水域环境学

1 第一单元 （绪论、1～3章） 一、名词解释 1. 大气圈 大气圈指覆盖整个地球，随地球运动的空气层。 2. 水圈 狭义“水圈”是指海洋与陆地各种贮水水体，包括海洋、江河、湖泊、冰盖、地下水、沉积物中的间隙水等、广义的“水圈”则还包括其他各圈层中存在的水 3. 生物圈 生物生存在三个圈的部分空间中，主要集中在水圈、岩石圈与大气圈的相邻部分 4. 水质系 水及其中溶存的物质构成的体系 二、问答 1. 简述天然水中的主要成分有哪些？复杂性表现在什么地方。 主要成分有天然溶存物质、人工源污染物质和水 复杂性表现在： （1） 水中含有的物质种类繁多，含量相差悬殊。 （2） 水中溶存物质的分散程度复杂。 （3） 存在各种生物 第一章 天然水的主要理化性质 一、名词解释 1.离子总量 离子总量是指天然水中各种离子的含量之和，常用mg/L、mmol/L或g/kg、mmol/kg单位表示。 2.矿化度 一定量的过滤水样在105～110℃条件下蒸干得到的固定物质的总重量。 3.氯度 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。 4.盐度 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，以10-3或‰为单位，用符号S‰表示。 五、问答 1.简述如何按主要离子成分将水进行分类（阿列金分类法） （1）根据含量最多的阴离子将水分成三类 碳酸盐类、硫酸盐类和氯化物类。 （2）在类下再根据含量最多的阳离子将水分成三组 钙组、镁组与钠组 （3）根据阴、阳离子含量的比例关系将水分为四个型 弱矿化水、混合起源水、具有很高矿化度的混合起源的水、不含HCO3 –的水。 2.简述水的流转混合作用 对于一般的湖泊池塘，引起水体流转混合的主要因素有两个方面，一是风力引起的涡动混合，一是因密度差引起的对流混合。 六、论述题 试论述水温四季分布的特点。温跃层与水产养殖的关系 1. 冬季的逆分层期 水温随深度增加而缓慢升高，到底层水温可以达到或小于密度最大时的温度。 2. 春季全同温期 水温在密度最大的温度以下时，温度的升高会使密度增大，表层温度较高的水就会下沉，下面温度较低的水就会上升，形成密度流。 3. 夏季正分层期（停滞期） 由于太阳辐射能量的绝大部分在表层约1m的水层被吸收，并且主要加热表面20cm的水层。如无对流混合作用，水中热量往下传播很慢（水的导热性小），夏季或春季如遇连续多天的无风晴天，就会使表层水温有较大的升高，这就增加了上下水混合的阻力。 4. 秋季的全同温期 进入秋季，气温转凉，气温低于水温，表层水温要下降，密度增大， 2

表层以下水温较高，密度较小，此时即发生密度环流。加上风力的混合作用，使温跃层以上的水层不断降温，直至温跃层消失，出现上下温度基本相同的秋季全同温状态。 温跃层一旦形成，就像一个屏障把上下水层隔开，使风力混合作用和密度对流作用都不能进行到底。夏季上层丰富的氧气不能传输到下层，下层丰富的营养盐也不能补充给上层。久而久之，富营养化水体下层可能出现缺氧。上层缺乏营养盐，对鱼类及饵料生物的生长均不利。温跃层形成以后，较大的风力可以使温跃层向下移动。较前水体的温跃层就可能消失。 第二章 天然水的主要离子 一、名词解释 1硬度 指水中二价及多价金属离子含量的总和。 2.碱度 反映水结合质子能力，也就是水与强酸中和能力的一个量 3碳酸盐硬度（暂时硬度） 指水中与HCO3-及CO32-所对应的硬度。 