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水环境化学试题
水环境化学试题.
卷参考答案及评A水环境化学
学年第一学期分标准2008-2009)
分(25分,每个填空1一、填空
阳离子有主天1、然淡水中含有的要。
钾钙、镁、钠、2-
优势阳离子2、某水中的优势阴离子为SO,4-2-2+该类型水HCO为Ca,不含CO离子,或33Ca按照阿列金分类法用符号表示SIV型II海水一般是III型水,淡水一般是
水。
时,最大密度4、海水盐度24.7‰
的温度等于冰点温度。
,渗下降5、天然水的盐度增大会使蒸汽压。
压增大++含量的测定6Na与、在陆地水水质调查中,K2+2+Mg总量之差。
方法是计算阴离子量与Ca、-+7、海水总碱度可简化为ALK=CHCO3-2-C+C。
H2BO31/2CO3、水中氧气的来源主要是水生植物光合作用,8(水呼水中氧气的消耗主要是水中微型生物耗氧
吸)。
、贫营养型湖泊,夏季形成温跃层,上层水温92
,下层水温低、氧气溶解低高、氧气溶解度
。
高度
-时,HCO最多;10、淡水中,pH=8.33
2-随着海水氯C占优势。
pH>10.时3的和温度增大,二氧化碳系统各分量与pH移动。
左关系曲线向
p减;、水的溶氧升高,硫化氢的毒性11减升高,硫化氢的毒性的碳酸钠后,水体的碳酸12、水中加入1mol/L。
,碱度增大2mol/L总量增大1mol/L
则有效平均为1umol/L,、若米氏常数13KM的范围3umol/L磷浓度应不低于若天然水或养殖用水中的氧化一般情况下,14、还原电位为0.4V左右时,可认为该水体处于良好的氧化状态。
三、名词解释(10分,每题2分)
1、天然水体的Eh值:
在一个氧化-还原系统中,由于电子得失,产生的可被测量的电位,称为氧化还原电位。
反映水的氧化还原状况,了解水质的状态,并可作为水体氧化还原能力的度量。
2、活性磷化合物:
能与酸性钼酸盐反应的,包3
括磷酸盐,部分溶解状态的有机磷,吸附在悬浮物表面的磷酸盐以及一部分在酸性中可以溶解的颗粒态无机磷等。
3、泛池:
集约化养殖由于放养密度大、投饵和施肥量较多,加之浮游生物的突然大量死亡,可分解耗氧导致水体的严重缺氧,鱼类浮头,甚至窒息死亡的现象。
4、暂时硬度:
指碳酸盐硬度,水加热煮沸后形成碳酸钙沉淀而除去。
5、BOD:
生化需氧量,在规定条件下,水体中有机物在微生物作用下进行生物氧化时所消耗的溶解氧的数量。
四、问答题(34分)
1、含铁丰富的地下水注入鱼池后水质如何变化?
(5分)
答案要点:
含大量铁的地下水大量注入鱼池,2+被Fe会使水质状况发生一系列变化。
首先是值降低:
pHFe(OH),水变混浊,氧化成3+2+
+8H4Fe+10H+O生成322
的Fe(OH)絮凝时会将水中的藻类及悬浮物一3并混凝、下沉,使水又逐渐变清。
过些天浮游植物又繁生,水又渐渐变浑,pH又回升。
(32+氧化需要消耗水中的溶氧,水中Fe分)大量4
生成的大量Fe(OH)微粒会堵塞鱼鳃,聚沉藻3类。
(2分)
2、为什么可以用电导仪来测海水的盐度?
(5
分)
答案要点:
根据海水组成的恒定性原理,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。
(3分)由于海水的主要成分的比例恒定,因此电导率与与盐度有很精确的关系,所以可以用电导仪来测海水的盐度。
(2分)
3、溶氧丰富的水中,投饵后,食物残渣和粪便中的氮是通过哪些作用在水中逐步转变成硝态氮?
(7分)
答案要点:
经过几种作用:
①氨化作用,即含氮有机物在微生物作用下的分解+(NH)。
即氨化作用,转变为NH34(2分)②亚硝化作用:
经亚硝-。
NO化菌的作用,氨可被氧化为2分)③硝化作用:
在通气良(2经硝化菌的作用,好的天然水中,-NO分)进一步被氧化为2。
(35
顺序为:
①氨化作用→②亚硝化作用→③硝化作用(1分)
4、二氧化碳体系包括哪些组成与化学平衡?
(7
分)
-、)HCOH答案要点:
组成:
溶解CO(CO3223、2-
分)2CO(3包括以下五种平衡:
①气态二氧化碳溶解;②溶解CO的水合作用;③2HCO的电离平衡;④中和与水解32平衡;⑤与碳酸盐沉淀之间的固液平衡。
(5分)
5、什么是温跃层?
