水環(huán)境化學(xué)復(fù)習(xí)資料-終極版

天然水的理化性質(zhì)離子總量：天然水中各離子總量之和，常用ST表示，單位為mg/L或mmol/L。4種陽離子〔鈣離子、鎂離子、鈉離子、鉀離子〕4種陰離子〔碳酸氫根、碳酸根、硫酸根、氯〕礦化度：以一定量過濾水樣在105-110℃3、氯度：沉淀0.3285234Kg海水中全部鹵素離子所需純標(biāo)準(zhǔn)銀的克數(shù)，在數(shù)值上即為海水的氯度，用符號Cl表示，單位為1×10-34、鹽度：當(dāng)海水中的溴和碘被相當(dāng)量的氯所取代、碳酸鹽全部變?yōu)檠趸铩⒂袡C物完全氧化時，海水中所含全部固體物的質(zhì)量與海水質(zhì)量之比天然水的依數(shù)性：稀溶液蒸氣壓下降、沸點上升、冰點下降值都與溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量摩爾濃度成正比，而與溶質(zhì)的本性無關(guān)。透明度：光線進入水中的程度，適宜透明度為20~40cm真光層：光照充足，光合作用速率大于呼吸作用速率的水層營養(yǎng)生成層;植物光合作用合成的有機物多于呼吸作用消耗的有機物，有機物的凈合成大于零的水層。光照缺乏，光合作用速率小于呼吸作用速率的水層為營養(yǎng)分解層。補償深度：有機物的分解速率等于合成速率的水層深度，大約為透明度的2~2.5倍離子活度：離子的有效濃度。水體流轉(zhuǎn)混合的兩個因素：風(fēng)力引起的渦動混合，密度差引起的對流混合溫躍層：水溫在垂直方向出現(xiàn)急劇變化的水層。北方魚類在室外越冬時，要注意防風(fēng)處理，防止池水對流使池底水溫變化，影響魚類生長，室外海水越冬池底保溫關(guān)鍵：添加低鹽度的海水或者淡水。常量>50mmol/L50umol/L<微量<50mmol/L恒量<50umol/L通過水面進入水中的太陽輻射，一局部被水中的溶存物質(zhì)吸收，一局部被散射，一局部繼續(xù)向深處穿透。幾種淡水魚耐鹽能力：草魚>團頭魴>鰱魚鹽度與溫度的線性關(guān)系，在〔24.9-1.35〕處到達最大的密度水體的溫度分布規(guī)律一、湖泊〔水庫〕四季典型溫度分布冬季的逆分層期水溫隨著深度的增加而緩慢升高，到底層水溫可以到達或小于密度最大時的溫度春季全同溫期水溫在密度最大的溫度以下時，溫度的升高會使密度增大，外表溫度較高的水就會下沉，下面較低的水就會上升，形成密度流。密度流使上下水對流交換，直到上下水溫都是密度最大時的溫度為止。夏季正分層期〔停滯期〕出現(xiàn)溫躍層，上下水體無法相互混合，上層水溫較高，下層水溫較低秋季的全同溫期氣溫轉(zhuǎn)涼，溫度低于水溫，表層水溫要下降，密度增大，表層以下水溫較高，密度較小，此時發(fā)生密度環(huán)流二、越冬池的水溫平均值的變化反映了溫度變化趨勢——整個越冬期底層水溫先下降后上升，這與氣溫的變化有關(guān)。修建室外越冬池時要注意防風(fēng)處理。12、天然水中化學(xué)成分的形成：大氣淋溶、從巖石土壤中淋溶、生物作用、次級反響與交換吸收作用、工業(yè)廢水、生活污水與農(nóng)業(yè)退水環(huán)境化學(xué)：研究有害化學(xué)物質(zhì)在環(huán)境介質(zhì)中的來源、存在形態(tài)、化學(xué)特性、行為和效應(yīng)、控制和治理的化學(xué)原理和方法的科學(xué)。天然水質(zhì)系的復(fù)雜性：1、水中含有的物質(zhì)種類繁多，含量相差懸殊2、水中溶存物質(zhì)的分散程度復(fù)雜3、存在各種生物第二章、天然水的主要離子1、硬度;水中二價及多價金屬離子含量的總和，單位是mmol/L。按陽離子種類可分為鈣硬度和鎂硬度。按陰離子可分為永久硬度和暫時硬度；碳酸鹽硬度是指水中與碳酸氫根、碳酸根所對應(yīng)的硬度。這種硬度在在水加熱煮沸后，絕大局部以碳酸鈣沉淀而除去，故又稱“暫時硬度”。非碳酸鹽的硬度是對應(yīng)于硫酸鹽和氯化物的硬度，即由Ca2+、Mg2+構(gòu)成的硫酸鹽和氯化物的硬度，它雖經(jīng)煮沸但仍不能除去，故又名“永久硬度”。