绪论
1.环境化学是一门研究有害化学物质在环境介质中的存在、化学特性、行为和效应及其控制的化学原理和方法的科学。
2.有害化学物质即环境污染物：进入环境后使环境的正常组成和性质发生变化，这种变化会直接或间接地有害于人类，这样的物质称为环境污染物
3.环境污染：由于人为因素使环境的构成或状态发生变化，环境素质下降，从而扰乱和破坏了生态系统和人们的正常生活和生产条件，就叫环境污染。
4.环境容量：在人类生存和自然生态不致受害的前题下，某一环境所能容纳的污染物的最大负荷量。
5.环境效应—自然过程或人类的生产生活活动会对环境造成污染和破坏，从而导致环境系统的结构和功能发生变化。
6. 环境化学效应—在各种环境因素的影响下，物质间发生化学反应产生的环境效应，分为土壤盐碱化地下水硬度增高光化学烟雾地下水污染酸雨造成土壤酸化、建筑物受腐蚀
环境物理效应—由物理作用引起的环境效应，包括噪声地面沉降热岛效应温室效应大气能见度降低
7. 各圈层的环境化学：大气环境化学水环境化学土壤环境化学环境生态学
第二章
1. 三大环境热门话题：全球气候变化酸沉降臭氧损耗
2. 温度层结－大气的温度在垂直方向的分布
3. 对流层特点：气温随高度升高而降低：大气降温率0.6k/100m；垂直方向对流，上冷下热，有利于污染扩散；逆温（上热下冷）易发生污染事件；
平流层特点：同温层：对流层的下层，大约25km以下，气温保持不变或稍有上升; 大约25km以上，温度随高度升高而升高平均递增率为 1.4K/km，到平流层顶，温度接近0℃
4. 源－大气组分产生的途径和过程汇－指大气组分从大气中去除的途径和过程
源强－进入大气的组分输入速率(Fi）汇强－从大气输出组分的速率为（Ri）
某种组分在进入大气后到被清除之前在大气中停留的平均时间－称为平均停留时间或停留时间（存在时间、寿命）－τ τ＝大气中的总贮量Mi / Fi 或者Ri
停留时间意义：某组分的停留时间越长，表明该组分在离开大气或转化成其它物质以前，在环境中存留的时间也越长；某组分的停留时间越长，表明该组分在大气中的储量相对于输入（出）来说是很大的，即使人类活动大大改变了该组分的的输入（出）速度，对其总量的影响也不明显；若组分停留时间越短，其输入（出）速率的改变就对总贮量很敏感。
5.在对流层中，气温一般是随高度增加而降低。但在一定条件下会出现反常现象。这可由垂直递减率（Г=dT/dz）的变化情况来判断。
当Г＝0时，称为等温气层；当Г< 0时，称为逆温气层。
例如：在山区，山峰上方，日光照射，上面的空气热，下面冷，就形成逆温层。
逆温现象经常发生在较低气层中，这种气层稳定性特强，对于大气中垂直运动的发展起着阻碍作用。逆温不利于污染物的扩散。
辐射逆温产生的条件：晴朗的夜空无风或风速小
原因：地面白天升温，近地面温度升高；夜间地面冷却降温，近地面层气温迅速下降；
高处大气层降温较少，从而出现上暖下冷的逆温现象
6.环境本底值：指自然环境在未受污染的情况下,各种环境要素中的化学元素或化学物质的基线含量,又叫环境背景值.
7.海陆风对空气污染的影响有如下几种作用：
①循环作用，如果污染源处在局地环流之下，污染物就可能循环积累达到较高浓度。直接排入上层反向气流的污染物，有一部分也会随环流重新带回地面，提高了下层上风向的浓度。
②往返作用，在海陆风转换期间，原来随陆风输向海洋的污染物有会被发展起来的海风带回陆地。
海风发展侵入陆地时，下层海风的温度低，陆地上层气流的温度高，在冷暖空气的交界面上，形成一层倾斜的逆温顶盖，阻碍了烟气向上扩散，造成城市空气污染。
城郊风：在城市中，工厂企业和居民要燃烧大量的燃料，燃烧过程中会有大量热能排放到大气中，于是便造成了市区的温度比郊区高，这个现象称为城市热岛效应。
城市热岛上暖而轻的空气上升，四周郊区的冷空气向城市流动，于是形成城郊环流。在这种环流作用下，城市本身排放的烟尘等污染物聚积在城市上空，形成烟幕，导致市区大气污染加剧。
8. 光化学反应的初级过程：化学物质吸收光量子形成激发态物种 A+hv→ A*
A*－物种A的激发态/活化分子hv－光量子
次级过程：激发态A*发生反应
A* → A+hv 辐射跃迁荧光或磷光
A*+M → A+M 碰撞失活这两种过程均为光物理过程。
A* → B1+B2＋B3… 光离解成两种或两种以上的新物种
A*+C → D1+D2… 与C反应生成新物种
光化学过程，对于环境化学中的光化学过程更为重要。
9.光化学第一定律：只有分子吸收的光，才能引起分子的化学反应光子的能量>化学键能时，才能引起光离解反应；并不是大于该分子化学键能的光子都能引起该分子发生光化学反应。分子基态与激发态能量是不连续的，受激分子从基态激到激发态所需的能量要与光子的能量相匹配。分子对某特定波长的光要有特征吸收光谱，才能发生光化学反应。
光化学第二定律：在初级反应中，一个反应分子吸收一个光子而被活化
吸收1mol光子的能量称为－“爱因斯坦” E = N0 hν= N0 hc/λ=1.196×105 /λ（kJ/mol）
10. 光子的能量与波长成反比 E = N0hν= N0hc/λ=1.196×105/λ（kJ/mol）
11. HO2主要来自醛的光解 H2CO＋h v → H＋HCO（λ＜360nm）
H+O2＋M → HO2＋M HCO＋O2→ HO2＋CO
亚硝酸酯和H2O2的光解也可生成HO2 CH3ONO＋hv → CH3O＋NO
CH3O＋O2→ HO2＋H2CO3 H2O2＋hv → 2HO
HO＋H2O2→ HO2＋H2O
R－烷基，量最大的是甲基，它主要来自乙醛和丙酮的光解
CH3CHO＋hv → CH3＋HCO CH3COCH3＋hv → CH3＋CH3CO
O和HO与烃类的反应也可生成烷基自由基 RH＋O → R＋HO RH＋HO → R＋H2O
RO－烷氧基，以甲氧基为主（CH3O），主要来自甲基亚硝酸酯和甲基硝酸酯的光解
CH3ONO＋hv → CH3O＋NO CH3ONO2＋hv → CH3O＋NO2
RO2－大气中的过氧烷基都是由烷基与空气中的O2结合而成 R＋O2→ RO2
12. 清洁大气，O3的光离解是HO的重要来源
O3＋hv → O＋O2（λ＜230nm，发生在平流层） O＋H2O → 2HO
污染大气，HNO2的光离解是HO的重要来源
HNO2＋hv → HO＋NO（200～400nm） H2O2＋hv → 2HO
NO＋HO2→ NO2＋HO H2O＋hv → HO＋H （λ<238nm）
13. 波长＜420nm的光可发生NO2光解
NO2＋hv → NO＋O O＋O2＋M → O3＋M 大气中唯一已知O3的人为来源
14. 过氧乙酰基硝酸酯（PAN）形成过程：CH3CO（乙酰基）＋O2→CH3C(O)OO（过氧乙酰基）
CH3C(O)OO+NO2→CH3C(O)OONO2（PAN）
15. 乙酰基的来源： C2H6＋HO·→C2H5·＋H2O C2H5·＋O2→C2H5O2
C2H5O2＋NO→C2H5O＋NO2 C2H5O＋O2→CH3CHO＋HO2 CH3CHO＋hv → CH3CO＋HO2
16. 烷烃与HO·和O ·发生氢原子摘除反应，生成烷基自由基
RH＋HO· → R·＋H2O RH＋O· → R·＋HO
17.臭氧分子的光离解：O3吸收紫外光后发生光离解 O3＋hν→O2＋O (210nm＜λ＜290nm)
消耗大部分紫外光，使地球上的生物免遭了紫外光的伤害。“Ozone Shield”
18. (1)波长＜420nm的光可发生NO2光解 NO2＋hv → NO＋O
O＋O2＋M → O3＋M 大气中唯一已知O3的人为来源
NO2吸收光谱特征：290～410nm，连续吸收光谱；
(2)亚硝酸(HNO2)的光离解：200～400nm的光有吸收
HNO2的光化学反应过程:初级反应：HNO2＋hv → HO＋NO HNO2＋hv → H＋NO2
次级反应:HO＋NO → HNO2 HO＋HNO2 → H2O＋NO2 HO＋NO2 → HNO3
(3)硝酸的光离解:120～335nm的光有吸收
HNO3的光化学反应过程：初级反应：HNO3＋hv→ HO＋NO2
次级反应：HO＋CO → CO2＋H H＋O2＋M → HO2＋M 2HO2 → H2O2＋O2
(4)甲醛的光离解: 对240～360nm的光有吸收
甲醛的光离解:初级过程：H2CO＋hv → H＋HCO H2CO＋hv → H2＋CO
次级过程： H+HCO → H2＋CO 2H＋M → H2＋M 2HCO → 2CO＋H2
对流层中，有O2存在： H＋O2 → HO2 HCO＋O2 → HO2＋CO