温跃层与水产养殖有什么关系?
温跃层的上层和下层水的水质有哪些不同?
(10分)
答案要点:
①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6
降低的水层,即温跃层。
(2分)②
温跃层一旦形成,就象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。
(2分)
上水层:
①溶氧增多,电位升高-→Fe(Ⅱ)→Fe(Ⅲ),Mn(Ⅱ)→Mn(Ⅳ),NH3→NO2-→NO3-②CO减少-→pH升高,2-2-↓,Fe(OH)↓CaCO,COOH浓度变大,析出333③有效N、P、Si、Fe等减少→光呼吸增强,光合成效率下降,限制浮游植物继续增殖。
④浮游生物量增加→水温升高,透明度下降。
(3分)
底层水:
①溶氧减少,电位下降2-→SO),,Mn(Ⅳ)→Mn(Ⅱ)→Fe(-→Fe(ⅢⅡ)4-脱氮,析出FeS↓②COS,NO,低级有机23+-浓度变大,,pH下降,HHCO物增多-→3+3-CaCO,Fe(OH)等溶解,NH,PO等解吸,4334碱度、硬度变大。
③有机物分解-→植物营养盐再生积累,同时积累NH、HS、有机酸、胺类、23CH等有害物质,抑制生物生长。
(3分)4六、分析题(6分)
夏季一淡水鱼池,水深1.8米,连续多天晴天,表水层溶氧达25mg/L,补偿深度为25cm,水7
体很肥,底泥较厚,每天投喂人工饵料,傍晚一场雷雨后,鱼死亡。
请分析鱼死亡原因?
答案要点:
①夏季晴天:
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,即温跃层。
(3分)
②傍晚下雷阵雨:
暴雨强风之后,表层水与底层水发生垂直流转混合,带起淤泥,这时水体都有可能出现溶氧最低值。
由于白天水的热阻力大,上层池水不易对流,上层过饱和的高氧水就无法及时输送到下层,到傍晚上层水大量过饱和的溶氧逸出水面而白白浪费掉。
至夜间发生对流时,上层水中溶氧本已大量减少,此时还要通过密度流将上层溶氧输送至下层,由于下层水的耗氧因子多,致使夜间实际耗氧量增加,使溶氧很快下降。
这就加速了整个池塘溶氧的消耗速度,容易8
造成池塘缺氧,引起鱼类浮头,甚至窒息死亡。
3(分)
七、计算题(10分),1、某湖水的pH=7.0,∑CO为5.49mmol/L2现有一造纸厂的废水要排入到湖中,该纸厂。
假如要控NaOH的废水含有4.0mmol/L的问每以上,不得上升到8.0制该池塘水体pHpH(升湖水中最多可以排入多少这种废水?
)时,a=1.02=7.0时,a=1.22;pH=8.05分)(,∑CO解:
加入NaOH前后的不变2分)(1×∑CO=aAlk211
∑CO=
=
×/aAlk=
5.49/1.22
1124.50mmol/L(分)1∑CO=5.38=a5.49/1.02=Alk/222分)(1mmol/L
=5.38-4.50=0.88△Alk=AlkAlk–12分)1mmol/L(=每升湖水中最多可以排入废水体积为V
10.22L0.88/4.0=。
(分),总氨氮为pH℃,、某鱼池水温为2157.80=
9
1.50μmol/L,求该鱼池中分子态氨氮UIA为多少μmol/L?
分子态氨氮在总氨氮中所占的比例UIA%为多少?
