《水環(huán)境化學(xué)》課程教學(xué)大綱

1、水環(huán)境化學(xué)課程教學(xué)大綱一、課程基本信息英文名稱Water Environmental Chemistry for Aquaculture課程編號180110120課程類型專業(yè)必修課課程學(xué)分2.5學(xué)分/2學(xué)分課程學(xué)時(shí)54學(xué)時(shí)/36學(xué)時(shí)適用專業(yè)水產(chǎn)養(yǎng)殖學(xué)先修課程普通化學(xué)、分析化學(xué)、有機(jī)化學(xué)后修課程魚類增養(yǎng)殖學(xué)、海藻學(xué)與海藻栽培學(xué)二、課程性質(zhì)與定位水環(huán)境化學(xué)（Water Environmental Chemistry for Aquaculture）是一門講授天然水和養(yǎng)殖用水中化學(xué)成分的來源、轉(zhuǎn)化、遷移及這些成分與養(yǎng)殖生產(chǎn)關(guān)系的基本理論和實(shí)踐知識的課程。要求學(xué)生掌握現(xiàn)代生物科學(xué)和環(huán)境科學(xué)的基本理論知

2、識，受到有關(guān)生物學(xué)和化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)、水環(huán)境野外實(shí)踐性環(huán)節(jié)基本訓(xùn)練，掌握觀賞水域環(huán)境理化指標(biāo)分析、環(huán)境控制等方面的基本能力。本課程以普通化學(xué)、分析化學(xué)、有機(jī)化學(xué)等課程為先修課程，掌握普通化學(xué)、分析化學(xué)、有機(jī)化學(xué)等知識有助于學(xué)生快速理解和掌握水域環(huán)境中各種理化指標(biāo)的測定和分析理論知識，并有助于各類知識的綜合運(yùn)用。本課程注重學(xué)科交叉、互補(bǔ)和融合，啟發(fā)和提高學(xué)生綜合運(yùn)用上述理論課程所學(xué)的知識能力，拓寬知識面，了解相關(guān)行業(yè)的最新進(jìn)展，培養(yǎng)跨學(xué)科、跨領(lǐng)域的“大科學(xué)”素質(zhì)和意識，為今后水產(chǎn)養(yǎng)殖學(xué)專業(yè)學(xué)科領(lǐng)域進(jìn)行深造奠定基礎(chǔ)。三、課程目標(biāo)1.知識目標(biāo)：本課程主要學(xué)習(xí)天然水和養(yǎng)殖水中常見的化學(xué)成分的來源、遷移、分

3、布、變化規(guī)律；了解污染物的毒性及毒性實(shí)驗(yàn)方法、水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)和評價(jià)方法、以及主要類型天然水的水質(zhì)特點(diǎn)。學(xué)生修完該課程后，能掌握天然水中常見的溶解、電離、氧化還原、絡(luò)合、吸附、凝聚等平衡過程；并能運(yùn)用水環(huán)境化學(xué)成分的動態(tài)規(guī)律對水質(zhì)管理提出一般性意見。詳細(xì)介紹水環(huán)境化學(xué)成分的動態(tài)變化規(guī)律，及其一般調(diào)控技術(shù)，講述天然水域和養(yǎng)殖水體中水質(zhì)的變化和調(diào)控原理及工藝，并能夠把所學(xué)的理論應(yīng)用到實(shí)踐中，培養(yǎng)學(xué)生在解決問題過程中思考問題的深度和廣度，達(dá)到掌握天然水域和養(yǎng)殖水體中化學(xué)成分的動態(tài)變化規(guī)律，并能針對具體問題，提出相應(yīng)的技術(shù)措施。2.能力目標(biāo)：熟悉和了解天然水域和養(yǎng)殖水體中化學(xué)成分的動態(tài)變化規(guī)律，系統(tǒng)掌握相關(guān)的