常用單位有三種：〔a〕mmol/L：以1L水中各種形成硬度的離子總量表示。〔b〕德國度〔oHG〕：每升水含10mg氧化鈣為1oHG。〔c〕毫克CaCO3/升：用每升水所含形成硬度的離子所相當(dāng)?shù)奶妓徕}的毫克數(shù)。上述三種單位的換算：1mmol/L=2.804oHG=50.05mgCaCO3/L2、堿度：指水中所含的能與強酸發(fā)生中和作用的全部物質(zhì)的總量，亦即能接受質(zhì)子H+的物質(zhì)總量。新開挖的水池養(yǎng)魚時，需要經(jīng)常換水，以調(diào)節(jié)降低水中的硬度，防止魚類死亡3、鈣、鎂離子在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的意義〔1〕鈣、鎂是生物生命過程所必須的營養(yǎng)元素，它們不僅是生物體液及骨骼的組成成分。還參與體液新陳代謝的調(diào)節(jié)?！?〕鈣離子可以降低重金屬離子和一價金屬離子的毒性。〔3〕鈣、鎂離子可以增加水的緩沖性，即具有很好的保持PH的能力?！?〕水中鈣鎂離子比例，對魚、蝦、貝的存活有重要影響。4、堿度與水產(chǎn)養(yǎng)殖的關(guān)系〔1〕降低重金屬的毒性〔2〕調(diào)節(jié)二氧化碳的產(chǎn)耗關(guān)系、穩(wěn)定水的PH〔3〕堿度過高對養(yǎng)殖生物的毒害作用〔適宜1~3mmol/L,最大臨界值10mmol/L〕5、硫在水中的轉(zhuǎn)化蛋白質(zhì)的分解作用氧化作用復(fù)原作用硫酸鹽復(fù)原條件：缺乏溶氧、含有豐富的有機物、有微生物參與、硫酸根離子的含量沉淀與吸附作用水質(zhì)惡化時，有硫化氫時，可以潑灑含鐵藥劑起到解毒的作用同化作用6、為什么天然水中的鉀離子含量遠比鈉離子低？鉀離子比擬容易被土壤膠粒吸附，移動性不如鈉離子；鉀離子被植物的吸收利用第三章、溶解氣體1、影響氣體在水中溶解度的因素〔除了氣體本身的性質(zhì)以外〕〔1〕溫度在較低溫條件下的溫度變化對氣體的溶解度影響顯著，且氣體溶解度隨溫度的升高而降低。〔2〕含鹽量當(dāng)溫度、壓力一定時，水中含鹽量增加，氣體在水中的溶解度降低。在相同溫度和分壓力下，氣體在海水中的溶解度比在淡水中小得多。氧氣在大洋海水中溶解度大約是在淡水中的80～82%。淡水來說含鹽的變化幅度很小，對氣體在水中的溶解度影響不大，一般不考慮含鹽量的影響，而近似地釆用在純水中的溶解度值。〔3〕氣體的分壓力在溫度與含鹽量一定時，氣體在水中的溶解度隨氣體分壓的增加而增加-享利定律c=KH×P道爾頓分壓定律由幾種氣體組成的混合氣體中組分B的分壓力PB等于混合氣體的總壓力PT乘以氣體B的分壓系數(shù)φB。PB=PT×φB2、氣體溶解速率中得雙模理論〔1〕靠湍流從氣體主體內(nèi)部到達氣膜；〔2〕靠擴散穿過氣膜到達氣—液界面，并溶于液相；〔3〕靠擴散穿過液膜；〔4〕靠湍流離開液膜進入液相內(nèi)部。當(dāng)氣體分子在氣相主體與液相主體中遷移時，靠的是湍流，運動速度快，混合均勻，可認為在氣相主體與液相主體中都不存在濃度梯度。而氣膜和液膜內(nèi)只存在層流，氣體分子只能靠擴散通過假定氣體到達界面后瞬間即能到達溶解平衡，并符合亨利定律關(guān)系。3、池塘水體溶解氧的來源與消耗水中氧氣的來源：空氣的溶解、水生植物光合作用、補水水中氧氣的消耗：①魚、蝦等養(yǎng)殖生物呼吸②水中微型生物耗氧-“水”呼吸〔浮游動物、浮游植物、細菌呼吸〕③底質(zhì)的耗氧-“泥”呼吸④逸出。4、溶解氧的變化特點(1)與大洋海水存在一定的差異(2)更多的是受溫度、鹽度、壓力、水生生物生命活動過程〔光合作用、呼吸作用〕、有機質(zhì)的分解、光照等的影響，且影響較大，使水體溶解氧呈晝夜變化5、溶解速度及其影響因素水的單位體積外表積擾動狀況氣體的不飽和度6、池塘水體溶解氧的變化規(guī)律溶解氧的垂直變化白天：隨著溫度的升高和光照強度的增大，表層水體浮游植物的光合作用增強，水體溶解氧的含量逐漸增大，至下午15:00-16:00時表層水體溶解氧含量達最大值；而下層水體由于光照強度較弱，水中溶解氧的含量低于表層水中溶解氧的含量。