养殖水环境化学考试资料

养殖水环境化学考试资料 养殖水环境化学 Chapter 1 天然水的主要理化性质 1、概念 ? 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。 ? 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。 ? 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。 ? 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。 ? 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 。 ? 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(Δtf)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。 ? 标准海水:氯度值被准确测定了的大洋海水，用作测定其它海水的盐度或氯度的标准。 ? 人工海水:模拟海水常量组分的浓度，采用纯的化学试剂，用蒸馏水配置而成，其组成与天然海水近似，故称人造海水。 它不含有天然海水所有的悬浮物和有机物质。 ? 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?。 ? 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。 2、哪些参数能反映天然水的含盐量,相互间的关系, 答: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:离子总量〉矿化度〉盐度。 3、含盐量与养殖生产的关系 答:(1)天然水的含盐量相差悬殊:含盐量低的，离子总量每升只有数十毫克，含盐量高的，离子总量每升则可达数十克甚至数百克。 (2)水生生物有一定的适应盐幅，超过了生物的范围，生物就会“渴死”或者“胀死” (3)淡水鱼类适应的盐幅与pH和碱度有关 (4)鱼类对盐度的适应范围与个体发育的不同阶段有关 (5)海水贝类、虾类、蟹类不同发育阶段对盐度要求不同 (6)一类广盐性生物，其渗透调节能力很强 但是需要注意的是: 鱼的耐盐限度同盐分的组成有关。例如含HCO3-、CO32-较多的水，含K+较多的水，鱼和多种其他生物对这类水的盐度耐受极限将显著降低。 为了防止病害传播，人们常使用盐卤或地下水配制人工海水，这时仅满足总盐量的要求是远远不够的，还需要使Ca2+、Mg2+含量符合一定要求，育苗效果才比较好 4、海水的密度、盐度、温度间关系 ? 纯水的密度是温度和压力的函数，在4?时密度最大。 ? 海水的密度是盐度、温度、压力的函数，但盐度变化1个单位引起密度的变化值比温度变化1?引起的密度变化之大许多。海水的最大密度随盐度变化的曲线近似于一条直线。 ? 总的来说，不同温度密度不同，但具有不同温度和盐度的海水可能具有相同的密度。海水密度的测定温度为17.5?。 5、海水冰点、蒸汽压、沸点与盐度关系 答:含盐量越大，水的蒸汽压降低、沸点上升和冰点下降的量也越大。 6、天然水的阿列金分类法(水型的计算，作业) 根据含量最多的阴离子分为三类:碳酸盐类C、硫酸盐类S、氯化物类Cl。 根据含量最多的阳离子分为三组:钙组Ca、镁组Mg、钠组Na。 作业: 根据以下水质主要离子成分的分析结果: 1/2CO32-:0.13mmol/L HCO3- :0.84mmol/L Cl :1146mg/L SO4: 190mg/L Ca2+: 59.4mg/L Mg2+: 99.2mg/L NH4 : 0.01mg/L NO3: 0.13mg/L 依据阿列金分类法判断以上水体属何类型，并用符号表示之。 解:1、换算成单位电荷物质的量 C1/2CO32-=0.13mmol/L C HCO3- = 0.84mmol/L Ccl-=1146/35.5=32.28mmol/L C1/2SO42-=190/48=3.96mmol/L C1/2Ca2+=59.4/20=2.97mmol/L C1/2Mg2+=99.2/12=8.27mmol/L CNH4+=0.01/18=0.0006mmol/L CNO3-=0.13/62=0.0021mmol/L CNa++CK+=0.13+0.84+32.28+3.96+0.0021-2.97-8.27-0.0006=25.97mmol/L 2、阴阳离子浓度大小的比较 阴离子:Ccl- >C1/2SO42- >C(HCO3-+1/2CO32-) 氯 化物类 阳离子:C(Na++K+)>C1/2Mg2+>C1/2Ca2+ 钠 组 3、阴阳离子浓度间的关系 C1/2Ca2++C1/2Mg2+>CHCO3-+C1/2CO32-+C1/2SO42- ш型水 + - -2-ClNaIII 7、淡水与海水的电导率 ? 电导率是指用数字表示溶液传导电流的一种能力。 ? 影响电导率大小的因素有离子的性质和浓度、溶液的温度和黏度。 ? 电导率测定的标准温度为25?。电导率的单位:西门子/厘米、西 门子/米等。 ? 天然淡水的电导率较低。 ? 海水的主要成分的比例恒定，电导率与与盐度有很精确的关系，海 水的电导率一般比较大，大约3000ms/m，导电能力强。 8、湖泊(水库)四季的典型温度分布特点 水温的垂直分布有明显的季节特点。尤其是在我国北方地区，夏季一般是上层水温高，下层低，形成水温的正分布;冬季则是上层低，下层高，形成水温的逆分布;春、秋季节是以上下水温几乎相同为特征，称为全同温。 冬季的逆分层期 春季全同温期 夏季正分层期(停滞期) 秋季的全同温期 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。风力不足够大，只能使水在上层进行涡动混合。造成上层有一水温垂直变化不大的较高温水层，下层也有一水温垂直变化不大的较低温水层，两层中间夹有一温度随深度增加而迅速降低的水层，称温跃层又称间温层。 