《养殖水环境化学》教学大纲

养殖水环境化学Water

environmental

chemistry一、课程基本信息

学

时：总学时32（理论20学时+实验12学时）学

分：2

考核方式：考试，平时成绩占总成绩30%中文简介：养殖环境水化学是水产养殖、水族科学与技术专业的专业基础课。本课程全面系统地介绍天然水（包括江河、湖泊、水库、海洋和池塘）的主要理化特性、化学组成与时空分布变化规律及其与水生生物之间的相互关系：介绍天然环境中迁移转化机理以及污染的生态效应；养殖水质调控原理与技术。同时还向学生介绍常规水质指标的分析测定原理与方法，以及有关水化学调查的组织准备和资料管理。二、教学目的与要求本课程的教学目的在于，通过对该课程的学习，为学生学习后续专业课程提供必需的有关天然水与渔业用水的水化学基础理论与技巧，也为学生毕业后从事水产科学研究、养殖水质调控与管理、水环境保护等工作提供必要的水环境化学理论、知识与技能。三、教学方法与手段（一）教学方法

①

以教师为中心的讲授；②

提问。

（二）教学手段

①

教学录像；②

计算机教学辅助课件（CAI课件）。

四、教学内容及目标教学内容

教学目标学时分配

绪论主要内容：①

我们生活的环境：大气圈、岩石圈、水圈②

环境化学和养殖水环境化学：环境化学的研究内容和任务，水环境化学与水产养殖，养殖水环境化学在专业教学中的地位和作用了解

1重点与难点：天然水质系的组成、来源、特点，干燥空气的基本组成及大气平均温度与平均压力随海拔高度的变化规律。衡量学习是否达到目标的标准:

是否掌握天然水质系的组成、来源、特点。第一章

天然水的主要理化性质第一节

天然水的盐度、密度和化学分类一、天然水的含盐量①

反应天然水含盐量的参数，②

含盐量对水产养殖的影响二、天然水的密度三、天然水的化学分类法①

按含盐量的分类方法，②

按照主要例子成分的分类--阿列金分类法第二节

天然水的依数性和透光性一、天然水的依数性①

蒸汽压和冰点，②海水的渗透压二、天然水的透光性①

水面对太阳能的反射，②水对太阳辐射的吸收和散射第三节

天然水的离子强度、活度和导电性一、天然水的离子强度和离子的活度①天然水的离子强度，②水中的离子活度和活度系数二、天然水的导电性①电解质摩尔电导，②天然水的电导率第四节

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①影响水体流转混合作用的主要因素：风力的涡动混合，水的密度环流二、水体的温度分布①湖泊（水库）四季的典型温度分布，②越冬池的水温掌握

2

重点与难点：天然水离子总量、盐度、氯度的原始概念及其相互关系，水体流转混合、温度分布的影响因素、与盐度的关系，阿列金分类法。衡量学习是否达到目标的标准:

是否掌握重点难点，同时初步掌握海水电导盐度、实用盐度的定义及其优点，天然水电导率、电解质摩尔电导、离子摩尔电导的概念及影响因素，能够运用活度系数进行有关化学平衡的初步计算。了解海水密度、目的最大时温度、冰点与盐度的关系。盐度、水体流转与水产养殖的关系。天然水的离子强度与活度的概念、活度系数的计算。第二章

天然水的主要离子第一节

水的硬度及钙镁离子一、水硬度的概念及表示单位：摩尔/L，毫克/升，德国度二、天然水的硬度与Ca2+、Mg2+①天然水硬度的主要来源，②天然水硬度的分类，③鱼塘水池硬度变化规律，④钙镁离子在水产养殖中的意义第二节

水的碱度、碳酸氢根、碳酸根离子一、碱度的组成及表示单位①碱度的组成，②碱度的表示单位，③天然水的碱度二、碱度的变化及意义①碱度的变化，②碱度变化与水产养殖的关系第三节

硫酸根离子、氯离子、钠离子、钾离子一、硫酸根离子与硫在水中的循环①天然水中的硫酸根离子，②硫在水中的转化二、氯离子三、钠离子与钾离子第四节

海水主要离子组成的恒定性掌握

1

重点与难点：天然水主要离子的来源，水硬度、碱度的概念、单位、换算及其与水产养殖的关系，硫在天然水中的转化，硫酸盐还原作用的条件。衡量学习是否达到目标的标准:

是否掌握天然水主要离子的来源、转化规律与水产养殖的关系。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①影响气体在水中的溶解度的因素，②溶解气体在水中的饱和度二、气体溶解平衡的有关计算①计算不同分压下气体的溶解度，②计算不同大气压力下氧气的溶解度和饱和度，③求水中溶解气体的分压力三、气体在水中的溶解和逸出速率①影响气体溶解速率的因素，②气体溶解速率中的双模理论第二节