4、基本理論、基本知識以及針對具體問題，提出相應(yīng)的技術(shù)措施。3.素質(zhì)目標(biāo)學(xué)生學(xué)習(xí)這門課程后應(yīng)該融會貫通所學(xué)選修課以及本門課的理論知識，具備分析天然水域和養(yǎng)殖水體中化學(xué)理化指標(biāo)的實(shí)驗(yàn)技能，掌握天然水域和養(yǎng)殖水體中化學(xué)成分的相互之間聯(lián)系和動態(tài)變化規(guī)律，能針對具體水環(huán)境問題，提出相應(yīng)的技術(shù)措施等實(shí)用技能。四、主要內(nèi)容和要求第一章 緒論【目的要求】1、掌握水質(zhì)系的組成、來源、特點(diǎn)； 2、熟悉觀水環(huán)境化學(xué)的任務(wù)和各圈層環(huán)境化學(xué)的概念；3、了解地球水圈資源的分布和我國水資源狀況；【教學(xué)設(shè)計(jì)建議】從生活中的人喝的水概念引入水、水體的概念，逐步介紹其地球水圈資源的分布和我國水資源狀況和發(fā)展現(xiàn)狀?！局v授內(nèi)容】1、地

5、球水圈資源的分布和我國水資源狀況？2、初步掌握地球各圈層的基本知識，養(yǎng)殖水環(huán)境化學(xué)課程的任務(wù)和教學(xué)內(nèi)容；3、水質(zhì)系的組成、來源、特點(diǎn)。【自學(xué)內(nèi)容】大氣平均溫度與壓力隨海拔高度的變化規(guī)律。第二章 天然水的主要理化性質(zhì)【目的要求】1、掌握天然水電導(dǎo)率、電介質(zhì)摩爾電導(dǎo)、離子摩爾電導(dǎo)的概念及影響因素。運(yùn)用活度系數(shù)進(jìn)行有關(guān)化學(xué)平衡的初步計(jì)算；2、熟悉天然水離子總量、鹽度、氯度的原始概念及其相互關(guān)系。水體流轉(zhuǎn)混合、溫度分布的影響因素、與鹽度的關(guān)系。阿列金分類法。初步掌握海水電導(dǎo)率、實(shí)用鹽標(biāo)的定義及其優(yōu)點(diǎn)；3、了解海水鹽度、氯度定義的演變，電介質(zhì)平均活度與平均活度系數(shù)的計(jì)算【教學(xué)設(shè)計(jì)建議】由淡水和海水等不同

6、類型水體的鹽度比較，進(jìn)行水體中的鹽度、氯度、離子活度等相關(guān)內(nèi)容的講解?！局v授內(nèi)容】1、海水鹽度、氯度定義，電介質(zhì)平均活度與平均活度；2、水體流轉(zhuǎn)混合、溫度分布的影響因素、與鹽度的關(guān)系；3、天然水電導(dǎo)率、電介質(zhì)摩爾電導(dǎo)、離子摩爾電導(dǎo)的概念及影響因素。運(yùn)用活度系數(shù)進(jìn)行有關(guān)化學(xué)平衡的初步計(jì)算。第三章 天然水中與水生生物相關(guān)的主要化學(xué)過程【目的要求】1、掌握水環(huán)境中主要氧化還原物質(zhì)與有關(guān)氧化還原反應(yīng)。了解一般水環(huán)境與養(yǎng)殖水環(huán)境的氧化還原電位概況2、掌握碳酸分布系數(shù)圖的繪制。初步了解EHpH（或pepH）穩(wěn)定區(qū)域圖的結(jié)構(gòu)、作用及繪制的一般方法；3、掌握氫氧化物溶解性與pH的關(guān)系；難溶硫化物、難溶碳酸鹽的

7、溶解性與pH及總二氧化碳的關(guān)系；4、熟悉混和平衡常數(shù)的概念和二氧化碳平衡系統(tǒng)各分量的計(jì)算。開放體系與封閉體系二氧化碳平衡的特點(diǎn)。初步掌握二氧化碳平衡系統(tǒng)各特征點(diǎn)的概念和質(zhì)子平衡關(guān)系式；5、了解氫氧化亞鐵與碳酸亞鐵穩(wěn)定區(qū)域圖的繪制，F(xiàn)eS、氫氧化亞鐵與碳酸亞鐵溶的分級沉淀?！窘虒W(xué)設(shè)計(jì)建議】從水生生物的呼吸作用入手，講述水環(huán)境中主要氧化還原物質(zhì)與有關(guān)氧化還原反應(yīng)?！局v授內(nèi)容】天然水的緩沖原理；混和平衡常數(shù)的概念和二氧化碳平衡系統(tǒng)各分量的計(jì)算；開放體系與封閉體系二氧化碳平衡的特點(diǎn)；天然水pH調(diào)整的計(jì)算。電子活度、水環(huán)境中氧化還原電位的概念；氧化還原電位與pH的關(guān)系，氧化還原環(huán)境與物質(zhì)存在形態(tài)的關(guān)系；