9、室外海水越冬池底层保温的关键,原因, 室外海水越冬池底层保温的关键是添加低盐度的海水或者淡水。盐度为35的海水冰点为-1.9?，最大密度温度(-1.35 ?)比冰点低。在秋末冬初降温过程中，如果池水盐度均匀，上下水温将同时下降(全同温)， 密度流可以一直持续到上下均-1.9?，然后表层再结冰，不需要依靠风力的吹刮。这对安全越冬是很不利的。为了在底层保持较高的水温，应该使上下盐度有差异——依靠底层水较高的盐度来维持较高水温(用增加盐度的“增密”补偿升高温度的“降密”)。 Chapter 2 天然水的主要离子 1、概念 ? 硬度:(H)水中二价及多价金属离子含量的总和。单位:毫摩尔/升(mmol/L)、毫克/升(mg/L，CaCO3)、德国度(?HG)。1mmol/L,2.804 ?HG,50.05mg/L(CaCO3) ? 暂时硬度:碳酸盐硬度，指水中与HCO3,及CO32,所对应的硬度。这种硬度在水加热煮沸后，绝大部分可以因生成CaCO3沉淀而除去，故又称为暂时硬度。 ? 永久硬度:非碳酸盐硬度，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。它们用一般煮沸的方法不能从水中除去，所以又称为永久硬度。 ? 碱度:(ALK)反映水结合质子的能力、也就是水与强酸中和能力的一个量。 ? 海水主要离子组成的恒定性:海水的总含盐量或盐度是多变的，但常量成分浓度间的比值几乎保持恒定。 2、硬度与养殖生产的关系;养殖水体对硬度的要求 ? 硬度的组成主要是钙、镁离子，钙、镁在养殖生产中有着重要意义 ? 钙、镁是生物生命过程所必需的营养元素 ? 钙离子可降低重金属离子和一价金属离子的毒性 ? 钙、镁离子可增加水的缓冲性 ? 水中钙、镁离子含量和比例，对海水鱼、虾、贝的存活有重要影响 ? 养殖用水硬度范围: 1-3mmol/L 3、淡水、海水碱度的构成;海水碱度的一般范围 海水碱度=[HCO3-]+2[CO32-]+[ H4BO4- ]+[OH-]- [H+] ? [HCO3-]+2[CO32-]+[ H4BO4- ] 淡水碱度= [HCO3-]+2[CO32-]+[OH-]- [H+] ? [HCO3-]+2[CO32-] 海水中碱度一般较为稳定，通常在2,2.5mmol/L 4、碱度与养殖生产的关系;养殖水体对碱度的要求 ? 降低重金属的毒性: 重金属一般是游离的离子态毒性较大，重金属离子能与水中的碳酸盐形成络离子。 ? 调节CO2的产耗关系、稳定水的pH值。 ? 碱度过高对养殖生物有毒害作用:一些经济鱼类对高碱度的耐受能力的顺序为，青海湖裸鲤>瓦氏雅罗鱼>鲫>丁鱥>尼罗罗非鱼>鲤>草鱼>鳙、鲢。 ? 养殖用水碱度的适宜量以1,3mmol/L较好。 ? 雷衍之提出，四大家鱼养殖用水碱度的危险指标是10mmol/L。 5、硫在水中的转化(注意几种反应和硫化氢的生成) 硫在水中存在的价态主要有，6价及,2价，以SO42,、HS,、H2S、含硫蛋白质等形式存在。在不同氧化还原条件下，硫的稳定形态不同。各种形态能互相转化，这种转化一般有微生物参与。 (1)蛋白质分解作用 在微生物作用下，无论有氧或无氧环境，蛋白质中的硫，首先分解为负2价硫(HS,等)。在无游离氧的环境中HS,可稳定存在，在有游离氧的环境中HS,能迅速被氧化为高价形态。 (2)氧化作用 在有氧气的环境中，硫磺细菌和硫细菌可把还原态的硫(包括硫化物、硫代硫酸盐等)氧化为元素硫或SO42-: 2H2S，O2S，2H2O 42- (3)还原作用(反硫化作用) 在硫酸盐还原菌的作用下，SO42,被还原成硫化物 渔业生产用水 H2S<2μg/L (4)沉淀与吸附作用 Fe2+ + H2S + 3++ 2Fe+3H2 SO42,也可以被CaCO3、粘土矿物等以CaSO4形式吸附共沉淀 当水质恶化，有H2S产生时，泼洒含铁药剂可以起到解毒作用。 (5)同化作用 硫是合成蛋白质必须的元素，许多植物、藻类、细菌可以吸收利用SO42,中的硫合成蛋白质。 H2S不被吸收，只有某些特殊细菌可以利用H2S进行光合作用，将H2S转变成S或 SO42,，同时合成有机物，类似绿色植物的光合作用，只是前者不释放O2。 6、天然水中K，的含量一般远比Na+低 在Na+含量低于10mg/L的淡水中，K，的含量只是Na+的10,50,;随着水含盐量的增加，K，、Na+的含量也增加，但Na+比K，含量增加快。K，/ Na+的含量比下降为10,,4,。海水中的K，/ Na+质量比为0.036。 原因是:(1)K，容易被土壤胶粒吸附，移动性不如Na+;(2)K，被植物吸收利用。 7、盐碱地池塘水质调控的基本方法 ? 引水排碱:经常抽去复水，将雨水和地下水淋洗出的盐、碱排出，并及时引进淡水，以保持地下水渗透平衡，池水水质将逐步淡化。 ? 施加有机肥，使“生”塘变为“熟”塘:有机肥可以尽快在池塘底部形成淤泥。由于淤泥层的形成可以逐渐隔绝盐碱土基与水层的直接接触，而且淤泥中的腐植质嵌入土壤的间隙之中，可有效地防止渗漏。有机肥的另一个重要作用是通过腐解，产生酸性物质，从而可以调节底泥的pH值，抑制盐碱土壤高pH对池水的影响。施加有机肥是改造盐碱水质的重要。有机肥最好为绿肥，施肥率一般每亩为750-1000kg。 ? 在池塘周围适当种植植物等，也可以有效地降低池水的盐碱化程度。 ? 引种浮萍 8、硬度的计算(作业) 鱼池水中Ca(HCO3)2200mg/L, Mg(HCO3)2120mg/L。计算水中的总硬度，并以三种单位表示之。 解:总硬度=C1/2Ca2++C1/2Mg2+ =200×2/162+120×2/146 =2.469+1.644 =4.113mmol/L =11.533 ?HG =205.856mgCaCO3/L Chapter3 天然水中的溶解气体 (注意简答) 1、概念 ? 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，称为该气体在所指定条件下的溶解度。 ? 