養(yǎng)殖水環(huán)境化學(xué)全套教學(xué)課件

養(yǎng)殖水環(huán)境化學(xué)第1章緒論第2章天然水的主要理化性質(zhì)第3章天然水的主要離子第4章溶解氣體新第5章天然水的pH和酸堿平衡第6章天然水中的生物營(yíng)養(yǎng)元素第7章天然水中的有機(jī)物第8章水中的重金屬第9章污染物的毒性和毒性試驗(yàn)第10章新幾種主要的天然水第11章水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)與水質(zhì)評(píng)價(jià)全套可編輯PPT課件解決4個(gè)問(wèn)題它們的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律？它們有什么作用？如何實(shí)施調(diào)控？水里有什么？第一章

緒論第二章

天然水的主要理化性質(zhì)第三章

天然水的主要離子第四章

溶解氣體第五章

天然水的pH和酸堿平衡第六章

天然水中的生物營(yíng)養(yǎng)元素第七章

天然水中的有機(jī)物第八章

天然水中的重金屬第九章

污染物的毒性與毒性試驗(yàn)第十章

幾種主要類型的天然水的水質(zhì)第十一章

水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)與水質(zhì)評(píng)價(jià)教材：《養(yǎng)殖水環(huán)境化學(xué)》

雷衍之

中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社《養(yǎng)殖水環(huán)境化學(xué)實(shí)驗(yàn)

》

雷衍之

中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社推薦閱讀：Waterquality:

AnIntroductionbyClaudeE.Boyd第一章

緒

論教學(xué)要求：.

掌握天然水體和水質(zhì)的概念；.

掌握點(diǎn)源和非點(diǎn)源；.

掌握專一性指標(biāo)和非專一性指標(biāo)。.了解養(yǎng)殖水環(huán)境化學(xué)的性質(zhì)、內(nèi)容和學(xué)習(xí)任務(wù)。第一節(jié)

環(huán)境第二節(jié)

水環(huán)境第三節(jié)

養(yǎng)殖水化學(xué)研究?jī)?nèi)容與研究方法?圍繞著某一有生命主體的外部世界稱之為環(huán)境。?

相對(duì)于人這一主體而言的外部世界，就是人類的生存環(huán)境。?《中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)法》

明確指出：大氣、水、土地、礦藏、森林、

草原、野生動(dòng)物、野生植物、水生生物、名勝古跡、風(fēng)景游覽區(qū)、溫泉、療養(yǎng)區(qū)、自然保護(hù)區(qū)等各種自然因素的總和。第一節(jié)

環(huán)境環(huán)境的概念Environmentiseverythingthataffectsanorganismduringits

lifetime.Environmentisthesumof

allexternalconditionsaffectingthe

life,development

and

survival

of

an

organism.環(huán)境問(wèn)題是指作為中心事物的人類與

作為周圍事物的環(huán)境之間的矛盾。環(huán)境問(wèn)題環(huán)境問(wèn)題的發(fā)展歷史（1）原始捕獵階段（2）農(nóng)牧漁業(yè)階段（3）現(xiàn)代工業(yè)階段該階段根據(jù)環(huán)境問(wèn)題的特點(diǎn)可分為三個(gè)階段：?

工業(yè)革命階段?

工業(yè)發(fā)展階段（八大公害publicnuisance）?

現(xiàn)代工業(yè)階段光化學(xué)煙霧(1943)多氯聯(lián)苯(1968)馬斯河谷

煙霧事件煙塵及SO2(1930)煙塵及SO2(1948)煙塵及SO2(1952)SO2

,粉塵,重金屬(1955)甲基汞(1953-1961)鎘(1931-1975)洛杉磯光化

學(xué)煙霧事件四日事件

（哮喘?。┧畟R事件米糠事件富山事件

（骨痛?。﹤惗?zé)熿F

事件多諾拉

煙霧事件1930年12月1日-5日，比利時(shí)的馬斯河谷工業(yè)區(qū)，外排的工業(yè)有害廢氣（主要是二氧化硫）和粉塵對(duì)人體健康造成了綜合影響，其中毒癥狀為咳嗽、流

淚、惡心、嘔吐，

一周內(nèi)有幾千人發(fā)病，近60人死亡，市民中心臟病、肺病

患者的死亡率增高，家畜的死亡率也大大增高。比利時(shí)馬斯河谷煙霧事件1943年5月～10月，美國(guó)洛杉磯市的大量汽車廢氣產(chǎn)生的光化學(xué)煙霧，造成大多數(shù)居民患眼睛紅腫、喉炎、呼吸道疾患惡化等疾病，65歲以上的老人死亡400多人。美國(guó)洛杉磯煙霧事件photochemicalsmoke1963年3月，在日本愛(ài)知縣一帶，由于對(duì)生產(chǎn)米糠油業(yè)的管理不善，造成多氯聯(lián)苯污染物混入米糠油內(nèi)，人們食用了這種被污染的油之后，釀成有13000多人中毒，數(shù)十萬(wàn)只雞死亡的嚴(yán)重污染事件。日本愛(ài)知縣米糠油事件1955年到1968年，生活在日本富山平原地區(qū)的人們，因?yàn)轱嬘昧撕k的河水和食用了含鎘的大米，以及其它含鎘的食物，引起“痛痛

病”，就診患者258人，其中因此死亡者達(dá)207人。日本富山痛痛病事件Itai-itaidisease全球環(huán)境問(wèn)題淡水資源危機(jī)垃圾成災(zāi)土地荒漠化有毒化學(xué)品污染物種加速滅絕森林資源銳減臭氧層破壞能源短缺全球變暖酸雨環(huán)境保護(hù)史上一些重要的里程碑

1962《寂靜的春天》

（SLIENCESPRING）雷切爾

卡遜Rachel

Carson

1972《增長(zhǎng)的極限》（LIMITOFINCREASE）?增長(zhǎng)的極限來(lái)自于地球的有限性。?

未避免超越地球資源極限而導(dǎo)致的世界崩潰，最好的方法是限制

增長(zhǎng)。

1972年聯(lián)合國(guó)人類環(huán)境大會(huì)?

1972年，瑞典首都斯德哥爾摩?

113個(gè)國(guó)家或地區(qū)參加?

發(fā)表了：《人類環(huán)境宣言》中國(guó)代表團(tuán)團(tuán)長(zhǎng)、燃料化學(xué)工業(yè)部副部長(zhǎng)唐

克在聯(lián)合國(guó)人類環(huán)境會(huì)議全體會(huì)議上發(fā)言。

1987《我們的共同未來(lái)》

（OUR

COMMON

FURTURE）

1992聯(lián)合國(guó)環(huán)境與發(fā)展大會(huì)：《21世紀(jì)議程》

（21CENTURY

AGENDA）《里約環(huán)境與發(fā)展宣言（地球憲章）》

（EARTH

CHARTER）提出了可持續(xù)發(fā)展的概念。?水資源現(xiàn)狀?水質(zhì)指標(biāo)體系?

常用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)第二節(jié)

水環(huán)境地球上只有很小一部分

(<3%)水是淡水。湖泊和河流的水量只占地球總水量的0.1%。水資源現(xiàn)狀?

世界主要河流中，超過(guò)半數(shù)正在干涸或受到污染。?目前，世界上一半以上的湖泊和水庫(kù)的水質(zhì)因受到污染而不斷惡化，

而

地球表面90%的液態(tài)淡水來(lái)自這些湖泊和水庫(kù)。隨著

世界人口的不斷增

加，水資源問(wèn)題可能將進(jìn)一步惡化。?

在所有的自然生態(tài)系統(tǒng)中，湖泊是最脆弱和最難恢復(fù)的系統(tǒng)之一，而湖

泊狀況正日益惡化。?

人類活動(dòng)直接或間接地把物質(zhì)或能量引入海洋環(huán)境，造成或可能造成損

害海洋生物資源、危害人類健康、妨礙海洋漁業(yè)和其它各種合法活動(dòng)，

損害海洋環(huán)境質(zhì)量等有害影響.空間分布不均.時(shí)間分布不均.

人均水資源量少.