夜間：上層水溫隨氣溫的下降而下降，密度變大，形成密度流，下層水中的溶解氧得到補充，而上層水中溶解氧逐漸下降，至清晨04:00-05:00左右，上層水中溶解氧降到最低值。此時，上下水層溶解氧差根本消失，整個池水溶解氧條件最差，魚蝦的浮頭多出現(xiàn)在這個時刻。溶解氧水平分布的特征：不均一性白天：下風(fēng)處浮游植物產(chǎn)氧量和從空氣中溶入的氧量比上風(fēng)處多。夜間：溶解氧水平分布與白天相反，上風(fēng)處溶解氧大于下風(fēng)處，這與集中在下風(fēng)處的浮游生物和有機物較多，夜間耗氧量大有關(guān)。風(fēng)力越大，上下風(fēng)處的溶解氧含量差異就越大。影響水平分布的因素：風(fēng)力、風(fēng)向及生物。7、改善水體溶解氧狀況的措施降低水體耗氧速率及數(shù)量清淤合理施肥投餌明礬、黃泥漿凝聚沉淀水中有機物微生態(tài)制劑使用加強增氧作用，提高水中溶氧濃度生物增氧—保持水體具有適宜的浮游植物生物量人工增氧—機械增氧和化學(xué)增氧〔過氧化鈣、活性沸石、過氧化氫〔H2O2)〕1、有一養(yǎng)魚池，面積為1.00hm2，水深平均為1.5m。池水pH＝9.5，AT＝2.00mmol/L，現(xiàn)擬用濃度為12mol/L的濃鹽酸將池水pH中和到9.0，問需用多少升的濃鹽酸？〔pH=9.0時α=0.959；pH=9.5時α=0.886〕〔5分〕解：水量V＝1.00×104m2×1.5m=1.5×104m3，〔1分〕CT=AT’=CT/α’=ATα/α’=2mmol/L×0.886/0.959=1.85mmol/L〔1分〕ΔAT=AT-AT’=(2.00–1.85)mmol/L=0.15mmol/L〔1分〕VHCl=ΔAT×V/CHCl=0.15mmol/m3×1.5×104m3/12mol/L=188L〔12、某對蝦池水的Cl‰=19.00，pH=9.00，總銨氮NH3-Nt=1.60mmol/L，γH＋=0.693，Ka＇=4.47×10-10，求該對蝦池中分子態(tài)氨氮UIA為多少mmol/L？分子態(tài)氨氮在總氨氮中所占的比例UIA%為多少？〔5分〕解：CNH3=aNH3CT=Ka＇/(aH+/γH++Ka＇)CT=0.378mmol/L〔3分〕UIA%＝0.378/1.60×100%=23.6%〔2分〕第四章天然水的PH和酸堿平衡酸度:指每升水中所含能與強堿發(fā)生中和作用的物質(zhì)總量略去水體中含量極少的H2PO4-、HPO42-和有機酸根據(jù)測定時使用的指示劑不同，分為總堿度〔用酚酞作指示劑，PH8.3〕和無機酸〔又稱強酸酸度，用甲基橙作指示劑，pH3.7〕天然水按pH值的不同可以劃分為如下五類：強酸性PH<5.0弱酸性PH5.0~6.5強堿性PH8.0~10.0強堿性PH>10.0中性PH6.5~8.0大多數(shù)天然水為中性到弱堿性，pH在之間。淡水的pH值多在，局部蘇打型湖泊水的pH值可達，有的可能更高。海水的pH值一般在。地下水由于溶有較多的CO2，pH一般較低，呈弱酸性。某些鐵礦礦坑積水，由于FeS2的氧化、水解，水的pH可能成強酸性，有的pH甚至可低至2-3，這當(dāng)然是很特殊的情況某些鐵礦礦坑積水，由于FeS2的氧化、水解，水的PH可能成強酸性天然水的緩沖性天然水都有一定的維持本身的PH能力，即具有一定的緩沖性。其原因存在以下3個調(diào)節(jié)PH的平衡系統(tǒng)碳酸的一級與二級電離平衡碳酸鈣的溶解和沉淀平衡水中鈣離子含量足夠大時，可以限制碳酸離子鈣含量增加，也限制了PH的升高。離子交換緩沖系統(tǒng)二氧化碳平衡體系在水中有4種化合態(tài)：、CO2H2CO3、HCO3-和CO32-，其中H2CO3CO2合稱游離二氧化碳CT，CO2=【H2CO3*】+【HCO3-】+【CO32-】1、有水溫為20℃、堿度AT＝3.6mmol/L、pH為6.6的地下淡水，今需參加NaOH使其pH=7.5，問1m3水需用NaOH固體多少克？假定參加NaOH解題思路：酸堿中和可視為封閉體系。加NaOH前后的CT,CO2不變。由pH求f，然后求CT,CO2，再求中和后應(yīng)到達的AT，前后AT之差即為堿的用量。