饱和度:指溶解氧的实际含量(用C表示)与同温同盐条件下其饱和含量(Cs)的比值。 ? 饱和含量: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。 ? 表观耗氧量:(AOU)饱和含量与实际含量之差。 ? 浮头:当水中溶解氧过低时，鱼、虾会浮出水面，严重时在水面吞咽空气现象。 ? 泛池:集约化养殖池塘由于放养密度大、投饵和施肥量也较多，加之浮游生物的突然大量死亡，可分解耗氧导致水体严重缺氧，鱼类浮头，甚至窒息死亡，这种现象称为泛池。 ? 氧盈:夏秋季节晴天下午养鱼池塘水体中溶解氧含量一般都处于过饱和状态，通常把溶解氧超过饱和度100%以上的量成为氧盈。 ? 氧债:指好气性的微生物、有机物的中间产物及无机还原物在溶解氧不充足的条件下池塘理论耗氧量受到抑制的部分。 ? 窒息点:引起生物体窒息死亡的溶解氧含量的极限值。 2、影响气体在水中溶解度的因素 (1)温度:在较低温条件下的温度变化对气体的溶解度影响显著，且气体溶解度随温度的升高而降低。 (2)含盐量:当温度、压力一定时，水中含盐量增加，会使气体在水中的溶解度降低。氧气在大洋海水中溶解度大约是在淡水中的80,82%。 (3)气体的分压力: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——享利定律 c = KH × P 3、池塘水体溶解氧的来源与消耗(填空) 来源:(1)空气的溶解——与不饱和程度和风力有关 (2)光合作用 (3)补水——工厂化流水养鱼补水是主要的补氧措施之一。在非流水养鱼的池塘中，补水量较小，补水对鱼池的直接增氧作用不大。 消耗: 鱼、虾等养殖生物呼吸 水中微型生物耗氧——“水”呼吸(浮游动物、浮游植物、细菌呼吸) 底质的耗氧——“泥”呼吸 逸出 注:“水”呼吸:水中的浮游生物、浮游细菌等微生物、水中溶解态和颗粒态有机物的呼吸耗氧。 “泥”呼吸:包括养殖水体底泥中含有的各种有机质及各生物类群。 4、池塘水体溶解氧的变化规律 溶解氧的日变化:夜间的时候上层水温随气温的下降而下降，密度变 大，形成密度流，下层水中的溶解氧得到补充，而上层水中溶解氧逐渐下降，至清晨4:00-5:00左右，上层水中溶解氧降到最低值。此时，上下水层溶解氧差基本消失，整个池水溶解氧条件最差，鱼虾的浮头多出现在这个时刻。日出后光合作用速率增加，超过耗氧速率，溶氧就回升，直到下午某个时刻达到最大值，以后逐渐降低。 溶解氧的垂直分布:在温暖季节的养鱼池塘，一天中基本上都是表层水溶解氧最高，在夜间和表层和深层溶氧差别不大，到下午的时候深层水溶氧要比表层小的多。但在中午12点时表层形成了光抑制，此表层溶氧最高。 改善溶氧的办法: ? 降低水体耗氧速率及数量 :清淤、合理施肥投饵、明矾、黄泥浆凝聚沉淀水中有机物、微生态制剂使用。 ? 加强增氧作用，提高水中溶氧浓度:生物增氧— 保持水体具有适宜的浮游植物生物量;人工增氧——机械增氧(增氧机)和化学增氧(过氧化钙、活性沸石、过氧化氢) 5、溶解氧的生态学意义 (1)溶解氧对水生生物的直接影响 急性影响:?当溶氧达到生物止息点时会导致生物窒息死亡。 ?浮头，当水中溶解氧过低时，鱼、虾会浮出水面，严重时在水面吞咽空气。浮头常发生在早晨、连续阴天、低气压、无风浪等情况下。 ?泛池，集约化养殖池塘由于放养密度大、投饵和施肥量也较多，加之浮游生物的突然大量死亡，可分解耗氧导致水体严重缺氧，鱼类浮头， 甚至窒息死亡。泛池给养殖生产造成严重损失。 慢性影响:?对水产动物耗氧速率的影响 ?影响水产动物的摄食量、饵料系数及生长 ?影响水产动物的发病率:长期生活在低氧条件下的鱼、虾、贝类对疾病的抵抗力下降，寄生虫病容易蔓延。 (2)在缺氧状态下水体还会发生脱氮作用、各种硫酸盐还原菌可以把SO42,还原为硫化物 (H2S)，还会降低氧化还原电位。 6、泛池的原因及预防措施 (1)温跃层消失:炎热夏季白天上下水层温差较大，形成温跃层，不易对流，上层水产生大量的氧盈而下层水具有较大的氧债。傍晚后表层水温下降，从而使上下水层急剧对流混合，温跃层消失，此时移至下层的氧被有机物消耗，而流向上层的缺氧水又一时未能得到大量补充，整个水体溶解氧下降，形成浮头。 (2)浮游植物大量死亡:在晴热天气，上层水溶解氧高，而二氧化碳低，pH高可能造成浮 游植物的大量死亡，甚至可能在水面上积集大量蓝绿藻残体，水呈褐色并且可能混浊，此时浮游植物量急剧降低，池水氧主要靠空气溶入补充，而空气的溶入远远不能满足生物的呼吸需要，从而导致缺氧泛池。 (3)水质过肥:大量投饵和施肥，加之夏季水温较高水体耗氧量大，如长时间未能充氧或加注新水，由于水质过肥(水色转黑)并败坏，从而引起浮头和泛池。 此外，气象条件不佳，如连绵阴雨或大雾，光照条件差，浮游植物光合作用弱，水中氧气补充减少，也可导致缺氧泛池。 预防措施:科学合理的施肥和投饵 科学合理的放养密度 作DO动态预测 7、改善水体溶解氧状况的措施 ? 降低水体耗氧速率及数量 :清淤、合理施肥投饵、明矾、黄泥浆凝聚沉淀水中有机物、微生态制剂使用。 ? 加强增氧作用，提高水中溶氧浓度:生物增氧— 保持水体具有适宜的浮游植物生物量;人工增氧——机械增氧(增氧机)和化学增氧(过氧化钙、活性沸石、过氧化氢)。 8、沿岸养殖区底层水缺氧的原因 ? 表层水温高于底层水温，或有大量淡水流入表层使得表层盐度低于底层盐度，海水 出现上轻下重的暂时分层现象。 ? 表层水中藻类的光合作用强度高于有机物分解和生物的呼吸作用耗氧强度，结果产 生溶解氧的净增加，底层由于透明度低，水中光照非常微弱，藻类光合作用强度低于有机质分解和生物呼吸作用强度，溶解氧产生净消耗。 ? 底层有机质丰富，夏季水温较高，底层耗氧速度加快。 ? 分层现象得不到很快的缓解，而且持续时间较长。 9、氧气溶解度的计算(作业) 1、淡水在水温18?、通入压力P1=1.0×105Pa的湿度饱和的空气达到溶解平衡。把这样的 水放到海拔2.7km的高原上去(其大气平均压力P2=7.2×104Pa)，水中溶氧的饱和度是多 少,假定温度不变化，水中气体不逸出。已知18?