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1、养殖水环境化学复习资料养殖水环境化学复习资料养殖13级第1章 天然水的主要理化性质1、名词解释（1）海水常量成分恒定性原理：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。“海水常量成分恒定性原理”又称为“主要成分恒比关系原理”、“海水组成的恒定性原理”、“Marcet原理”和“Dittmar定律”。（2）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。（3）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：105110，反映淡水水体含盐量的多少。（4）天然水的依数性：指稀溶液蒸气压下降（p），沸点上升（t

2、 b），冰点下降（tf）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。（5）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。（6）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。（7）离子强度：是指电解质溶液中参与电化学反应的离子的有效浓度。离子活度（a）和浓度（c）之间存在定量的关系，其表达式为：a=cc。（8）离子活度：衡量溶液中存在离子所产生的电场强度的量度。溶液中离子的浓度越大，离子所带的电荷数越多，粒子与它的离子氛之间的作用越强，离子强度越大。（9） 水体自净：在自

3、然条件下，一方面由于生物代谢废物等异物的侵入、积累导致水体经常遭受污染；另一方面，水体的物理、化学及生物作用，又可将这些有害异物分解转化，降低以至消除其毒性，使受到污染的水体恢复正常机能，这一过程称为水体的“自净作用”。2、天然水中的常量元素。海水与淡水中都有的常量元素：阳离子：K+、Na+、Ca2+、Mg2+ 阴离子：HCO-、SO42-、Cl-淡水中有CO32-，海水中有H4BO4-、Br、Sr。3、哪些参数能反映天然水的含盐量？相互间的关系？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

4、者之间的关系为：总含盐量离子总量盐度矿化度。4、海水盐度、氯度是怎样定义的？它们之间关系如何？答：（1）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。用Cl符号表示。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。 （2）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。与氯度的关系：S=0.030+1.805

5、0Cl 1966年提出的经验公式为：S=1.80655Cl 1978年实用盐度，电导盐度计出现，由电导率测盐度。5、阿列金分类法如何对天然水分类？为什么硫酸盐与氯化物类的钙组和镁组中没有型水？（1）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。（2）根据含量最多的阳离子分为三组：钙组Ca、镁组Mg、钠组Na。（3）根据阴阳离子含量的比例关系分为四个型型：（弱矿化水）型：（河水、湖水、地下水）型:（海水、受海水影响地区的水和许多具高矿化度的地下水）型:（酸型沼泽水、硫化矿床水和火山水，不含HCO3-）在碳酸盐类水中不可能有型水，在硫酸盐与氯化物类的钙组和镁组中也不可能有型水

6、，而硫酸盐与氯化物类的钠组一般没有型水。（4）水质类型符号表示碳酸类钙组第型水，总硬度为5.0mmol/L，含盐量为0.4g/L。6、影响天然水渗透压的因素有哪些？渗透压和冰点有何关系？（1）影响因素：溶液中溶剂的体积；物质的量浓度；热力学温度；质量摩尔浓度。（2）渗透压与冰点的关系：渗透压的测定可由冰点降低法间接求得。p=Kb ;tf =Kfb,由于式和式中浓度等同，故可以用冰点下降法测定溶液的渗透压摩尔浓度。7、海水密度与那些因素有关？温度和盐度哪个对海水密度的影响更大？（1）纯水的密度是温度和压力的函数，在4时密度最大。（2）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

7、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。（3）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。8、海水冰点密度最大的温度与盐度有什么关系？盐度24.9的海水有什么特点？（1）盐度小于24.95的咸水或淡水，最大密度时的温度在冰点之上，由密度最大时的温度开始，无论升温或降温，密度都逐渐变小；盐度大于24.95的海水，这与绝大多数物质随温度升高密度下降相一致，最大密度时的温度在冰点之下。（2）盐度24.9的海水冰点和最大密度时的温度相等。9、天然水的电导率与那些因素有关？海水盐度为什么可以用测