8、水環(huán)境中主要氧化還原物質(zhì)與有關(guān)氧化還原反應(yīng)。第四章 內(nèi)陸天然水體與大氣降水的水化學(xué)【目的要求】1、掌握水體的分類、來源、表示方法；水中持久性有機(jī)污染物的種類、來源和危害。初步掌握耗氧有機(jī)物在水中的分解；水中持久性有機(jī)污染物的生物富積的概念及影響因素。了解腐殖質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)；水生生物對水中持久性有機(jī)污染物的積累速度。掌握必須元素、微量必須元素、營養(yǎng)元素的概念；藻類對營養(yǎng)元素吸收速率與濃度的關(guān)系；Km的生物學(xué)意義及計(jì)算方法；2、熟悉水體中氮元素的存在形態(tài)及轉(zhuǎn)化，非離子氨的計(jì)算。水體中磷的存在形態(tài)、活性磷及磷的循環(huán)；硅、鐵、銅、鋅、鉬、錳等微量元素的存在形態(tài)及作用；3、了解河水、湖水的基本特征?！窘?/p>

9、學(xué)設(shè)計(jì)建議】從大氣降水、到飲用水、養(yǎng)殖水體開始闡述水體相關(guān)分類、水體中氮元素的存在形態(tài)及轉(zhuǎn)化，非離子氨的計(jì)算。水體中磷的存在形態(tài)、活性磷及磷的循環(huán)等知識?！局v授內(nèi)容】1、水體的分類、來源、表示方法；2、水中持久性有機(jī)污染物的種類、來源和危害。3、初步掌握耗氧有機(jī)物在水中的分解；水中持久性有機(jī)污染物的生物富積的概念及影響因素。了解腐殖質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)；4、水生生物對水中持久性有機(jī)污染物的積累速度。掌握必須元素、微量必須元素、營養(yǎng)元素的概念；藻類對營養(yǎng)元素吸收速率與濃度的關(guān)系；5、Km的生物學(xué)意義及計(jì)算方法。6、水體中氮元素的存在形態(tài)及轉(zhuǎn)化，非離子氨的計(jì)算。初步掌握硝化作用、脫氮作用的原理及影響因素

10、；無機(jī)氮與養(yǎng)殖生產(chǎn)的關(guān)系；7、水體中磷的存在形態(tài)、活性磷及磷的循環(huán)；硅、鐵、銅、鋅、鉬、錳等微量元素的存在形態(tài)及作用。了解天然水中無機(jī)氮和磷的分布變化規(guī)律；天然水中正磷酸鹽各離子的分布系數(shù)隨pH的變化。8、微量元素在水中的含量范圍。大洋海水中鐵的限制作用。第五章 海水化學(xué)【目的要求】1、掌握海水的主要化學(xué)特征和化學(xué)組成，基本的化學(xué)反應(yīng)過程；2、熟悉大氣降水、河水、湖泊水庫水、地下水和海水的主要化學(xué)特征的； 3、了解海洋環(huán)境的基本特征。【教學(xué)設(shè)計(jì)建議】從大氣降水、河水、湖泊水庫水、地下水和海水的不同點(diǎn)入手，講述海水的主要化學(xué)特征和化學(xué)組成，基本的化學(xué)反應(yīng)過程?！局v授內(nèi)容】1、海洋環(huán)境的基本特征。