时水的饱和蒸气压Pw0=2.1kPa。 解: (1)经查表: 18?一个标准压力下氧气的饱和含量 :9.45mg/L (2)18?、压力 P1=1.0×105Pa的湿度饱和空气中氧气饱和含量: Cs=Cs*(P1-Pw)/(P-Pw)=9.45*(100-2.1)/(101.3-2.1)=9.33mg/L (3)海拔2.7km的高原上水中氧气的饱和含量: Cs’=Cs*(P2-Pw0)/(P1-Pw0)=9.33*(72-2.1)/(100-2.1)=6.66mg/L 饱和度:100%*9.33/6.66=140% 2、已知25?时与101.3KPa纯氧平衡的水中溶氧含量为28.3ml/L，饱和水蒸汽压为3172.7Pa，试计算大气压强为101.3KPa的饱和湿空气中的氧气在水中的溶解度。 解:(1) 25?、101.3KPa饱和湿空气中氧的分压: 000 P=(101.3-3.1727)*20.95%=20.558kPa (2)大气压强为101.3KPa的饱和湿空气中的氧气在水中的溶解度 Cs=P*28.3/101.3=5.74(ml/L) Chapter 4天然水的pH和酸碱平衡 1概念 天然水的缓冲性:水体能够抵御外来的酸碱物质对pH的影响，保持 自身pH稳定的作用。 分布系数:体系中H2CO3、HCO、CO3在CT ,CO2中所占比例(以mol/L为单位)，称为分布系 数，分别以f0。f1、f2表示。 2、天然水存在的3种缓冲系统 ? 碳酸的一级与二级电离平衡 *3,2, ? CaCO3的溶解和沉淀平衡 ? 离子交换缓冲系统 水中的黏土胶粒表面一般都有带电荷的阴离子或阳离子，多数为阴离子。这些表面带负电的基团可以吸附水中的阳离子，建立离子交换吸附平衡。 3、生石灰清塘的原理;海淡水的不同之处 淡水池塘养鱼工艺中常采用生石灰清塘(杀菌消毒、杀死野杂鱼)。这是用提高水pH值的办法来达到杀死野杂鱼和消毒的目的很好的行之有效的办法。 对于海水池塘，由于大量Mg2+的存在，使海水的pH值很难提高，需要消耗大量的生石灰。因此，生石灰清塘对海水池塘不太适用。这也是海水缓冲性大的一种表现。 4、pH的生态学意义 (1)直接影响 ? 水产动物: pH改变，氢离子通过渗透、吸收作用，影响动物血液中氢离子浓度，从而改变其输送氧气的能力;碱性过强的水直接腐蚀动物 鳃，导致呼吸障碍而窒息。大多数鱼类耐受pH=4.0-9.5。 ? 水生植物:pH改变影响植物对营养元素的吸收利用，高pH妨碍植物对铁、碳等元素的吸收; pH降低影响硝酸盐还原酶活性，导致植物缺氮。 ? 浮游动物:pH小于6.0，一些大型枝角类无法生存; ? 微生物:pH小于6.0，许多微生物的活动受到抑制，固氮活性下降，有机物分解矿化速度明显降低。 (2)间接影响 ? 改变物质的存在形式，特别是一些有毒物质的存在形式，改变其毒性从而影响生物的生命活动。 ? 当NH4+、S2-、CN-分别转化为NH3、H2S、HCN时，对鱼的毒性增强; ? Cu2+、Pb2+等以络合物存在时，其毒性下降。 5、pH的调整 (计算，作业，看书P105理解) 作业: 有一养鱼池，面积为1.00 hm2，水深平均为1.5m。池水pH高达9.5，AT,2.00mmol/L， 若拟用浓HCl将池水pH中和到9.0。问需用多少浓盐酸,设浓盐酸的浓度为12mol/L。 解:查表得: pH=9.5, f=8.95×10 pH=9.0, f=9.64×10 CT,CO2=AT×f =2×8.95×10-1=1.79(mmol/L) 中和后 AT’=CT,CO2/f’=1.79/0.964=1.86(mmol/L) 浓HCl添加量:(2.00-1.86)×1.00×104×1.5=2100(mol) VHCL=2100/12=175(L) 6、硫化氢产生的原理、影响其毒性的因素 产生: (1)蛋白质分解作用 在微生物作用下，无论有氧或无氧环境，蛋白质中的硫，首先分解为负2价硫(HS,等)。在无游离氧的环境中HS可稳定存在，在有游离氧的环境中HS能迅速被氧化为高价形态。 (2)还原作用(反硫化作用) 在硫酸盐还原菌的作用下，SO42,被还原成硫化物，产生硫化氢。 渔业生产用水 H2S<2μg/L 影响毒性的因素: 水中硫化物的毒性随水的pH、水温和溶氧含量而变。水温升高或溶氧降低毒性增大。 7、海水硼酸盐碱度的计算(作业) 盐度为20，pH为8.5，水温20?的海水中硼酸盐碱度是多少, 解、(1) 根据公式S‰=1.80655Cl‰ 水体的氯度Cl‰=20/1.80655=11.0708 经查表得出:水温20 ?，Cl‰=11的水体 KB‘=1.64×10-9 (2) 根据pH=8.5, αH+=10-8.5 ,,-1-1 2.2?10 (3)硼酸盐碱度= ?2KB'K'B??H?=7.4×10-4 Chapter 5 天然水中的生物营养元素 1、概念 ? 必需元素:某种元素被证明至少是某种生物所必需的，且直接参与生物的营养，其功能不能被别的元素替代，生物生命活动不可缺少的元素。 ? 非必需元素:不是生物体必需的元素。 ? 固氮作用:天然水和沉积物中的一些藻类(蓝、绿藻)及细菌，它们具有特殊的酶系统， 能把一般生物不能利用的单质N2，转变为生物能够利用的化合物形式，这一过程称为固氮作用。 ? 硝化作用:在通气良好的天然水中，经硝化细菌的作用，氨可进一步被氧化为NO3-，这一过程称为硝化作用。 ? 反硝化作用:在微生物的作用下，硝酸盐或亚硝酸盐被还原为一氧化二氮(N2O)或氮气(N2)的过程。 ? 氨化作用:含氮有机物在微生物作用下分解释放氨态氮的过程。 ? 同化作用:水生植物通过吸收利用天然水中的NH4+、NO2-、NO3-等合成自身的物质，这一过程称为同化作用。 ? 有效氮:天然水中的NH4+、 NO3- 、NO2-无机氮化合物是藻类能直接吸收利用的氮的形态，其中NH-N、NO3--N来源广，含量较高，是水生植物氮营养元素的主要形态，又称为有效氮。 ? 有效磷(活性磷):在各种形态的磷化合物中，能被水生植物直接吸收利用的部分称为有效磷-PO4。 ? UIA:非离子氨或非离子氨态氮。 2、天然水中氮的存在形态、来源与转化 存在形式: ? 溶解游离态氮气 ? 无机氮化合物: 铵(氨)态氮(TNH4-N)、硝酸态氮(NO3--N)、亚硝酸态氮(NO2--N) ? 有机氮化物:尿素、氨基酸、蛋白质、腐殖酸等 来源: 1、大气降水下落过程中从大气中的淋溶 2、地下径流从岩石土壤中的溶解 3、水体中水生生物的代谢 4、水体中生物的固氮作用 5、工农业生产活动和生活污水的排放 3-4+ 转化: ? 固氮作用 ? 氨化作用 ? 同化作用 ? 硝化作用 ? 反硝化作用(脱氮作用) 解释见概念 3、天然水中的无机氮与养殖生产的关系 天然水中的无机氮与养殖生产具有双重作用。一方面， 水体中的NH4+、NO3-是藻类能直接吸收利用的氮的形态，在适宜的浓度范围内，增加其含量，可提高浮游植物的生物量，提高天然饵料基础，促进养殖生产。另一方面，当水体中无机态氮含量过高时，易导致水体富营养化，对养殖生物产生有害的影响。 4、天然水中磷的存在形态 天然水中的磷包括溶解态磷和颗粒态磷，溶解态磷有包括溶解态无机磷和溶解态有机磷;颗粒态磷也可以分为颗粒态无机磷和颗粒态有机磷。 5、参与天然水中磷循环的因素 (1)生物有机残体的分解矿化 (2)水生生物的分泌与排泄 (3)水生植物的吸收利用(藻类在吸收利用有效氮和有效磷时一般也按P/N=1:16(或15) 的比例进行。) (4)若干非生物学过程:降水、地表径流、污水排放等。 6、富铁水的特点、含铁量高的地下水大量注入鱼池，池水发生的变化 2+? 富铁水特点:地下水的铁含量通常较高，pH较低、缺氧、Fe含量高。 ? 含铁量高的地下水大量注入鱼池，池水发生的变化: ?Fe2+被氧化成Fe(OH)3，减少水中的溶解氧，水变混浊，pH值降低; ?生成的Fe(OH)3絮凝时会将水中的藻类及悬浮物一并混凝、下沉，使水又逐渐变清。过几天浮游植物又会繁生，水色又渐渐变深，pH回升; ?水中生成的大量Fe(OH)3微粒会堵塞鱼鳃。 ? 我国北方越冬鱼池的水要求含Fe?1mg/L 7、铁的去除方法 曝气、絮凝、过滤或静置 8、水体中非离子氨的计算 (作业) K’a取决于水体的温度和盐度。25?在不同离子强度下海水及淡水中的pK’a值可查表得到。其他温度时的pK’a值可由下列公式得到:pK’a,t= pK’a,25 +0.0324(25-t) γH?为活度系数可以查表得到。取负对数及得。 作业: 已知某海水温度为27?，S=25, pH=8.30, 总铵(氨)氮为0.8μmol/L，求水体中的UIA含量。 解:I=0.0193S=0.0193×25=0.4825 查表可得pka’=9.31 pγH+=-lg0.753=0.123 pka,27’=9.31+0.0324×(25-27)=9.25 UIA=7.8% CUIA=0.8×7.8%=0.062(umol/L) Chapter 6 1、概念 ? BOD5:在20?时，水中有机物在微生物作用下氧化分解，五天内所消耗的溶解氧量，称为五日生化需氧量，记为BOD5(以氧的mg/L表示) 。 ? COD:化学需氧量，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。 ? TOD:总需氧量，指水中有机和无机物质燃烧变成稳定的氧化物所需要的氧量，包括难以分解的有机物含量，同时也包括一些无机硫、磷等元素全部氧化所需的氧量。 ? TOC:总有机碳，以碳的含量表示水中有机物总量的综合指标。 ? 耗氧有机物:主要是指水体中能被溶解氧所氧化的各种有机物，主要包括动、植物残体 和生活污水及某些工业废水中的碳水化合物、脂肪、蛋白质等易分解的有机物。这类有机物在微生物作用下氧化分解需要大量消耗水中的溶解氧，使水质恶化。因此，统称为耗氧有机物。 ? 持久性有机污染物:降解缓慢、在水环境中滞留时间长，可通过生物放大和食物链的富集输送作用对水生生物和人体健康构成直接威胁-持久性有机污染物。 ? 腐殖质:一系列经过微生物参与下的二次合成反应的，以富含含氧功能基团为特征的从黄色到黑色的高分子物质”。 2、水体中有机物的种类与来源 ? 来源: (1)水循环过程中所溶解和携带的有机成分 (2)水生生物生命活动过程中所产生的各种有机物 ? 种类: (1)按其在水中的分散度的大小:颗粒状有机物和溶解性有机物 (2)按对水环境质量的影响和污染危害方式:耗氧有机物与有毒有机物两大类 (3)按结构复杂程度和产生方式:腐殖质类和非腐殖质类有机物 3、耗氧有机物与养殖生产的关系 有利的一面:在好氧的条件下，有机物降解矿化的产物中的NH、NO、PO4，它们是水体中浮游植物生长所必需的营养成分;水体中的有机碎屑 是水生生物很好的天然饵料。因此，有机物是水体潜在的肥源和饵料来源。 不利的一面:有机物氧化的过程中，会消耗水体中的溶解氧，若水体不能及时的补充溶解氧，则容易造成厌氧的环境，导致有机物矿化分解的不彻底，产生一些中间产物如有机羧酸、醛类等物质，及一些还原性物质如H2S、CH4的积累，使水质恶化。 4、水体有机负荷过大可采取的措施 ?施有机肥后，最低溶解氧含量应在所养鱼容许的溶氧低限以上。 ?为降低有机肥的耗氧量，可对有机肥实行预处理，使第一阶段分解过程在鱼池外完成。例如:有机肥先经沉淀、曝气、氧化塘等处理降解以后，再投进鱼池。 ?注意有机肥和无机肥混合施用，少量多次施用。 ?饵料应注意选择粘结性好、不易败坏水质的饵料。合理投饵，根据放养数量、个体发育大小来确定投饵量，尽量减少残饵。 ?换水、增氧，提高净化速率; ?当有机物过量时，可采用施化学絮凝剂等方法:在Ca、PO4等的作用下，粘土-有机胶体可以迅速絮凝沉降，使水体中的有机负荷迅速下降; ?微生态制剂:如光合细菌能充分利用水体中的有害物质如H2S、NH3、有机酸等以及其他的有机污染物，作为菌类生长、繁殖的营养成分，是一类水净化营养菌，具有清池和改良水环境的作用。 5、持久性有机污染物的种类、危害 (1)农药:如DDT可导致神经系统功能损害，影响体内酶活性和代谢过程，导致生殖机能退化，同时具有致癌、致畸和致突变作用。 (2) 多氯联苯(PCBs):影响肝、肠胃的发育和功能，危害呼吸系统、神经系统、内分泌系统，具有致癌作用。 (3) 多环芳烃(PAHs):许多化合物具有强烈致癌作用，如苯并[a]芘(BaP);酚类为细胞原浆毒物，低浓度能使蛋白质变性，高浓度能使蛋白质沉淀，对各种细胞有直接损害，对皮肤和粘膜有强烈腐蚀作用。 (4) 卤代烃类:氯苯类具有很强的生物富集作用。 2+3-4+3-3- (5) 酚类:易使水体出现异味，长期饮用被酚污染的水源，可引起头昏、出疹、骚痒、贫血及各种神经系统症状。 (6) 苯胺类和硝基苯类:主要危害血液，导致高铁血红蛋白和发生溶血作用，损害肝脏，部分化合物具有致癌作用。 (7)油类:进入水域后扩散成油膜漂浮于水面，可阻断氧气扩散，粘附于水生生物影响其正常生物习性，石油类化合物对水生生物有直接毒害作用，通过蒸发、溶解、乳化、光化学氧化等一系列物理化学转化过程影响整个水域生态系统。 6、腐殖质在水环境中的作用及其对水质的影响 (1)腐殖质的吸附作用:由于腐殖质特殊的结构和所含的功能基团，它们几乎可与所有环境物质发生吸附反应，如有机物、粘土矿物、氧化物、金属离子等。 (2)腐殖质对水体其它性质的影响: ?缓冲作用。对水体酸度变化起缓冲作用; ?染色作用。水体中存在腐殖质时可使水体着色，从而影响水的透光性。 ?絮凝作用。铁、铝离子和其它二价离子以及盐浓度提高可使其絮凝沉淀，可导致吸附的污染物质迁移进入底泥。 ?氧化还原作用。腐殖质具有氧化还原活性，一定条件下，可使铁、锰氧化物及二价汞还原。 ?催化作用。腐殖质对一些有机污染物的水解反应具有催化作用，影响有机污染物的微生物降解。 ?在水中光化学反应中腐殖质还具有光敏效应和粹灭效应，因此影响有机污染物的光降解过程。 Chapter 7 天然水中的重金属 1、水中重金属污染物的来源 ? 地质风化作用: 这是环境中基线值或背景值的来源。但是，在自然风化过程和矿化带的相互作用中并不能完全排除人类的作用。 ? 各种工业过程:采矿、冶炼、金属的表面处理以及电镀、石油精练、钢铁与化肥、制革工业、油漆和燃料制造等工业生产均可产生含重金属的废物和废水。 ? 燃烧引起大气散落:煤炭、石油中的重金属燃烧时会以颗粒物形式进入空气中，随风迁移，再随降尘、降水回到地面随地表径流进入水体。 ? 生活废水和城市地表径流 ? 未处理的或只用机械方法处理过的废水; ? 通过生物处理厂过滤器的物质，以溶解态或微颗粒态存在。 ? 农业退水:农业生产中可能大量使用含金属的农药，或在农业土壤中本来即含有一些重金属，这些金属均可以因淋溶而进入水中。 2、重金属污染物最主要的环境特性 重金属污染物最主要的环境特性——在水体中不能被微生物降解，而只能在环境中发生迁移和形态转化。 3、重金属元素在水环境中的污染特征(注意与2区别) (1)分布广泛:重金属普遍存在于自然环境的岩石、土壤、大气和水中，也能存在一些生物体内。加上工农业生产对重金属的广泛应用，造成重金属在水体中有广泛的分布。 (2)可以在水环境中迁移转化:进入沉积物中的重金属，还能因为配合物或螯合物的生成再进入水体，造成二次污染。 (3)毒性强:1,10mg/L的一般重金属产生毒性。有一些重金属还可在微生物作用下转化为毒性更强的有机金属化合物，如甲基化作用——甲基汞。 (4)生物积累作用:水生生物可以从水环境中浓缩一些重金属，还可以经过食物链的生物放大作用积累，逐级在较高营养级的生物体内成千成万倍地富集，然后通过食物进入人体，在人体中积蓄，产生危害。 4、影响水中金属形态的因素 ?水体中的金属离子水解作用 ?水体中的溶解态无机阴离子:主要包括OH、F、Cl、I、CO3 (HCO3)、SO4 -2--2-3-在某些情况下还包括硫化物(HS、S)、磷酸盐(H2PO4、HPO4、PO4)等。 ?水体中的溶解有机物:如腐殖酸，废水中的洗涤剂、NTA(氨基三 乙酸)、EDTA、农药和大分子环状化合物 ?水体中的悬浮颗粒物 5、淡水和海水中金属形态差别的主要原因 ? 离子强度不同，海水的离子强度大于淡水; ? 海水中悬浮物浓度低，其吸附表面大大低于淡水; ? 主要阳离子与阴离子的浓度不同，海水中无机配位体如Cl-、SO42-等远大于淡水; ? 淡水中有机配位体的浓度通常较高; ? 海水与淡水中金属离子的浓度也不同。 6、影响重金属毒性的因素 ? 物理化学因素 (1)温度:一般金属污染物质的毒性随温度的升高而增大。 (2)溶解氧:溶解氧含量减少，金属污染物的生物毒性往往增强。 (3)pH pH升高:因生成氢氧化物或碳酸盐等难溶物质沉淀或配合物，使水中游离金属离子浓度降低，毒性降低。 pH降低:金属沉淀物的溶解度、配合物的离解度一般增大，水中金属离子的浓度增大，因而毒性增强。 (4)碱度:碱度增大，水中的游离金属离子浓度降低，毒性降低。反之亦然。 (5)硬度:多数重金属离子在软水中的毒性往往比在硬水中大。 (6)毒物间相互作用:如协同作用、拮抗作用、加和作用等。 (7)其它影响金属离子形态的因素:如人工合成的有机配位体NTA、 EDTA以及农药、大分子环状化合物等。 ? 生物学因素 影响水中金属离子毒性的生物学因素包括生物大小、重量、生长期、耐受性、竞争和演替能力等。 对虾不同发育生长阶段对重金属的忍受顺序大致为:无节幼体,蚤状幼体,糠虾,仔虾,幼虾,成虾 Chapter 8 一、大气降水 ----2--2- 1、大气降水的定义:大气降水是指空气中由海洋和陆地所蒸发的水蒸气冷凝并降落到地面的液态和固态水，包括雨水、雪、雾、霜、雹等，其中主要的是雨水和雪。 2、大气降水的化学成分与性质特点 (1)气体含量近于饱和 (2)pH呈近中性或弱酸性 清洁雨水:pH约为6.5—7.5，也有些地区为5.5-7.0，正常降水最低pH值为5.6 (3)含有营养盐等物质 大气降水含有较丰富的硝酸盐和氨(烟道废气)。 3、影响大气降水化学成分的因素 (1)地域:潮湿多雨地区和干旱少雨地区，沿海地区和内陆地区的大气降水化学成分都有所差别。 (2)降雨的时间段:初雨和终雨的化学成分也是不同的。 (3)降雨方式 (4)季节:雨季和少雨干旱季节不同 4、酸雨的定义 酸雨区的五级标准:某地区年均降水PH〉5.65，酸雨率是0~20%，为非酸雨区;PH为 5.30~5.60，酸雨率是10~40%，为轻酸雨区;PH为5.00~5.30，酸雨率是30~60%，为中酸雨区;PH为4.70~5.00，酸雨率是50~80%，为较重酸雨区;PH〈4.70，酸雨率是70~100%，为重酸雨区。 5、酸雨的形成、危害与对策 ? 形成:工厂排放的硫和氮的氧化物等在大气中转化为SO42-、NO3-等，然后被雨、雾吸收而酸化了降水，以至形成酸雨。 ? 危害: (1)酸雨对人的毒害性比SO2增大10倍，当空气中酸雨含量达到0.8mg/L，人就难以忍受，眼睛、呼吸道、皮肤等会受到不适的刺激; (2)直接损害各种植物的叶面蜡质层，使其逐渐枯萎而死; (3)酸化土壤，导致钙、镁、磷、钾等营养元素淋失、某些有毒金属活化、生态环境破坏; (4)酸化湖泊，危害水生生物，使底泥所含重金属解吸释放，影响供水水质; (5)腐蚀金属器具、文物、古迹、建筑物等。 ? 对策:要减少酸雨的危害，就要减少二氧化硫和二氧化氮的排放量. ? 原煤脱硫技术，可减去燃煤中50%的无机硫 ? 用低硫燃料 ? 改进燃煤技术 ? 使用清洁能源 二、河水 1、河水的概念:是大气降水径流和出露地面的地下水径流在地表线性凹地汇集而成的水体，具有集水流域面积广、敞开、化学组成多样性和易变性等特点。 2、河流水质的一般特点 (1)溶解气体:河流溶解氧和氮气较丰富，接近饱和 。 (2)主要离子为: 阳离子:Ca、Mg、Na、K，阴离子:HCO3、CO3、SO4、Cl (3)含盐量与pH:我国南方与东北河流含盐量多低于200mg/L，有的仅30-50mg/L，高者超过1000mg/L，极少数河水每升高达数千毫克。世界河水平均含盐量仅约120mg/L。以地下水补给的河流含盐量较高。河水的pH一般为6.5-8.5，冬季稍低，夏季稍高。 (4)营养盐:一般清洁的河水NO3--N 0.1-0.5mg/L，TNH4-N含量低于0.1mg/L。 污染河水NO3--N与TNH4-N含量将大幅度增加。清洁河水活性磷一般为0.05-0.1mg/L。 (5)有机物:河水有机物主要来自集水区土壤与人类活动排废。植被较好的集水区与城市2+2+++-2-2-- 下游河水有机物较多。 三、地下水 1、地下水的定义:地下水是指存在于地表下，充填在土壤、岩石的孔隙、裂缝和洞穴中的所有天然水都属于地下水。它是由降水经过土壤地层的渗流而成的。有时也通过地表水渗流得以补给。 2、地下水的水质特点 (1)含盐量:地下水含盐量差别很大，低者小于500mg/L，高的达30-50g/L，甚至高至200-300g/L。 2+(2)主要离子:含盐量低的地下水离子组成多以HCO3与Ca为主。有石膏地层的地下水 含有丰富SO42-离子。含盐量高的地下水，以Cl-和Na+为主，并且常富含钾、硼、溴、锂和碘等元素。 (3)溶解气体: ?溶解氧:地下水溶氧主要来自空气，随深度增加而逐减，在较深地下水中缺乏溶解态氧。 ? 二氧化碳:地下水游离二氧化碳含量较高。 ?甲烷及其它:甲烷是由于有机物分解时各种生物化学作用的结果而积累在地下水中。当水中存有硫酸根时，在缺氧地下水中还含有H2S。甲烷将促使硫化氢生成，此将使水中重金属转化成硫化物沉淀。 (4)营养元素及有机物质:有些地下水含有较丰富NH3、NO3-及磷酸盐。地下水含有机质较少。但某些上层滞水可能含较丰富腐殖质，如沼泽地带地下水。 (5)pH值:地下水pH变化幅度很大(1-11.5)。多数地下水是中性和弱碱性 (6)微量元素与放射性元素 ?微量元素:地下水微量元素主要有Fe、Mn、F、Br、I、Cu、Ti、B、Li、Co等。 ?放射性元素:地下水放射性元素主要有氡(Rn)、镭(Ra)和铀(U)。 3、含盐地下水在水产养殖中应用时应注意的问(作业，先说水质特点再结合以下五点) ? 盐度 ? 主要离子的组成和比例:Na+/K+ 、Ca2+/Mg2+ ? Fe/Mn超标 ? 缺K ? DO等其他水质指标 四、海水 1、海水水质的一般特点 (1)盐度——垂直分布不均匀 中国海表层盐度特点:近岸、河口低，外海高;冬季高，夏季低 垂直分布特点:表层附近变动较大，随深度增加而趋恒定 (2)海水常量成分 阳离子: Na+、Mg2+、Ca2+、K+、Sr2+ 阴离子: Cl、SO4、HCO3(CO3)、Br、 B(OH)、F(3)海水的碱度:各海洋海水的碱度约为2-2.5mmol/L左右 (4)pH与缓冲性: 大洋水pH约为7.5-8.5，表层海水通常为8.1?0.2之间 缓冲性强: 海水的pH变化幅度不大。CO2—HCO3-—CO32-体系的缓冲组分浓度高 (5)溶解气体 ?溶解氧: -2--2---- ? 表层海水溶解氧丰富且混合均匀 ? 在大约50米深处可见因浮游植物光合作用所产生的溶解氧极大值 ? 在数百米深处，出现溶解氧极小值 ? 因深处有富氧冷水团潜流，溶解氧又升高 ?二氧化碳:海水中发生的化学或生物化学过程影响水体中二氧化碳含量的变化。二氧化碳是水生生物生长重要的碳源。 (6)营养盐:近岸高、外海低 大洋水营养盐垂直分布特点 ? 表层低而较均匀 ? 次表层含量随深度迅速增加 ? 次深层(500-1500m)含量出现最大值 ? 深层虽厚度很大，但磷酸盐和硝酸盐含量变化小，硅酸盐随深度略有增加 近岸海水:近岸海水受陆地径流影响，氮、磷与硅含量较丰富。海水中营养盐分布变化主要取决于海水中浮游植物的吸收和生物体颗粒的腐解，以及水体运动情况。 (7)有机物: ? 沿岸海水有机物含量高于大洋水 ? 大洋水表层溶解有机碳与颗粒有机碳都高于深层 ? 在深水层，颗粒有机碳很少，且为生物难分解; 溶解有机碳垂直差异很小，也多是 生物难分解物质 ? 海水中有机物总量:2-3mg/L(C) 2、海水常量成分恒定性原理 Marcet原理(Ditter定律):海水的含盐量或盐度是多变的，但常量成分浓度间的比值几乎保持恒定。 Chapter 9 水质标准与水质 1、概念: ? 