解：由表4-6得pH=6.6,f=1.60；pH=7.5f‘CT,CO2=AT×f=3.6×1.60=5.76(mmol/L)即需加NaOH1.8mol/m3，相當(dāng)于固體NaOH72g/m32、pH為9.1的魚池水，AT’＝2.5mmol/L,補入pH=6.5，AT＝4.0mmol/L井水20％體積。問：混合水的pH是多少？設(shè)氣相CO2分壓PCO2〔g〕=0.00030×101.325kPa解題思路：不能采用pH加權(quán)平均方式求解，而應(yīng)采用cT,CO2與AT加權(quán)平均后求f值，再從表中查出pH。解：1)查表4－6得：pH=6.5，f=1.76；pH=9.1,f'=0.9542)求混合前cT,CO2：cT,CO2〔1〕＝AT×f=4.0×10－3×1.76＝7.04×10-3〔mol/L)cT,CO2〔2〕＝AT’×f‘=2.5×10－3×0.954＝2.38×10-3〔mol/L)3)求混合后cT,CO2〔混〕及AT〔混〕查表4-6，pH=7.23、鹽度為20，pH為8.5，水溫20℃解、(1)根據(jù)公式S‰=1.80655Cl‰水體的氯度Cl‰=20/1.80655=11.0708經(jīng)查表得出：水溫20℃，Cl‰=11的水體KB‘=1.64×(2)根據(jù)pH=8.5,αH+=10-8.5(3)硼酸鹽堿度=2.2×10-2×1.64×10-9×11.0708/(1.64×10-9+10-8.5)=8.3×10-2(mmol/L)第五章天然水中的生物營養(yǎng)元素必需元素：某種元素被證明至少是某種生物所必需的，且直接參與生物的營養(yǎng)，其功能不能被別的元素替代，生物生命活動不可缺少的元素。常量必需元素〔N、P、S、K、Ca、Mg、C、H、O〕微量必需元素〔Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo、Cl〕固氮作用：天然水和沉積物中的一些藻類〔藍、綠藻〕及細菌，它們具有特殊的酶系統(tǒng)，能把一般生物不能利用的單質(zhì)N2，轉(zhuǎn)變?yōu)樯锬軌蚶玫幕衔镄问?，這一過程稱為固氮作用。硝化作用：在通氣良好的天然水中，經(jīng)硝化細菌的作用，氨可進一步被氧化為NO3-，這一過程稱為硝化作用。反硝化作用：在微生物的作用下，硝酸鹽或亞硝酸鹽被復(fù)原為一氧化二氮〔N2O〕或氮氣〔N2〕的過程。氨化作用：含氮有機物在微生物作用下分解釋放氨態(tài)氮的過程。同化作用：水生植物通過吸收利用天然水中的NH4+、NO2-、NO3-等合成自身的物質(zhì)，這一過程稱為同化作用。常見的方法是把米氏方程換成如下形式：Km為米氏常數(shù)，假設(shè)S=Km時，V=1/2Vmax一般認為，為了得到藻類的正常繁殖速率，水體的限制性營養(yǎng)元素濃度[S]應(yīng)維持在3Km(此時吸收速率V=0.75Vmax)以上。假設(shè)天然水中氮的來源1、大氣降水下落過程中從大氣中的淋溶2、地下徑流從巖石土壤中的溶解3、水體中水生生物的代謝4、水體中生物的固氮作用5、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動和生活污水的排放6、沉積物中氮的釋放NH3毒性強的原因：NH3不帶電荷，有較強的脂溶性，易透過細胞膜，對水生生物有很強毒性一、天然水中氮元素的存在形態(tài)1、溶解游離態(tài)氮氣2、無機氮化合物銨〔氨〕態(tài)氮(TNH4-N)、硝酸態(tài)氮(NO3--N)、亞硝酸態(tài)氮(NO2--N)3、有機氮化物尿素、氨基酸、蛋白質(zhì)、腐殖酸等二、天然水中氮的轉(zhuǎn)化固氮作用、氨化作用、同化作用、硝化作用、反硝化作用〔脫氮作用〕三、天然水中的無機氮與養(yǎng)殖生產(chǎn)的關(guān)系雙重作用：一方面，水體中的NH4+、NO3-是藻類能直接吸收利用的氮的形態(tài)，在適宜濃度范圍內(nèi)，增加其含量，可提高浮游植物的生物量，提高天然餌料根底，促進養(yǎng)殖生產(chǎn)。