8、电导率的方法来测定？（1）电导率与溶液所含离子种类和浓度、温度与压力有关。（2）内陆水的离子组成变化很大，含盐量与电导率就没有一定的关系，不能用测电导率的方法来准确测定含盐量。对于一个特定地区，水质主要离子组成比例变化不大时，可以用水的电导率来反映含盐量的变化。海水的主要成分的比例恒定，电导率与盐度有很精确的关系，这就是用电导率来测盐度的基础。10、什么是风力的涡动混合作用？什么是密度环流？与水的盐度有什么关系？（1）风力的涡动混合作用：水面受到风力的吹拂后，表面水会顺着风向移动，使水在下风岸处产生“堆积”现象，即造成下风岸处水位有所增高，此增高的水位就形成了使水向下运动的原动力，从而产生“风

9、力环流”。（2）密度环流：由密度引起的对流作用称为密度环流。（3）海水的密度是盐度、温度、压力的函数，随着盐度的增加，水的最大密度的温度会下降，提高盐度可以抵消温度升高对密度的影响，使温度较高的海水保持在下层，海水升温时没有密度流，降温时有密度流，降温时密度流可以进行到密度最大时。当盐度大于24.9时，降至冰点无密度流，盐度小于24.9时，升温时有密度流。11、水温四季分布的特点，什么是温跃层？温跃层与水产养殖有什么关系？（1）水温四季分布的特点：冬季逆分层：表面结冰；水温随深度增加而缓慢升高。 春季全同温：表层水温升高，密度流使上下水对流交换。 夏季正分层：两层（高温表层和低温下层）中间夹有

10、一温度随深度增加而迅速降低的水层（温跃层）。秋季全同温：气温低于水温，表层水温下降，密度增大，发生密度环流；加上风力的混合作用，温跃层消失。（2）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，即温跃层。（3）温跃层形成的弊端：水体不易发生上下水层混合作用，氧气和营养盐不易发生上下传递，水体底部易长期出现缺氧现象。解决措施：打破温跃层，风力作用，人为机械作用。12、我国北方越冬池冰封前

11、后由于寒潮风力引起迅速极度降温后又升温现象，当寒潮袭击，持续吹刮-7-8大风时，水温可能急速极度降低；当风力变小，表面全部被冰封住后，底层水水温又会逐渐回升，底层可到23。13、对我国北方室外海水越冬池，如何才能在冰下底层保持比较高的温度（比如2、3）？为什么？答：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

12、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”）。第2章 天然水的主要离子1、硬度（1）硬度：硬度是指水中二价及多价金属离子含量的总和。（2）分类：按阳离子的分类： a.钙硬度：水中与Ca2+所对应的硬度。 b.镁硬度：水中与Mg2+所对应的硬度。按阴离子的分类： a.碳酸盐硬度：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而除去，故又称为暂时硬度。 b.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。（3）表示单位毫摩/升（

13、mmol/L）：以1升水中含有的形成硬度离子的物质的量之和来表示;毫克/升(mg/L，CaCO3)：以1升水中所含有的与形成硬度离子的量所相当的CaCO3的质量表示;德国度（HG）：以1升水中含有相当于10mgCaO的Ca2+或Mg2为1德国度（HG）。（4）硬度的计算 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+=2002/162+1202/146=2.469+1.644 =4.113mmol/L=11.533 HG =205.856mgCaCO3/L（5）鱼池水硬度的变化原因

14、：（光合作用和呼吸作用）当光合作用速率超过呼吸作用速率时，CO2不断被吸收利用，碱度、硬度下降，pH上升；当呼吸作用速率超过光合作用速率时，碱度、硬度上升，pH下降。2、钙、镁离子在水产养殖中的意义。（1）钙、镁是生物生命过程所必需的营养元素；（2）钙离子可降低重金属离子和一价金属离子的毒性；（3）钙、镁离子可增加水的缓冲性；（4）钙、镁离子比例，对海水鱼、虾、贝的存活有重要影响。3、碱度（1）碱度：碱度是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。（2）总碱度（AT）：由碳酸氢根碱度、碳酸根碱度、硼酸盐碱度及氢氧根碱度等组成。（3）表示单位毫摩尔/升（mmol/L）：用1L水能结合

