文档介绍：第五章天然水的氧化还原作用
一、教学目的及要求
要求学生掌握水体中氧化还原电位的概念、意义及其影响因素;氧化还原电位与水体pH的关系、养殖水体氧化还原电位与水中物质存在形态之间的关系。重点掌握天然水和养殖水体中有机物含量的表示方法及有机物的迁移转化规律。
二、知识点分析
氧化还原电位的定义;
常见氧化态物质与还原态物质;
养殖水体Eh的分布变化规律;
养殖水体Eh与pH的关系;
水体有机物含量的表示方法;
有机物含量测定的几种方法;
养殖水体中的常见有机物;
养殖水体有机物的好氧分解与厌氧分解;
有机物的两重性;
难降解有机物;
颗粒态有机物与溶解态有机物的相互转化规律;
有机物的气提与浮选作用;
循环养殖水处理系统中有机物的降解原理。
三、教学方法及教学手段
采用PPT,结合传统板书,观看教学录像等。
四、教学内容与教学设计
按照上述知识点安排教学内容。
着重介绍养殖水体中Eh的变化规律,特别要突出目前科研工作中不断出现的以Eh在一定程度上取代DO来反映水体氧化还原状态的趋势,向学生介绍Eh数值的应用价值。
结合国内的几种水质指标,对表征水体有机物含量的不同方法进行比较,在比较的同时,阐明这几种不同测定方法的原理与数据处理方法,其中要特别强调各种测定方法的限定条件:如
BOD5测定时要从温度、时间、光照、菌种、稀释等多个方面予以说明;地面水水质标准中的高锰酸盐指数不适用于海水中COD的测定,等等。
结合养殖水处理系统的运行流程,详细介绍有机物的降解规律:如蛋白分离器——利用气提和浮选原理有效去除有机物;混凝沉淀——利用有机物吸附搭桥等原理;生物滤器和氧化塘法——利用微生物的存在对有机物进行好氧分解,等等。在讲解有机物讲解方法时,把涉及有机物迁移转化的各种作用全部带进去。
有机物的存在具有两重性:过多的有机物会导致水体缺氧、有毒有害物质的积累;而有机物又是水体的潜在肥源,有机物过少,水中饵料生物的数量会不足。因此,课堂上要提醒同学如何合理控制水体有机物的含量。
针对当前我国水污染中有机物含量高居不下的现状,向同学们讲解关于难降解有机物和内分泌干扰物质的概念。同时引出许多渔用药物对环境的影响。
本章涉及的实验为“碱性高锰酸钾法测定”。之所以选择该法,而不是酸性高锰酸钾法等,是由于现行的渔业水质标准和海水水质标准均选用该法,水产养殖中的海水养殖业一直是重头戏,所以,该COD的测定方法有别于一般环保中所用的方法。
五、课后思考题
天然水环境中常见氧化态与还原态的物质各有那些?
天然水环境中主要由那些氧化还原反应?
控制天然水环境氧化还原能力的主要是哪种电对?为什么?氧与水可以有哪些氧化还原反应?写出它们的反应方程式。
天然水环境中有机物可能有哪几种氧化分解作用?这些分解作用的主要差异有哪些?
如何求算水环境中O2/H2O电对的氧化还原半反应的氧化还原电位?天然水Eh的理论计算值约为多少毫伏?实际测定值