另一方面，當(dāng)水體中無機態(tài)氮含量過高時，易導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化，對養(yǎng)殖生物產(chǎn)生有害的影響。四、天然水中磷的存在形態(tài)水體中的磷：溶解態(tài)磷〔無機磷a.無機正磷酸鹽PO43-、HPO42-、H2PO4-、H3PO4b.無機縮聚磷酸鹽如P2O74-、P3O105-等，它們是某些洗滌劑、去污粉的主要添加成分?！秤袡C磷：天然水中可溶性有機磷包括生物體中存在的氨基磷酸與磷核苷酸類化合物、顆粒態(tài)磷五、參入天然水中磷循環(huán)的因素1、生物有機殘體的分解礦化在天然水中水生生物的殘體以及衰老或受損的細胞，由于自溶作用而釋放出磷酸鹽。因懸浮于溫躍層和深水層暗處受微生物的作用而迅速再生的無機磷酸鹽，構(gòu)成了水體中有效磷的重要來源。2、水生生物的分泌與排泄3.水生植物的吸收利用藻類在吸收利用有效氮和有效磷時一般也按P/N=1:16(或15)的比例進行。4、沉積物的釋放5、假設(shè)干非生物學(xué)過程六、含大量鐵的地下水〔主要為Fe2+〕大量注入魚池，會使水質(zhì)狀況發(fā)生一系列變化：首先：Fe2+被氧化成Fe(OH)3，減少水中的溶解氧，水變混濁，pH值降低；生成的Fe(OH)3絮凝時會將水中的藻類及懸浮物一并混凝、下沉，使水又逐漸變清。過幾天浮游植物又會繁生，水色又漸漸變深，pH上升；水中生成的大量Fe(OH)3微粒會堵塞魚鰓。所以我國北方魚類越冬池不可直接大量補注含鐵高的水?！惨蠛現(xiàn)e1mg/L〕鐵的去除方法曝氣絮凝過濾或靜置水環(huán)境中的膠體與界面作用1、膠體粒徑在1~100nm之間，20世紀初，人們把膠體分成兩類：親液膠體〔蛋白質(zhì)、明膠等容易與水形成膠體的溶液〕、憎液膠體〔金溶膠等本質(zhì)上不溶于介質(zhì)，必須經(jīng)過處理后才能形成膠體溶液〕2、膠體的結(jié)構(gòu)：【膠核|n外表離子+〔n-x〕反離子】x+反離子+膠團=膠粒+擴散層反離子膠粒=膠核+吸附層3、膠體粒子外表電荷的來源：電離、離子吸附、晶格取代4、ζ-電位：這種當(dāng)分散相和分散介質(zhì)做相對運動時，吸附層和擴散層之間存在的電位差稱為電動電位。5、膠體的穩(wěn)定性及其影響因素ζ-電位的大?。害?電位越大，膠粒電荷越多，膠粒間電性斥力越大，膠體越穩(wěn)定。溶劑化作用：水化薄膜層阻止了膠粒的互相碰撞而引起的合并，使溶膠具有一定的穩(wěn)定性5、水環(huán)境中膠體的種類無機膠體：黏土礦物膠體、水合氧化物膠體有機膠體：各種可溶性和不溶性腐殖質(zhì)無機有機復(fù)合體膠體無機膠體來源：化學(xué)平衡產(chǎn)物、河流輸入物、生物死亡后的殘物；有機膠體來源：生物的代謝產(chǎn)物、生物細胞的分解產(chǎn)物、有機顆粒物的降解產(chǎn)物。6、粘土礦物分三類：高嶺石類：一層硅氧片和一層水鋁片，稱1：1型晶格，化學(xué)式Al4(Si4O10)(OH)8蒙脫石類：兩層硅氧片和一層水鋁片，稱2：1型晶格，化學(xué)式Al4(Si4O10)2(OH)4.nH2O伊利石類：兩層硅氧片和一層水鋁片，稱2：1型晶格，化學(xué)式Al4Si8O20(OH)47、水環(huán)境中腐殖質(zhì)主要為富里酸和胡敏酸8、外表張力：在氣液界面上由于液相的外表層與本水體在微觀結(jié)構(gòu)和性質(zhì)上有許多明顯的差異。首先表現(xiàn)在處于液體外表上的分子受力是很不平衡的，他們總是受到向液體內(nèi)部的一定張力，即外表張力。氣提作用：由于氣泡的形成及在其氣——液界面上的吸附作用，水體中具有外表活性的物質(zhì)〔種類繁多的有機物具有兩相基團〕連同可與其結(jié)合的其他各種形態(tài)物質(zhì)一起被選擇性地富集于液相外表膜中，這種現(xiàn)象稱為氣提作用或泡沫浮選作用泡沫：由難溶性氣體以氣泡形式分散在液體中所形成的分散系，稱泡沫。其穩(wěn)定性主要決定于氣液界面的吸附作用。泡沫的破壞主要起因于液膜排液變薄和泡內(nèi)氣體的擴散。