15、的质子的物质的量表示。毫克/升(mg/L)：用1L水中能结合H的物质所相当的CaCO3的质量（mg作单位）来表示。1mmol/L50.05mg/L（CaCO3）。德国度（HG）：以10mg/L氧化钙（CaO）为1德国度。1mmol/L2.804度（HG）（4）碱度测定总碱度：用甲基橙为指示剂；酚酞碱度：滴定以酚酞为指示剂。（5）计算已知水中HCO3含量为122.04mg/L，C03含量为6.0mg/L，则水的碱度为 110.11 mg/L。（5）碱度与养殖生产的关系降低重金属的毒性： 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。

16、 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。（6）碱度的毒性相关因素：碳酸盐碱度对鱼的毒性随着pH的升高而增加；水的盐度会使碱度的毒性增加。4、简要说明天然水中K+含量一般小于Na+的原因。通常以什么方法求得K+与Na在自然水域的含量？它们与鱼类的养殖关系如何？（1）原因：K+容易被土壤胶粒吸附移动性不如Na+；K+被植物吸收利用。（2）计算方法：采用主要阴离子总量与Ca2+、Mg2+总量之差计算；将Na+K+含量换算为以mg/L作单位时一般采用平均摩尔质量25g/mol。（3）与养殖的关系：水中Na+、K+含量通常

17、不会有限制作用。水中一价金属离子含量过多，对许多淡水动物有毒，K+的毒性大于Na+。增加二价金属离子的含量，可以降低一价金属离子的毒性；有些井盐水中含钾量比较低，对养殖生物尤其是育苗不利。5、氯离子在天然水中含量情况如何？为什么在低含盐量的水中可以用Cl-含量的异常升高来指示水体可能受到污染？对于盐碱地或沿海地区的水体是否也可以以此来判别水体的污染？（1）含量：广泛分布，不同水体差别很大。（2）氯离子具有保守性，含量不易变化。许多工业废水中含大量氯化物，特别是生活污水中Cl-含量较高。因此，当天然水中Cl-突然升高时，常可能是受到了生活污水或工业废水的污染。（3）对于盐碱地或沿海地区的水体，其

18、Cl-含量本来就相当高，常为主要离子中的最高者，这与土壤中盐分的渗出，地下水及潮汐的影响有关，这时不能用Cl-含量的增加来判别水体的污染。6、什么叫硫酸盐还原作用？硫酸盐还原作用的条件是什么？（1）硫酸盐还原作用：在缺氧环境中，各种硫酸盐还原菌可以把SO42-作为受氢体而还原为硫化物。（2）硫酸盐还原作用的条件：缺乏溶氧，O20.16mg/L还原作用停止；含有丰富的有机物；有微生物参与；硫酸根离子含量丰富。7、为什么Fe3+、Fe2+、石灰水、黄泥水均可降低水中硫化物毒性？沉淀与吸附作用：Fe2+、Fe3+可限制水中H2S含量，降低硫化物的毒性；当水质恶化，有H2S产生时，泼洒含铁药剂可以起到

19、解毒作用；SO42-也可以被CaCO3、黏土矿物等以CaSO4吸附共沉淀。8、硫元素在水体中如何循环转化？硫化氢在硫化物中占的比例与那些因素有关？为什么PH值低，硫化物的毒性增强？（1） 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。（2） 因素：氧气的含量；硫酸盐还原菌及有机物含量；Fe3+、Fe2+、石灰水、黄泥水等含量；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。（3） 在硫化物的三种形态中，以H2S毒性最大。水中硫化氢或

20、硫化物，都是指HS-、H2S、S2-种形态的总和，但是常以H2S的形式表示，因此，PH值低，硫化物的毒性增强。第3章 溶解气体1、名词解释（1）溶解氧：是指以分子状态溶存于水中的氧气单质。通常简记作DO。 （2）气体溶解的双膜理论：在气、液界面两侧，分别存在相对稳定的气膜和液膜，这两层膜内总是保持着层流状态，无论如何扰动气体或液体,都不能将这两层膜消除，而只能改变膜的厚度。（3）水生生物呼吸耗氧：水中鱼、贝类、浮游生物、细菌等，在生命活动过程中进行呼吸作用耗氧。（4）水呼吸：水中微型生物耗氧，主要包括：浮游动物、浮游植物、细菌呼吸耗氧以及有机物在细菌参与下的分解耗氧。 （5）氧盈：将溶氧超过饱