水污染狀況嚴(yán)重水花生又名

空心蓮子草水葫蘆又名

鳳眼蓮河流、湖泊、沼澤、水庫(kù)、池塘、

地下水及海洋等水域的總稱。水及水中的懸浮物、溶解性物質(zhì)、

水生生物、底泥等在內(nèi)的一個(gè)完

整的綜合體系。水質(zhì)指標(biāo)體系水體水是一種良好的溶劑，在水的自然循環(huán)過(guò)程中可溶解與其接觸的一切可溶性物質(zhì)，因此，各類天然水中均含有種類基本相同、但濃度不等、存在形式不一的各種化學(xué)成分，同時(shí)還含有相應(yīng)的水生生物、懸浮物等，從而使水體顯現(xiàn)出各具特點(diǎn)的性質(zhì)，如不同的感觀性狀、物理化學(xué)性質(zhì)、化學(xué)成分、生物組成等特點(diǎn)。水及其中所存在的各類物質(zhì)所共同表現(xiàn)出來(lái)的綜合特性即是通常所說(shuō)的水質(zhì)。水質(zhì)懸浮物質(zhì)（粒徑大于1000

nm）：

包括浮游植物、

浮游動(dòng)物、浮游細(xì)菌、有機(jī)碎屑和泥沙等。膠態(tài)物質(zhì)（粒徑大于1小于1000

nm）：包括黏土礦物

膠體、膠態(tài)有機(jī)物和高分子化合物等。重金屬、類金屬污染物，耗氧有機(jī)物，持久性有

機(jī)污染物，放射性物質(zhì)等，大部分是有毒物質(zhì)。溶解物質(zhì)：

氣體、陰離子、陽(yáng)離子、營(yíng)養(yǎng)鹽類和有機(jī)

物等。天然水質(zhì)系天然溶存物質(zhì)水有些指標(biāo)可直接用某一種雜質(zhì)的濃度來(lái)表示其含量,稱為專一指標(biāo)；有些指標(biāo)則是利用某一類雜質(zhì)的共同特性來(lái)間接反映其含量——如有機(jī)物雜質(zhì)可用需氧量（化學(xué)需氧量、生物化學(xué)需氧量、總需氧量）作為綜合指標(biāo)（也被稱之為非專一性指標(biāo)）。

化學(xué)

物理

/——

放射性

水質(zhì)指標(biāo)

生物

溫度

臭和味

顏色

透明度

懸浮物

等物理指標(biāo)生化需氧量（BOD）化學(xué)需氧量（COD）

高錳酸鹽指數(shù)

總需氧量（TOD）總有機(jī)碳（TOC）酚類

洗滌劑

石油類氯化物、氟化物

、磷酸鹽、氰化物等電導(dǎo)率、

pH、硬度、

堿度等非專一性指標(biāo)專一性指標(biāo)有機(jī)物指標(biāo)溶解氧化學(xué)指標(biāo)無(wú)機(jī)物指標(biāo)生物指標(biāo)細(xì)菌總數(shù)大腸菌群糞大腸菌群放射性指標(biāo)總

α

、總β、鈾、鐳、釷……工業(yè)廢水、城鎮(zhèn)生活污水、污水處理廠與固體廢棄物處理場(chǎng)出水以及流域其他固定排放源。城鎮(zhèn)地表徑流、農(nóng)村等地表徑流、大氣沉降、湖區(qū)養(yǎng)殖和水上娛樂(lè)污染等。美國(guó)EPA將沉積物污染物釋放也視為非點(diǎn)源。非點(diǎn)源：點(diǎn)源：常用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)部http://www.zhb.gov.cn/《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》

（GB3838-2002）《海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》

（GB3097-1997）《漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》

（GBll607-89）?《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》

（GB3838-2002）?Ⅰ：源頭水、國(guó)家自然保護(hù)區(qū)Ⅱ：集中式生活飲用水水源地一級(jí)保護(hù)區(qū)、珍貴魚類保護(hù)區(qū);Ⅲ：集中式生活飲用水水源地二級(jí)保護(hù)區(qū)

、一般魚類保護(hù)區(qū);Ⅳ：一般工業(yè)用水區(qū)、人體非直接接觸的娛樂(lè)用水區(qū)；Ⅴ：農(nóng)業(yè)用水區(qū)及一般景觀要求水域Alabama

Water

WatchFAO(Foodand

AgricultureOrganizationof

United

States)FAOFisheriesand

AquacultureDepartment

/fishery/en

FAO

STATUSEPA(United

StatesEnvironmentProtectionAgency)http://www3.epa.gov/WWF(WorldWildFund)?水環(huán)境化學(xué)是水產(chǎn)養(yǎng)殖專業(yè)、海洋生物資源與環(huán)境專業(yè)本科生的必修

課程，同時(shí)作為海洋漁業(yè)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)本科生的選修課程。?水環(huán)境化學(xué)講授天然水中物質(zhì)的種類、形態(tài)、遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律。掌握這

些規(guī)律，可以指導(dǎo)我們進(jìn)行養(yǎng)殖水質(zhì)調(diào)控，幫助我們進(jìn)行有關(guān)水域生

態(tài)學(xué)的研究。?作為一門應(yīng)用性和實(shí)踐性特色強(qiáng)的課程，本課程還向?qū)W生講述相應(yīng)的

水質(zhì)分析原理和方法。第三節(jié)

養(yǎng)殖水化學(xué)研究?jī)?nèi)容與研究方法本課程是一門應(yīng)用性和實(shí)踐性特色強(qiáng)的課程，屬于專業(yè)基礎(chǔ)課程。通過(guò)本課程的理論和實(shí)驗(yàn)技能學(xué)習(xí)，為后續(xù)的專業(yè)課程學(xué)習(xí)奠定專業(yè)基礎(chǔ)。因此，學(xué)生須在先學(xué)水產(chǎn)養(yǎng)殖基礎(chǔ)課程如生物學(xué)、無(wú)機(jī)與分析化學(xué)等課程和相關(guān)實(shí)驗(yàn)技能培訓(xùn)后，才具備掌握本課程知識(shí)的基本條件。先修課程包括無(wú)機(jī)化學(xué)和分析化學(xué)。養(yǎng)殖水化學(xué)在專業(yè)教學(xué)中的地位通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，

學(xué)生將掌握天然水體中與水生動(dòng)物關(guān)系密切的化學(xué)物質(zhì)存在形式、循環(huán)和轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)理論，及其常規(guī)水質(zhì)分析的基本原理和方法，這些知識(shí)和技能，將為其后續(xù)課程的學(xué)習(xí)奠定重要理論基礎(chǔ)，并為其畢業(yè)后從事水產(chǎn)科學(xué)研究、養(yǎng)殖水質(zhì)調(diào)控與管理、水環(huán)境保護(hù)、漁業(yè)水質(zhì)管理等工作提供必要的水環(huán)境化學(xué)理論、知識(shí)與技能。課程目標(biāo)美國(guó)奧本大學(xué)ClaudeE.Boyd教授。主要研究

方向:水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)調(diào)控。董雙林教授李德尚先生堿度和硬度是怎么定義的？他們之間有何關(guān)系？我們通常說(shuō)海水的鹽度為30，是以什么為單位？在淡水養(yǎng)殖池塘中，

有時(shí)候會(huì)看到有人向養(yǎng)殖池塘灑鹽，

這是為什

么？微生態(tài)制劑對(duì)養(yǎng)水有沒(méi)有用，

微生物在系統(tǒng)中發(fā)揮什么作用？。END第二章

天然水的主要理化性質(zhì)?

掌握天然水離子總量

、

鹽度、

氯度的原始概念及相互關(guān)系；?

含鹽量對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖的影響；?

天然水的阿列金分類法；?

海水的密度、

密度最大時(shí)的溫度、

冰點(diǎn)與鹽度的關(guān)系、

水體流轉(zhuǎn)混合、溫

度分布的影響因素及與鹽度的關(guān)系。?

理解淡水、海水的電導(dǎo)率。?了解海水鹽度和氯度的定義的演變、電解質(zhì)的平均活度和平均活度系數(shù)的

計(jì)算。教學(xué)要求第一節(jié)

天然水的鹽度、密度和化學(xué)分類第二節(jié)

天然水的依數(shù)性和透光性第三節(jié)

天然水的離子強(qiáng)度、活度和導(dǎo)電性第四節(jié)

水的流轉(zhuǎn)混合作用與水體的溫度分布一、天然水的含鹽量二、天然水的密度三、天然水的化學(xué)分類法第一節(jié)

天然水的鹽度、密度和化學(xué)分類天然水中各種離子成分含量的總和即離子總量。

常用mg/L

、mmol/L或g/kg

、mmol/kg表示。由

于含量微小的成分對(duì)離子總量的貢獻(xiàn)可忽略，因此，在計(jì)算離子總量時(shí)可以只考慮水中主要

的離子。TDS（TotalDissolved

Solids）一、天然水的含鹽量（一）天然水含鹽量的表示方法離子總量氯度鹽度礦化度P15?