20. 光化学烟雾：含有氮氧化合物和碳氢化合物等一次污染物的大气，在阳光照射下发生光化学反应产生二次污染物，这种由一次污染物和二次污染物的混合所形成的烟雾污染现象。
21.光化学烟雾形成的物理化学条件：氮氧化合物和碳氢化合物存在
有引起光化学反应的紫外线烃类特别是烯烃的存在
光化学烟雾发生的自然条件：大气相对湿度较低夏、秋季（气温24～32℃）晴天
洛杉矶容易发生光化学烟雾的原因：洛杉矶机车拥有量大(＞800万辆)，每天消耗2万吨以上的汽油，排出污染物占90%－充足的一次污染物生成光化学烟雾；
洛杉矶盆地，容易形成上热下冷的逆温现象.一年有300天以上处于逆温，污染物不易扩散;夏季阳光非常强烈;
22.光化学烟雾形成的简化机制
引发反应：NO2+ hv → NO + O （λ＜430nm）
O + O2+ M → O3 + M NO + O3→ NO2 + O2
自由基传递反应：RH＋HO → RO2＋H2O RCHO＋OH → RC(O)O2＋H2O
RCHO＋hv → RO2＋HO2＋CO HO2＋NO → NO2＋OH
RO2 ＋NO → NO2＋RCHO＋HO2 RC(O)O2＋NO → NO2＋RO2＋CO2
链终止反应：HO ＋NO2→ HNO3
RC(O)O2＋NO2→ RC(O)O2NO2 RC(O)O2NO2→ R C(O)O2＋ NO2
23.硫酸烟雾型污染：主要由燃煤而排放出来的SO2、颗粒物以及由SO2氧化所形成的硫酸盐颗粒所造成的大气污染；从化学上看属于还原性混合物－还原烟雾
一次污染物是SO2和煤烟、二次污染物是硫酸雾和硫酸盐。
硫酸烟雾型污染形成条件：气象条件：气温较低－冬季湿度较高日光较弱
24.二氧化硫的气相氧化：
（1）SO2的直接光氧化：低层大气中的SO2形成激发态SO2分子，而不直接离解
两种跃迁形式：SO2＋hν→ 1SO2(单重态) (290～340nm)
SO2＋hν→ 3SO2(三重态) (340～400nm)
单重态能量高，不稳定，跃迁到三重态或基态
SO2＋M→3SO2＋M （三重态）1SO2＋M→SO2＋M （基态）
SO2直接氧化成SO3的机制：
3SO
2＋O2→SO4→SO3＋O SO4＋SO2→2SO3
（2）SO2被自由基氧化：与HO自由基的反应
（3）被氧原子氧化
SO2的液相氧化
25. 酸性降水定义：指通过雨、雪、雾和冰雹等将大气中的酸性物质迁移到地面的过程
27.影响酸雨形成的因素：
（1）污染物－SO2和NOX：降水酸度时空分布与大气中SO2和SO42-浓度时空分布相关。
（2）大气中的氨：降水pH取决于硫酸、硝酸与NH3以及碱性尘粒的相互关系
（3）颗粒物酸度及其缓冲能力：
大气颗粒物主要来源于土地飞起的扬尘，颗粒物的酸碱度取决于土壤的性质
矿物燃料颗粒物也相关
作用：提供SO2反应所需催化剂（金属离子），对酸起中和作用
（4）天气形势的影响：是否有利于污染物的扩散
28.平流层中O3生成的化学机理：通常认为λ＜243nm的紫外光引起O2光解
O2＋hv→ O＋O （λ≤243nm ） O ＋ O2+ M → O3 + M
总反应:3O2＋hv+ M →2O3 + M ( λ≤243nm ) M为第三种物质
平流层中O3破坏的化学机理：（1）O3的光解 O3+ h →O2+O (210nm＜λ＜290nm)
这是臭氧保护地球生物不受紫外伤害的原因
②生成O3的逆反应 O3＋O →2O2
29.代号CFC－氯氟烷烃的商品名：CFCnnn－个位代表氟原子个数
十位代表氢原子数加一百位代表碳原子数减一
30.氟利昂在大气环境中的特征：化学性质不活泼，不与酸和氧化剂作用不易被雨水冲刷
容易渗入平流层：仅需5年即可完整无损地渗入平流层寿命长：CF2Cl2在大气中的寿命数十年～100年
氟氯烃的性质：作为清洗剂，适用范围广沸点低（CFC-113: 47.6℃）—节省
难燃烧—安全稳定—使用和保存方便
氟氯烃与臭氧的反应：CF2Cl2＋hv→CF2Cl＋Cl· （175 ＜λ＜ 220nm）
Cl· ＋O3→ClO· ＋O2 K=7.2×109ClO· ＋O→Cl· ＋O2
总反应 O3＋O→2O2 Cl 起催化剂作用, 1个氯原子可以耗掉10万个O3分子。
平流层中氯氟烃发生光化学反应，生成Cl原子，与O3迅速发生反应， Cl原子起催化剂作用，而消耗大量的O3
31.总悬浮颗粒物 (TSP)：标准大容量颗粒采样器在滤膜上收集的颗粒物总质量(mg/m3),空气流量 1.1～1.7m3/min 各种粒径，一般小于100um
PM100 密度为1g/cm3，球形粒子沉降速率 0.25m/s
通常把粒径在10微米以下的颗粒物称为PM10，又称为可吸入颗粒物（IP）。
33.大气颗粒物的环境影响：(1)凝结核作用：在饱和水蒸气的存在下，粒径小于0.1um的颗粒可作为凝结核，逐渐长成雾滴和云滴，形成云、雾、雨、雪等；
(2)降低大气能见度：粒径0.1～1.0um，与可见光波长相近，散射，硫酸盐颗粒
(3)扩大污染范围：飘尘，长期悬浮在空中，远距离输送
(4)大气中污染物的载体和反应床，：提供反应界面
(5)对全球气候变化的影响：碳黑(soot)吸收太阳辐射，使大气温度升高
硫酸盐气溶胶反射太阳辐射，使大气温度降低
(6)对酸沉降的影响：碳酸钙、氨等碱性物质中和酸性物质
NO3-和NH4+对水体中N的贡献
(7)损害身体健康：大气中绝大部分的有毒物质存在于颗粒物中，并可通过人的呼吸过程吸入人体内而34. 干沉降/干去除：粒子在重力作用下或与地面及其它物体碰撞后，发生沉降而被去除;
两种干沉降机制：（1）通过重力对颗粒物的作用，使它降落在土壤、水体的表面或植物、建筑等物体上，粒子的沉降速率与颗粒的粒径、密度、空气运动粘度系数等有关
（2）粒径小于0.1um的颗粒，靠布朗运动扩散、相互碰撞而凝结成较大的颗粒，通过大气湍流扩散到地面或碰撞而消除
湿沉降：指降雨、下雪使颗粒物消除的过程
雨除：细粒子作为形成云的凝结核（＜0.1 μm ）
通过凝结和碰撞过程形成雨滴或雪晶，适当条件下形成降雨或降雪
对细颗粒（小于0.1 μm ）颗粒效率较高对具有吸湿性和可溶性颗粒更明显
冲刷：降雨或降雪过程中将大气中的微粒携带、溶解或冲刷下来
“收集”气溶胶粒子的效率随粒子直径的增大而增大可兼并粒径大于2 μm的粒子
对半径4～5 μm的粒子效率高湿沉降占大气中颗粒物消除量的80～90%
第三章
1. 八大离子：四种阳离子K+、Na＋、Ca2+、Mg2＋
四种阴离子HCO3-、NO3-、Cl-、SO42-
总含盐量TDS [K++Na++Ca++Mg+]＋[HCO3-+Cl-+SO42-]
2. 海水中：Cl- ＞SO42- ＞HCO3-，Na+ ＞Mg2+ ＞Ca2+。
河水中：HCO3- ＞SO42- ＞Cl-，Ca2+ ＞Na+ ＞Mg2+
3.（1）亨利定律－稀溶液经验定律
在一定温度下，气体在液体中的溶解度与其分压力成正比 [G(aq)]=K H×P G
求CO2在标准大气压、25℃饱和中的溶解度
根据亨利定律－[CO2(aq)]=K H?P CO2，K H已知；
求CO2的分压P CO2，P CO2 ＝（101302－3167）×0.0314％＝30.8Pa
[CO2(aq)]＝3.34×10-7×30.8=1.03×10-5mol/L（摩尔浓度）
CO2＋H2O → [H+]+[HCO3-] K1=4.45×10-7
[H+]=[HCO3- ] [H+]2/[CO2]=4.45 ×10-7
[H+]=(1.03×10-5×4.45×10-7)1/2＝2.14×10-6mol/L
CO2在水中的溶解度应为 1.03×10-5＋2.14×10-6＝1.24 ×10-5 mol/L
（2）不同PH下，碳酸体系的主要存在形态：
封闭体系：特征之一：在低pH区内，溶液中只有CO2+H2CO3
高pH区内，则只有CO32- 中等pH内，HCO3-占优势
特征之二：某种形态浓度的变化，会引起其它形态浓度和pH值的变化
pH值的变化也将引起各碳酸形态浓度比例的变化
特征之三： pH=8.3为分界点，
●当体系pH＜8.3，CO32-含量甚微，水中只有[CO2＋H2CO3] 和HCO3-
●当体系PH＞8.3，水中只有HCO3-和CO32-
开放体系：组分随pH值变化特征 pH＜6，溶液中主要是H2CO3*组分
pH6～10之间时，溶液中主要为HCO3-组分 pH＞10.3时，溶液中主要是CO32-组分
（4）开放体系与封闭体系的差异
封闭体系中，总碳酸量CT始终保持不变；开放体系CT随pH改变封闭体系总[H2CO3*]随pH改变，而开放体系中[H2CO3*]始终保持与大气相平衡的固定数值.