水环境基准:是对水体中的污染物或危害因素对水生生物的生长、发育、繁殖，对人体健康、生态平衡以及社会财富等的危害进行综合研究基础上，所获得的污染物浓度(剂量)与效应的相关性的系统资料，是科学研究的结果，它未考虑社会、政治、经济等因素，不具有法律效力。 ? 水质标准:指在一定时间和空间范围内，对水中污染物或与污染有关因子所做的限制性规定。 ※2、水质标准的构成及制定方法 环境标准的构成: ? 制定标准的目的 ? 标准的适用对象和范围 ? 标准中引用的其他标准 ? 标准所规定的环境质量参数及标准值 ? 环境质量参数的分析监测方法 ? 标准的实施与监督等内容 制定水质标准的一般方法: ? 水质基准的确定 ? 标准的拟订、修正和颁布实施 ※3、水质评价的目的及一般程序 ? 目的:为了了解和掌握污染物质在运动过程中对水体水质的影响程度及变化发展趋势，准确反映水体污染的状况和程度，定量描述水质对特定使用目的或特定环境功能的适应性，为水资源利用、保护水体水质和水环境规划管理提供科学依据。 ? 一般程序: (1)制订评价大纲() (2)水质调查 (3)评价 Chapter 10 污染物的毒性与毒性试验 1、概念: ? 毒物与毒性:毒物是指在一定条件下，较小的浓度(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，但易于在生物体内积累，积累到一定的量，就能干扰或破坏生物机体正常生理功能，引起暂时或永久性病理变化的、甚至危及生命的化学物质。一定量的毒物接触或进入生物机体后，对生物能够产生不同程度的损害。毒物对生物引起这种损害的能力称为毒物的毒性。 ? 反应与效应:毒物作用于生物体引起生物个体发生的生物学变化，被称为效应。毒物作用于生物群体后产生某种效应的生物个体数量在生物群体中所占的比率，被称为反应。 ? 绝对致死浓度:(LC100)指能在一定时间内引起所观察生物个体全部死亡的水中化合物的最低浓度。 ? 半数致死浓度:(LC50)在一定时间内能引起试验生物群体中50%生物个体死亡的水中化合物的浓度。 ? 耐受限度:(TL)以存活比率为观察指标，既可以用于毒物的作用，也可以用于非毒物的作用，比如温度、射线等物理因素的作用。 ? 有效浓度:(EC)以通过测定或观察生物对毒物的某种特定的效应，如动物失去平衡能力、产生畸形、酶活力变化等，或者生长受抑制程度等，一般用“有效浓度”来反映毒物对试验生物的毒性。 ? 最大允许的毒物浓度:(MATC)对受试生物没有明显影响的毒物浓度。 ? 安全浓度:(SC)对试验动物全生命周期都无有害影响的毒物浓度。 MATC? ※应用系数:(AF，f A ) 应用系数经常采用下式定义: f A ? ，在实际计算时 常用96 h LC50 代替起始LC50 fA?MATC96hLC50起始LC50 ? 生物富集系数:生物从环境吸收积累毒物的性质可以用生物富集系数表示。f BC=C b/C e C b——平衡时生物体内毒物浓度;C e——环境中该毒物的浓度。 ? 急性毒性试验:指在短时间内(通常为24h,96h)生物接触高浓度有毒物质时，被测试化学物质引起试验生物群体产生一特定百分数有害影 响的试验。 ? 联合毒性:指两种或两种以上化学物质同时或相继对生物体发生作用所产生的毒性。 ? 联合作用:指两种或两种以上化学物质同时或相继对生物体所产生的综合生物学效应。 ? 独立作用:指两种或两种以上的有毒化学物质同时作用于生物体后，由于各自的作用方式、途径、受体、部位等的不同，产生的生物学效应相互无影响，仅表现为各自毒性效应的毒物联合作用。 ? 相加作用:指两种或两种以上有毒化学物质同时或相继作用于生物体后，对生物机体产 生的生物学效应强度等于它们分别单独作用于生物体所产生的生物学效应强度之和的毒物联合作用。亦称为加和作用。 ? 协同作用:指两种或两种以上有毒化学物质同时或相继作用于生物体后，对生物机体产生的生物学效应强度大于它们分别单独作用于生物体所产生的生物学效应强度的毒物联合作用。 ? 颉抗作用:指两种或两种以上有毒化学物质同时或相继作用于生物体后，对生物机体产生的生物学效应强度小于它们分别单独作用于生物体所产生的生物学效应强度的毒物联合作用。 ? 另:用于毒物时，TLm就相当于LC50。注意:96hTL10相当于96hLC90。 24hEC10可以理解为引起10%的试验生物产生某一特定效应的毒物浓度。 2、毒性试验的分类及一般程序 ? 毒性试验分类 静水式试验:指试验生物所在试验容器内的试验溶液处于不流动或静止状态，试验期间不更换试验溶液的毒性试验。具有一定的局限性，一般只适用于那些在试验期间稳定且耗氧不高的化学物质的生物毒性试验。 半流水式试验:指定期更新试验溶液的毒性试验，有时亦称为换水式毒性试验，或换水式生物测试。简便且又可在一定要求下达到满意效果的试验方式，大多数生物毒性试验采用这一试验方式。 流水式试验:试验溶液连续地或间歇地流经试验容器的毒性试验。流水式试验装置仅在测试易挥发、不稳定的化学物质的生物毒性时使用。 ? 毒性试验的一般程序 ? 试验设计 ? 试验溶液的配制 ? 预备试验 ? 试验浓度的选择 ? 试验负荷 ? 试验期间的施肥和投饵 3、半致死浓度的计算方法(理解) 概率单位(Probit)法: x?? ? d NED——正态等差;x——被测试化合物浓度对数;μ——浓度对数平均数;σ——浓度对数的标准偏差。 若x = ?，毒性试验中有50%受试生物死亡，dNED = 0; 若x = ? + ?，毒性试验中有84%的受试生物死亡，dNED = 1; 若x = ? - ?，毒性试验中有16%的受试生物死亡，dNED = -1。 概率单位: pP = dNED,P + 5 P——暴露试验后生物累计死亡百分率;dNED,P——毒性试验中生物累计死亡百分率为P时的正态等差值;pP——毒性试验中生物死亡百分率为P时概率单位值。 这样，在概率单位和生物死亡率间建立了一一对应的关系。 dNED? ? 型 一、填空题(15分) 二、选择题(15分) 三、名词解释(10分) 四、简答题(40分) 五、计算题(20分)