當(dāng)量濃度：

以單位電荷為基本單元的物質(zhì)的量濃度。?electroequivalent(eq)of

a

substanceequalsthe

amount

of

thatsubstance

that

will

deliver

1mol

of

electrons

for

a

specified

reaction.1/3Fe=

1/3

Fe3+

+

e-1/3Fe(mole)

=

1

eq

of

Fe56g/mole

18.7g/eq

18.7mg/meq摩爾濃度

(Morlarity

）和當(dāng)量濃度（Normality

）電荷平衡理論（Cation-AnionBalance）天然水中，所有陽(yáng)離子所帶的正電荷與所有陰離子所帶的負(fù)電荷相等。依據(jù)該理論，可粗略分析化學(xué)分析的準(zhǔn)確性。?對(duì)大多數(shù)淡水，構(gòu)成離子總量的主要離子一般有：陽(yáng)離子Ca2+,

Mg2+,

Na+,K+

；陰離子：

HCO3-,CO32-,

SO42-和Cl-。?某些特殊水體可能會(huì)含有較多的Fe2+,應(yīng)該考慮。?

海水B、Br、Sr等元素含量也較高，應(yīng)該考慮。某同學(xué)分析一未知水樣，得到121mg/L

碳酸氫根，28mg/L硫酸根，

17mg/LCl-,39mg/LCa2+,

8.7mg/LMg2+,8.2mg/LNa+和1.4mg/LK+。此分析準(zhǔn)確嗎？?

陰離子：(121mgHCO3-/L)/(61mgHCO3-/meq)=1.98meqHCO3-/L(28mg

SO42-/L)/(48mg

SO42-/meq)=0.58meq

SO42-/L(17mgCl-/L)/(35.45mgCl-/meq)=

0.48

meq

Cl-/L共：

3.04meq/L?

陽(yáng)離子(39mgCa2+/L)/(20.04mgCa2+/meq)=

1.95meqCa2+/L(8.7mgMg2+/L)/(12.16mgMg2+/meq)=0.72meqMg2+/L(8.2mgNa+/L)/(23mgNa+/meq)=0.36meqNa+/L(1.4mgK+/L)/(39.1mgK+/meq)=0.04meqK+/L共：

3.07meq/L?Ca2+為40mg/mmol

Na+

為23mg/mmol

物質(zhì)量的基本單元以單位電荷形式計(jì)：Ca有兩個(gè)電荷

1/2Ca2+

為20

mg/mmol

20

mg/meq

物質(zhì)量的基本單元以單位電荷形式計(jì)：Na有一個(gè)電荷

Na+

23mg/mmol

23

mg/meq礦化度也是反映水中含鹽量的一個(gè)指標(biāo)，是指“蒸干稱重法得到的無(wú)機(jī)礦物成分的總量”。測(cè)定時(shí)要用過(guò)氧化氫氧化水中可能含有的有機(jī)物，在105-110℃烘干剩余的殘?jiān)梁阒?，然后稱重。在蒸干過(guò)程中會(huì)發(fā)生如下反應(yīng)，使得礦化度與離子總

量比較，水中HCO3-損失了將近一半。Ca2+

+2HCO3-

=CaCO3

+CO2

+

H2O

↑礦化度蒸發(fā)皿?將洗凈的蒸發(fā)皿置于105-110℃烘箱中烘2h,放入干燥器中冷卻至室溫后稱重，重復(fù)烘干稱重，

直至恒重（兩次稱重相差不超過(guò)0.0005g）。?取適量水樣用玻璃砂芯坩堝抽濾。?取過(guò)濾后水樣50-100ml(水樣量以產(chǎn)生2.5-200mg的殘?jiān)鼮橐耍?，置于已稱重的蒸發(fā)皿中，

水

浴上蒸干。?如蒸干殘?jiān)猩拐舭l(fā)皿冷卻后，滴加過(guò)氧化氫溶液數(shù)低，慢慢旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)皿至氣泡消失，

再蒸干，反復(fù)處理數(shù)次，直至殘?jiān)兂砂咨蝾伾€(wěn)定不變?yōu)橹埂?蒸發(fā)皿放入烘箱中于105-110℃烘干2h,置于干燥器中冷卻至室溫，稱重，重復(fù)烘干，直至恒

重（兩次稱重相差不超過(guò)0.0005g）。測(cè)定步驟依據(jù)：水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法（第四版）國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局編礦化度（mg/L）=(W-W0/V)*106?式中：

W

蒸發(fā)皿及殘?jiān)目傊亓?/p>

（g）?

W0

蒸發(fā)皿重量（g）?

V水樣體積（ml）?

總?cè)芙庑灶w粒物Total

Dissolved

Solids(TDS)?Filter

the

water

with

glass

fiber

filter

with

less

than2

um

openings?Evaporate

the

filtrate

102℃?Weigh

the

residue缺點(diǎn)：(1)損失Ca2+

+2HCO3-

=CaCO3

+CO2

+H2O

↑(2)包含organic

matter總?cè)芙庑灶w粒物（TDS）100ml

水樣在102℃下蒸發(fā)，蒸發(fā)皿初始重量為5.2000g,

蒸發(fā)后重量為5.2100g,估算TDS，以mg/L表示。依據(jù):WaterQuality:anIntroductionbyClaudeE.Boyd,2nd

Edition2015算一算新定義：沉淀0.3285234千克海水中全部鹵族元素所需純標(biāo)準(zhǔn)銀（原子量銀）的克數(shù)，在數(shù)值上即為海水的氯度。用Cl符號(hào)表示，無(wú)量綱單位為1x10-3。海水氯度相當(dāng)于沉淀海水樣品中全部鹵族元素所需純標(biāo)準(zhǔn)銀（原子量銀）的質(zhì)量與海水樣品質(zhì)量之比的0.3285234倍，用10-3作單位。原始定義：將1000g海水中的溴和碘以等當(dāng)量的氯取代后，海水中所含氯的總克數(shù)。用Cl‰符號(hào)表示。氯度鹽度當(dāng)海水中的溴和碘被相當(dāng)量的氯所取代、碳酸鹽全部變成氧化物、有機(jī)物完全氧化時(shí)，海水中所含全部固體物質(zhì)的質(zhì)量與海水質(zhì)量之比，以10-3或‰表示。鹽度的單位：

ppt(partperthousandg/L)?

pptpartperthousandg/L?

ppmpartpermillionmg/kg?

ppbpartperbillionug/L根據(jù)對(duì)大西洋東北部和波羅的海九個(gè)不同鹽度值水樣的準(zhǔn)確測(cè)定結(jié)果而推導(dǎo)出來(lái)的，在六十年代以前得到國(guó)際上的廣泛應(yīng)用。由于海水成分的變動(dòng)，特別是低鹽度海水用上述關(guān)系式從氯度值計(jì)算出的鹽度值通常產(chǎn)生誤差。對(duì)于不同河口區(qū)海水，氯度與鹽度的關(guān)系可能會(huì)有差別，我國(guó)晉江河口區(qū)海水為：S‰=0.030

+

1.8050

Cl‰1966年提出的經(jīng)驗(yàn)公式：S‰=

1.80655Cl‰S‰=0.030

+

1.8050

Cl‰鹽度與氯度的關(guān)系?

電導(dǎo)鹽度計(jì)的出現(xiàn)，

使鹽度測(cè)定的精度大為提高，超過(guò)了由氯度計(jì)算鹽度的精度。?