4. 总碱度是水中各种碱度成分的总和，即加酸至HCO3- 和CO32- 全部转化为H2CO3*。根据溶液质子平衡条件，可以得到碱度的表示式：
总碱度 = [HCO3-] + 2 [CO32-] + [OH-] - [H+]
总碱度 = c T(α1 + 2α2) + K w / [H+] – [H+] 甲基橙滴定 pH=4.3
如果以酚酞作为指示剂，当溶液的pH值降至8.3时，表示OH- 被中和，CO32- 全部转化为HCO3-，作为碳酸盐只中和了一半：
酚酞碱度＝ [CO32-] + [OH-] – [H2CO3 *] – [H+]
酚酞碱度 = c T(α2 -α0) + K w / [H+] – [H+] 酚酞滴定 pH= 8.3
达到碳酸全部以CO32- 形式存在，即pHCO32- 所需酸量时的碱度称为苛性碱度：
苛性碱度 = [OH-] – [HCO3-] – 2[H2CO3*] – [H+]
苛性碱度 = -c T(α1 + 2α0) + K w / [H+] – [H+] pH =10.0
总酸度 = [H+] + [HCO3-] +2[H2CO3*] - [OH-] pH=10.8
总酸度 = c T(α1 + 2α0) + [H+] –K w / [H+]
CO2酸度 = [H+] +[H2CO3*] - [CO32-] - [OH-] 酚酞滴定 pH= 8.3
CO2酸度 = c T(α0 - α2) + [H+] –K w / [H+] 酚酞滴定 pH= 8.3
无机酸度 = [H+] - [HCO3-] -2[CO32-] -[OH-] 甲基橙滴定 pH=4.3
无机酸度 = -c T(α1 + 2α2) + [H+] –K w / [H+] 甲基橙滴定 pH=4.3
5. 组成水中碱度的物质
强碱，NaOH、Ca(OH)2，在溶液中全部电离生成OH-；
弱碱，如NH3、C6H5NH2，在水中部分发生反应生成OH-；
强碱弱酸盐，如各种碳酸盐、重碳酸盐、硅酸盐、磷酸盐、硫化物和腐殖酸盐等，水解时生成OH- 或者直接接受质子H+。
组成水中酸度的物质
强酸：如 HCl、H2SO4、HNO3等；
弱酸：如 CO2、H2CO3、H2S、蛋白质、有机酸；
强酸弱碱盐，如：FeCl3、Al2(SO4)3等。
6.水环境中颗粒物的吸附作用
（1）表面吸附：水体中的颗粒物大都具有胶体的化学性质
?胶体巨大的比表面和表面能，固液界面存在表面吸附作用
表面积越大，吸附作用也越强物理吸附
（2）离子交换吸附：在中性PH值附近，大多数胶粒均带负电荷
吸附阳离子释放出等量的其它阳离子
物理化学吸附交换能力与溶质的性质、浓度和吸附剂性质有关
（3）专属吸附：发生在双电层的Stern层中，其它的吸附如离子交换吸附发生在扩散层；
●被吸附的金属离子进入Stern层后，不能被通常提取交换性阳离子的提取剂提取，只能被亲和力更
强的金属离子取代；
●在中性表面甚至与吸附离子带相同电荷符号的表面也能进行吸附作用
7. 在中等PH值，所产生的氢氧化物胶粒的净电荷为零，在该PH发生的情况称为等点电荷或零点电荷－ZPC
●不同金属氧化物pHZPC值不同，相同氧化物为常数
●在环境胶体化学中，pHZPC是一种很重要的特征值
8.重金属污染物的特点:
(1)天然水中的微量重金属就可产生毒性效应；如汞、镉产生毒性的浓度范围是0.001～0.01mg/L
(2) 微生物不能降解重金属，相反某些重金属元素可在微生物作下转化为金属有机化合物，产生更大的毒性；如甲基汞的毒性比无机汞的毒性大得多
(3)生物体对重金属有富集作用；生物体摄取重金属，经过食物链的生物放大作用，逐级在较高的生物体内成千上万倍地富集起来。
(4)重金属可通过食物、饮水、呼吸等多种途径进入人体，从而对人体健康产生不利的影响；
(5)对人体的毒害具有累积性；
(6)形态不同，稳定性和毒性不同；
(7)其物理化学行为具有可逆性，属于缓冲性污染物；
(8)在水体中的迁移，主要以悬浮物和沉积物为主要载体。
9.Cd: 水体中以Cd2+存在，以多种配合物的形式水迁移元素，除硫化镉外，都溶于水；
易被悬浮物和沉积物吸附（90％）；水生生物对镉有很强的富集能力
Hg: 在水体、悬浮物和沉积物和生物体中的存在形式
水体Hg2+、Hg(OH)2、CH3Hg+、CH3Hg(OH)、CH3HgCl、C6H5Hg+；
悬浮物和沉积物中Hg2+、HgO、HgS、CH3Hg(SR)、(CH3Hg)2S
生物体中Hg2+、CH3Hg+、CH3HgCH3
能与其它元素形成配合物是汞能随水流迁移的主要因素之一
Hg2+在还原性水体中还原成Hg，逸散到大气中悬浮物和底质对汞有强烈的吸附作用，
生物迁移量有限，微生物能将无机汞转化成甲基汞: 剧毒
亲脂性，易被水生生物吸收，通过食物链富集，而危害人类健康
Pb: 主要化合价Pb2+和Pb4+，自然界Pb2+ 天然水中铅含量低0.06～120ug/L
铅在水体中迁移转化的特点: 悬浮物和沉积物对铅有强烈的吸附作用
有机胶体吸附的顺序: Pb2＋＞Cu2+ ＞Ni2+ ＞Zn2+ ＞Cd2+ ＞ Fe2+ ＞Mn2+
无机胶体:Pb2+也占第一位
铅在离排污口10km处，就有90％被净化。加上铅的大部分化合物溶解度都很小，所以水中铅的浓度不会很高
Cr::天然水中的存在形式:Cr3+、CrO 2-，CrO42-，Cr2O72-
三价铬被底泥吸附，迁移能力弱六价铬在碱性水体中稳定，迁移能力强
六价铬比三价铬毒性大六价铬能被还原成三价铬－水中六价铬的自净
10.诱发沉积物中重金属释放的主要因素:
(1) 盐浓度升高:碱金属和碱土金属阳离子可将吸附在固体颗粒上的金属离子交换出来；
e.g. Ca2+、Na+、Mg2＋离子对悬浮物中铅、铜和锌的交换释放作用；
在0.5mol/L的Ca2+离子的作用下，悬浮物中的铅、铜和锌可以解吸出来。交换顺序Zn＞Cu＞Pb
(2)氧化还原条件的变化:耗氧物质使氧化还原电位降低
铁、锰氧化物部分或全部溶解被其吸附或与之共沉淀的金属离子释放
(3)PH值的降低
导致碳酸盐和氢氧化物溶解其原因既有H＋离子的竞争吸附作用
(4)增加水中配合剂的含量
配合剂与重金属形成可溶性配合物使重金属从固体颗粒上解吸下来
11. pE＝-lg(ae)
ae为水溶液中电子的活度，它用来衡量物质接受或迁出电子的能力
pE的热力学定义 2H+(aq)+2e ? H2(g)
当2H+(aq)在一个单位活度与1atmH2平衡的介质中，电子活度ae为1.00，pE＝0
●pE是平衡状态下假想的电子活度，它衡溶液接受或迁移电子的相对趋势
●pE越小，电子的活度越高，体系提供电子倾向越强★
●pE越大，电子浓度越低，体系接受电子趋向越强★
12. 天然水中多种氧化剂－溶解氧、Fe(+3价)、Mn(+4)和S(+6价)
多种还原剂－有机化合物、Fe(+2)、Mn（＋2）和S（-2）
●pE应介于各个单体系之间，若某个单体系的含量比其它体系高很多，则此时该单体系电位几乎等于
混合复杂体系的pE ，称之为决定电位。
一般天然水体中，溶解氧是决定电位物质
有机物累积的厌氧环境中，有机物是“决定电位”物质
13.
R －气体常数8.314 F －法拉第常数96500C/mol,
n －电子的计量系数 Ox+ne ? Red
● 当反应达到平衡时 ● K －标准平衡常数 据Nernst 方程，p E 的一般表达式:p E ＝pE 0+(1/n) ×lg([反应物]/[产物])
14.腐殖质的组成：富里酸（Fulvic Acid, 以FA 表示）；它既可溶于碱，又可溶于酸的部分，相对分子质量在几百到几千，有人称作黄腐酸
腐植酸(Humic Acid, 以HA 表示)，它只可溶于稀碱中，但碱萃取液酸化后就沉淀，相对分子质量由几千到几万；
胡敏酸(Humin)，有人称为腐黑物，它是用稀碱和稀酸都不能苯取出来的腐植质部分
分子特点：三维方向上带有很多活性基团的芳烃
苯羧基、酚羟基、醇羟基、羰基、甲氧基、醛基、醌基和氨基等多种，并以氢键组成网络
这种结构孔洞很多，具有特别好的吸附表面
具有收缩性和膨胀性
与脂肪族的单羟基和多羟基物质(如柠檬酸、酒石酸、葡糖酸)不同，腐植质的分子是很好的吸附
载体。它们能与金属离子和金属水合氧化物发生广泛的反应
有离子交换，表面吸附，络合和螯合，凝结和胶溶作用
化学特征：(1)很多不同来源的腐植物质，在性质的总体上都是相似
没有完整的结构和固定的化学构型,复杂的混合体系；
被认为是那些在土壤底泥等特殊坏境里瞬时可得的酚类单元随机聚集的芳香多聚物, 化学性质上总体相似，只是在相对分子质量、元素和官能团含量上有差别。
(2)具有抵抗微生物降解的能力、这也是水体常产生污泥淤积的重要原因之一。
(3)具有同金属离子和金属水合氧化物形成络合物或螯合物的能力
Pb2+ ＞ Cu2+ ＞ Ni2+ ＞ Co2+ ＞Zn2+ ＞Cd2+ ＞ Fe2+ ＞ Mn2+ ＞ Mg2+
(4) 具有与粘土矿物和有机物相互作用的能力。
(5) 具有弱酸性
(6) 具有凝聚作用。腐植质可以看作是大离子的真溶液或带负电荷的亲水胶体。所以它们能为电解质所凝聚，
15. 氧化物和氢氧化物
Me(OH)n(s) ? Men+ +nOH- K sp=[Men+]×[OH-]n
[Men+]=K sp/[OH-]n
∵H2O ? H+ + OH- K w=[H+]×[OH-] [OH-]=K w/[H+]
代入上式得 [Men+]=K sp ×[H+]n/K wn
-lg [Men+] = -lg K sp-nlg[H+]+nlgKw
pc=p K sp-np K w+npH
16. Zn2+＋NH3→ZnNH32+ K 1=[ZnNH32+]/[Zn2+][NH3]=3.9×102
ZnNH32+继续与NH3反应生成Zn(NH3)22+
ZnNH32+ ＋NH3→ Zn(NH3)22+ K 2=[Zn(NH3)22+]/[ZnNH32+][NH3]=2.1×102
K 1和K 2称为逐级生成常数或逐级稳定常数
表明NH3离子加到中心离子Zn2+上是一个逐步的过程
累积稳定常数－几个配位体加到中心金属离子过程的加和。
18.分配理论：
分配系数：分配系数－非离子性有机化合物可通过溶解作用分配到土壤有机质中，并经过一定时间达到分配平衡，此时有机化合物在土壤有机质和水中含量的比值称为分配系数★
