第一章
水产养殖与水环境污染
1、概念
(1) 渔业
是指鱼、虾、贝、藻等水生动植物的养殖、捕获、加工或销售的工业或职业。
(2) 水产养殖业
包括海水养殖和淡水养殖，是人类利用海水与淡水养殖水域，采取改良环境、清除敌害、人工繁育与放养苗种、施肥培养天然饵料、投喂饵料、调控水质、防治病害、设置各种设施与繁殖保护等系列科学管理措施，促进养殖对象快速生长发育，最终获得鱼类、虾蟹类、贝类与棘皮动物、藻类及两栖类于爬行类等水产品的生产事业。
(3) 污染
污染是指任何人类活动所导致的空气、水、土壤、海洋、湖泊、森林或城市环境的物理、化学、或生物学性能的改变，从而导致社会经济的病态效应。水产养殖本身可以被污染，也可以导致污染。
2、回答问题
(1) 图示集约化水产养殖产生废物的工业模型。
(2) 图示采用环境技术转化废物为资源的生态养殖。
(3) 生态养殖系统具有的特征。
1)、保护自然生态系统的形态和功能；
2)、大多数能源来自可再生的资源，如太阳能、风、水、生物量；
3)、是蛋白质的生产者，依靠低值的动植物蛋白作为饲料；
4)、不产生营养物和化学污染；
5)、进行营养物循环利用和再生的系统研究；
6)、生态系修复和强化计划；
7)、与农业结合；
8)、不使用对人体有害或对生态系统健康产生影响的化学品或抗生素；
9)、养殖本地或长期居住的土著生物种类；
10)、发展强化型渔业；
11)、全球伙伴关系，形成世界性信息。
(4) 与水产养殖有关的环境问题。
水产养殖产生的有机性废物可以造成水域富营养化。细菌数量增加，降低氧气含量，发展赤潮或藻类水华，恶臭，鱼类异味，水不能饮用，等。
水产养殖用药还可以对水域产生各种生态毒理学效应。如急慢性毒性、生物区系改变，等。
(5) 集约化水产养殖系统中来源于饲料的废物。
1)、未被摄食的残饵，即食物废物；
第三章：水环境化学——污染物存在形态
一、水和水分子结构的特异性
二、天然水的基本特征
1、天然水的组成（离子、溶解气体、水生生物）
2、天然水的化学特征
3、天然水的性质
4、天然水指标
三、水中污染物的分布和存在形态
1、20世纪60年代美国学者曾把水中污染物大体划分为八类：
> ①耗氧污染物（一些能够较快被微生物降解成为二氧化碳和水的有机物）;
> ②致病污染物（一些可使人类和动物患病的病原微生物与细菌）；
> ③合成有机物；
> ④植物营养物；
> ⑤无机物及矿物质；
> ⑥由土壤、岩石等冲刷下来的沉积物；
> ⑦放射性物质；
> ⑧热污染。
2、污染物毒性取决于形态
•这些污染物进入水体后通常以可溶态或悬浮态存在，其在水体中的迁移转化及生物 可利用性均直接与污染物存在形态相关。例如，水俣病就是食用了含有甲基汞的鱼 所致。重金属对鱼类和其他水生生物的毒性，不是与溶液中重金属总浓度相关，主 要取决于游离（水合）的金属离子，对镉则主要取决于游离Cd2+浓度，对铜则取决于 游离CU2+及其氢氧化物。而大部分稳定配合物及其与胶体颗粒结合的形态则是低毒 的，不过脂溶性金属配合物是例外，因为它们能迅速透过生物膜，并对细胞产生很 大的破坏作用。
•近年来的研究表明，通过各种途径进入水体中的金属，绝大部分将迅速转入沉积物 或悬浮物内，因此许多研究者都把沉积物作为金属污染水体的研究对象。目前已基 本明确了水体固相中金属结合形态通过吸附、沉淀、共沉淀等的化学转化过程及某 些生物、物理因素的影响。由于金属污染源依然存在，水体中金属形态多变，转化 过程及其生态效应复杂，因此金属形态及其转化过程的生物可利用性研究仍是环境 化学的一个研究热点。
3、难降解有机物和金属污染物