為了克服由氯度計(jì)算鹽度不夠精確等問(wèn)題，同時(shí)得到可復(fù)現(xiàn)的電導(dǎo)率標(biāo)準(zhǔn)，

海洋學(xué)常用表及標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)合專家小組在1978年提出實(shí)用鹽度的定義。實(shí)用鹽度K15是海水與標(biāo)準(zhǔn)氯化鉀溶液比較測(cè)得的電導(dǎo)率比，是作為標(biāo)定標(biāo)準(zhǔn)海水用的。實(shí)際測(cè)定海水樣品鹽度時(shí)，聯(lián)合國(guó)專家仍主張使用標(biāo)準(zhǔn)海水，而不要使用標(biāo)準(zhǔn)氯化鉀溶液。用

鹽度為35.00的標(biāo)準(zhǔn)海水作參比時(shí)，測(cè)得的電導(dǎo)率比記為R15

，將其代入上式中，計(jì)算得

到的就是海水樣品的實(shí)用鹽度。如果電導(dǎo)率比不是在15℃而是在t時(shí)測(cè)量的（Rt

），則將Rt代入式中的計(jì)算結(jié)果是未修

正的鹽度值，需修正后才是實(shí)用鹽度。S=0.0080-0.1692K1/2

15

+25.3851K15

+14.0941K3/2

15

-7.0261K215

+2.7081K5/2

15(S=

2~42適用）K15

:

15℃,

1atm時(shí)海水電導(dǎo)率與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為32.4356*10-3

的標(biāo)準(zhǔn)氯化鉀溶液電導(dǎo)率之比。

當(dāng)S=35時(shí)，

K15

=

1K15是海水與標(biāo)準(zhǔn)氯化鉀溶液比較測(cè)得的電導(dǎo)率比，是作為標(biāo)定標(biāo)準(zhǔn)海水用的。實(shí)際測(cè)定海水樣品鹽度時(shí)，聯(lián)合國(guó)專家仍主張使用標(biāo)準(zhǔn)海水，而不要使用標(biāo)準(zhǔn)氯化鉀溶液。用鹽度為35.00的標(biāo)準(zhǔn)海水作參比時(shí)，測(cè)得的電導(dǎo)率比記為R15

，將其代入上式中，計(jì)算得到的就是海水樣品的實(shí)用鹽度。如果電導(dǎo)率比不是在15℃而是在t時(shí)測(cè)量的（Rt

），則將Rt代入式中的計(jì)算結(jié)果是未修正的鹽度值，需修正后才是實(shí)用鹽度。?

用標(biāo)準(zhǔn)KCl溶液作標(biāo)準(zhǔn)，有利于鹽度標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一。?建立的實(shí)用鹽度公式擺脫了海水組成恒定比關(guān)系，使鹽度和氯度之間

不再有關(guān)系。氯度成為一個(gè)獨(dú)立表征海水性質(zhì)的參數(shù)。而鹽度只與海水

電導(dǎo)比有關(guān)系。?

鹽度值可直接由《國(guó)際海洋學(xué)常用表》

中編入的海水鹽度—

電導(dǎo)率比值關(guān)系查算表進(jìn)行計(jì)算。YS

I

556MPS

系統(tǒng)規(guī)格測(cè)量參數(shù)技術(shù)指標(biāo)參數(shù)測(cè)量范圍分辨率準(zhǔn)確度溶解氧(%空氣飽和度)0至500%0.1%0至200%：讀數(shù)之±2%或2%空氣飽和

度，以較大者為準(zhǔn)；200至500%：讀數(shù)之±6%溶解氧(毫克/升)0至50毫克/升0.01毫克/升0至20毫克/升：讀數(shù)之±2%或0.2毫

克/升，以較大者為準(zhǔn)；20至50毫克/升：讀數(shù)之±6%溫度-5至+45℃0.1℃±0.15℃電導(dǎo)率0至200

毫西門子/厘米0.001至0.1毫西門子/厘米(視量程而定)讀數(shù)之±0.5%或0.001毫西門子/厘米，

以較大者為準(zhǔn)(4米電纜)；讀數(shù)之±1.0%或0.001毫西門子/厘米，

以較大者為準(zhǔn)(20米電纜)鹽度0至70ppt0.01ppt讀數(shù)之±1.0%或0.1ppt，以較大者為準(zhǔn)酸堿度(可選)0至140.01±0.2氧化還原電位

(可選)-999至+999毫伏0.1毫伏±20毫伏總?cè)芙夤腆w0至100克/升4位數(shù)氣壓計(jì)(可選)500至800毫米汞

柱0.1毫米汞柱±3毫米汞柱（溫度變化在校準(zhǔn)點(diǎn)

±15℃之內(nèi)）注：儀器準(zhǔn)確度規(guī)格是主機(jī)與探頭的總和YSI556多參數(shù)

水質(zhì)測(cè)量?jī)x與含鹽量有密切關(guān)系的水質(zhì)參數(shù)還有許多，比如海水的折光率、海水的密度等都與海水含鹽量有密切關(guān)系，

因而市場(chǎng)上設(shè)計(jì)生產(chǎn)了海水光學(xué)鹽度計(jì)，海水密度計(jì)（比重計(jì)）等，用它們間接反應(yīng)天然水鹽度的狀況，只是準(zhǔn)確度較差。P370

海水密度鹽度查對(duì)表Refractometer(Salinometer)離子總量、礦化度概念較多用來(lái)反映內(nèi)陸水的含鹽量；

鹽度、氯度則是反映海水含鹽量的參數(shù)。氯度在內(nèi)陸水中不使用，因?yàn)閷?duì)于內(nèi)陸水，它與含鹽量沒(méi)有一定關(guān)系。在涉及內(nèi)陸水含鹽量的文獻(xiàn)中，也常可見(jiàn)到“鹽度”這個(gè)術(shù)語(yǔ)，從上、下文中分析，有的作者指的是離子總量、有的作者指的是礦化度，并不是指海洋學(xué)上的鹽度概念。離子總量、礦化度和鹽度的大小關(guān)系？死海：300g/L;大洋水35g/L;我國(guó)新疆、四川的一些地下水>300

g/L。.水中一定的含鹽量是保持生物體液一定滲透壓的需要。一、天然水的含鹽量不同生物的耐鹽性不同（二）含鹽量對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖的影響.天然水的含鹽量相差懸殊。.

鰱鳙魚苗的耐鹽上限為2.5g/L;而夏花魚種為3.0g/L。.

草魚仔魚期耐鹽上限為6-8g/L;成魚為10-12g/L。

生物的不同生長(zhǎng)階段的耐鹽性不同一、天然水的含鹽量（二）含鹽量對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖的影響

鰱鳙魚對(duì)鹽度的適應(yīng)隨著水的pH的增大而降低。

魚的耐鹽限度同鹽分的組成有關(guān)。在含碳酸根、碳酸氫根和鉀離子較多的水中，魚的耐鹽性顯著降低。許多耐鹽性試驗(yàn)是低鹽海水或淡水添加NaCl進(jìn)行，試驗(yàn)結(jié)果不能隨意推廣。生物的耐鹽性與其他環(huán)境因子有關(guān)?哪些參數(shù)可以反映天然水的含鹽量？他們各有什么特點(diǎn)。?海水的鹽度、氯度是怎么定義的？它們之間關(guān)系如何？課后思考溫度

(℃)密度

（g/cm3）溫度

(℃)密度（g/cm3）溫度

(℃)密度

（g/cm3）00.999868110.999633210.99801910.999927120.999525220.99779720.999968130.999404230.99756530.999992140.999404240.99732341.000000150.999126250.99707150.999992160.998970260.99681060.999968170.998801270.99653970.99992917.50.998713280.99625980.999867180.998622290.99597190.999809190.998432300.995673100.999728200.998230純水的密度如左表所示。?

純水在4℃密度最大。?

天然水的密度是溫度、含鹽量、

鹽分組成、壓力的函數(shù)。?對(duì)于淡水可以近似比照純水看待。1.

純水的密度?

溫度和壓力的函數(shù)。在壓力為1atm時(shí)(101.325kPa),二、天然水的密度2.

海水的密度?溫度、壓力和鹽度的函數(shù)。0℃、1atm時(shí)海水的密度與鹽度的

經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式：?

其他溫度條件密度的公式比較復(fù)雜，有興趣的同學(xué)可以查閱相

關(guān)文獻(xiàn)。密度

=-0.069+0.81415S-4.18*10-4

S2

+

6.75*10-6

S3表

不同溫度、鹽度時(shí)海水的密度t/s5102030354001.0039701.0080141.0160651.0241011.0281261.03216351.0040061.0079671.0158581.0237441.0276971.031663101.0036701.0075621.0153211.0230801.0269711.030878151.0030121.0063471.0144961.0221501.0259901.029846201.0020681.0058571.0134161.0209831.0247811.028595251.0008671.0046171.0121021.0195981.0233621.027144300.9994331.0031471.0105681.0180031.0217461.025504?海水的密度一般大于1g/cm3

，小于1.03g/cm3

;?鹽度變化1單位引起的密度的變化值比溫度變化1℃引起的密度變化值大許多。.

隨著鹽度的升高，海水冰點(diǎn)溫度降低。.