19. K p=K oc[0.2(1-f)Xoc s+f Xoc f ] ★f－细颗粒的质量分数（d＜50um）
Xoc s－粗沉积物组分的有机碳含量 Xoc f－细沉积物组分的有机碳含量
K oc＝0.63K ow K ow－辛醇-水分配系数，即化学物质在辛醇中浓度和水中浓度的比例lg K ow＝5.00－0.670×lg(S w×103/M）
M－有机物的分子量S w－有机物在水中的溶解度（mg/L）
20.水中有机污染物的迁移转化
吸附作用挥发作用水解作用光解作用生物富集生物降解
21. Cu、Zn或Cu、Fe金属对可将DDT还原为DDD，将六六六还原为苯及氯离子。
六六六催化还原的总反应式C6H6Cl6 ＋金属对→ C6H6 + 6Cl-
在中性条件下，Zn或Fe对六六六均无还原作用，只有与Cu组成金属对以后才能将六六六还原。
金属对在水中犹如一个小电池，与水中极少量的氢离子发生电子转移：
Cu-Zn + 2H+ = Cu + Zn2++ 2H C6H6Cl6 + 6H = C6H6 + 6HCl HCl→ H+ + Cl－
Zn或Fe起了还原剂作用，Cu2+起催化作用
在酸性条件下，由于氢离子浓度较高，故上述反应很快。
22.生长代谢特点：有机毒物可以象天然有机化合物那样作为微生物的生长基质；
微生物可以对有毒物质进行彻底的降解或矿化作用；具有去毒效应、对环境的威胁小。
共代谢：有机污染物不能单独作为微生物唯一的碳源和能源，必须有另外的化合物存在提供能源或碳源时，该有机物才能被降解；
共代谢在那些难降解的化合物代谢过程中其重要作用；
特点－不提供微生物体任何能量，不影响种群多少
第四章
1.同晶置换：在黏土矿物的形成过程中，常常发生半径相近的离子取代一部分铝(Ⅲ)或硅(Ⅳ)的现象，即同晶替代作用－P204。
如Mg2+、Fe3+等离子取代Al3+，Al3+取代Si4+，同晶替代的结果，使黏土矿物微粒具有过剩的负电荷。此负电荷由处于层状结构外部的K+、Na+等来平衡。这一特征决定了黏土矿物具有离子交换吸附等性能。2.土壤有机质的作用
(1)含有丰富的营养元素，在自身缓慢的分解过程中，把生成的CO2释放到空气中，成为光合作用的物质来源；
(2)产生的有机酸可以促进矿物养分的溶出，为作物生长提供丰富的养分。
(3)土壤有机质，尤其是胡敏酸具有芳香族多元酚官能团，能增强植物呼吸，提高细胞膜的渗透性，促进根系的生长。
(4)有机质中的维生素、生长素、抗生素等对植物起促生长、抗病害的作用。
(5)有机质还能促进土壤良好结构的形成，增加土壤疏松性、通气性、透水性和保水性
(6)腐殖质有巨大的比表面，可强烈吸附土壤中可溶性养分，保持土壤肥力。
(7)具有两性胶体性质的有机物可缓冲土壤溶液的pH。
(8)有机物可作为土壤微生物的营养物，而微生物活动又增加土壤养分，促进作物生长。
3.活性酸度和潜性酸度，及其关系
(1)活性酸度－土壤溶液中氢离子浓度的直接反映，有效酸度
（2）潜性酸度来源－土壤胶体吸附的可代换性H+和和铝离子。
关系：同一平衡体系的两种酸度可以相互转化
土壤活性酸度－有效酸度
土壤胶体是H+和Al3+的贮存库，潜性酸度则是活性酸度的储备。
土壤的潜性酸度比活性酸度大得多。
4.土壤缓冲性的构成：①土壤溶液的缓冲作用
碳酸、硅酸、磷酸、腐殖酸和有机酸及其盐类某些有机酸是两性物质，如：蛋白质、氨基酸、胡敏酸等。
碳酸及其钠盐与酸或者碱的反应
●Na2CO3＋2HCl ?2NaCl＋H2CO3
●H2CO3 ＋ Ca(OH)2 ?2H2O＋CaCO3
②土壤胶体的缓冲作用
土壤胶体吸附各种阳离子盐基离子对酸起缓冲作用氢离子对碱起缓冲作用
③铝离子对碱的缓冲作用
酸性土壤（pH<5），Al(H2O)63+与碱作用，当加入碱使土壤溶液中OH-增加时，Al3+周围水分子离解H+，中和OH-，使土壤pH不致发生大的变化
2Al(H2O)63+ + 2 OH- ? [Al2(OH)2(H2O)8]4+ + 4H2O
5.影响重金属在土壤－植物体系中转移的因素
(1) 植物种类：植物吸收转移重金属的能力不同，“耐性品种”。
(2)土壤种类：酸碱性，腐殖质含量
(3)重金属形态：如CdSO4、Cd3(PO4)2和CdS 三种不同形态的镉在土壤中，实验发现对水稻生长的抑制与镉的溶解度有关，此外土壤pH值、PE值的变化都可影响植物对重金属的吸收。
(4)重金属在植物体内的迁移能力 (p218)
9.掌握常见农药的化学结构式（DDT，林丹，乐果甲基对硫磷）和在土壤中的主要降解方式？
10.影响农药在土壤中扩散的因素
①水分含量: 干燥土壤中无扩散，含水4% 总扩散系数和非气态扩散系数最大；含水4-20%，气态扩散系数>50%；含水30% 主要为非气态扩散；含水<4% 随水分的增加，两种扩散系数都增加；含水>4% 随水分的增加，总扩散系数下降；含水4-16% 随水分的增加，非气体扩散系数下降；含水>16% 随水分的增加，非气体扩散系数增加
②土壤吸附作用: 吸附作用是农药与土壤固相之间相互作用的主要过程，直接影响其他过程的发生，如土壤对除草剂2,4－D的化学吸附，使其有效扩散系数降低。
土壤的紧实度: 影响土壤孔隙率和界面性质的参数，提高土壤的紧实程度，土壤的充气孔隙率降低，扩散系数也降低。
紧实度1.0→1.55g/cm3，水分保持不变，
充气孔隙率0.515→0.263，林丹在土壤中的扩散系数 16.5→7.5mm2/周
④温度: 温度升高，有机物的蒸汽密度升高，总的效应是扩散系数增大，
林丹的扩散系数随温度的升高而呈指数增大
温度由20℃提高到40℃，总扩散系数增加10倍
⑤气流速度: 增加气流，促使土壤表面水分降低，使农药蒸气更快的离开土壤表面，同时也农药蒸气向土壤表面运动的速度加快。
⑥农药性质: 不同农药的扩散行为不同
乐果，水分含量增大，扩散系数增加
乙拌磷（Disyston－敌死通、西梅脱，剧毒二硫代磷酸酯类杀虫、杀螨剂）变化不大
12.植物对重金属污染产生耐性的几种机制：
(1) 植物根系通过改变根际化学性状、原生质泌溢等作用限制重金属离子的跨膜吸收。
植物对重金属吸收可根据植物的特性和重金属的性质分为耐性植物和非耐性植物，耐性植物具有降低根
系吸收重金属的机制
（2）重金属与植物细胞壁结合
耐性植物中重金属分布在根系细胞壁上
耐性植物中Zn向植物地上部分移动的量很少,在细胞各部分中，主要分布在细胞壁上（60%），以离子形式存在或与细胞壁中的纤维素、木质素结合
由于金属离子被局限于细胞壁上，而不能进入细胞质影响细胞内的代谢活动，使植物对重金属表现出耐性。只有饱和时，多余的金属离子才会进入细胞壁。
(3) 酶系统的作用
重金属过多可使植物中酶的活性破坏，而耐性植物中某些酶的活性可能不变，甚至增加，具有保护酶活性的机制。
耐性植物中有些酶的活性在重金属含量增加时仍能维持正常水平，而非耐性植物的酶的活性在重金属含量增加时明显降低。
(4)形成重金属硫蛋白（MT）或植物络合素
MT的作用： MT是动物和人体最主要的重金属解毒剂
参与必需金属元素的储存、运输和代谢
一般认为植物耐受重金属污染的重要机制之一是金属结合蛋白的解毒作用。即，金属结合蛋白与进入植物细胞内的重金属结合，使其以不具生物活性的无毒的螯合物形式存在，降低了金属离子的活性，减轻或解除了其毒害作用。
而当重金属含量超过金属结合蛋白的最大束缚能力时，金属才以自由态存在或与酶结合，引起细胞代谢紊乱，出现植物中毒
13.土壤中氮的存在形式：有机氮，占总氮的90%。
无机氮主要有氨氮、亚硝盐氮和硝酸盐氮，其中铵盐(NH4+)、硝酸盐氮(NO3-）是植物摄取的主要形式。
土壤中还存在着一些化学性质不稳定、仅以过渡态存在的含氮化合物，如N2O、NO、NO2及NH2OH、HNO2。土壤中氮的转化：植物摄取的几乎都是无机氮，土壤中氮以有机态来储存，以无机态被植物所吸收
有机氮与无机氮之间的转换：
有机氮转变为无机氮的过程叫做矿化过程
无机氮转化为有机氮的过程称为非流动性过程。
土壤中氮的生物化学转化是十分活跃的。在土壤中的氮主要有四类形式：
无机氮(NH4+、NO2-、NO3-) 活有机质结合氮(NLO) 死有机质结合氮(NDO) 气态形式结合氮(NGF) 四种形态之间，通过各类微生物的帮助，彼此相互转化, 主要的表征性反应方程归纳如下：
(1) 氮的生物固定 NGF —→ NLO (活有机质结合氯)
(2) 氢化作用 NDO —→ NH4+
(3) 生物硝化作用 NH4+ —→ NH2- —→ NH3 —→ NO2- —→ NO3-
(4) 生物反硝化作用 NO3- —→ NO2- —→ NGF（气态形式结合氮）
(5) 植物吸收 NH4+ —→ NLO, NO3- —→NLO(活有机质结合氯)
(6) 排泄和死亡 NLO —→ NDO (死有机质结合氯)
硝化菌和反硝化菌在转化土壤中氮素方面有重要作用。土壤中有机态氮和无机态氮之间的转化，完全是生物控制的。总过程如下：
武汉轻工大学 实验指导 (2012-2013学年第二学期) 课程名称：水化学实验 英文名称：Hydrochemistry 课程编号：07130115课程类别：专业基础课 实验项目总数：3 实验学时：12 授课班级：水产养殖1201、1202和1203班 使用教材：自编教材 参考书：《水化学实验指导书》陈佳荣主编 《养殖水环境化学实验》雷衍之主编 任课教师：董桂芳职称：副教授 所在单位：动科学院院系（部处）水产养殖教研室
实验一水体溶解氧测定（碘量法） 一、实验原理 在碱性条件下，Mn2+与水中溶解氧反应生成亚锰酸(H2MnO3)，再在酸性条件下，使亚锰酸与碘化钾反应，析出单质碘，然后用硫代硫酸钠(Na2S2O3)标准溶液滴定析出的碘。根据硫代硫酸钠标准溶液消耗的体积和浓度，计算水中溶解氧的含量(DO)。 1、固定用氢氧化钠与硫酸锰(或氯化锰)反应，生成Mn(OH)2白色沉淀。Mn(OH)2 迅速与水样中的溶解氧反应，生成H2MnO3棕色沉淀。 Mn2+ + 2OH- = Mn(OH)2↓(白色) 2Mn(OH)2 + O2 = 2H2MnO3 ↓(棕色) 水中的溶解氧被转化到沉淀中的过程称为溶解氧的固定 2、酸化将固定后的水样加入硫酸酸化，当溶液中有碘化钾存在时，H2MnO3迅 速将I-氧化为I2。 H2MnO3 + 4H+ + 2I- = Mn2+ + 3H2O + I2 3、滴定用硫代硫酸钠标准溶液滴定I2。 2S2O32 - + I2 = 2I- + S4O62 - 测定过程的计量关系为：滴定每消耗1mol的Na2S2O3，相当于水中含 有1/4mol的O2，也就是8.0 gO2。 二、实验仪器 1、溶解氧测定瓶250 ml 1个。 2、碱式滴定管30 ml 1支。 3、刻度移液管5 ml、2 ml、1 ml各1支。 4、容量瓶1000 ml 2个，100 ml 3个。 5、锥形瓶250 ml 1个。 6、碘量瓶250 ml 1个。 7、棕色试剂瓶1000 ml 1个。 8、烧杯100ml 6个。 9、移液管25 ml 1支。 三、实验试剂及配制 1、硫酸锰溶液: 称取520gMnSO4·5H2O或480 g MnSO4·4H2O(364.75gMnSO4·H2O)溶于蒸馏水中并稀释 至1000 ml。也可用400 g MnCl · 4H2O配制。 2、碱性碘化钾溶液: 称取500 g NaOH和150 g KI，分别溶于蒸馏水中，然后 将两溶液混合，并稀释至1000 ml。