5. 非碳酸盐硬度（永久硬度） 对应于硫酸盐和氯化物的硬度，即由钙镁的硫酸盐、氯化物形成的硬度。 四、问答 1.简述海水主要离子组成的恒定性原理及形成原因 海水中的主要成分的含量比例几乎是恒定的，只是盐分含量总值不同。大洋海水通过潮汐、环流、垂直流及风浪长期不断的混合作用，使主要成分混合均匀，且因水体体积大，各种变化因素都很难明显改变各成分的比例关系。 2. 简述碱度与水产养殖的关系。 养鱼用水需要有一定的碱度，碱度过高又有害 （1） 降低重金属的毒性 （2） 调节CO2的产耗关系、稳定水的pH （3） 碱度过高对养殖生物的毒害作用。 3. 简述硫在水中的转化 （1） 蛋白质分解作用 （2） 氧化作用 （3） 还原作用 ○1缺乏溶氧 ○2含有丰富的有机物 ○3有微生物参与 ○4硫酸根离子的含量 （4） 沉淀与吸附作用 第三章 溶解气体 一、名词解释 1.气体的溶解度 在一定条件下。某气体在水中的溶解达到平衡以后，一定量的水中溶解气体的量，成为该气体在所指定条件下的溶解度 2.气体饱和度 在一定的溶解条件下（温度、压力、含盐量）气体达到溶解平衡以后，1L水中所含该气体的量 四、问答 1.简述影响气体在水中的溶解度的因素 温度 一般温度升高气体在水中的溶解度降低 含盐量 当温度、压力一定时，水含盐量增加，会使气体在水中的溶解度降低 气体分压力 在温度与含盐量一定时，气体在水中的溶解度随气体的分压增加而增加。 2.简述影响气体溶解速率的因素。 3

（1）气体的不饱和程度 水中气体含量与饱和含量相差越远，气体由气相溶于液相的速度就越快 （2）水的单位体积表面积 在同样的不饱和程度下，显然是单位体积表面积大的，浓度增加快。 （3）扰动状况 增加液相内部的扰动作用，把已溶有较多气体靠近界面的水移向深部，把深度含溶解气体较少的水移向界面，可提高溶解速率。 3.简述水中氧气的来源与消耗（水中的增氧因子与耗氧因子） ○1物理作用○2.生物作用 来源：（1）空气的溶解（2）光合作用（3）补水 消耗：（1）鱼、虾等养殖生物呼吸（2）水中微型生物耗氧（3）底质耗养（4）逸出 4. 简述气体溶解速率中的双膜作用。 （1） 靠湍流从气相主体内部达到气膜 （2） 靠扩散穿过气膜到达气－液界面，并溶于液相。 （3） 靠扩散穿过液膜 （4） 靠湍流离开液膜进入液相内部。 第五章 天然水中的生物营养元素 一、名词解释 1.活性磷化合物 凡能与酸性钼酸盐反应的，包括磷酸盐、部分溶解态的有机磷、吸附在悬浮表面的磷酸盐以及一部分在酸性中可以溶解的颗粒无机磷等，统称为活性磷化合物 2.有效磷 磷化合物中，能被水生物植物直接吸收利用的部分成为有效磷 3.活性硅酸盐 一般把能与钼酸铵试剂反应而被测出的部分硅化合物称活性硅酸盐。 4.必需元素 某些元素被证明至少是某种生物所必需的，则该元素称为必需元素。 5.常量必需元素 在必需元素中，需要量大的称为常量必需元素。 6.微量必需元素 在必需元素中，需要量很少的称为微量必需元素。 四、问答 1.水生植物吸收营养元素速度方程——米氏方程中Km有何意义？ 对于藻类从水中吸收营养盐的生物化学反应，半饱和常数Km值，它反映酶对底物的亲和力，Km值小，表明酶对底物的亲和力强，即当较低的[S]时，V就可达较高值；Km大，表明底物与酶结合不稳定，要达到较高吸收速率所需的[S]较高。Km可用于比较不同浮游植物吸收营养盐能力的大小。在光强、水温及其他条件适宜而营养盐含量较低时，Km值越小的浮游植物越容易发展成为优势种，Km值大的浮游植物则会缺乏营养盐而生长受到限制。 