凝結(jié)：膠體粒子相互碰撞，終于相互聚集成沉淀析出的過程成為凝結(jié)。由于所得的沉淀常為絮狀物，所以又稱“絮凝作用”。在膠粒及黏土微粒絮凝沉淀時，總是把水中共存的一些可沉降或非沉降性的物質(zhì)結(jié)合一起沉出，故又稱“混凝作用”。如果降低或消除膠體穩(wěn)定劑的作用，分散微粒那么可通過碰撞結(jié)合成聚集體而沉淀，這叫聚沉或凝聚。9、我國用量最大的無機絮凝劑主要有：硫酸鋁、聚氯化鋁、氯化鐵、硫酸亞鐵10、影響凝聚作用的因素1、電解質(zhì)的作用如前所述，參加電解質(zhì)可以壓縮擴散層，降低膠粒的ξ-電位，導(dǎo)致凝聚作用的發(fā)生。2、電性相反溶膠，可以相互凝結(jié)一般認為，疏液溶膠相互凝結(jié)，主要通過靜電引力；疏液溶膠與親液溶膠相互凝結(jié)那么主要依靠吸附及橋連作用；親液溶膠相互凝結(jié)那么與所謂乳粒積并作用有關(guān)。3、助凝劑混凝劑的參加可以擴散層，降低膠粒的ξ-電位甚至使之接近于零，使膠體發(fā)生聚集作用。助凝劑的作用在于加速混凝過程，加大絮凝顆粒的密度和重量，使其迅速沉淀；并通過粘結(jié)和架橋作用的加強，使絮凝顆粒粗大且有更大外表，可以充分發(fā)揮吸附卷帶作用，提高澄清效果。4、非電解質(zhì)的作用非電解質(zhì)對于溶膠所表現(xiàn)出來的聚沉效應(yīng)，可因非電解質(zhì)的不同而有顯著的差異。有許多能在水中形成分子分散的非電解質(zhì)物質(zhì)，都能引起膠體的聚沉，例如乙醇、丙酮、糖等，當(dāng)然這些物質(zhì)需要較高的濃度才有聚沉效應(yīng)。5、其它如改變pH、加熱、劇烈攪拌等，都可加速絮凝。第八章污染物的毒性與毒性試驗一、毒物：毒物是指在一定條件下，較小的濃度(或劑量)就能引起生物機體功能性或器質(zhì)性損傷的化學(xué)物質(zhì),或劑量雖微，但易于在生物體內(nèi)積累，積累到一定的量，就能干擾或破壞生物機體正常生理功能，引起暫時或永久性病理變化的、甚至危及生命的化學(xué)物質(zhì)。②毒性：一定量的毒物接觸或進入生物機體后，對生物能夠產(chǎn)生不同程度的損害。毒物對生物引起這種損害的能力稱為毒物的毒性。效應(yīng)：毒物作用于生物體引起生物個體發(fā)生的生物學(xué)變化，被稱為效應(yīng)。反響：毒物作用于生物群體后產(chǎn)生某種效應(yīng)的生物個體數(shù)量在生物群體中所占的比率，被稱為反響。致死濃度〔LC〕：指在一定時間內(nèi)以生物機體死亡為標(biāo)準(zhǔn)而確定的水中外來化合物的濃度。絕對致死濃度〔LC100〕：指能在一定時間內(nèi)引起所觀察生物個體全部死亡的水中化合物的最低濃度。半數(shù)致死濃度〔LC50〕：在一定時間內(nèi)能引起試驗生物群體中50%生物個體死亡的水中化合物的濃度。耐受限度〔TL〕：以存活比率為觀察指標(biāo)，既可以用于毒物的作用，也可以用于非毒物的作用，比方溫度、射線等物理因素的作用，適用范圍更廣。有效濃度〔EC〕：以通過測定或觀察生物對毒物的某種特定的效應(yīng)，如動物失去平衡能力、產(chǎn)生畸形、酶活力變化等，或者生長受抑制程度等，一般用“有效濃度”來反映毒物對試驗生物的毒性。最大允許毒物濃度〔MATC〕：對受試生物沒有明顯影響的毒物濃度。要得到毒物的最大允許濃度需要進行一系列的慢性生物毒性試驗生物富集系數(shù)〔BCF〕fBC=Cb/Ce平衡時生物體內(nèi)讀物濃度與環(huán)境中該毒物的濃度之比生物富集：生物從周圍環(huán)境中吸收積累化學(xué)物質(zhì)的現(xiàn)象，那么稱為生物富集，也稱生物濃縮；生物放大：生物通過食物鏈積累化學(xué)物質(zhì)、毒物隨著營養(yǎng)級的提高而增大的現(xiàn)象，那么稱為生物放大。應(yīng)用系數(shù)〔AF〕：最大允許毒物濃度與起始“LC50”的比值。毒性試驗：為了測試化學(xué)物質(zhì)對生物是否會引起損傷作用而進行的一系列試驗。根據(jù)中毒發(fā)生的速度，可分為急性中毒、亞急性中毒和慢性中毒。