 1.3、生物作用 1.4、人为的水质调控 （四）、钙、镁与养殖生产的关系
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0、生命过程所必需的营养元素，Mg2+是叶绿素的成分
1、水生动物植物可直接从环境中吸收，生物体液和骨骼的组成成分，还参与新陈代谢。 2、可降低重金属离子、一价金属离子以及碱度的毒性 3、可增加水的缓冲性，具有较好的保持PH的能力。
4、水中钙镁离子的比例，对海水鱼虾贝的存活具有重要影响 5、提高水体的自净能力
第二节 水的碱度、碳酸氢根、碳酸根离子
一、碱度：是反应水结合质子能力，中和强酸的一个量，水中能结合质子的各种物质共同形成碱度。受水中光合作用和呼吸作用的影响。 二、碱度与水产养殖的关系 （一）、水体生产力和碱度的关系：mmol/L 0、 AT <0.1,生产力极低 1、 0.1 3、 1.5< AT <3.5,生产力高，生产力随AT增加而增加 4、 AT >3.5,生产力也会受到一定的影响，过高也会产生抑制。 （二）、降低水体中重金属的毒性 （三）、调节CO2的产耗关系、稳定水体PH （四）、碱度过高对养殖生物起毒害作用 （五）、促进水体自净能力 第三节 硫酸根离子、氯离子、钠离子、钾离子 一、硫酸根离子在天然水中的含量：淡水：HCO3->SO42->Cl-；海水：Cl-> SO42-> HCO3- 影响含量的因素：自身各种硫酸盐的溶解度；与其他的离子生成沉淀的溶度积的影响。 （一）、硫在水中的转化 0、蛋白质分解作用：蛋白质中的硫首先分解为-2价硫，无游离氧条件稳定存在，有游离氧时被氧化为高价形式。 1、氧化作用：有氧条件下，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硫酸根离子。 2、还原作用：缺氧条件下，各种硫酸盐还原菌可把SO42-作为受氢体而还原为硫化物。 发生还原作用的条件：（1）缺乏溶氧、（2）含有丰富的有机物、（3）有微生物参与 、（4）硫酸根离子的含量 3、沉淀与吸附 4、同化作用：植物、藻类、细菌吸收利用SO42-中的硫合成蛋白质。H2S只能被某些特殊细菌利用，进行光合作用，将H2S转变为S或SO42-，同时合成有机物 二、氯离子 在天然水中广泛分布，几乎所有水中都存在Cl-，但含量差别很大。 来源： 0、 沉积岩中食盐矿床是主要来源。 1、火成岩的风化和火山喷发。 2、某些工业废水和生活污水。 Cl-无毒，渔业用水一般不做限定。但对一些养殖品种，含量影响其发育。 三、钠离子与钾离子 天然水中K+的含量一般远比Na+低，K+容易被土壤胶粒吸附、被植物吸收 . word . . . . . . . K+与Na+与水生生物的关系： 0、动物较多需要Na+，植物较多需要K+ 1、对淡水动物，钾钠离子含量过多时，K+的毒性强于Na+ 2、钾离子含量太少，不利于育苗 第四节 海水组成恒定性原理 一、 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。 0、连续不断地进行混合 1、海水体积巨大 第三章：溶解气体 第一节 气体在水中的溶解度和溶解速率 一、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。 （一）、影响气体在水中溶解度的因素 气体在水中的溶解度，首先取决于气体本身的性质。极性分子气体在水中的溶解度大，非极性的气体分子在水中的溶解度小；能与水发生化学反应的气体溶解度大，不能与水发生化学反应的气体溶解度小。 0、 温度：一般温度升高气体在水中的溶解度降低。 1、 含盐量：当温度、压力一定时，水含盐量的增加，会使气体在水中的溶解度降低。随着 含盐量的增加，离子对水的电缩作用（指离子吸引极性水分子，使水分子在其周围形成紧密排布的水合层现象）加强，使得水可溶解气体的空隙减少。 2、 气体分压：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。 饱和度：指溶解气体的现存量占所处条件下饱和含量的百分比。 二、气体在水中的溶解和溢出速率 0、气体的不饱和程度：水中气体含量与饱和含量相差越远，气体由气相溶于液相的速度就越快。 1、水的单位体积表面积：单位体积表面积越大，浓度增加越快。 2、扰动状况：增加液相内部的扰动作用，把已溶有较多气体靠近界面的水移向深部，把深处含溶解气体较少的水移向界面，可提高溶解速率。 三、气体溶解速率的双膜理论 气体溶解速率的双膜理论认为：在气、液界面两侧，分别存在稳定的气膜和液膜两层相邻在一起的膜，这两层膜内流体保持层流状态。而气、液相呈湍流状态（层流是指流体质点的运动迹线相互平行，有条不紊的流动。湍流是指流体质点的运动迹线极其紊乱，流向随时改变的一种流体）。对气体的扰动都不能将这两层膜消除掉，只能改变膜的厚度（d1和d2）。 由此：气相主体内的分子溶入液相主题中的过程有4个步骤。 靠湍流从气相主体内部到达气膜 靠扩散穿过气膜到达气-液界面，并溶于液相 靠扩散穿过液膜 靠湍流离开液膜进入液相内部 第二节：水中的氧气来源和消耗 水中的氧气来源 空气的溶解：水面与空气接触，空气中的氧气将溶于水中 光合作用：水生植物的光合作用释放氧气，是池塘中氧气的主要来源。 . word . .
养殖水环境化学