实验一有机物的正辛醇—水分配系数 有机化合物的正辛醇-水分配系数（K ow）是指平衡状态下化合物在正辛醇和水相中浓度的比值。它反映了化合物在水相和有机相之间的迁移能力，是描述有机化合物在环境中行为的重要物理化学参数，它与化合物的水溶性、土壤吸附常数和生物浓缩因子密切相关。通过对某一化合物分配系数的测定，可提供该化合物在环境行为方面许多重要的信息，特别是对于评价有机物在环境中的危险性起着重要作用。测定分配系数的方法有振荡法、产生柱法和高效液相色谱法。 一、实验目的 1、掌握有机物的正辛醇—水分配系数的测定方法； 2、学习使用紫外分光光度计。 二、实验原理 正辛醇—水分配系数是平衡状态下化合物在正辛醇相和水相中浓度的比值，即： K ow = c o/c w 式中：K ow—分配系数； c o—平衡时有机化合物在正辛醇相中的浓度； c w—平衡时有机化合物在水相中的浓度。 本实验采用振荡法使对二甲苯在正辛醇相和水相中达平衡后，进行离心，测定水相中对二甲苯的浓度，由此求得分配系数。 K ow=（c0V0－c w V w）/ c w V w 式中：c0、c w—分别为平衡时有机化合物在正辛醇相和水相中的浓度； V0、V w—分别为正辛醇相和水相的体积。
三、仪器与试剂 1、仪器 （1）紫外分光光度计 （2）恒温振荡器 （3）离心机 （4）具塞比色管：10mL （5）玻璃注射器：5mL （6）容量瓶：5mL，10mL 2、试剂 （1）正辛醇：分析纯 （2）乙醇：95％，分析纯 （3）对二甲苯：分析纯 四、实验内容及步骤 1．标准曲线的绘制 移取1.00mL对二甲苯于10mL容量瓶中，用乙醇稀释至刻度，摇匀。取该溶液0.10mL于25mL容量瓶中，再用乙醇稀释至刻度，摇匀，此时浓度为400μL/L。在5只25mL容量瓶中各加入该溶液1.00、2.00、3.00、4.00和5.00mL，用水稀释至刻度，摇匀。在紫外分光光度计上于波长227nm处，以水为参比，测定吸光度值。利用所测得的标准系列的吸光度值对浓度作图，绘制标准曲线。 2．溶剂的预饱和 将20mL正辛醇与200mL二次蒸馏水在振荡器上振荡24h，使二者相互饱和，静止分层后，两相分离，分别保存备用。 3．平衡时间的确定及分配系数的测定 （1）移取0.40mL对二甲苯于10mL容量瓶中，用上述处理过的被水饱和的正辛醇稀
普通化学实验指导书 齐鲁理工学院
目录 实验一酸碱比较滴定 (1) 实验二水中钙、镁离子的测定 (4)
实验一酸碱比较滴定 一、实验目的 1．掌握酸碱溶液的配制和比较滴定方法。 2．练习滴定操作技术和滴定终点的判断。 3．掌握滴定结果的数据记录和数据处理方法。 二、实验原理 在酸碱滴定中，酸标准溶液通常是用HCl或H2SO4来配制，其中用得较多的是HCl。如果试样要和过量的酸标准溶液共同煮沸时，则选用H2SO4。HNO3有氧化性并且稳定性较差，故不宜选用。 碱标准溶液一般都用NaOH配制。KOH较贵，应用不普遍。Ba(OH)2可以用来配制不含碳酸盐的碱标准溶液。 市售的酸浓度不定，碱的纯度也不够，而且常吸收CO2和水蒸气，因此都不能直接配制准确浓度的溶液，通常是先将它们配成近似浓度，然后通过比较滴定和标定来确定它们的准确浓度，其浓度一般是在0.01～1 mol·L－1之间，具体浓度可以根据需要选择。 酸碱比较滴定一般是指用酸标准溶液滴定碱标准溶液的操作过程。当HCl和NaOH溶液反应达到等量点时，根据等物质的量规则有： 即 因此，只要标定其中任何一种溶液的浓度，就可以通过比较滴定的结果(体积比)，算出另一种溶液的准确浓度。 三、仪器和试剂 (一)仪器 10mL量筒、500mL量杯、1000mL小口试剂瓶(2只)、酸式和碱式滴定管、锥形瓶（3只）。 (二)试剂 浓HCl、50％NaOH、0.2％甲基红乙醇溶液。
四、实验内容 (－)0.05 mol·L－1（HCl）溶液的配制 用干净的量筒量取浓HCl 4.5mL，倒入1000mL试剂瓶中，用蒸馏水稀释至1000mL，盖上瓶塞，摇匀。 (二)0.05 mol·L－1（NaOH）溶液的配制 用干净的量筒量取澄清的50％NaOH 2.8mL，倒入1000mL试剂瓶中，用无CO2蒸馏水稀释至1000mL，用橡皮塞塞紧，摇匀。 溶液配好后，贴上标签，标签上应注明试剂名称、专业、班级、姓名和配制日期，留待以后实验用（以上酸、碱标准溶液，由两个同学共同配制）。 (三)比较滴定 将酸、碱标准溶液分别装入酸式和碱式滴定管中(注意赶气饱和除去管尖悬挂的液滴)，记录初读数，由碱式滴定管放出约20mLNaOH溶液于锥形瓶中，加入甲基红指示剂1～2滴，用HCl溶液滴至溶液由黄色变为橙色，即为终点。若滴定过量，溶液已经变红，可以用NaOH溶液回滴至溶液变为黄色，再用HCl溶液滴至橙色。准确记录酸式、碱式滴定管的终读数，计算酸碱溶液的体积比（或）。 平行测定三次，每次滴定前，都要把酸式、碱式滴定管装到“0” 刻度或“0”刻度稍下的位置。要求三次测定结果的相对均差小于0.2％。 五、数据记录及计算结果
实验一不同水域水碱度的分析 实验项目性质：设计性实验 所属课程名称：环境化学及实验 实验计划学时： 4学时 水的碱度是指水中所含能与强酸定量作用的物质总量。 水中碱度的来源是多种多样的。地表水的碱度，基本上是碳酸盐、重碳酸盐及氢氧化物含量的函数，所以总碱度被当作这些成分浓度的总和。当水中含有硼酸盐、磷酸盐或硅酸盐等时，则总碱度的测定值也包含它们所起的作用。废水及其他复杂体系的水体中，还含有有机碱类、金属水解性盐类等，均为碱度组成成分。在这些情况下，碱度就成为一种水的综合性特征指标，代表能被强酸滴定的物质的总和。 碱度的测定值因使用的终点pH值不同而有很大的差异，只有当试样中的化学成分已知时，才能解释为具体的物质。对于天然水和未污染的地表水，可直接用酸滴定至pH为8.3时消耗的量，为酚酞碱度。以酸滴定至pH为4.4-4.5时消耗的量，为甲基橙碱度。通过计算，可以求出相应的碳酸盐、重碳酸盐和氢氧根离子的含量；对于废水、污水，则由于组分复杂，这种计算无实际意义，往往需要根据水中物质的组分确定其与酸作用达到终点时的pH值。然后，用酸滴定以便获得分析者感兴趣的参数，并做出解释。 1.方法的选择 用标准酸滴定水中碱度是各种方法的基础。有两种常用的方法，即酸碱指示剂滴定法和电位滴定法。电位滴定法根据电位滴定曲线在终点时的突跃，确定特定pH值下的碱度，他不受水样浊度、色度的影响，适用范围较广。用指示剂判断滴定终点的方法简便快速、适用于控制性试验及例行分析。二法均可根据需要和条件选用。 2.样品保存 样品采集后应在4℃保存，分析前不应打开瓶塞，不能过滤、稀释或浓缩。样品应用于采集后的当天进行分析，特别是当样品中含有可水解盐类或含有可氧化态阳离子时，应及时分析。 实验目的： 1.了解不同水域水碱度的意义
各章复习思考题及综合性模拟题 参考答案 第一章 一、名词解释 1、水质：水及其中杂质所共同表现出来的特征。 2、水质系：水和其中杂质所组成的一切复杂体系。 二、问答题（答题要点） 1、为什么说天然水是包含各种杂质的溶液或浊液？ 答：天然水中溶解了多种盐类、气体和有机物，而且还含有泥沙、粘土颗粒、浮游生物、有机碎片等悬浮物质，所以说天然水是包括各种杂质的溶液和浊液。 2、水生生物与水、水质有何密切关系？（可问老师） 答：主要从水生生物生长、繁殖等与水、水质的关系及养殖生产的产量、质量与水、水质的关系这两个方面另以阐述。 第二章 一、名词解释 1、硬度：单位水体中所含二价和二价以金属离子的总量为水的硬度。 2、暂时硬度：水中的钙、镁的碳酸氢盐在煮沸后即分解成碳酸盐沉淀析出，故相应的硬度又称暂时硬度。 3、永久硬度：钙、镁的硫酸盐、氯化物等，用一般的煮沸方法不能把它们从水中除去，所以又称永久硬度。 4、电导率：在相距1cm用惰性金属制成的平行电极间，电解质溶液有1cm2面上所具有的电导，称为电导率。P32 5、离子活度：离子的有效浓度。P30 6、水的透明度：把透明度板沉入水中，至恰好看不见板面上的白色，此时水的深度即为水的透明度。 7、温跃层：温度随深度增加而迅速降低的水层。 8、水温的正分层：指夏季的上层温度高，下层温度低的分层情况。 9、水温的逆分层：指冬季的上层温度低，下层温度高的分层情况。 10、水温的全同温：指春秋季的上下层温度几乎相同的情况。 二、问答题（答题要点） 1、水的硬度如何分类? 答：单位水体中所含Ca2+、Mg2+的总量称为水的总硬度，按照造成硬度的阳离子的不同，硬度又可分为钙硬度和镁硬度。考虑阴离子组成，硬度可分为碳酸盐硬度（其中钙、镁的碳酸氢盐标定的硬度又称暂时硬度）和非碳酸盐硬度（又称永久硬度）。 2、硬度的常用单位有哪三种？这些单位之间如何相互换算？ 答：常用单位有：mmol（1/2 Ca2+，1/2 Mg2+）·L-1；德国度（0H G）和mg（CaCO3）·L-1三种。 换算关系：1 mmol（1/2 Ca2+，1/2 Mg2+）·L-1=2.804 0H G=50.05 mg（CaCO3）·L-1。 3、鱼池水硬度变化与水生生物的呼吸作用和光合作用有何关系？ 答：光合作用和呼吸作用会引起鱼池水硬度变化：光合作用使硬度减小，呼吸作用使硬度增大。 4、盐度小于24.9的海水，密度最大时的温度比冰点高，在冰下可以保持高于冰点温度的水层；在盐度为24.9的海水中密度最大时的温度与冰点相同：（24.9‰、-1.350C），纯水在3.980C时密度最大。 5、何谓硫酸盐的还原作用？发生硫酸盐还原作用的条件是什么？P56 答：在缺氧环境中，各种硫酸盐还原菌可把SO42-还原成硫化物，这一过程称为硫酸盐的还原作用的，其发生的条件是：（1）缺乏溶氧；（2）有丰富的有机物；（3）SO42-的含量（4）有微生物的参与。 6、硫元素在水体中有哪些转化作用？ 答：硫元素在水体中的转化作用有：氧化作用、还原作用、化学沉淀或吸附沉淀和同化作用及蛋白质分解作用。 7、硫化氢在总硫化物中占的比例与哪些因素有关?为什么pH值降低的毒性增强？P56 答：H2S在总硫化物中占的比例主要与水温、pH值等有关，在硫化物的三种存在形式中，H2S毒性最强，pH下降，硫化氢在总硫化物中占的比例增加，毒性也随之增强。 8、养殖生产中可采取哪些措施防止硫化氢的生成及其毒害作用？P57 答：主要措施有：（1）促进水体垂直流转混合，打破其分层停滞状态，避免底泥、底层水发展为厌气状态。（2）尽可能保持底质、底层水层中性、微碱性（pH值8左右），极力避免底质、底层水呈酸性。(3)施用铁剂，提高底质、底层水中铁含量。（4）避免大量SO42-进入养殖水体。 9、为什么Fe2+、Fe3+、石灰水、黄泥水均可降低水中硫化物的毒性？P57 答：Fe2+、Fe3+可使硫化物转化为硫和硫化亚铁沉淀，黄泥含铁离子也具有此作用，而石灰水会增大水的pH值，降低硫化氢