急性毒性試驗:指在短時間內(nèi)生物接觸高濃度有毒物質(zhì)時，被測試化學(xué)物質(zhì)引起試驗生物群體產(chǎn)生一特定百分數(shù)有害影響的試驗。慢性毒性試驗：經(jīng)常按等差數(shù)列設(shè)置試驗濃度聯(lián)合毒性：指兩種或兩種以上化學(xué)物質(zhì)同時或相繼對生物體發(fā)生作用所產(chǎn)生的毒性。聯(lián)合作用：指兩種或兩種以上化學(xué)物質(zhì)同時或相繼對生物體所產(chǎn)生的綜合生物學(xué)效應(yīng)。包括：獨立作用、相加作用、協(xié)同作用、拮抗作用獨立作用:指兩種或兩種以上的有毒化學(xué)物質(zhì)同時作用于生物體后，由于各自的作用方式、途徑、受體、部位等的不同，產(chǎn)生的生物學(xué)效應(yīng)相互無影響，僅表現(xiàn)為各自毒性效應(yīng)的毒物聯(lián)合作用。相加作用:指兩種或兩種以上有毒化學(xué)物質(zhì)同時或相繼作用于生物體后，對生物機體產(chǎn)生的生物學(xué)效應(yīng)強度等于它們分別單獨作用于生物體所產(chǎn)生的生物學(xué)效應(yīng)強度之和的毒物聯(lián)合作用。亦稱為加和作用。協(xié)同作用:指兩種或兩種以上有毒化學(xué)物質(zhì)同時或相繼作用于生物體后，對生物機體產(chǎn)生的生物學(xué)效應(yīng)強度大于它們分別單獨作用于生物體所產(chǎn)生的生物學(xué)效應(yīng)強度的毒物聯(lián)合作用。頡抗作用;指兩種或兩種以上有毒化學(xué)物質(zhì)同時或相繼作用于生物體后，對生物機體產(chǎn)生的生物學(xué)效應(yīng)強度小于它們分別單獨作用于生物體所產(chǎn)生的生物學(xué)效應(yīng)強度的毒物聯(lián)合作用。二、毒性試驗分類1、靜水式試驗指試驗生物所在的試驗容器內(nèi)的試驗溶液處于不流動或靜止?fàn)顟B(tài)，試驗期間不更換試驗溶液的毒性試驗。靜水式試驗具有一定的局限性，一般只適用于那些在試驗期間穩(wěn)定且耗氧不高的化學(xué)物質(zhì)的生物毒性試驗。2、半流水式試驗：指定期更新試驗溶液的毒性試驗，有時亦稱為換水式毒性試驗，或換水式生物測試。一種簡便且又可在一定要求下到達滿意效果的試驗方式，大多數(shù)生物毒性試驗采用這一試驗方式。3、流水式試驗指試驗溶液連續(xù)地或間歇地流經(jīng)試驗容器的毒性試驗。流水式試驗裝置僅在測試易揮發(fā)、不穩(wěn)定的化學(xué)物質(zhì)的生物毒性時使用。三、毒性試驗的一般程序試驗設(shè)計選擇受試生物、設(shè)置毒物濃度、試驗持續(xù)時間、受試生物的數(shù)量及分配、確定觀測指標(biāo)及其測定方法2、試驗溶液的配制試驗溶液的配制方法主要有兩種：①根據(jù)試驗毒物濃度和試驗溶液體積按所需量直接將測試化合物參加水中；②將被測試化合物先配制成濃度較高的貯備液，然后按設(shè)置的試驗毒物濃度和溶液體積稀釋而成。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織〔ISO〕建議：10L水中所加貯備液的體積不得超過100mL。選擇有機溶劑或乳化劑時需考慮以下幾個方面：①能有效地溶解或乳化被測試化合物②對受試生物無毒或根本無毒③易于與水混合④與被測試化合物不發(fā)生化學(xué)反響⑤與被測試化合物混合后不產(chǎn)生生物效應(yīng)⑥在水中能夠穩(wěn)定存在3、預(yù)備試驗3～5個間隔較大的濃度范圍、少量〔3～5尾〕的受試生物、觀察24～96h，求得100%死亡濃度〔LC100〕和0%死亡濃度〔LC0〕、在LC0和LC100之間選擇5～7個試驗濃度進行正式試驗4、試驗濃度的選擇急性毒性試驗：一般按照等對數(shù)間距確定試驗溶液中待測試有毒物質(zhì)濃度lgci+1-lgci=常數(shù)慢性毒性試驗：經(jīng)常按等差數(shù)列設(shè)置試驗濃度ci+1-ci=常數(shù)5、試驗負荷:指單位體積試驗溶液中投放受試生物的重量。