隨著鹽度的升高，海水達(dá)到最大密度時(shí)的溫度降低。{tZM

}oC

=

3.975

-

0.2168S

+

0.0001282S2{tf

}oC

=

-0.0137

-

0.05199S

-

7.225根10-5

S2海水密度最大的溫度是鹽度的函數(shù)海水冰點(diǎn)也是鹽度的函數(shù)t=-1.35℃S=24.9三、天然水的化學(xué)分類1.

按含鹽量的分類按含量最多的陽(yáng)離子將水分為三類。含量的多少是以單位電荷離子為基本單元的物質(zhì)的量濃度進(jìn)行比較。并將K+

和Na+

合并為一類，

1/2

Ca2+

和1/2Mg2+

各為一類。按含量最多的陰離子將水分為三類。

含量的多少是以單位電荷離子為基本單元的物質(zhì)的量濃度進(jìn)行比較

。

并將HCO3-

和1/2CO32-

合并為一類，1/2SO42-

和Cl-

各為一類。分類：碳酸鹽類（C）、

硫酸鹽類（S）、

氯化物類（Cl）分組：鈉組(Na)、鎂組(Mg)、鈣組(Ca)2.

按主要離子成分的分類—

阿列金分類法分型：

Ⅰ型、

Ⅱ型、

Ⅲ型、

Ⅳ型

I型水是弱礦化水，主要是在含大量Na+和K+的火成巖地區(qū)形成。干旱半干旱地區(qū)的內(nèi)陸湖，如果由I型

水特征很強(qiáng)的水所補(bǔ)給，有可能形成微咸水的蘇打湖，甚至生產(chǎn)成天然堿的鹽堿湖。

II型水為混合起源水，大多數(shù)低礦化（200mg/L以下）和中礦化（200-500

mg/L)的河水、湖水和地下

水屬于這一類型。

III型水也是混合起源水，但一般具有很高的礦化度。通常是水中的Na+交換出土壤和沉積巖中的Ca2+

和Mg2+。海水、受海水影響地區(qū)的天然水和許多具有高礦化度的地下水屬于此類型。

IV型水不含HCO3-。酸型沼澤水、硫化床礦水和火山水屬此類型。表：天然水的分類（阿列金分類法）有時(shí)水中兩種離子相差不多，當(dāng)次要離子以單位電荷為基本單元的摩爾百分比（或稱當(dāng)量百分比）與主要離子的相差不超過(guò)5%時(shí)，則應(yīng)在分類符合中將次要離子也標(biāo)出。C

aCS

aIICIIC分類的表示方法水體名稱（Waters）Ca2+Mg2+K++Na+HCO3-SO42-Cl-水型三門峽水庫(kù)2.131.273.183.651.321.61CNa

Ⅱ大蘆湖（山東）2.315.8612.726.182.0812.6CNa

Ⅱ達(dá)里湖0.291.8963.044.55.4433.4CNa

Ⅱ?既考慮了占優(yōu)勢(shì)的離子，又考慮了離子之間的比例關(guān)系；?阿列金分類方法是將八大離子作為主要離子成分，忽略了其他的微量離子。表：幾個(gè)典型水體的離子組成（meq/L）第二節(jié)

天然水的依數(shù)性和透光性一、天然水的依數(shù)性二、天然水的透光性一、天然水的依數(shù)性（一）蒸氣壓和冰點(diǎn)稀溶液的一個(gè)重要特性是其依數(shù)性，

即稀溶液蒸氣壓下降(ΔP），

沸點(diǎn)上升(ΔTb），冰點(diǎn)下降(ΔTf）值等與溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量摩

爾濃度成正比，而與溶質(zhì)的本性無(wú)關(guān)。.但是，當(dāng)水的含鹽量比較大時(shí)，由于電離和正負(fù)離子間的作用，就不符合

上述簡(jiǎn)單關(guān)系。.含鹽量越大，水的蒸氣壓降低、沸點(diǎn)上升和冰點(diǎn)下降的量也越大。Δ

p=

K·bΔ

Tb

=Kb

·bΔ

Tf

=Kf·b{tf

}oC

=

-0.0137

-

0.05199S

-

7.225根10-5

S2鹽度小于24.9的海水，密度最大時(shí)的溫度比冰點(diǎn)高，在

冰下可以保持高于冰點(diǎn)溫度的水層。t=-1.35℃S=24.91.

海水的冰點(diǎn)?Pw0

純水的飽和蒸氣壓，它與溫度有關(guān)。?鹽度對(duì)天然水的飽和蒸氣壓影響不大，鹽度為35的海水，飽和

蒸氣壓是純水的0.98倍。2.

海水的蒸氣壓?

海水的飽和蒸氣壓比純水低，

它與鹽度的直線關(guān)系：'PW0

=

PW0

(1-

0.000537S)溫度(℃)飽和蒸氣壓

（kPa）溫度(℃)飽和蒸氣壓

（kPa）溫度(℃)飽和蒸氣壓

（kPa）00.6107161.817304.24120.7053182.062324.75340.8128202.337345.31860.9345222.642365.94081.0720242.982386.623101.2270253.166407.374121.4014263.360141.597283.778表：不同溫度下純水的飽和蒸氣壓滲透壓不容易測(cè)量，常采用冰點(diǎn)下降數(shù)值來(lái)?yè)Q算，或直接用冰點(diǎn)下降值來(lái)反映滲透壓大小。（二）

海水的滲透壓海水的滲透壓與鹽度的關(guān)系{Ⅱ}kPa

=69.55S

+

0.254{t}0

C

.

S.

光線在水中的反射、吸收與折射（P27

圖1-2）。.

反射率隨太陽(yáng)高度角的增大而降低。.

水面對(duì)大氣層散射輻射的反射率，大約在5%-10%。二、天然水的透光性（一）水面對(duì)太陽(yáng)光的反射（二）水面對(duì)太陽(yáng)光的吸收和散射1.通過(guò)水面進(jìn)入水中的太陽(yáng)輻射，一部分被水及其中溶存的物質(zhì)吸收，一部分繼續(xù)向深處穿透。被吸收的輻射能，大部分轉(zhuǎn)變成熱，使水溫升高。被散射的部分，變?yōu)槌鱾€(gè)方向傳播的輻射；向水深處傳播的輻射，

沿程仍不斷被吸收與散射。其中IL表示在水中穿過(guò)光程L（m）后某波長(zhǎng)太陽(yáng)輻射能，

I0表示穿過(guò)表面進(jìn)入水中的該波長(zhǎng)太陽(yáng)輻射能，μ為衰減系數(shù)。太陽(yáng)光譜能量在水中不同深度的分布見(jiàn)P27圖1-3。IL

=I0

exp[-μL]光合作用有效輻射主要是可見(jiàn)光部分的輻射。對(duì)可見(jiàn)光在水中隨深度的衰減可用下式表達(dá)：Z為水深,I0和

Iz分別為進(jìn)入表層和Z（m）深處的可見(jiàn)光輻照度。μw，μc，

μp分別表示由純水、溶解有機(jī)物質(zhì)及懸浮物質(zhì)形成的衰減系數(shù)。logIZ與水深呈直線關(guān)系，也就是說(shuō)水體可見(jiàn)光輻照度隨水深的變化，

均近似為直線關(guān)系。

圖1-4。Iz

=I0

exp[-(μw

+μc

+μp)Z]lgIz

=lgI0

-0.4343(μw

+μc

+μp)Z水的透明度（反映可見(jiàn)光在水中的衰減狀況）Thediskisloweredintothewaterslowlyuntilit

justdisappearsandthedepthismeasured.Thediskis

slowlyraised

until

it

just

reappears

and

the

depth

is

read

again.The

average

of

the

two

readings

if

the

Secchi

diskvisibility.?

晴天的上午9點(diǎn)到下午3點(diǎn)。背著陽(yáng)光。?

渾濁的黃河水透明度只有1-2cm；在清澈

的水中，也可達(dá)到數(shù)米。?相當(dāng)于透明度深度處的照度只有表層照度

的15%左右。海水（30cm）；淡水（20cm)透明度盤

SecchiDisk光合作用速率大于呼吸作用速率的水層，稱為真光層，又叫營(yíng)養(yǎng)生成層。光合作用速率小于呼吸作用速率的水層，稱為營(yíng)養(yǎng)分解層。有機(jī)物的分解速率等于合成速率的水層深度稱為補(bǔ)償深度。大約位于透

明度的2-2.5倍深度。透明度與補(bǔ)償深度.光照強(qiáng)度對(duì)水生動(dòng)物攝食的影響.