化学实验指导
实验一粗食盐的提纯 【实验目的】 1、学习提纯粗食盐的原理和方法； 2、掌握溶解、沉淀、常压过滤、减压过滤、蒸发浓缩、结晶等基本操作； 3、了解Ca2+、Mg2+、SO42-等离子的定性鉴定； 4、掌握普通漏斗、布氏漏斗、吸滤瓶、蒸发皿、真空泵的使用； 5、通过粗食盐提纯实验，了解盐类溶解度知识和沉淀溶解平衡原理的应用。 【仪器及试剂】 仪器：烧杯（100mL）、量筒（100mL）、三角架、漏斗架、酒精灯、石棉网、台秤、点滴板、表面皿、蒸发皿、普通漏斗、减压过滤装置一套（布氏漏斗、吸滤瓶、真空泵）、试管、试管架、滤纸、pH试纸； 试剂：HCl(3 mol·L-1)、BaCl2(1 mol·L-1)、NaOH(2 mol·L-1)、Na2CO3(1 mol·L-1)、(NH4)2C2O4(0.5 mol·L-1）、镁试剂、粗食盐、亚硝酸钴钠。 【实验原理】 粗食盐中含有不溶性杂质（如泥沙等）和可溶性杂质（主要是Ca2+、Mg2+、Ba2+、SO42-等），不溶性杂质粗食盐溶解后可过滤除去，可溶性杂质则要用化学沉淀方法除去。处理的方法是：在粗食盐溶液中加入稍过量的BaCl2溶液，溶液中的SO42-便转化为难溶解的BaSO4沉淀而除去。反应方程式为： 2+2- Ba+SO= BaSO↓ 44 然后将溶液过滤，除去BaSO4沉淀。再在溶液中加入NaOH和Na2CO3的混合溶液，Ca2+、Mg2+及过量的Ba2+便生成沉淀。 2+2- Ca+CO= CaCO↓ 33 2+2- Ba+CO= BaCO↓ 33 2+-2- 2Mg+2OH + CO= Mg(OH) CO↓ 3223 过滤后Ba2+和Ca2+、Mg2+都已除去，然后用HCl将溶液调至微酸性以中和OH-和除去CO32-。 -+ OH+H=H O 2
实验四、五水体富营养化程度的评价 许多参数可用作水体富营养化的指标，常用的是总磷和叶绿素-a含量的大小（见表7-1）。 一、实验目的 1. 掌握总磷、叶绿素-a及初级生产率的测定原理及方法。 2. 评价水体的富营养化状况。 二、实验原理和步骤 1. 磷的测定 (1)原理：在酸性溶液中，将各种形态的磷转化成磷酸根离子(PO4 3- )。随之用钼酸铵和酒石酸锑钾与之反应，生成磷钼锑杂多酸，再用抗坏血酸把它还原为深色钼蓝。 砷酸盐与磷酸盐一样也能生成钼蓝，0.1 μg/mL的砷就会干扰测定。六价铬、二价铜和亚硝酸盐能氧化钼蓝，使测定结果偏低。 (2)步骤：①水样处理：移取25 mL水样至50 mL比色管中，加1 mL混合试剂，摇匀后，放置10 min，加水稀释至刻度再摇匀，放置10 min，以试剂空白作参比，用1cm比色皿，于波长880 nm处测定吸光度（若分光光度计不能测定880 nm处的吸光度，可选择710 nm波长）。②标准曲线的绘制：分别吸取10 μg / mL磷的标准溶液0.00、0.50、1.00、1.50、2.00、2.50、3.00 mL于50 mL比色管中，加水稀释至约25 mL，加入1 mL混合试剂，摇匀后放置10 min，加水稀释至刻度，再摇匀，10 min后，以试剂空白作参比，用1 cm 比色皿，于波长880 nm处测定吸光度。 （3）结果处理：由标准曲线查得磷的含量，按下式计算水中磷的含量： 式中，P为水中磷的含量，g/L；Pi为由标准曲线上查得磷含量，μg；V为测定时吸取水样的体积（本实验V=25.00mL）。 2.叶绿素- a的测定 (1)原理：测定水体中的叶绿素-a的含量，可估计该水体的绿色植物存在量。将色素用丙酮萃取，测量其吸光度值，便可以测得叶绿素- a的含量。 (2)实验步骤：将200mL水样经玻璃纤维滤膜（0.46um）过滤，记录过滤水样的体积。将滤纸卷成香烟状，放入刻度试管。加10 mL或足以使滤纸淹没的90%丙酮液，记录体积，在60摄氏度水浴中消煮10分钟（至滤纸消解完全）。将一些萃取液倒入1 cm玻璃比色皿，以试剂空白为参比，分别在波长665 nm和750 nm处测其吸光度；加1滴2 mol/L盐酸于上述两只比色皿中，混匀并放置1 min，再在波长665 nm和750 nm处测定吸光度；结果处理酸化前： A=A665-A750；酸化后： Aa=A665a-A750a；在665 nm处测得吸光度减去750 nm 处测得值是为了校正浑浊液；用下式计算叶绿素- a的浓度（μg/L）：
养殖水环境化学复习资料 养殖13级 第一章天然水的主要理化性质 1、名词解释 （1）海水常量成分恒定性原理：海水的总含盐量或盐度是可变的，但常量成分浓度之间的比值几乎保持恒定。“海水常量成分恒定性原理”又称为“主要成分恒比关系原理”、“海水组成的恒定性原理”、“Marcet原理”和“Dittmar定律”。 （2）离子总量：离子总量是指天然水中各种离子的含量之和。单位：mg/L 、mmol/L或g/kg、mmol/kg。 （3）矿化度：用蒸干称重法得到的无机矿物成分的总量，标准温度：105～110℃，反映淡水水体含盐量的多少。 （4）天然水的依数性：指稀溶液蒸气压下降（Δp），沸点上升（Δt b），冰点下降（Δt f）值都与溶液中溶质的质量摩尔浓度(b)成正比，而与溶质的本性无关。 （5）电导率：为在相距1m（或1cm)，面积为1m2(或1cm2)的两平行电极之间充满电解质溶液时两电极间具有的电导。测定的标准温度为25℃。 （6）补偿深度：有机物的分解速率等于合成速率的水层深度称为补偿深度。 （7）离子强度：是指电解质溶液中参与电化学反应的离子的有效浓度。离子活度（a）和浓度（c）之间存在定量的关系，其表达式为：a=γc·c。 （8）离子活度：衡量溶液中存在离子所产生的电场强度的量度。溶液中离子的浓度越大，离子所带的电荷数越多，粒子与它的离子氛之间的作用越强，离子强度越大。 （9）水体自净：在自然条件下，一方面由于生物代谢废物等异物的侵入、积累导致水体经常遭受污染；另一方面，水体的物理、化学及生物作用，又可将这些有害异物分解转化，降低以至消除其毒性，使受到污染的水体恢复正常机能，这一过程称为水体的“自净作用”。 2、天然水中的常量元素。 海水与淡水中都有的常量元素：阳离子：K+、Na+、Ca2+、Mg2+ 阴离子：HCO-、SO42-、Cl- 淡水中有CO32-，海水中有H4BO4-、Br、Sr。 3、哪些参数能反映天然水的含盐量？相互间的关系？ §常用的有离子总量、矿化度、氯度还有盐度。其中矿化度是用来反映淡水水体含盐量多少的，氯度和盐度是反映海水含盐量多少的。对于海水离子总量、矿化度和盐度三者之间的关系为：总含盐量>离子总量>盐度>矿化度。 4、海水盐度、氯度是怎样定义的？它们之间关系如何？ 答：（1）氯度的原始定义：将1000g海水中的溴和碘以等当量的氯取代后，海水中所含氯的总克数。用Cl‰符号表示。 氯度的新定义：海水样品的氯度相当于沉淀海水样品中全部卤族元素所需纯标准银（原子量银）的质量与该海水样品质量之比的0.3285234倍，用10-3作单位。用Cl 符号表示。 （2）盐度的原始定义：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的质量与海水质量之比，称为盐度。以10-3或‰为单位，用符号S‰表示。与氯度的关系：S‰=0.030+1.8050Cl ‰ 1966年提出的经验公式为：S‰=1.80655Cl ‰ 1978年实用盐度，电导盐度计出现，由电导率测盐度。 5、阿列金分类法如何对天然水分类？为什么硫酸盐与氯化物类的钙组和镁组中没有Ⅰ型水？
磺胺嘧啶锌(Sulfadiazine-Zn) 与磺胺嘧啶银（Sulfadiazine-Ag ）的合成 一、目的要求： 了解拼合原理在药物结构修饰中的应用。 二、实验原理 磺胺嘧啶银为应用烧伤创面的磺胺药，对绿脓杆菌有强的抑制作用，其特点是保持了磺胺嘧啶与硝酸银二者的抗菌作用。除用于治疗烧伤创面感染和控制感染外，还可使创面干燥，结痂，促进愈合。但磺胺嘧啶银成本较高，且易氧化变质，故制成磺胺嘧啶锌，以代替磺胺嘧啶银。其化学名分别为2-（对氨基苯磺酰胺基）嘧啶银（SD-Ag ）、2-（对氨基苯磺酰胺基）嘧啶锌（SD-Zn ），化学结构式分别为： NH 2 SO 2N N N NH 2 SO 2N N N NH 2SO 2N Zn N N 磺胺嘧啶银为白色或类白色结晶性粉末，遇光或遇热易变质。 在水、乙醇、氯仿或乙醚中均不溶。磺胺嘧啶锌为白色或类白色粉末，在水、乙醇、氯仿、或乙醚中均不溶。 合成路线如下： NH 3.H 2O H 2O ++SO 2N N N H NH 2 SO 2N N N NH 4 NH 2 SO 2N N N NH 4 NH 2 2SO 2N N N NH 2 SO 2N N N NH 2SO 2N Zn N N