21、和度100%以上的值称为氧盈。氧盈所在的水层即称为氧盈层。（6）氧债：是好气性微生物、有机物的中间产物和无机还原物在缺氧条件下，其理论耗氧值受到抑制的那部分耗氧量。氧债的偿还包括生物氧化和化学氧化两个过程。2、氧气的来源与消耗（1）来源：大气中氧的溶解；植物光合作用；水补给混合增氧。（2）消耗：逸出；水生生物呼吸耗氧；底质耗氧作用。 3、溶解度（1）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。（2）表示单位：易溶气体100g水溶解的量（质量或标准状态下的体积）难溶气体1L水中溶解的量（质量或标准状态下的体积）mg/L ;ml

22、/L（3）影响气体在水中的溶解度的因素气体本身的性质 温度：氧气在水中的溶解度随着水温的升高而降低含盐量：当温度、压力一定时，水的含盐量增加，氧的溶解度越低。 气体分压力享利定律当在一定气体压力范围内，气体的溶解度与其分压成正比。 C = KH P （对同一种气体在同一温度下） （3）“气体在水中的溶解度是指在该温度和压力下，某气体在水中所能溶解的最大量。”的说法是否正确，为什么？不正确，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。4、影响气体溶解速率的因素：（1）水中溶解气体的不饱和程度C。（2）气-液界面的大小，即水体的比表面积

23、，A/V。（3）扰动状况（4）气体的溶解度5、溶解气体在水中的饱和度（1）饱和度溶解气体的现存含量占所处条件下饱和含量的百分比。（2）溶解氧的饱和含量 ( Cs ) ：当O2 溶入水中的速度与水中逸出的O2 的速度相等，即溶解达到平衡时水中溶解 O2 的浓度。（3）表观耗氧量 ( AOU ):饱和含量与实际含氧量之差。6、溶氧分布（1）垂直分布：贫营养型湖泊，溶氧主要来自空气的溶解作用，含量主要与溶解度有关。夏季湖中形成了温跃层，上层水温高，氧气的溶解度低，含量也相应较低。下层水温低，氧气的溶解度高，含量也相应较高；富营养型湖泊，营养盐丰富，有机质较多，水中生物量较大，水的透明度低，上层水光合

24、作用产氧使溶氧丰富，下层得不到光照，光合作用产氧很少，水中原有溶氧很快被消耗，处于低氧水平。（2）水平分布：在不同的风向（风力）作用下，在下风处的池水中浮游生物和有机物往往比上风处多。故白天下风处溶氧比上风处大。夜间溶氧的水平分布与白天相反，上风处溶氧含量大于下风处。（3）白天：D.O4.5mg/L开始出现。 表层：溶氧高，过饱和，最高在次表层。 中层：D.O急剧下降，出现“溶氧跃层”。 下层 ：D.O低。底层为氧债层。 原因：光照、水温影响；生物量的分布；水的热阻力。（4）晚上：溶氧浓度不断下降，垂直分布趋于均一。7、溶氧对水质化学成分的影响（1）上层水过程：空气的交换；光合作用 ；呼吸作用

25、；有机物氧化；CO2被消耗，pH升高，碳酸钙沉积；氨化作用和硝化作用。结果：溶氧一般丰富；氨氮被消耗；碱度、硬度降低；CO2减少，pH升高；活性磷减少；H2S不可能积累，Fe3+增加。（2）下层水过程：氨化作用；呼吸作用；有机物氧化或者发酵；碳酸钙溶解；若缺氧 ：反硝化、反硫化。结果：溶氧降低，甚至无氧；氨氮积累；碱度、硬度升高；CO2积累 pH降低；活性磷增加；H2S可能积累 Fe2+增加。8、溶氧动态对水质的主要影响小结（1）表水层（好气生物区）：溶氧增多，电位升高-Fe()Fe(),Mn()Mn(), NH3NO2-NO3-；CO2减少-pH升高，OH-，CO32-浓度变大，析出CaCO