已知15℃时反应
++的pKa′O=9.574NH,+HO=NH+H3342水中氢离子的活度系数可近似为1.0。
(5分)
/γ+K'/(a)C=aCC=K'解:
TNH3NH3H+TaaH+=0.0248μmol/L(3分)
UIA%=0.0248/1.50×100%=1.65%(2分)
1、晴天时,养殖池水白天的硬度比夜晚的硬度低。
(√)
3、鱼池塘泥的氧化还原电位(Eh)随底泥深度的加深Eh值升高。
(×)
3、水中加入氢氧化钠时,碱度也随之增大。
(√)4.生石灰对海水消毒不起效果的原因是海水中有大量的钙离子。
(×)5、气体在水中的溶解度是在该温度和压力下气体在水中所能溶解的最大量。
(×)
6、海水含盐量高,所以海水中溶氧含量比淡水低。
(×)
7、盐度变化一个单位比温度变化1℃引起的密10
度变化值大许多。
(√)
8、在碳酸盐类水中不可能有Ⅳ型水,在硫酸盐与氯化物类的钙组和镁组中不可能有Ⅰ型水。
(√)
9、大型水库开闸溢洪时河道下游的鱼易发生气泡病。
(√)10、开放体系的碱度与碳酸总浓度无关,与pH有关,当达到平衡后,pH高的,碱度大。
(√)
11、DO的饱和度是饱和量与实际含氧量之差(×)12、鱼池水中溶氧主要为养殖鱼类所消耗(×)
13、某养殖场数日昼夜气温均为2℃,风力较强,某日突然暖流来临,气温剧增至5℃,且几乎无风,因此池水相应转为全同温期。
(×)14、水中藻类光合作用,使水的pH增加,碱度也增加。
(×)
15、海水的氯度和含盐量之间存在恒定性关系。
(√)
水环境化学B卷参考答案及评分标准
2008-2009学年第一学期
11
CO32、淡水中的主要阴离子成分有HCO3-12--Cl,SO4,--,优势阳离子为Cl2、某水中的优势阴离子为
22+该类型水-]=0,Mg,[CO,-]=0[HCO33用符号表示Mg时,、海水盐度为24.7‰Cl。
IV冰点温度等于最大密度时的温
、海水的盐度原来是用氯度来表示,现在不用4。
氯度的原因是现在用电导率来测盐度
蒸汽压下5、天然水的依数性表现
。
凝固点下降点上升、条件下,淡水的总碱度可pH6、在天然水正常2--简化为ALK=。
C+CHCO31/2CO37、晴天时,养殖池水白天的硬度比夜晚的硬度
。
低
、大气中氧的溶解水中溶氧的主要来源有:
8、光合作用、水体补给。
9、海水溶氧最小层通常出现在密度跃层,再往深处,溶氧浓度又开始回升,其回升原因是
大洋下面潜流着极区下沉而来的寒冷富氧的巨
大水团所造成的。
10、在淡水中,pH<6.4时,CO占优势;2
12
2-占优势。
时,COpH>10.43,分子减小11、水的溶氧升高,硫化氢的毒性
。
减小氨的毒性
的碳酸氢钠后,水体的碳1mol/L12、水中加入,碱度增大1mol/L。
1mol/L酸总量增大
COD、反映水中有机物污染指标有1
TODBODTOC。
三、名词解释(共10分每题2分)
1、水体自净:
天然水体对排入其中的某些物质有一定的容纳程度,在这个范围内,天然水体能通过物理的、化学的和生物的作用过程,使排入的物质浓度自然降低,不致引起危害。
2、水呼吸:
水中浮游生物、微生物呼吸以及有机物氧化分解等物质化学反应所消耗的溶解氧。
3、海水组成的恒定性原理:
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。
4、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。
5、COD:
化学耗氧量,在一定条件下,用一定的强氧化剂处理水样时,所消耗的氧化剂量或相当于氧的量。
13
四、问答题(34分)1、什么是泛池?
造成泛池的原因有哪些?
(6分)
答案要点:
集约化养殖由于放养密度大、投饵和
施肥量较多,加之浮游生物的突然大量死亡,可分解耗氧导致水体的严重缺氧,鱼类浮头,甚至窒息死亡的现象称为泛池。
(2分)
泛池的原因:
a、温跃层消失;b、浮游植物大量死亡;c、水质过肥;d、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。
(4分)
2、夏季晴朗无风天气,池塘中20—30公分以上水层与底层水在化学成分上有哪些区别?
哪些因素造成了这种差异?
(10分)
答案要点:
上水层:
①溶氧增多,电位升高-→Fe(Ⅱ)→Fe(Ⅲ),Mn(Ⅱ)→Mn(Ⅳ),NH3→NO2-→NO3-②CO减少-→pH升高,2-2-↓,Fe(OH)↓CaCO浓度变大,析出,OHCO333③有效N、P、Si、Fe等减少→光呼吸增强,光合成效率下降,限制浮游植物继续增殖。
④浮游生物量增加→水温升高,透明度下降。
4分)
14
底层水:
①溶氧减少,电位下降-→Fe(Ⅲ)→Fe(Ⅱ),Mn(Ⅳ)→Mn(Ⅱ),
2--NO→S,脱氮,析出SOFeS↓②34
CO,低级有机物增多-→pH下降,2-+Fe(OH),HCO浓度变大,CaCOH,3333-+等解吸,碱度、PONH,等溶解,44硬度变大。
③有机物分解-→植物营养盐再生积累,同时积累NH、HS、有23机酸、胺类、CH等有害物质,抑制生4物生长。
(4分)
造成这种差异的因素:
密度环流与风动环流(2分)
3、海水鱼种在冬季冰下越冬时常因低温而死亡,请你提出保护海水鱼冰下安全越冬的措施并说明理由6分)
答案要点:
(海水冰点-1.9℃,最大密度温度-3.5℃)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”)。
(3分)
所以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。
(3分)
15
4、说明池水中起缓冲作用的因子?