三、实验方法 （一）磺胺嘧啶银的制备 取磺胺嘧啶5 g，置50 mL烧杯中，加入10% 氨水20 mL溶解。再称取AgNO33.4 g置50 mL烧杯中，加10 mL氨水溶解，搅拌下，将AgNO3-氨水溶液倾入磺胺嘧啶-氨水溶液中，片刻析出白色沉淀，抽滤，用蒸馏水洗至无Ag+反应，得本品。干燥，计算收率。 （二）磺胺嘧啶锌的制备 取磺胺嘧啶5 g，置100 mL烧杯中，加入稀氨水（4 mL浓氨水加入25 mL水），如有不溶的磺胺嘧啶，再补加少量浓氨水（约1 mL左右）使磺胺嘧啶全溶。另称取硫酸锌3 g，溶于25 mL水中，在搅拌下倾入上述磺胺嘧啶氨水溶液中，搅拌片刻析出沉淀，继续搅拌5 min ，过滤，用蒸馏水洗至无硫酸根离子反应（用0.1 M氯化钡溶液检查），干燥，称重，计算收率。 （三）结构确证 1. 红外吸收光谱法、标准物TLC对照法。 2. 核磁共振光谱法。 注释： 合成磺胺嘧啶银时，所有仪器均需用蒸馏水洗净。 思考题： 1. SD-Ag及SD-Zn的合成为什么都要先作成铵盐？ 2. 比较SD-Ag及SD-Zn的合成及临床应用方面的优缺点。
环境化学实验（讲义） 课程英文名称：The e xperiment of Environmental Chemistry 课程总学时：17总学分：0.5 推荐使用教材：自编 一、课程教学目标与基本要求： 《环境化学实验》包括环境分析化学、环境污染化学和污染控制化学三部分内容，重点是环境污染化学部分，着重探讨污染物来源及其在环境介质中的存在形态、浓度水平和迁移、转化与降解等环境行为及其影响因素等。通过《环境化学实验》课程的学习，深化《环境化学》课程讲授的基本知识，促进对环境化学领域研究动态及前沿的理解，掌握研究环境化学问题的基本方法和手段，提高实验数据科学分析能力和实验技能，使学生具备初步的独立科研能力。 二、相关教学环节安排 整个教学环节分为“基础实验”和“综合实验”两个部分，增加了以独立科研能力培养为目标的“综合实验”环节。在此环节中，教师设计了多个研究题目供学生参考选择，要求学生在查阅文献的基础上，写出开题报告，并在教师的配合下自行设计实验方案、自行准备实验所需的材料。在研究过程中，实验室（包括仪器设备）向学生开放，在教师的配合下，学生自主进行实验活动。在学期末，学生应完成一篇符合规范的研究论文。 三、课程的主要内容及学时分配 第一部分基础实验 1、有机物的正辛醇—水分配系数5学时 第二部分综合实验 2、水中重金属的污染评价6学时 3、海洋沉积物中砷的污染分析6学时 四、考试要求 依据平时实验进行情况进行考查（包括预习和知识准备情况、实验过程中操作动手能力及判断和解决问题能力、对实验得到的数据结果进行科学思考能力、实验报告的写作水平等）。 五、学习参考书： 1、环境化学实验．董德明，朱利中主编．北京：高等教育出版社，2002． 2、环境化学实验．康春莉，徐自力和冯小凡主编．长春：吉林大学出版社，2000． 3、环境化学实验．孔令仁主编．南京：南京大学出版社，1990． 4、土壤农业化学分析方法．鲁如坤主编．中国农业科技出版社，2000． 实验一有机物的正辛醇—水分配系数
化学实验指导 实验一粗食盐的提纯 【实验目的】 1、学习提纯粗食盐的原理和方法； 2、掌握溶解、沉淀、常压过滤、减压过滤、蒸发浓缩、结晶等基本操作； 3、了解Ca2+、Mg2+、SO42-等离子的定性鉴定； 4、掌握普通漏斗、布氏漏斗、吸滤瓶、蒸发皿、真空泵的使用； 5、通过粗食盐提纯实验，了解盐类溶解度知识和沉淀溶解平衡原理的应用。 【仪器及试剂】 仪器：烧杯（100mL）、量筒（100mL）、三角架、漏斗架、酒精灯、石棉网、台秤、点滴板、表面皿、蒸发皿、普通漏斗、减压过滤装置一套（布氏漏斗、吸滤瓶、真空泵）、试管、试管架、滤纸、pH试纸； 试剂：HCl(3 mol·L-1)、BaCl2(1 mol·L-1)、NaOH(2 mol·L-1)、Na2CO3(1 mol·L-1)、(NH4)2C2O4 mol·L-1）、镁试剂、粗食盐、亚硝酸钴钠。 【实验原理】 粗食盐中含有不溶性杂质（如泥沙等）和可溶性杂质（主要是Ca2+、Mg2+、Ba2+、SO42-等），不溶性杂质粗食盐溶解后可过滤除去，可溶性杂质则要用化学沉淀方法除去。处理的方法是：在粗食盐溶液中加入稍过量的BaCl2溶液，溶液中的SO42-便转化为难溶解的BaSO4沉淀而除去。反应方程式为： 然后将溶液过滤，除去BaSO4沉淀。再在溶液中加入NaOH和Na2CO3的混合溶液，Ca2+、Mg2+及过量的Ba2+便生成沉淀。 过滤后Ba2+和Ca2+、Mg2+都已除去，然后用HCl将溶液调至微酸性以中和OH-和除去CO32-。 少量的可溶性杂质（如KCl），由于含量少，溶解度又很大，在最后的浓缩结晶过程中，绝大部分仍留在母液中而与氯化钠分离。 【实验步骤】 1、粗食盐提纯：
活性炭吸附实验 1.实验目的 ①了解活性炭的吸附工艺及性能 ②掌握用实验方法(含间歇法、连续流法)确定活性炭吸附处理污水的设计参数的方法。 2．实验装置及材料 (1)间歇式活性炭吸附装置间歇式吸附用用三角烧杯，在烧杯内放入活性炭和水样进 行振荡。 (2)连续式活性炭吸附装置连续式吸附采用有机玻璃柱D25mm×1000mm，柱内500~750mm高烘干的活性炭，上、下两端均用单孔橡皮塞封牢。各柱下端设取样口。装置具体结构如图4—10所示。 (3)间歇与连续流实验所需的实验器材 ①振荡器(1台)。 ②有机玻璃柱(3根D25mm×1000mm) ③活性炭。 ④三角烧瓶(2个，500mL) ⑤COD测定装置。 ⑥配水及投配系统。 ⑦酸度计(1台)。 ⑧温度计(1只)。 ⑨漏斗(6个)。 ⑩定量滤纸。 3.实验步骤 (1)间歇式吸附实验 ①将活性炭放在蒸馏水中浸泡24h，然后在10 5℃烘箱内烘24h，再将烘干的活性炭研 碎成能通过270目的筛子(0.053mm孔眼)的粉状活性炭。 ②测定预先配制的废水水温、pH值和COD。 ③在5个三角烧瓶中分别加入100mg、200mg、300mg、400mg、500mg粉状活性炭。 ④在每个烧瓶中分别加入同体积的废水进行搅拌。一般规定，烧瓶中废水COD(mg／L) 与活性炭浓度(mg/L)比值为0.5—5.0。 ⑤将上述5个三角烧瓶放在振荡器上振荡，当达到吸附平衡时即可停止。（振荡时间一般为30min以上)。 ⑥过滤各三角烧瓶中废水，并测定COD值， 上述原始资料和测定结果记入表4—11。 (2)连续流吸附实验 ①配制水样或取自实际废水，使原水样中含COD约l00mg/L，测出具体的COD，pH 值、水温等数值。 ②打开进水阀门，使原水进入活性炭柱，并控制为3个不同的流量(建议滤速分别为 5 m／h，l 0 m／h，15 m／h) ③运行稳定5min后测定各活性炭出水COD值。 ④连续运行2—3h，每隔30min取样测定各活性炭柱出水COD值一次。
海南大学 综合实验报告 题目：东坡湖水质综合评价及不同深度的水质对比作者：杨志杰 指导教师：王世锋 专业班级： 13级水产养殖学2班
学号： 20132111310086 时间：二○一五年六月十日 水化综合实验报告 项目名称：东坡湖水质综合评价及不同深度的水质对比项目小组成员姓名及学号：杨志杰20132111310086 占家鸿20132111310093 杨菲20132111310085 徐磊20132111310084 报告人姓名及学号：杨志杰20132111310086
2015 年 6 月10 日
东坡湖水质综合评价及不同深度的水质对比 一、实验概述 从事渔业生产、科学研究和环境保护时经常要对特定水域的水化学环境进行调查与监测，以便了解该水域环境状况。我们水产专业的大学生更应该特别重视水环境的质量。 任何调查和监测都是用极少数的水样代表所调查水域的整体状况。因此，所采集水样能否准确全面的反映所调查水体的整体状况十分重要。渔业水域水质调查和监测的首要任务是获得有代表性的水样。获得最具代表的水样关键是采样点的选择，采样点的布设是根据调查监测目的、水资源的利用情况及污水与天然水体的混合情况等因素选定，原则是用最小的工作量取得最有代表性的数据。调查一般采用网格式布站，池塘通常在池的四角离岸3米处和池中心采样。 但由于条件的限制和对自身安全的考虑，不能取到深度跨越更大的水样，仅能以海南大学东坡湖分别为表层水（0米）、0.5米和1米作为我们此次实验的水样。虽然不是很准确但是仍能大概反应此东坡湖分层的水质情况。我们采完水样后，立刻对其进行水样分析，因此无须考虑到水样的储存，可以减少此实验步骤。 二、实验目的 1.了解海南大学东坡湖水质的基本情况，掌握养殖水化学环境评价标准及评价方法，进一步巩固所学知识； 2.准确指出水质的状况以及将来的发展趋势，以便为该水域的保护和合理开发利用提供科学依据；
分析化学实验指导
实验一、分析化学实验基础知识 一、实验的目的： 1.验证化学的基本原理、基本知识，巩固、加深、拓展理论知识的学习； 2.掌握实验的基本技能、基本操作，培养分析问题、解决问题的能力； 二、实验的程序： 实验前的预习－实验中的操作－实验后的报告－实验结束考试 三、实验预备知识： （一）误差及误差的表示方法 1.误差—实验测定结果与客观存在的真实结果之间的差值 （注—真实结果：理论真值、约定真值、相对真值等） 2.表示方法 （1）绝对误差=测定结果－真实结果 （2）相对误差=绝对误差/真实结果×100% 误差反映测定结果的准确度；误差是客观存在的。 3.误差的分类 （1）系统误差—某些固定的经常性的原因所造成的误差。具有单向性、重现性、可测性等特点。 如：砝码腐蚀、试剂（包括蒸馏水）中含有微量被测组分、沉淀反应不完全、化学计量点与滴定终点不一致等。 （2）偶然误差—某些不确定的原因（如气压的微小波动、温度的微小波动、仪器性能的微小波动等）所造成的误差。具有双向性、不确定性、不可测性等特点，但符合统计规律（多次测定结果中：正负误差出现机会/几率相等，大误差出现的机会少，小误差出现的机会多，在消除了系统误差的前提下，多次测定结果的平均值可以代表真实结果） 如：天平零点稍有变化；滴定管最后一位估计不准等。 （二）偏差及偏差的表示方法 1.偏差—多次实验测定结果之间的差值 2.表示方法 （1）绝对偏差=个别测定值－算术平均值 （2）平均偏差=单次测量偏差的绝对值的平均值 （3）相对平均偏差=（平均偏差/算术平均值）×100% 偏差反应测定结果的精密度；精密度是保证准确度的前提条件，但是精密度高的分析结果准确度不一定高，因为分析过程中有可能存在系统误差。 （三）数据记录与数据处理 1.有效数字—只含有一位可疑数字的物理量。 （注—物理量：不仅给出数值，而且反应量度的方法/仪器的准确度） 2.有效数字运算法则 （1）加减法—计算结果保留的小数位数应与原始数据中小数位数最少的数相一致。 如：0.0121+25.64+1.05782=26.71 （2）乘除法—计算结果保留的有效数字位数应与原始数据中有效数字位数最少的数相一致。 如：0.0121×25.64×1.05782=0.328 （3）数字修约—数据处理过程中舍去不必要的有效数字的过程 数字修约规则—四舍六入五留双 被修约数字≤4 舍去 0.52664=0.5266 ≥6 进位 0.36266=0.3627 =50 舍去/进位 =5* 进位 18.0852=18.09 末位为偶数10.2350=10.24;10.2650=10.26 （注意：不能连续修约，如：1.54546=1.5；1.54546≠1.6） （4）线性回归方程的建立 设自变量x1,x2,x3,…x n(如浓度) 应变量y1,y2,y3,…y n(如仪器的信号值：电位、吸光度、峰高、峰面积等)