26、3，Fe(OH)3；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。浮游生物量增加水温升高，透明度下降。（2）水层、底质（兼性、厌气生物区）：溶氧减少，电位下降-Fe()Fe(),Mn()Mn(), SO42- S，NO3-脱氮，析出FeS； CO2，低级有机物增多- pH下降，H+，HCO3-浓度变大，CaCO3，Fe(OH)3等溶解，NH4+，PO43-等解吸，碱度、硬度变大。有机物分解-植物营养盐再生积累，同时积累NH3、H2S、有机酸、胺类、CH4等有害物质，抑制生物生长。9、有人说：“因为海水含盐量高，所以海水中溶氧含量比淡水的低”。你认为这种说法对不

27、对？不对，因为海水含盐量高，所以海水中溶氧度比淡水的低。10、无风闷热的晚上比有风凉爽的晚上鱼池容易发生缺氧，其原因是什么？水面与空气接触，空气中的氧气将溶于水中，溶解的速率与水中溶解的不饱和程度成正比，海鱼水面扰动状况及单位体积表面积有关，也与风力、水深有关。氧气在水中的不饱和程度大，水面风力大和水较浅时，空气溶解起到作用就大。如果没有风力或人为的搅动，空气溶解增氧速率是很慢的，远不能满足池塘对氧气的消耗。所以无风闷热的晚上比有风凉爽的晚上鱼池容易发生缺氧。溶氧状况和提高下午浮游植物光合作用的产氧效率。11、生产上经常在晴天中午前后开动增氧机，其目的是为了促进空气中氧气的溶解吗？为什么？不对

28、，是为了促进对流。中午前后开动增氧机来改善池塘氧气状况，这并不是从增加氧气溶解速率来考虑的。中午池水一般溶解氧量高，常过饱和，这时开增氧机可改善底层水的12、有机物在缺氧条件下被微生物分解时，依次将水中的那些物质作电子的接受体？还原产物是什么？（1）电子的接受体：NO3-、Fe3+、 SO42-、MnO2（2）还原产物：NH4+、Fe2+、S2-、Mn2+13、泛池（1）定义：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。（2）泛池的原因温跃层消失；浮游植物大量死亡；水质过肥；气象条件不佳，如连绵阴雨或大雾，

29、光照条件差，浮游植物光合作用弱。第4章 天然水的PH值和酸碱平衡1、天然水中有哪些常见的酸碱物质？天然水中常见的酸碱物质有：CO2H2O、CO32-、HCO3-、NH4+、NH3、H2PO4-、PO43-、H2SiO3-、H3BO3、H4BO4-等。2、天然水的PH一般是多少？为什么池塘、湖泊的PH一般有明显的日变化？（1）大多数天然水为中性到弱碱性，pH为6.09.0。淡水pH多在6.58.5，海水pH一般在8.08.4。（2）早晨天刚亮时pH较低，中午、下午pH较高。水中生物的光合作用和呼吸作用可引起水pH的变化。由于水中光合作用与呼吸作用强度在时间上与空间上有显著差异，因此pH也有明显的

30、日变化和垂直分层现象，并且与O2、CO2、HCO3-、CO32-以及水温等有明显的相关性。动植物生物量大的水体，表层水pH有明显的日变化。3、天然水的缓冲性是如何形成的？（1）碳酸的一级与二级电离平衡（2）CaCO3的溶解和沉淀平衡（3）离子交换缓冲系统4、碳酸平衡的分布系数如何计算？公式如何推导？（1）一般把溶解态CO2与未电离的H2CO3合称为游离二氧化碳，也仍然简称为碳酸，在方程式中记为H2CO3*。（2）水中二氧化碳合并表示为： （3）水体中可能存在的碳酸组分：CO2、CO32-、HCO3-、H2CO3 、( H2CO3*)，体系中CO32-、HCO3-、( H2CO3*)在CT,CO2中所占比例，称为分布系数，分别以f0、f1、f2表示式中表示氢离子活度；、碳酸电离的一级、二级混合常数。（3）各特征点的概念a点相当于纯碳酸体系 参考水平：H2CO3* 及H2OH+=HCO3-+2CO32-+OH-不同CT，CO2体系的特征点a值不同，在4.05.0范围内。o点相当于纯碳酸氢钠体系 参考水平：HCO3-，H2OH+= CO32-+OH- H2CO3*对于淡水，pHo=8.38，对于S=34.3的海水，pHo=7.06f点相当于纯碳酸钠体系 参考水平：CO32-，H2OH+= OH- - 2H2CO3*