11、2、海水的主要化學(xué)特征和化學(xué)組成，基本的化學(xué)反應(yīng)過程。3、大氣降水、河水、湖泊水庫水、地下水和海水的主要化學(xué)特征。第六章 水環(huán)境中的污染及其生態(tài)效應(yīng)【目的要求】掌握水中毒物的毒性作用及毒性效應(yīng)的概念，主要受試水生生物的毒性試驗(yàn)方法，急性毒性及LC50的求算。初步掌握亞急性毒性、蓄積性毒性及慢性毒性及其實(shí)驗(yàn)方法；熟悉天然水中污染物的生物蓄積、排出的主要形式及模型；了解水環(huán)境的污染物種類，水中污染物聯(lián)合毒性作用類型評定?！窘虒W(xué)設(shè)計(jì)建議】從飲用水的不同類型入手，談及水中毒物的毒性作用及毒性效應(yīng)的概念?！局v授內(nèi)容】1、了解水環(huán)境的污染物種類，水中污染物聯(lián)合毒性作用類型評定；2、掌握水中毒物的毒性作用及

12、毒性效應(yīng)的概念，主要受試水生生物的毒性試驗(yàn)方法，急性毒性及LC50的求算。初步掌握亞急性毒性、蓄積性毒性及慢性毒性及其實(shí)驗(yàn)方法；3、了解天然水中污染物的生物蓄積、排出的主要形式及模型。第七章 漁業(yè)水質(zhì)化學(xué)管理與調(diào)控技術(shù)【目的要求】1、掌握水質(zhì)、水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)、水質(zhì)基準(zhǔn)的概念；水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的作用；漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。初步掌握制定水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的一般過程；水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的構(gòu)成；水質(zhì)評價(jià)的目的意義和評價(jià)依據(jù)；2、熟悉水質(zhì)評價(jià)的數(shù)學(xué)模型；3、了解了解地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)?！窘虒W(xué)設(shè)計(jì)建議】從食魚安全習(xí)性入手，引入漁業(yè)水質(zhì)化學(xué)管理的相關(guān)知識。【講授內(nèi)容】地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)；了解水質(zhì)評價(jià)的數(shù)學(xué)模型；掌握有機(jī)物

13、的分類、來源、表示方法；4、水質(zhì)、水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)、水質(zhì)基準(zhǔn)的概念；水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的作用；5、漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。初步掌握制定水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的一般過程；水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的構(gòu)成；6、水質(zhì)評價(jià)的目的意義和評價(jià)依據(jù)；水質(zhì)評價(jià)的一般過程。五、教學(xué)條件建議采用多媒體教學(xué)。課后的習(xí)題和思考題可根據(jù)具體學(xué)時(shí)數(shù)和教學(xué)內(nèi)容適當(dāng)選擇，以學(xué)生課后獨(dú)立完成為主，教師適當(dāng)批改。適當(dāng)播放相關(guān)的教學(xué)視頻，要求學(xué)生提問。六、學(xué)時(shí)分配建議表理論教學(xué)內(nèi)容學(xué)時(shí)緒論2第一章：天然水的主要理化性質(zhì)3第二章：天然水的基本水化學(xué)特征10第三章：天然水中與水生生物相關(guān)的主要化學(xué)過程6第四章：內(nèi)陸天然水體與大氣降水的水化學(xué)6第五章：海水化學(xué)6第六章：水環(huán)境中的污染及其生態(tài)效應(yīng)8第七章：漁業(yè)水質(zhì)化學(xué)管理與調(diào)控技術(shù)4合計(jì)45七、實(shí)施建議1、教學(xué)組織水環(huán)境化學(xué)宜采用教師講授、演示和學(xué)生學(xué)習(xí)、動手操作相結(jié)合的方式進(jìn)行，這樣學(xué)生既可以掌握理論知識，又能直觀的對比和學(xué)習(xí)相關(guān)的知識，達(dá)到良好的教學(xué)效果。2、教材選編水產(chǎn)養(yǎng)殖學(xué)專業(yè)的學(xué)生學(xué)習(xí)水環(huán)境化學(xué)側(cè)重于養(yǎng)殖水體中的理化指標(biāo)對養(yǎng)殖對象的影響等為主，不必側(cè)重水體中的理化指標(biāo)公式推導(dǎo)等。3、教學(xué)團(tuán)隊(duì)水環(huán)境化學(xué)是一門新課程，知識更新較快，要求教師團(tuán)隊(duì)成員具備水產(chǎn)養(yǎng)殖學(xué)知識結(jié)構(gòu)，接受新事物、新知識能力較強(qiáng)，教師隊(duì)伍宜老中青搭配。4、教學(xué)評價(jià)本課程的成績包括平時(shí)成績（30%）和期末考試（70%）兩部分