养殖水环境化学复习资料 The latest revision on November 22, 2020
养殖水环境化学复习资料 养殖13级 第一章天然水的主要理化性质 1、名词解释 （1）海水常量成分恒定性原理：海水的总含盐量或盐度是可变的，但常量成分浓度之间的比值几乎保持恒定。“海水常量成分恒定性原理”又称为“主要成分恒比关系原理”、“海水组成的恒定性原理”、“Marcet原理”和“Dittmar定律”。（2）离子总量：离子总量是指天然水中各种离子的含量之和。单位： mg/L 、mmol/L或g/kg、mmol/kg。 （3）矿化度：用蒸干称重法得到的无机矿物成分的总量，标准温度：105～110℃，反映淡水水体含盐量的多少。 （4）天然水的依数性：指稀溶液蒸气压下降（Δp），沸点上升（Δt b），冰点下降（Δt f）值都与溶液中溶质的质量摩尔浓度(b)成正比，而与溶质的本性无关。（5）电导率：为在相距1m（或1cm)，面积为1m2(或1cm2)的两平行电极之间充满电解质溶液时两电极间具有的电导。测定的标准温度为25℃。 （6）补偿深度：有机物的分解速率等于合成速率的水层深度称为补偿深度。
（7）离子强度：是指电解质溶液中参与电化学反应的离子的有效浓度。离子活度（a ）和浓度（c ）之间存在定量的关系，其表达式为：a=γc ·c 。 （8）离子活度：衡量溶液中存在离子所产生的电场强度的量度。溶液中离子的浓度越大，离子所带的电荷数越多，粒子与它的离子氛之间的作用越强，离子强度越大。 （9） 水体自净：在自然条件下，一方面由于生物代谢废物等异物的侵入、积累导致水体经常遭受污染；另一方面，水体的物理、化学及生物作用，又可将这些有害异物分解转化，降低以至消除其毒性，使受到污染的水体恢复正常机能，这一过程称为水体的“自净作用”。 2、天然水中的常量元素。 海水与淡水中都有的常量元素：阳离子：K +、Na +、Ca 2+、Mg 2+ 阴离子：HCO -、SO 42-、Cl - 淡水中有CO 32-，海水中有H 4BO 4-、Br 、Sr 。 3、哪些参数能反映天然水的含盐量相互间的关系 §常用的有离子总量、矿化度、氯度还有盐度。其中矿化度是用来反映淡水水体含盐量多少的，氯度和盐度是反映海水含盐量多少的。对于海水离子总量、矿化度和盐度三者之间的关系为：总含盐量>离子总量>盐度>矿化度。 4、海水盐度、氯度是怎样定义的它们之间关系如何
《养殖水化学》入学考试大纲 一、考试说明 1. 参考教材 养殖水环境化学，雷衍之主编，中国农业出版社，2004年第1版 2. 试卷结构（题型）及比例（总计100分） 1）填空（30%） 2）问答题（50%） 3）计算题（20%） 二、考试大纲 1. 考试大纲的性质 养殖水化学是水产养殖、水族科学与技术等专业的专业基础课程，是报考水产养殖、水产动物营养与饲料科学、渔业专业硕士研究生的考试科目之一。为硕士学位考生参加养殖水化学课程考试，明确复习的主要内容和范围，特制定本考试大纲。 2.考试主要内容 绪论 什么是水质？ 水质是由水与其中所含的物质共同呈现的水体特征，其实质是水体中物理、化学、生物诸多复杂过程共同作用的综合结果。 常见水质指标有哪些？ 水质指标是指水样中除去水分子外所含杂质的种类和数量，它是描述水质状况的一系列标准。 水质指标大致可分为：(1)物理指标(嗅味、温度、浑浊度、透明度、颜色等) (2)化学指标[(a)非专一性指标：电导率、pH值、硬度、碱度、无机酸度等；(b)无机物指标：有毒金属、有毒准金属、硝酸盐、亚硝酸盐、磷酸盐等；(c)非专一性有机物指标：总耗氧量、化学耗氧量、生化耗氧量、总有机碳、高锰酸钾指数、酚类等；(d)溶解性气体：氧气、二氧化碳等] (3)生物指标(细菌总数、大肠菌群、藻类等) (4)放射性指标(总α射线、总β射线、铀、镭、钍等)
有些指标用某一物理参数或某一物质的浓度来表示，是单项指标，如温度、pH值、溶解氧等；而有些指标则是根据某一类物质的共同特性来表明在多种因素的作用下所形成的水质状况，称为综合指标，比如生化耗氧量表示水中能被生物降解的有机物的污染状况，总硬度表示水中含钙、镁等无机盐类的多少。 国内常见的水质标准有哪些？ 水质标准是指一定的时间和空间范围内，对水中污染物或污染因子所做的限制性规定。是一定时期内衡量水质状况优劣的尺度和进行水环境规划、评价和管理的依据。 ①《地表水环境质量标准》 ②《地下水环境质量标准》 ③《渔业水质标准》 ④《农业灌溉水质标准》 ⑤《生活饮用水卫生标准》 第一章天然水的主要理化性质 天然水的化学组成；表示天然水中离子含量的指标有哪些？天然水的化学分类法；什么是天然水的依数性？天然水的透光性；水的流转混合作用与水体的温度分布。 第二章天然水的主要离子 硬度的概念、单位及其生态学意义；碱度的组成、单位及其生态学意义；海水常量成分恒定性原理。 第三章溶解气体 水中溶解氧的来源与消耗；天然水中溶解氧的分布变化规律；溶解氧的测定原理及饱和含量、饱和度的计算；溶解氧在水生态系统中的作用；水中二氧化碳系统的组成；水的pH 及缓冲性；二氧化碳系统的重要性；水中硫化氢的产生及其对水生生物的影响。 第四章营养元素 营养盐与藻类的关系；米氏方程；氮元素的存在形态；氮的来源和转化；有毒氮元素的形式有哪些？非离子氨的求算；磷元素的存在形态；磷的迁移转化规律；硅及其他微量营养元素的存在形态、在水中的含量及其与水生生物的关系；富营养化的概念、成因与解决办法。 第五章有机物质 有机物的种类和含量；反映有机物含量的水质指标有哪些？耗氧有机物的种类、来源及其在水中的变化；腐殖质；持久性有机物的种类、来源、危害、生物富集；有机物与水生生
化学实验指导文件编码（TTU-UITID-GGBKT-POIU-WUUI-0089）
吸热反应与放热反应 实验目的：了解化学反应的热效应。 实验原理：化学反应一般涉及分子的重组，若拆开反应物分子中化学键所耗的总能量，大于形成生成物分子中化学键所放出的总能量，该反应系吸热反应，反之，则为放热反应。我们可以通过观察由ELAB绘制温度--时间曲线，明显地区分这两类反应。 反应案例：放热反应：Zn+CuSO4=Cu+Zn SO4 吸热反应：Ba（OH） 2+2HN4Cl=BaCl2+2H2O+2NH3 实验器材：150ml烧杯，温度传感器，胜昔ELAB数字实验系统、相应实验药品，试剂。 实验装置见图 模板要素：SS0接温度传感器、连续采样、采样频率 1Hz、采样时间60s、Y轴—温度（无点连线），X轴—时间。 实验步骤：
1、连好系统（即连好计算机和数据采集器，将温度传感器插入有线插口1。下同）； 2、打开实验软件，调用“化学反应的热效应”实验模板； 3、在烧杯中注入30ml 10% CuSO4溶液，再加入一药匙锌粉； 4、点击“开始采集”。以温度传感器金属探头为搅拌棒伸入反应液中搅拌； 5、到点后，系统自动停止采集，一条明显随时间上升的温度曲线，即得。 6、清洗探头、烧杯。 7、在烧杯内加5g Ba（OH）2固体和5g HN4Cl固体；滴几滴水。 8、重复4-6。一条明显随时间下降的温度曲线即得。 9、点击“保存数据”（起一个属于自己的文件名） 实验结果图：
二、中和热 实验目的：测定中和热 实验原理：中和反应是放热反应，中和热指在较稀溶液 中，酸碱中和反应生成1摩尔水所放出的能 量，实验表明中和热的大小与采用的（强） 酸，（强）碱种类无关。 实验器材：塑料质量热器（内筒容积大于100ml），温度传感器 LHCl LNaOH 模板要素：SS0接温度传感器、连续采样、采样频率 1Hz、采样时间70s、 Y轴—温度（无点连线）、
常用实验操作技术 （一）浸渍法操作 冷浸法取药材粗粉，置适宜容器中，加入一定量的溶剂如水、酸水、碱水或稀醇等，密闭，时时搅拌或振摇，在室温条件下浸渍1～2天或规定时间，使有效成分浸出，滤过。药材再加入适量溶剂浸泡2～3次，使有效成分大部分浸出。然后将药渣充分压榨、滤过，合并滤液，经浓缩后可得提取物。 温浸法具体操作与冷浸法基本相同，但温浸法的浸渍温度一般在40～60℃之间，浸渍时间短，却能浸出较多的有效成分。由于温度较高，浸出液冷却后放置贮存常析出沉淀，为保证质量，需滤去沉淀后再浓缩。 （二）渗漉法操作 1．渗漉装置常用的渗漉装置（实图-2），渗漉筒一般为圆柱形或圆锥形，筒的长度为筒直径的2～4倍。渗漉提取膨胀性不大的药材时用圆柱形渗漉筒；圆锥形渗漉筒则用于膨胀性大的药材渗漉提取。 2．操作方法将药材粗粉放在有盖容器内，再加入药材粗粉量60％～70％的浸出溶剂均匀湿润后，密闭，放置15分钟至数小时，使药材充分膨胀后备用。另取脱脂棉一团，用浸出液润湿后，铺垫在渗漉筒的底部，然后将已湿润膨胀的药材粗粉分次装入渗漉筒中，每次装药后，均须摊匀压平。松紧程度视药材质地及浸出溶剂而定，若为含水量较多的溶剂宜压松些，含醇量高的溶剂则可压紧些。药粉装完后，用滤纸或纱布将药材面覆盖，并加一些玻璃珠或碎瓷片等重物，以防加入溶剂时药粉被冲浮起来。然后向渗漉筒中缓缓加入溶剂，并注意应先打开渗漉筒下方浸液出口之活塞，以排除筒内空气，待溶液自下口流出时，关闭活塞。流出的溶剂应再倒回筒内，并继续添加溶剂至高出药粉表面数厘米，加盖放置24～48小时，使溶剂充分渗透扩散。开始渗漉时，漉液流出速度如以1000g药粉计算，每分钟流出1～3ml或3～5ml为宜。渗漉过程中需随时补充新溶剂，使药材中有效成分充分浸出。渗漉溶剂的用量一般为1∶4～8（药材粉末∶渗漉溶剂）。 实图-2渗漉装置