光周期對(duì)水生動(dòng)物攝食的影響.光譜成分對(duì)水生動(dòng)物攝食的影響.光周期對(duì)動(dòng)物生長(zhǎng)、發(fā)育和存活率的影響（三）光照與水生生物的關(guān)系光色R/CG/CE/CU/CF/C白光65.1512.941.425.7614.73黃光68.4311.561.726.0612.24綠光69.9910.811.366.1611.69藍(lán)光76.118.071.527.057.25注：

C表示攝食能；R表示呼吸能；G表示生長(zhǎng)能；

E表示蛻皮能；U表示排泄能；F表示糞便

能。來(lái)源：董雙林

田向利

高勤峰編著，水產(chǎn)養(yǎng)殖生態(tài)學(xué)，

2016，科學(xué)出版社。中國(guó)對(duì)蝦對(duì)短波的藍(lán)光敏感，

其在藍(lán)光下攝食、運(yùn)動(dòng)活躍，攝食率最大，但用于生長(zhǎng)的比例

減少。白光下，

中國(guó)對(duì)蝦用于生長(zhǎng)的能量比例最高。表：不同光色下中國(guó)對(duì)蝦攝食能量的分配（%）?

波長(zhǎng)約0.48μm的藍(lán)光在干凈的海水中穿透力最強(qiáng)，紅光和紫光在穿過(guò)干凈的水

時(shí)會(huì)迅速的衰減，因此，干凈的養(yǎng)殖水體常偏藍(lán)色。?

養(yǎng)殖生產(chǎn)的一些活動(dòng)會(huì)改變養(yǎng)殖水體的顏色，如投飼、施肥等，這主要是由于營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的投入使水體浮游生物、溶解有機(jī)物增多的緣故。溶解有機(jī)物和一些顆粒物的存在大大降低了光的穿透深度，尤其是對(duì)短波的藍(lán)光影響較大。隨著溶解有機(jī)物和顆粒物的增加，進(jìn)入水體深處的光的輻射量迅速減少，光譜也從短波的藍(lán)光逐漸變成波長(zhǎng)較長(zhǎng)的綠光。近岸或養(yǎng)殖池塘水多因人類活動(dòng)使穿透率較高的藍(lán)-綠光向綠-橙光區(qū)偏移。1L:23D9L:15D12L:12D15L:9D24L:0D攝食能（kJ）543.9545.9590.5562.3544.7生長(zhǎng)能（kJ）30.7030.9230.5229.5529.25排糞能（kJ）17.4416.1817.8116.9116.57排泄能（kJ）4.78ab5.00ab4.64a5.29b5.05ab代謝能（kJ）47.0847.9047.0448.2549.14來(lái)源：黃國(guó)強(qiáng)，

李潔，唐夏，

張靈燕，光照周期對(duì)褐牙鲆幼魚生長(zhǎng)、能量

分配及生化指標(biāo)的影響。水產(chǎn)學(xué)報(bào)，2014,34:109-118。表：光照周期對(duì)褐牙鲆幼魚能量分配的影響一、天然水的離子強(qiáng)度和離子活度二、天然水的導(dǎo)電性第三節(jié)

天然水的離子強(qiáng)度、活度和導(dǎo)電性天然水中溶存著多種離子成分，使天然水成為一種強(qiáng)電解質(zhì)溶液。在靜電作用力的影響下，處于不停熱運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的陰陽(yáng)離子中，陽(yáng)離子的周圍陰離子出現(xiàn)的幾率較大，陰離子周圍陽(yáng)離子出現(xiàn)的幾率較大。這樣對(duì)于每一個(gè)中心離子表觀上被異號(hào)離子所包圍，形成了離子氛。中心離子的運(yùn)動(dòng)會(huì)受到離子氛的影響，對(duì)這種牽制作用產(chǎn)生影響的包括溶液中各種離子的濃度以及它們各自的離子價(jià)，即牽制作用與溶液中全部離子電荷所形成的靜電場(chǎng)的強(qiáng)度有關(guān)。根據(jù)這一特性，提出了電解質(zhì)溶液離子強(qiáng)度的概念。一、天然水的離子強(qiáng)度和離子活度（一）天然水的離子強(qiáng)度其中Ci是溶液中第i種離子的物質(zhì)的量濃度（也可以第i種離子的質(zhì)量摩爾濃度表示），

Zi是第i種離子的離子價(jià)。將天然水中各種主要離子和離子價(jià)代入上式，得到計(jì)算離子強(qiáng)度的經(jīng)驗(yàn)公式。其中S為天然淡水的離子總量（以mg/L為單位）?？紤]到了海水中主要離子的締合作用，使其離子濃度有所下降，所帶電荷相互抵消。此處S為鹽度。海水的離子強(qiáng)度的經(jīng)驗(yàn)公式。此處S為鹽度。離子強(qiáng)度：LakeOkeechobeeFL.HCO3-SO42-Cl-Ca2+Mg2+Na+K+136mg/L28mg/L29mg/L41mg/L9.1mg/L2.2mg/L1.2mg/L算一算:LakeOkeechobee的離子強(qiáng)度提示：請(qǐng)用下面的公式計(jì)算。?

各離子的物質(zhì)的量濃度：HCO3-

=(136mg/L)/(61mg/mM)=2.23mM/LCl-

=(29mg/L)/(35.45mg/mM)=0.82mM/LMg2+

=(9.1mg/L)/(24.31mg/mM)=0.37mM/LSO42-

=(28mg/L)/(96mg/mM)=0.29mM/LCa2+

=(41mg/L)/(40.08mg/mM)=

1.02mM/LNa+

=(2.2mg/L)/(23mg/mM)=0.10mM/LI

=

+

+

+

+

+

+

=

4.96

mM/L=0.00496

M/LK+

=(1.2mg/L)/(3.91mg/mM)=0.03mM/L?代入離子強(qiáng)度的計(jì)算公式：解：（二）

天然水的活度和活度系數(shù)由于離子氛的存在，溶液中離子的活動(dòng)性有所降低。此時(shí)如果用溶液中離子的濃度代入有關(guān)的化學(xué)

平衡公式進(jìn)行計(jì)算，其所得結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果會(huì)有所偏差

。

為了使計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相符，必須對(duì)

溶液中的離子濃度進(jìn)行校正。校正后的濃度稱為離子的有效濃度，

又稱離子活度。離子活度等于其濃度乘以一校正系數(shù)

（活度系數(shù)）。

a

=

γc

·C

度系數(shù)，

C為物

根據(jù)電解質(zhì)理論可推導(dǎo)出離子活度系數(shù)的計(jì)算公式度?；顫鈉為量γ質(zhì)的其中其中Zi

為該離子的離子價(jià)，

I為水溶液的

離子強(qiáng)度，

A為水溶劑常數(shù)，在15℃、

20℃和25℃分別為0.500

、0.505和0.509。該公式適用于I<0.001的溶液，當(dāng)

I<0.01，可以采用P31頁(yè)1-

37；當(dāng)I<0.5，可采用公式1-38。lgγi=-

AZi2

，提示：

離子強(qiáng)度為0.00496M<0.01，因此可用P31頁(yè)1-37計(jì)算。Ca的物質(zhì)的量濃度：1.02mM/L；Cl的物質(zhì)的量濃度

0.82mM/L。算一算:Lake

Okeechobee的Ca和Cl的離子活度。提示：

離子強(qiáng)度為0.00496M<0.01，因此可用P31頁(yè)1-37計(jì)算。Ca的物質(zhì)的量濃度：1.02mM/L；Cl的物質(zhì)的量濃度

0.82mM/L解：-logγCa

=0.134γCa

=0.73-logγCl

=0.0335γCl

=0.93Ca的離子活度

=

1.02mM/L*0.73=0.74mM/LCl的離子活度

=0.82mM/L*0.93=0.76mM/L算一算:Lake

Okeechobee的Ca和Cl的離子活度。電導(dǎo)率是反映水體物理化學(xué)特性的一個(gè)重要指標(biāo)，目前已可進(jìn)行非常準(zhǔn)確的測(cè)定。如今，天然水的總含鹽量以及海水的鹽度多采用電導(dǎo)法。電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)率（S/m）可理解為在相距1m,面積為1m2

的兩平行電極之間充滿電解質(zhì)溶液時(shí)兩電極間具有的電導(dǎo)。二、天然水的導(dǎo)電性（一）電解質(zhì)摩爾電導(dǎo)1.

