《养殖水环境化学》教学大纲

《水环境化学》

一、课程基本信息

课程编号:2541210

课程中文名称:水环境化学

课程英文名称:Water Environmental Chemistry for Aquaculture

课程类型:专业基础必修课

总学时:63 理论学时:42 实验学时:18 课外学时:3 学分:2.5

适用专业:水产养殖

修课程:普通化学、分析化学、有机化学先

开课单位:生命科学学院

二、课程性质和任务

《水环境化学》是水产养殖学专业重要的专业基础课。其主要的教学目的和任务是通过集中讲述天然水和养殖用水中化学成分的来源、转化、迁移及这些成分与养殖生产的关系，使学生较系统和较深入地掌握水环境化学的基本原理，为学生学习专业课奠定基础，同时为将来从事水产养殖专业的生产和科研工作做好理论和技术准备。

三、课程教学目标

通过本课程的学习，学生应该掌握天然水和养殖水中常见的化学成分的来源、迁移、分布、变化规律;了解污染物的毒性及毒性实验方法、水质标准和评价方法、以及主要类型天然水的水质特点;掌握天然水中常见的溶解、电离、氧化还原、络合、吸附、凝聚等平衡过程;并能运用水环境化学成分的动态规律对水质管理提出一般性意见。

四、理论教学环节和基本要求

一、绪论

1、了解地球水圈资源的分布和我国水资源状况。了解环境化学的任务和各圈层环境化学的概念;

2、掌握水质系的组成、来源、特点;干燥空气的基本组成及大气平均温度与压

力随海拔高度的变化规律。初步掌握地球各圈层的基本知识，养殖水环境化学课程的任务和教学内容。

3、重点难点: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压力随海拔高度的变化规律。

第一章天然水的主要理化性质

1、初步了解海水盐度、氯度定义的演变，电介质平均活度与平均活度系数的计算。

2、掌握天然水离子总量、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。初步掌握海水电导率、实用盐标的定义及其优点。天然水电导率、电介质摩尔电导、离子摩尔电导的概念及影响因素。运用活度系数进行有关化学平衡的初步计算。

3、重点难点: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。第二章天然水的基本水化学特征

1、了解我国天然水碱度的分布;氧氮气体溶解规律与鱼类气泡病的关系。

2、掌握天然水主要离子的来源。水硬度、碱度的概念、单位及换算、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。初步掌握硫酸根离子、氯离子、钾离子、钠离子在天然水中含量的概况，对生物的毒性。海水主要成分的恒定性。气体的溶解度、溶解速率等有关概念;决定养殖水体中氧气含量的因素，溶氧

的分布及变化规律;溶氧在养殖生产中的生态作用。初步掌握气体溶解速率的双膜理论，亨利定律的有关计算。

3、重点难点;水硬度、碱度的概念、单位及换算。硫在天然水中的转化，硫酸盐还原作用的条件。气体的溶解度概念;决定养殖水体中氧气含量的因素，溶氧的分布及变化规律;亨利定律的有关计算。

第三章天然水中与水生生物相关的主要化学过程

1、了解氢氧化亚铁与碳酸亚铁稳定区域图的绘制，FeS、氢氧化亚铁与碳酸亚铁溶的分级沉淀。碳酸分布系数图的绘制。初步了解EH,pH(或pe,pH)稳定区域图的结构、作用及绘制的一般方法。

2、掌握氢氧化物溶解性与pH的关系;难溶硫化物、难溶碳酸盐的溶解性与pH 及总二氧化碳的关系。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。了解氢氧化亚铁与碳酸亚铁溶解平衡图，及其分级沉淀和稳定性区域图的认识。天然水的缓冲原理。混和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。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调整的计算。了解各特征点pH的计算。缓冲容量的概念。掌握电子活度、水环境中氧化还原电位的概念、意义及影响因素;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。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。

3、重点难点: 天然水的缓冲原理。混和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。天然水pH调整的计算。电子活度、水环境中氧化还原电位的概念;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。水环境中主要氧化还原物质与有关氧化还原反应。

第四章内陆天然水体与大气降水的水化学

1、了解河水、湖水的基本特征

2、掌握水体的分类、来源、表示方法;水中持久性有机污染物的种类、来源和危害。初步掌握耗氧有机物在水中的分解;水中持久性有机污染物的生物富积的概念及影响因素。了解腐殖质的组成和结构;水生生物对水中持久性有机污染物的积累速度。掌握必须元素、微量必须元素、营养元素的概念;藻类对营养元素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、活性磷及磷的循环;硅、铁、铜、锌、钼、锰等微量元素的存在形态及作用。初步掌握硝化作用、脱氮作用的原理及影响因素;无机氮与养殖生产的关系。了解天然水中无机氮和磷的分布变化规律;天然水中正磷酸盐各离子的分布系数随pH的变化。微量元素在水中的含量范围。大洋海水中铁的限制作用。

3、重点难点: Km的生物学意义及计算方法。水体中氮元素的转化，非离子氨的计算。水体中磷的循环。硝化作用、脱氮作用的原理及影响因素; 第五章海水化学

1、初步了解海洋环境的基本特征。

2、掌握海水的主要化学特征和化学组成，基本的化学反应过程。

3、重点难点:大气降水、河水、湖泊水库水、地下水和海水的主要化学特征的区别。

第六章水环境中的污染及其生态效应

1、了解水环境的污染物种类，水中污染物联合毒性作用类型评定。

2、掌握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试验方法，急性毒性及LC50的求算。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。了解天然水中污染物的生物蓄积、排出的主要形式及模型。

3、重点难点: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试验方法，急性毒性及LC50的求算。

第七章渔业水质化学管理与调控技术

1、了解地表水环境质量标准、海水水质标准。初步了解水质评价的数学模

型。掌握有机物的分类、来源、表示方法;

2、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。

初步掌握制定水质标准的一般过程;水质标准的构成;水质评价的目的意义和评价依据;水质评价的一般过程。了

3、重点难点: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。类和环境功能;水中持久性有机污染物的种类、来源和危害。

六、有关教学环节的说明

建议采用多媒体教学。课后的习题和思考题可根据具体学时数和教学内容适当选择，以学生课后独立完成为主，教师适当批改。

七、学时分配

各教学环节学时分配

章次小讲实上习讨课

备注

计授验机题论外绪论 3 3 第一章:天然水的主要理化性质 3 3 第二章:天然水的基本水化学特征 28 10 18 第三章:天然水中与水生生物相关

10 8 2 的主要化学过程

第四章:内陆天然水体与大气降水4 4

的水化学

第五章:海水化学 4 4 第六章:水环境中的污染及其生态

4 4 效应

第七章:渔业水质化学管理与调控

5 4 1 技术

合计 63 42 18 2 1

八、教材及主要教学参考书目 1(陈佳荣等(《水化学》(北京:中国农业出版社，1996年 2(魏振枢等(《环境水化学》(化学工业出版社，2002年 3(Thomas G. Spiro William M. Stigliani. Chemistry of the Environment 清华大学出版社(影印版)，2003年

执笔人: 张秋胜教研室主任: 教学院长(主任):