一般按照以下原那么設(shè)置試驗負荷：〔1〕受試生物對毒物的吸收、吸附不得引起試驗溶液中溶解氧和毒物濃度的明顯下降；〔2〕受試生物代謝產(chǎn)物的積累不超過允許水平；〔3〕受試生物有一定的活動空間。6、試驗期間的施肥和投餌1、急性毒性試驗不投喂餌料2、慢性毒性試驗至少每天定時投喂一次。還要觀察生物對食物的攝食情況，并去除殘餌。3、藻類毒性實驗在不影響試驗毒物濃度的前提下施用氮、磷、維生素等營養(yǎng)性物質(zhì)，以保證藻類生長不受營養(yǎng)性物質(zhì)的限制。四、受試生物選擇的一般原那么：1、受試生物的選擇范圍：水中的初級生產(chǎn)者、初級消費者、次級消費者2、受試生物選擇的一般條件：對試驗毒物或因子具有較高的敏感性、具有廣泛的地理分布和足夠的能量，并在全年中容易獲得、是生態(tài)系統(tǒng)的重要組成，具有重要的生態(tài)學(xué)價值、在實驗室內(nèi)容易培養(yǎng)和繁殖、具有豐富的生物學(xué)背景資料、對試驗毒物或因子的反響能夠被測定，并有一套標(biāo)準(zhǔn)的測定方法和技術(shù)、具有重要的經(jīng)濟價值或欣賞價值，應(yīng)考慮到人類食物鏈的聯(lián)系。五、急性毒性試驗的目的1、求出被測試化合物對一種或幾種受試生物的LC50或某種效應(yīng)的EC50，初步估測該化合物的危險性。2、說明被測試化合物急性毒性的濃度——反響關(guān)系與生物中毒特征3、為進一步進行亞急性毒性和慢性毒性試驗以及其他特殊毒性試驗提供依據(jù)。六、半致死濃度的計算方法—概率單位法第九章、水中的有機物一、根本概念1、生化需氧量(BOD):好氧條件下，單位體積水中需氧物質(zhì)生化分解過程中所消耗的溶解氧的量BOD5：20℃時，水中有機物在微生物作用下氧化分解，五天內(nèi)所消耗的溶解氧量，稱為五日生化需氧量，。2.化學(xué)需氧量(COD):3.總需氧量(TOD):水體中能被氧化的有機和無機物質(zhì)燃燒變成穩(wěn)定的氧化物所需要的氧量4.總有機碳(TOC):以碳的含量表示水中有機物質(zhì)總量的綜合指標(biāo)。它能較全面地反映出水中有機物的污染程度5、耗氧有機物：主要是指水體中能被溶解氧所氧化的各種有機物，主要包括動、植物殘體和生活污水及某些工業(yè)廢水中的碳水化合物、脂肪、蛋白質(zhì)等易分解的有機物。這類有機物在微生物作用下氧化分解需要大量消耗水中的溶解氧，使水質(zhì)惡化。因此，統(tǒng)稱為耗氧有機物。6、持久性有機污染物：降解緩慢、在水環(huán)境中滯留時間長，可通過生物放大和食物鏈的富集輸送作用對水生生物和人體健康構(gòu)成直接威脅-持久性有機污染物。二、持久性有機污染物的種類1．農(nóng)藥2.多氯聯(lián)苯〔PCBs〕3.多環(huán)芳烴〔PAHs〕4.鹵代烴類5.酚類6.苯胺類和硝基苯類7.油類。三、化學(xué)需氧量(COD)1、所用的氧化劑主要有重鉻酸鉀和高錳酸鉀2、高錳酸鉀氧化法獲得的化學(xué)需氧量在環(huán)境保護領(lǐng)域又稱為高錳酸鹽指數(shù)，以CODMn表示，可在酸性或堿性條件下進行。在堿性介質(zhì)中，高錳酸鉀法的氧化能力減弱，約為酸法的2/3。4、而重鉻酸鉀氧化法只在強酸性條件下使用，高錳酸鉀氧化法在酸性和堿性條件下進行。5、國際上傾向于重鉻酸鉀氧化法測定化學(xué)需氧量；高錳酸鉀法適用輕度污染水中有機物的含量測定。四、耗氧有機物的來源天然有機物及其分解產(chǎn)物、生物活動產(chǎn)物、人類生活廢物和各種工業(yè)廢物等按水體中有機物的產(chǎn)生方式可分為內(nèi)源和外源內(nèi)源：指水體中水生植物和藻類光合作用所產(chǎn)生的有機物。外源：指來源于水體之外，以各種途徑和方式進入水體的所有有機物。外源既有人為源又有天然源人為污染源①工業(yè)廢水②生活污水③農(nóng)業(yè)退水④水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水五、腐殖質(zhì)是有機物在微生物作用下，經(jīng)過分解轉(zhuǎn)化和再合成形成的。它的