電導(dǎo)率

(specificconductance)：?jiǎn)挝幻娣e截面、單位長(zhǎng)度的導(dǎo)體所具有的電導(dǎo)。單其中G為電導(dǎo)，

L為導(dǎo)體長(zhǎng)度，

A為導(dǎo)體的截面積。К=

GL

A位

S/m

（西門子每米）電解質(zhì)摩爾電導(dǎo)（equivalent

ionic

conductance)：該電解質(zhì)溶液的電

導(dǎo)率除以該溶液的物質(zhì)量濃度。電解質(zhì)的摩爾電導(dǎo)與測(cè)定溶液的濃度有關(guān)，濃度增大，正負(fù)離子

相互影響也增大。其中КB

為S/cm

，CB單位為mol/L

，

ΛB

單位為(S·cm2)/mol其中Λ0

為無(wú)限稀釋時(shí)電解質(zhì)摩爾電

導(dǎo)，C為電解質(zhì)濃度，

A為系數(shù)。ΛB

=КB/CBΛB

=Λ0

-A‘KBrNaClKCl1.0115.4685.76111.870.5120.3593.62117.270.2126.59101.71124.080.1131.19106.74128.960.05135.44111.06133.370.01143.15118.53141.270

(Λ0）151.64126.45149.85表：電解質(zhì)的摩爾電導(dǎo)與濃度的關(guān)系CΛ電解質(zhì)溶液導(dǎo)電是由正、負(fù)離子共同完成的。在無(wú)限稀釋狀態(tài)下，正、負(fù)離子不受異號(hào)離子干擾，獨(dú)立完成任務(wù)?？赏葡?，

在一定溫度、壓力下，各種離子在無(wú)限稀釋狀態(tài)下有自己固有的摩爾電導(dǎo)，記為Λ0+與Λ0-。并存在如下關(guān)系：Λ0

(NaCl)

=

Λ0+

(Na+)

+

Λ0-

(Cl-)Λ0

(MgCl2)

=

Λ0+

(Mg2+)

+

Λ0-

(2Cl-)

=

Λ0+

(Mg2+)

+

2Λ0-

(Cl-)陽(yáng)離子摩爾電導(dǎo)（S·cm2

）/mol陰離子摩爾電導(dǎo)（S·cm2

）/molH+349.8OH-198.6TI+74.7Br-78.1K+73.5I-76.8NH4+73.5Cl-76.4Ag+61.91/2CO32-59.3Na+50.1HCO3-44.5Li+38.7CN-821/2Ba2+63.64NO2-71.41/2Ca2+59.501/3PO43-801/2Sr2+59.461/2SO42-78.31/2Mg2+53.06不同離子的導(dǎo)電能力相差很大，作為本例的Λ0+(H+)最大。表：常見(jiàn)離子的摩爾電導(dǎo)（25℃,

101.325kPa）?

計(jì)算0.01mol/L的KCl的電導(dǎo)率，與實(shí)測(cè)值1.413S/cm進(jìn)行比較。提示：相關(guān)數(shù)據(jù)查詢P33頁(yè)表1-9。算一算解：

K+

的摩爾電導(dǎo)為73.5（S·cm2

）/mol(表1-9）Cl-

的摩爾電導(dǎo)為76.4（S·cm2

）/mol（表1-9）Λ0

(KCl)

=Λ0+

(K+)

+

Λ0-

(Cl-)

=

73.5（S·cm2

）/mol+76.4（S·cm2

）/mol=

149.9（S·cm2

）/molI(KCl)=149.9（S·cm2

）/mol

*0.01mol/L=0.001499

S/cm?

計(jì)算0.01mol/L的KCl的電導(dǎo)率，與實(shí)測(cè)值0.001413

S/cm進(jìn)行比較。提示：相關(guān)數(shù)據(jù)查詢P33頁(yè)表1-9。算一算（二）天然水的電導(dǎo)率1.影響因素：離子總量、離子種類、溫度和壓力等。但壓力影響較小，

只要不在深水中測(cè)量，壓力的影響可以不考慮。2.

內(nèi)陸水的電導(dǎo)率

主要陰陽(yáng)離子摩爾電導(dǎo)關(guān)系：Λ0+(K+)

>

Λ0+(1/2Ca2+)

>

Λ0+(1/2Mg2+)

>

Λ0+(Na+)Λ0-(1/2SO42-)

>

Λ0-(Cl-)

>

Λ0-(1/2CO32-)

>

Λ0-(HCO3-)

由于內(nèi)陸水組成不恒定，含鹽量與電導(dǎo)率無(wú)一定關(guān)系。某些特點(diǎn)地區(qū)，水中主要離子組成相對(duì)恒定，可以用水的電導(dǎo)率反映含鹽量的變化。

例:

陜西水利部門針對(duì)關(guān)中地區(qū)的天然水?dāng)M定的利用25℃的電導(dǎo)率К25估算離子總量。ST(mg/L)=f

*К25

*1000。其中f為換算系數(shù)，取值隨電導(dǎo)率而變化。3.

海水電導(dǎo)率海水的主要成分比例恒定，電導(dǎo)率與鹽度關(guān)系精確。第四節(jié)

水的流轉(zhuǎn)混合作用與水體的溫度分布一、水的流轉(zhuǎn)混合作用二、水體的溫度分布一、水的流轉(zhuǎn)混合作用

水面開(kāi)闊、深度淺的水體，較容易混合

徹底。

如果上層水的密度比下層水的密度低，

風(fēng)力把下層密度大的水提到上層需要做

功，上下層密度差越大，水越深，風(fēng)力

混合所做的功也越大。（一）風(fēng)力的渦動(dòng)混合溫度

(℃)密度

（g/cm3）溫度

(℃)密度（g/cm3）溫度

(℃)密度

（g/cm3）00.999868110.999633210.99801910.999927120.999525220.99779720.999968130.999404230.99756530.999992140.999404240.99732341.000000150.999126250.99707150.999992160.998970260.99681060.999968170.998801270.99653970.99992917.50.998713280.99625980.999867180.998622290.99597190.999809190.998432300.995673100.999728200.998230水溫同樣相差1℃,在低溫段引起的密度差比較高溫段的密度差要小得多?？梢?jiàn)，在較高溫度時(shí)，風(fēng)力使水流轉(zhuǎn)所需要客服的熱阻力較大。有人測(cè)定，水溫30

℃、面積

4700m2

、水深2.5m的魚池，上下水溫相差1

℃,需要7級(jí)風(fēng)才能使上下水產(chǎn)生上下混

合。純水的密度

P20

表1-1（二）

水的密度環(huán)流

純水在4℃密度最大，隨著含鹽量的增加，水

的最大密度的溫度會(huì)下降。

液態(tài)水溫度在密度最大的溫度以上時(shí)，溫度升高使水的密度減少，溫度降低則會(huì)使水的密度增大，即熱

脹冷縮；在密度最大溫度以下時(shí)，則會(huì)出現(xiàn)

熱縮冷脹。

當(dāng)表層水密度增大或底層水密度減少時(shí)，形

成上下水團(tuán)的對(duì)流混合。

水庫(kù)及開(kāi)放性湖泊，由于注水和排水作用，

受水溫、水的密度、湖盆形態(tài)等因素影響，會(huì)引起大范圍的水體運(yùn)動(dòng)。水平分布：一個(gè)開(kāi)闊的水體，水溫的水平分布一般不會(huì)有多大的差別，只有岸邊淺水區(qū)與中心區(qū)的水溫可能有所不同：升溫季節(jié)，淺水區(qū)水溫較高；降溫季節(jié)，淺水區(qū)水溫較低。養(yǎng)魚池水溫的水平分布受風(fēng)力影響，使上、下風(fēng)處水溫明顯不同。晴天下午，表層水溫較高時(shí)，風(fēng)的吹動(dòng)會(huì)使下風(fēng)表層溫度高于上風(fēng)表層。垂直分布：春季全同溫，夏季正分層，秋季全同溫，冬季逆分層。二、水體的溫度分布（一）

湖泊四季典型溫度分布?我國(guó)北方的湖泊、水庫(kù)都可封凍，表層形成冰蓋，冰蓋下是接

近冰點(diǎn)的水。水溫隨深度的增加而緩慢升高，到底層水溫可以

達(dá)到或小于密度最大時(shí)的溫度。?海水（S=35）的冰點(diǎn)為-

1.9℃,密度最大溫度低于冰點(diǎn)，結(jié)冰時(shí)