(6分)
答案要点:
①碳酸的一级与二级电离平衡CO2-+HOHCO++H
32
HC2-+-分)+HCO(O2
332-2+②CaCO的溶解、沉积平衡Ca+CO
33
CaCO(s)↓(2分)3③离子交换缓冲系统水中的粘土胶粒表面一般都有带电荷的阴离子或阳离子,这些表面带负电的基团可以吸附水中的阳离子(如+2+2+++等),建立离子、NaCa、H、Mg、K交换吸附平衡。
(2分)
5、溶氧最小值通常可能出现于什么条件?
(6分)
答案要点:
溶氧最小值通常出现于①黎明或日出前的表层尤其底层水中;(2分)
②夏季停滞期长期保持分层状态的底层水及上风沿岸的底层水及中层水;(2分)
③水质过肥、放养太密、投饵施肥过多、水底淤泥很厚的鱼池,遇上夏季天气闷热、气压低、暴雨强风之后,表层水与底层水发生垂直流转混合,带起淤泥,这时水体16
都有可能出现溶氧最低值。
(2分)
五、分析题(6分)冬季抽取地下井盐水存于室
外储水池中,到第二年3月中旬化冻后(室外温度0℃左右)泵此水到室内育苗室养亲蟹(室内水温18℃左右),后发现亲蟹鳃上全是红棕色的沉淀物,有亲蟹死亡,水也发红有红棕色沉淀。
请分析上述现象原因,并说明应如何避免此类事故的发生?
答案要点:
含铁地下水接触空气后,有以下反应:
2+++8H4Fe+O+10HO=4Fe(OH)3222+氧化需要消耗水中的溶氧,大量Fe
微粒沉淀在亲Fe(OH)生成的大量3,水色变浑、蟹鳃上,堵塞其鳃,发红分)铁的去除:
曝气,pH降低。
(4絮凝,过滤或静置。
(2分)10分)六、计算题(2,水深平均为、有一养鱼池,面积为11.00hm现拟,==。
池水pH9.5,A2.00mmol/L1.5mT中和到用浓度为12mol/L的浓盐酸将池水pHα
问需用多少升的浓盐酸?
(9.0,pH=9.0时17
=0.959;pH=9.5时α=0.886)
4243,m=1.00×10m×1.5m=1.5×10解:
水量V
1分)(
分);(1αAC=TT=2
'
Tα/
αT/
AT'=
Cα'=
A分)mmol/L×0.886/0.959=1.85mmol/L(1=1.85)mmol/L2.00ΔA'=(–A=A-TTT(1分)0.15mmol/L
=ΔA×VV/
C=
HClTHCl43L188=mol/L12/m101.5×0.15mmol/m3×(1分)188L
需要浓盐酸,总,pH=9.00=19.002、某对虾池水的Cl‰
=1.60mmol/L-N铵氮NH,γ=0.693,Ht3+-10,求该对虾池中分子态氨氮=4.47×10'Ka?
分子态氨氮在总氨氮mmol/L为多少UIA中所占的比例分)UIA%为多少?
(5/γ=+K/(a'=KC=aC解:
')CTTaaH+H+NH3NH3分)3(0.378mmol/L
23.6%100%0.378/1.60×=UIA%=
(2分)的海水池塘,升温时没有密度流,、盐度1≥2518
温度下降时密度流可进行到结冰时。
(√)
2、水中加入氢氧化钠时,碳酸总量也随之增大。
(×)
3、按照阿列金分类法,海水一般是III型水,淡水一般是I型水。
(×)
4、生石灰对海水消毒不起效果的原因是海水中有大量的氯离子。
(×)
5、米氏常数是酶对其底物灵敏性或亲和力的一种指标,Km越大,与营养物结合越紧,越容易发展成优势种。
(×)
6、温度变化1℃比盐度变化一个单位引起的密度变化值大许多。
(×)
7、夏季贫营养湖中的上层水溶氧比下层水溶氧低;富营养湖中则上层水溶氧比下层水溶氧丰富。
(√)随底泥深度的(Eh)、8鱼池塘泥的氧化还原电位加深Eh值升高。
)(×、发电厂或其它热源排放热水进入鱼池时可导9致鱼发生气泡病。
(√)
pH、10水体越低,总氨中分子氨占的比例越高。
(×)
19
11、夏天中午光线强,水温度高,氧气溶解度低,所以易发生鱼虾缺氧浮头死亡。
(×)
12、某年某月5—10日,某浅水湖泊所在地昼夜
气温均为6℃左右,11日凌晨气温降至2℃,因此湖水转为全同温期。
(×)
13、碱度大,重金属的药效就会降低。
(√)
14、在碳酸盐类水中不可能有Ⅳ型水,在硫酸盐与氯化物类的钙组和镁组中不可能有Ⅰ型水。
(√)
15、生产中在晴天中午前后开动增氧机,目的是为了促进空气中氧气的溶解。
(×)
20
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