2.举例说明水中微量营养元素的作用。 铜与锌都是植物生长必不可少的微量营养元素，均在数种酶中起决定性作用。铜在叶绿素合成中起主要作用，锌则参与了植物体中生长素（吲哚乙酸）的合成。 铜和锌也是动物不可缺少的元素。 3.简述参与天然水中磷循环的各种因素。 （1）生物有机残体的分解矿化 （2）沉积物的释放 （3）水生生物的分泌与排泄 （4）水生植物的吸收利用 （5）若干非生物学过程 4.简述硅酸盐在水中的分布特点 海水中硅酸盐的含量，随着季节的变化，其浓度可相差100倍以上。在春季硅藻等浮游植物繁茂的季节，有时甚至可低于0.3umol/L。而在冬季生物死亡后，可通过溶解作用使硅的含 4

量得到恢复。由于生活在海水上层的浮游植物死亡后的下沉和腐解，生物体内硅的重新溶解过程多在下层海水中进行，所以硅酸盐在海水中的浓度一般随着深度的增大而增大，底层海水可达1000umol/L以上。尽管海水中硅的浓度是不饱和的，但由于在悬浮状含硅有机物周围吸附着阳离子，使溶解过程变得十分缓慢，未溶解的硅随着生物体一起下沉到海底而成为硅质沉积。 五、论述题 1.天然水中无机氮的分布变化。 （1）海水 海水中无机氮受生物因素和水文状况的影响，随海区深度和季节的不同而有很大的差别。在空间分布方面，一般近岸无机氮含量较远岸的外海高，NO2-－N通常只出现在浅海和底层海水中。 （2）江河、湖泊、水库和池塘 河水中含氮无机化合物主要来自大气降水、耕地施肥和生物污水。湖泊中无机化合态氮的年变化规律与河水相似，但在夏季由于水温的明显分层，水体的垂直稳定性增强，在底层由于有机物的分解，无机氮含量明显高于表层。 第六章 水中的有机物 一、名词解释 1.化学需氧量（COD） 在一定条件下，用强氧化剂氧化水中有机物时所消耗的氧化剂的量，以氧的mg/L为单位表示。 2.腐殖质 在自然水域和土壤中，尤其是泥炭和腐泥中广泛分布着一些分子组成性质较为稳定的一类有机化合物。 3.富集 生物对某种物质在吸收后，在体内积累的一种表现。 五、简答题 1.简述BOD、COD和TOC的联系和区别。 生化需氧量（BOD）是指耗氧条件下，单位体积水中需氧物质生化分解过程中所消耗的溶解氧的量。 化学需氧量（COD）是在一定条件下，用强氧化剂氧化水中有机物时所消耗的氧化剂的量，以氧的mg/L为单位表示。 总有机碳（TOC）是以碳的含量表示水中有机物总量的综合指标。 TOD、COD、BOD和TOC之间有一定的相关性，例如水体中BOD常与COD呈一致性变化趋势，并与TOD成正相关。 2.腐殖质分为哪几种？通过哪些途径对水质产生影响？ 根据其在碱和酸溶液中的溶解特性划分为三类：胡敏酸（或称腐殖酸）、富里酸（或称富啡酸）、胡敏素（或称腐黑物） 腐殖质对水质的影响 （1） 腐殖质的吸附作用 （2） 天然水体中的腐殖质与饮水氯代烃污染 （3） 腐殖质对水体其他性质的影响 ○1腐殖质的缓冲作用○2染色作用○3絮凝作用○4氧化还原作用 第七章 水环境污染及其生态效应 一、名词解释 1.毒物 在一定条件下，较小浓度或剂量就能引起生物机体功能性或器质性损伤的化学物质，或剂量虽微，但积累到一定的量，就能干扰或破坏生物机体正常生理功能，引起暂时或永久性的病理变化，甚至危及生命的化学物质 2.中毒 生物体受到毒物作用引起功能或器质性改变后会出现疾病状态 3.半致死浓度（LC50） 在一定时间内以生物机体死亡为标准而确定的水中外来化合物的浓