上下水溫都達(dá)到冰點(diǎn)，底層水溫不會(huì)比表層高。（1）冬季的逆分層期（2）

春季全同溫層

春季水溫升高，水溫在密度最大的溫度以下時(shí)，溫度的升高會(huì)使密度增大，表面溫度較高的水就會(huì)往下沉，下面溫度較低的水就會(huì)上升，形成密度流。密度流使上下水對(duì)流交換，直到上下水溫都是密度最大時(shí)的溫度為止。此后，表層水溫進(jìn)一步上升，密度就會(huì)減小，不會(huì)產(chǎn)生密度流。如果此時(shí)有風(fēng)的吹拂，可克服熱阻力產(chǎn)生渦動(dòng)混合，繼續(xù)使上下水層混合，把上層得到的熱量帶到下層，水體仍可繼續(xù)處在上下溫度基本一致的狀態(tài)，稱為春季全同溫。

鹽度高于24.9的海水，密度最大溫度低于冰點(diǎn)，春季的同溫需靠風(fēng)力的作用。

意義：對(duì)流混合可將上層豐富的DO帶到下層，將下層富含營(yíng)養(yǎng)鹽的水帶到上層，對(duì)湖泊的初級(jí)生產(chǎn)力及魚的生長(zhǎng)有利。

（3）

夏季正分層期

成因：由于太陽(yáng)輻射能量的絕大部分在表層約1m的水層被吸收，并且主要加

熱表面20cm的水層。如無(wú)對(duì)流混合作用，水中熱量往下傳播很慢（水的導(dǎo)熱性小），夏季或春季如遇連續(xù)多天的無(wú)風(fēng)晴天，就會(huì)使表層水溫有較大的升高，這就增加了上下水混合的阻力。風(fēng)力不足夠大，只能使水在上層進(jìn)行渦動(dòng)混合。形成溫躍層。

溫躍層：上層垂直變化不大的較高溫水層與下層垂直溫度變化不大的較低溫

水層，兩層中間的溫度隨深度增加而迅速降低的水層（水溫變化>1℃/m）。

影響：像一個(gè)屏障把上下水層隔開(kāi)，使風(fēng)力混合作用和密度對(duì)流作用都不能

進(jìn)行到底。夏季上層豐富的氧氣不能傳輸?shù)较聦?，下層豐富的營(yíng)養(yǎng)鹽也不能補(bǔ)充給上層。久而久之，富營(yíng)養(yǎng)化水體下層可能出現(xiàn)缺氧，上層缺乏營(yíng)養(yǎng)鹽，對(duì)魚類及餌料生物的生長(zhǎng)均不利。溫躍層形成后，需較大的風(fēng)力使溫躍層向下移動(dòng)。（4）

秋季的全同溫期

?秋季，表層水溫下降，密度增大，表層以下水溫較高，密度較小，

此時(shí)發(fā)生密度環(huán)流。加上風(fēng)力的混合作用，使溫躍層以上的水層不斷降溫，直至溫躍層消失，出現(xiàn)上下溫度基本相同的秋季全同溫狀態(tài)。如果此時(shí)水溫在4℃以上，表層水的進(jìn)一步降溫引起的密度環(huán)

流可以進(jìn)行到湖底，直到上下都為4℃為止。如有風(fēng)力參與，全同

溫可以持續(xù)到4℃以下。?水體充分流轉(zhuǎn)混合，上下物質(zhì)充分交換，對(duì)魚類過(guò)冬有利。?養(yǎng)殖的水生動(dòng)物幾乎都是變溫動(dòng)物，水溫的變化直接影響?zhàn)B殖動(dòng)物的代謝速度、生長(zhǎng)速度，甚至生存。?

水溫對(duì)水生動(dòng)物的代謝影響如下規(guī)律，即溫度每升高10℃,動(dòng)物體內(nèi)生化反應(yīng)

速度會(huì)增加一倍，但是，當(dāng)溫度升得太高也會(huì)對(duì)動(dòng)物代謝活動(dòng)產(chǎn)生負(fù)面影響。?一般水生動(dòng)物可以在一個(gè)較寬的溫度范圍內(nèi)生長(zhǎng)，但最適的溫度范圍較窄。例如，中國(guó)對(duì)蝦耐受的溫度范圍4~38℃,適宜生長(zhǎng)的范圍18~30℃,最適范圍20~28℃,生長(zhǎng)最快溫度25℃。?冷水種類最佳生長(zhǎng)溫度一般在20℃以下，水溫高于25℃后會(huì)出現(xiàn)死亡。?適宜的溫度波動(dòng)（晝夜和季節(jié)）可促進(jìn)某些生物如海參的生長(zhǎng)。（二）

養(yǎng)殖生物對(duì)水溫的要求溫度/℃起始規(guī)格（g）攝食量[mg/(ind.·d]特定生長(zhǎng)率(SGR)（%/d）能量轉(zhuǎn)化率180.3510.061.2215.27220.3716.501.8314.83250.3527.982.7315.70280.3537.983.1013.66310.3650.243.2813.25340.3431.401.967.24SGR

w

=100

×(lnWt

-lnW0)/t來(lái)源：董雙林

田向利

高勤峰編著，

水產(chǎn)養(yǎng)殖生態(tài)學(xué)，2016，科學(xué)出版社。表：不同溫度下中國(guó)對(duì)蝦的生長(zhǎng)、攝食和能量轉(zhuǎn)化率1.

我國(guó)北方越冬池在寒潮大風(fēng)降溫封冰前后可出現(xiàn)極度低溫，以后水溫又會(huì)回升，

為什么？2.

對(duì)我國(guó)北方室外海水越冬池，如何才能在冰下底層保持比較高的水溫（2或3攝氏

度），

為什么？（二）

越冬池的水溫

（閱讀P39-40頁(yè)）END第三章

天然水的主要離子教學(xué)要求.

掌握天然水主要離子的來(lái)源；水的硬度、堿度的概念、單位及換算及與水產(chǎn)養(yǎng)殖的關(guān)系；.

掌握硫在水中的轉(zhuǎn)化、硫酸鹽還原作用的條件；理解硫酸根、氯離子、鈉離子和鉀離子對(duì)生物的作用與毒性；.

初步掌握：

SO42-

、

Cl-

、K+

、Na+

在天然水中含量的概

況，對(duì)生物的作用與毒性。海水主要成分組成的恒定性。.

了解我國(guó)天然水堿度的分布情況。.

第一節(jié)

水的硬度及鈣鎂離子.

第二節(jié)水的堿度、碳酸氫根、碳酸根離子.

第三節(jié)

硫酸根離子、氯離子、鈉離子、鉀離子第一節(jié)

水的硬度及鈣鎂離子一、基本概念及表示單位Θ

定義：>水的硬度(Hardness)是水中二價(jià)及多價(jià)

金屬離子含量的總和。主要離子Ca2+,Mg2+。表示單位：>mmol/L：以1L

水中含有的形成硬度離子的物質(zhì)的量之和表示。物質(zhì)的量的基本單元以單位電荷形式1/nMen+

計(jì)，即以

1/2Ca2+,

1/2Mg2+,作為基本單元。>mg/L(CaCO3):

以1L

水中所含有的與形成硬度離子的量所相當(dāng)?shù)腃aCO3

的質(zhì)量表示。>

德國(guó)度(°HG):

將水中的Ca2+

和Mg2+

含量換算為相當(dāng)?shù)腃aO

后，以

1L

水中含10mgCaO為

1

德國(guó)度。1mmol/L=？？德國(guó)度=？？

mg/L(CaCO3)1mmol/L=？？德國(guó)度=？？

mg/L(CaCO3)1mmol/L*50mg/mmol=50mg/LCaCO31mmol/L*28.04mg/mmol=28.04mg/LCaO=2.804oHG例：某水樣含20mg/LCa,3mg/LMg,

該水樣的硬度是多少？

.Ca

以單位電荷為基本單元的物質(zhì)的量濃度：

(20mg/L)

/(20mg/mmol)=

1mmol

/L.Mg以單位電荷為基本單元的物質(zhì)的量濃度：

(3mg/L)

/(12mg/mmol)=0.25mmol/L.

總硬度=

1mmol/L+0.25mmol/L=1.25mmol/L.

1.25mmol/L=3.505°HG

=

62.56mg/LCaCO3總硬度的測(cè)定.

乙二胺四乙酸二鈉（EDTA）滴定法，以鉻黑T作指示劑，終點(diǎn)溶液由酒紅色變?yōu)榧兯{(lán)色。.

鉻黑T與鈣和鎂生成紫紅色或紫色溶液，以EDTA滴定時(shí)，鈣和鎂與EDTA反應(yīng)，指示劑重新變回天藍(lán)色