水中氧气的来源与消耗一、水中氧气的来源二、水中氧气的消耗第三节

溶氧的分布和变化一、溶氧的变化二、溶氧的垂直分布和水平分布第四节

溶氧在水域生态系中的作用一、溶氧动态对鱼的影响二、溶氧动态对水质化学成分的影响三、改善养殖水体溶氧状况的方法第五节

气体的溶解逸出与气泡病的关系一、水中溶解气体过饱和产生的原因二、气泡病发生的条件及影响因素掌握

1重点与难点：气体溶解度、溶解速率等有关概念；决定养殖水体中溶氧含量的主要因素，溶氧的分布及变化规律；溶氧在水产养殖中的生态作用。衡量学习是否达到目标的标准:

是否掌握本章的重点难点，并初步掌握气体溶解的双模理论；亨利定律的有关计算。第四章

天然水的pH和酸碱平衡第一节

天然水的pH一、天然水中常见的弱碱、弱酸①酸碱的质子理论，②天然水中常见的酸碱物质，天然水的酸度与碱度二、天然水的pH及缓冲性①天然水的pH，②天然水的缓冲性第二节

二氧化碳平衡系统一、溶解二氧化碳的电离平衡混合平衡常数，分布系数，特征点的质子平衡关系二、开放体系的二氧化碳平衡三、pH的调整第三节

水中硫化氢和硼酸的电离平衡一、硫化氢的电离平衡硫化氢的电离平衡常数及分布系数，硫化氢的毒性二、海水中硼酸盐的电离平衡硼酸盐的电离平衡，硼酸盐碱度的计算掌握

1重点与难点：天然水常见酸碱物质的性质，天然水的缓冲原理，混合平衡常数的概念和二氧化碳平衡系统各分量的计算，开放体系与封闭体系二氧化碳平衡的特点。衡量学习是否达到目标的标准:

是否掌握本章的重点难点，并初步掌握二氧化碳平衡系统各特征点的概念和质子平衡关系式，天然水PH值调整的计算。第五章

天然水中的生物营养元素第一节

营养盐与藻类的关系一、必需元素和非必需元素二、藻类对营养盐的吸收第二节

天然水中的氮一、天然水中氮元素的存在形态二、天然水中氮的来源和转化三、天然水体中无机态氮与养殖生物的关系四、天然水中无机氮的分布变化第三节

天然水中的磷一、天然水中磷的存在形态二、天然水中活性磷酸盐的分布变化及其影响因素第四节

天然水中的硅和微量营养元素一、天然水中的含硅化合物二、铁三、其他微量元素掌握

2

重点与难点：藻类对营养元素的吸收速率与浓度的关系。Km的生物学意义及计算方法，水体中氮元素的存在形态及转化，非离子氨的计算，水体中磷的存在形态、活性磷及磷循环。衡量学习是否达到目标的标准:

是否掌握本章的重点难点，并初步掌握消化作用、脱氮作用的原理及影响因素。了解无机态氮与养殖生产的关系。第六章

水环境中的氧化还原反应第一节

氧化还原电位和pH对物质形态的影响一、环境中的氧化还原物质二、电子活度与氧化还原电位三、不同氧化还原水环境中元素的存在形态第二节

EH-pH图(pe-pH图)一、EH—pH图(pe-pH图)的结构二、pe-pH图的绘制掌握2重点与难点：电子活度、水环境中氧化还原电位的概念、意义及其影响因素，氧化还原电位与PH的关系，氧化还原环境与物质存在形态的关系。衡量学习是否达到目标的标准:

是否掌握本章的重点难点，初步掌握水环境中主要氧化还原物质与有关氧化还原反应，了解一般水环境与养殖水环境的氧化还原电位概况。第七章

水环境中的胶体与界面作用第一节

胶体一、胶体的基本知识二、水环境中的胶体第二节

吸附一、吸附等温线与吸附等温式二、吸附机理三、吸附作用对污染物环境行为的影响第三节

凝聚作用一、概述二、影响凝聚作用的因素三、凝聚作用与水生生物掌握

2重点与难点：掌握交替的结构、胶体的电位离子、反离子、胶体的带电性、ζ-电位等概念；胶体的稳定性及其影响因素；水环境中胶体的种类；吸附作用对重金属、有机物迁移转化的影响，气-液界面的吸附与气浮分离作用，微表层概念；絮凝作用与混凝作用的概念、凝聚剂的分类、凝聚作用的规律和影响因素、水环境中的凝聚作用。衡量学习是否达到目标的标准:

是否掌握本章的重点难点同时初步掌握交替的分类，表面吸附、离子交换吸附、化学吸附、专属吸附。了解Freundlich吸附等温式、Langmuir吸附等温式。第八章

污染物的毒性与毒性试验第一节

毒性作用与毒性试验一、毒性作用的一些基本概念二、毒性试验第二节

急性毒性试验一、急性毒性试验的目的二、半致死浓度的求算第三节

亚急性和慢性毒性试验一、亚急性毒性试验二、蓄积毒性试验三、慢性毒性试验第四节

联合毒性作用试验一、联合毒性作用二、联合毒性作用类型的试验评定掌握2重点与难点：水中毒物的毒性作用及毒性效应的概念，主要受试水生生物的毒性实验方法，急性毒性及LC50的求算。衡量学习是否达到目标的标准:

是否掌握本章的重点难点；初步掌握亚急性毒性、蓄积性毒性及慢性毒性及其实验方法，毒物的联合作用，尤其是两种污染物联合作用及其实验方法；了解天然水中污染物的生物蓄积、排出的主要形式及其模型。第九章

水中的有机物第一节

概述一、天然水中有机物的种类和含量二、反映有机物含量的水质参数第二节

天然水中的耗氧有机物一、耗氧有机物的种类及来源二、耗氧有机物的变化三、水中的腐殖质第三节

水中的持久性有机污染物一、持久性有机污染物种类、来源和危害二、水中持久性有机污染物的生物富集·三、持久性有机物在水／气两相间的平衡·四、持久性有机物从水中的逸散掌握

1重点与难点：掌握天然水中有机物的分类、来源，表示有机物含量的方法。腐殖质的来源、分类和环境功能。水中持久性有机污染物的种类、来源和危害。衡量学习是否达到目标的标准:

是否掌握本章的重点难点，初步掌握好氧有机物在水中的分解，水中持久性有机污染物的生物富集概念及影响因素；了解腐殖质的组成和结构，水中生物累积持久性有机污染物的速度。第十章

水中的重金属第一节

天然水中重金属的来源及毒性一、水中主要重金属污染物的来源二、重金属元素在水环境中的污染特征三、水中重金属的存在形态及其影响因素四、水中重金属的毒性及其影响因素第二节水环境中重金属的迁移与分布一、元素在环境中的迁移及其基本类型二、影响重金属迁移的因素第三节

沉积物中的重金属一、沉积物中金属的形态二、沉积物中金属向水中的释放三、沉积物中金属的生物有效性掌握

1重点与难点：水环境中重金属的形态及其影响因素，水中重金属对水生生物的毒性作用及其影响因素。衡量学习是否达到目标的标准:

是否掌握本章的重点难点，初步掌握水中重金属污染物的来源及其污染特征；了解水中重金属的迁移与分布，沉积物中重金属污染特征及其生物有效性。第十一章

水环境中的配位解离平衡第一节

水环境中常见配合物及其特性一、水环境中常见配位体二、配合物的稳定性三、配合物在水体中的形态分布四、混合配位体配合物第二节

配位体对金属离子的配合反应一、OH-对金属离子的配合反应二、Cl-对金属的配合反应三、有机配位体对金属离子的配合反应，四、EDTA对重金属离子的配合反应及其在水产养殖中的应用掌握1重点与难点：掌握水环境中常见无机和有机配位体的种类及其主要特征，Cl-、OH-和腐殖酸对金属（Hg2+、Cd2+、Pb2+、Zn2+）的配合作用。衡量学习是否达到目标的标准:

是否掌握本章的重点难点；初步掌握配合物稳定常数及在平衡体系中不同形态配合物含量的有关计算；了解螯合剂EDTA的性质及其在养殖生产中的应用。第十二章

水环境中的溶解与沉淀第一节天然水中各类固体的溶解平衡一、常见固体的溶解性二、天然水中碳酸钙的溶解和沉淀第二节

碳酸盐和氢氧化物共存时的分级沉淀掌握1重点与难点：难溶氢氧化物溶解性与PH的关系，难溶硫化物、难溶碳酸盐的溶解性与PH及cT

的关系衡量学习是否达到目标的标准:

是否掌握掌握本章的重点难点，初步掌握开放体系与封闭体系中碳酸钙的溶解平衡，水稳定性的概念与调整；了解Fe(OH)2与FeCO3溶解平衡图，Fe(OH)2与FeCO3的分及沉淀和稳定性区域图的认识。第十三章

几种主要类型天然水的水质第一节

大气降水一、大气降水的化学成分与特点二、酸雨第二节

河水一、河流水质的一般特点二、我国河流水质的区域性分布特点第三节

湖泊水与水库水一、湖泊的类型二、湖泊、水库水质特点三、我国湖泊的基本特征第四节

地下水一、地下水的分类二、地下水的水质特点三、含盐地下水在水产养殖中的应用第五节

海水一、海水水质的一般特点二、我国各海区的水质掌握

1重点与难点：掌握大气降水、喝水、湖泊水库水、地下水、海水五类天然水的主要化学特征。衡量学习是否达到目标的标准:

是否掌握本章的重点难点；初步掌握酸雨的形成原因与危害，湖泊的分类，地下咸水的合理利用；了解5类天然水在我国不同地域的主要化学特征。第十四章

水质标准与水质评价第一节

水质标准一、基本概念二、制订水质标准的一般方法三、地表水环境质量标准(GB

3838—2002)四、渔业水质标准(GB

11607—89)五、海水水质标准(GB

3097—1997)第二节

水质评价一、水质评价的目的、种类二、水质评价的一般程序三、水质现状评价掌握1重点与难点：掌握水质、水质标准、水质基准的概念，水质标准的作用，渔业水质标准。衡量学习是否达到目标的标准:

是否掌握本章的重点难点，同时初步掌握制定