环境中有机污染物的种类繁多，其环境化学行为至今还知之甚少。一些全球性污染物如 多环芳烃、有机氯等，一直受到各国学者的高度重视。特别是一些有毒、难降解的有机 物，通过迁移、转化、富集或食物链循环，危及水生生物及人体健康。这些有机物往往 含量低，毒性大，异构体多，毒性大小差别悬殊。
1 第三章 水环境化学
教学题目 第二节 水中无机污染物的迁移转化
教学重点 天然水的PE值及相关计算 无机污染物的配合作用
教学难点 天然水的PE值及相关计算
教学类型 新课 教学课时 2
教 学 内 容 教 法
提 示
（2）铁体系的pE-pH图
pE-pH图也是表示溶液中平衡关系的一种有效手段。利用pE-pH图可以判断在一定的pE或pH值的条件下，某种元素的存在形式以及得失电子或质子的能力的大小。下面我们来看铁体系pE-pH图（图3-17）的绘制、含义和应用。
已知：体系中溶解态铁的总浓度为1.0×10-5mol/L，体系中存在着如下的平衡关系式：
(1)Fe(OH)3(S) K1 Fe3++3OH- KSP=9.1×10-39
(2) Fe(OH)2(S) K2 Fe2++2OH- KSP=8.0×10-16
(3)Fe3++e K3 Fe2+ pE0=13.2 上节课内容总结
重点介绍天然水的PE值及相关计算
简单介绍水天然水的决定电势及无机污染物的配合作用
图3-17 水中铁的PE-PH图1234567-12-10-8-6-4-2024681012141618202202468101214 2 (4) Fe(OH)3+e K4 Fe2++3OH-
(5)Fe(OH)3+e K5 Fe(OH)2+OH-
首先铁体系的pE-pH图应该位于水的氧化限度和还原限度之间，这样体系才能够稳定存在。
由方程（1）可知：[Fe3+][OH-]3=9.1×10-39
等式两端取对数，代入KW=[H+][OH-]=10-14，整理后得：
pH=2.99
1 第三章：水环境化学——天然水的性质
第三章：水环境化学——天然水的基本特征以及污染物存在形态
一、水和水分子结构的特异性
二、天然水的基本特征
1、天然水的组成（离子、溶解气体、水生生物）
2、天然水的化学特征
3、天然水的性质
（1）碳酸盐系统
（2）酸度和碱度
（3）天然水的缓冲能力
缓冲溶液能够抵御外界的影响，使其组分保持一定的稳定性，pH缓冲溶液能够在一定程度上保持pH不变化。
天然水体的pH值一般在6-9之间，而且对于某一水体，其pH几乎保持不变，这表明天然水体具有一定的缓冲能力，是一个缓冲体系。
一般认为各种碳酸盐化合物是控制水体pH值的主要因素，并使水体具有缓冲作用。但最近研究表明，水体与周围环境之间发生的多种物理、化学和生物化学反应，对水体的pH值也有着重要作用。
但无论如何，碳酸化合物仍是水体缓冲作用的重要因素。因而，人们时常根据它的存在情况来估算水体的缓冲能力。
对于碳酸水体系，当pH<8.3时，可以只考虑一级碳酸平衡，故其pH值可由下式确定：
][][lg3*321HCOCOHpKpH
如果向水体投入△B量的碱性废水时，相应由△B量H2CO3*转化为HCO3-，水体pH升高为pH＇,则：
BHCOBCOHpKpH][][lg3*321＇
水体中pH变化为△pH=pH＇-pH，即： 2 ][][lg][][lg3*323*32HCOCOHBHCOBCOHpH
由于通常情况下，在天然水体中，pH=7左右，对碱度贡献的主要物质就是[HCO3-]，因此经常情况下，可以把[HCO3-]作为碱度。若把[HCO3-]作为水的碱度，[H2CO3*]作为水中游离碳酸[CO2]，就可推出：
△B=[碱度][10△pH-1]/(1+K1×10pH+△pH)
△pH即为相应改变的pH值。
在投入酸量△A时，只要把△pH作为负值，△A=-△B,也可以进行类似计算。
