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常见水质指标及检测方法

时间:2023/1/20 10:11:22

1. 溶解氧(DO,Dissolved Oxygen)
      氧气的作用不仅是供给养殖动物呼吸,还与池塘中其他物质的化学变化有关系。
1.1 概念
      溶解氧(DO)指空气中的分子态氧气溶解在水中称为溶解氧,单位mg/L。溶解氧跟大气压、水温和水质有密切的关系,20℃纯水的DO值约为9 mg/L;当溶解氧降到4 mg/L时,养殖动物开始呼吸困难。
1.2 溶解氧的来源
1.2.1 大气渗入
     水中溶解氧未饱和时,大气中的氧气向水体渗入,其不是养殖池塘主要的溶解氧来源,占总增氧量的7%-8%。1.2.2 光合作用
水中浮游植物通过光合作用释放氧,是养殖池塘的主要溶解氧来源,晴天上午表层水甚至可达到200 %。
1.2.3 化学/机械增氧
1.2.4 新水补给
1.3 溶解氧的消耗
      水体中溶解氧的消耗包括有机质、微生物耗氧、水华倒藻;鱼虾等养殖动物呼吸耗氧一般只占10%-15%,载鱼量大可达20%;底质耗氧(还原性物质 H2S、NH3等以及有机物在细菌作用下的耗氧)。
1.4 溶解氧的指示作用
      溶解氧的含量可以反映水体受污染的程度,洁净的水中溶解氧接近饱和;含藻(有活性的)的水,由于光合作用使得水体的溶解氧过饱和;当水体含有过多有机质时,由于氧化有机质需要耗氧,水中溶解氧会急剧降低,特别是无光照时;当水体有机质污染严重且藻数量不多时,氧化作用加快,水体来不及从空气中吸收足够的氧使得溶解氧接0,这种情况下厌氧菌迅速繁殖活跃,水中有机质产生腐败分解,使得水体发黑、发臭。
1.5 溶解氧的检测
      溶解氧的检测可以采用试剂盒快速检测法、手持(移动)式检测仪、在线监测设备。
2. pH值
      水的pH值对水中生物的生长繁殖有较大的影响,是水环境的重要理化指标之一,渔业水质标准规定pH值范围应为7.5-8.5,日变化最好不超过1。清晨水体中CO2含量最高时,pH值最小,下午2点左右水体中的CO2被藻类消耗殆尽,pH值达到最高。而水体绝大多数情况下处于CO2、HCO3-与CO32-共同组成的缓存体系。
2.1 pH值的主要影响因素
      水体pH值的主要影响因素包括藻类和水草的光合作用;水体中的碱性成分;土壤的碱性。
2.2 pH过高的原因及危害
      造成水体pH值过高的原因主要包括残饵、粪便、大量氨氮积累;藻类大量繁殖。pH过高的水体中(碱性水体)大量的 NH4+会转化成有毒的NH3
2.3 pH过低的原因
      造成水体pH值过低的原因主要包括有机质分解产生的酸过多或藻缺乏导致光合作用弱、CO2偏高。
2.4 pH 值的检测方法
      水体pH检测可采用试剂盒、移动式检测设备、在线检测设备。
3. 碱度与硬度
      碱度是维持水体pH稳定的能力,可用来评价水体的缓冲能力;硬度是虾蟹等甲壳类养殖品种需要重点关注的指标之一。
3.1 碱度
     水体里消耗酸的物质,碱度表示水体维持pH值稳定的能力。阴离子包括HCO3-、CO32-、OH-、SO42-、Cl-;淡水中主要包括CO32-、HCO3-,海水中主要包括Cl-。天然水体的总碱度水平从低于5 mg/L到高于500 mg/L。水体总碱度对水产养殖具有重要意义,具体来说,其可以稳定水体指标,稳定藻相,减少水生动物应激反应;水的碱度稳定,有利于藻类和水草的生长;总碱度大的水体抵抗重金属离子毒性的能力更强;碱度过低,pH值不稳定,碱度过高,pH值高养殖动物体表分泌粘液。碱度测试可采用试剂法。
3.2 硬度
     硬度是指单位水体中所含二价和三价金属离子的总量。这些离子包括Ca2+、Mg2+、Fe3+、Al3+、Mn2+等,养殖水体硬度为1-3 mmol/L。水的硬度是以水中钙镁量换算为CaO含量,单位为mmol/L、mg/L 和°H。硬度对水产养殖同样具有重要意义,淡水中由于其参与水体溶解吸附平衡,因此硬度相对变化大;海水硬度相对变化小;硬度大小取决于水源、池塘土质,通常新建池塘水的硬度较高(土壤溶钙);光合、呼吸作用的影响,昼夜变化明显;人为引起硬度变化,如施用过磷酸钙、石灰乳等。硬度测试同样可采用试剂法。
4. 氨氮和亚硝酸盐
      氨氮、亚硝酸盐可以用于反映水体有机质污染程度。
4.1 氮
      氮是水体中主要营养物质之一,在水体中主要以氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸 盐氮、有机氮等形式存在。池塘养殖中氮的来源主要是肥料和饲料,NH3的毒性远大于NH4+
4.2 水中氮的存在形式
      有机氮包括残饵、排泄物、生物尸体等的组成成分;氨氮由有机氮分解形成;亚硝酸盐氮是氨转化为硝酸盐的过程中的中间产物;硝酸盐氮为无毒的氮。
4.3 氨化作用、同化作用、硝化作用
      氨化作用(Ammonification)又叫脱氨作用,微生物分解有机氮化物产生氨的过程。产生的氨,一部分供微生物或植物同化,一部分被转变成硝酸盐。
      硝化作用(Nitrification)指氨在微生物作用下氧化为硝酸的过程。硝化细菌将氨氧化为硝酸的过程。通常发生在通气良好的土壤、厩肥、堆肥和活性污泥中。
      反硝化作用(Denitrification)也称脱氮作用。反硝化细菌在缺氧条件下还原硝酸盐,释放出分子态氮。
5. 氧化还原电位(ORP,Oxidation Reduction Potential)
     ORP值反应水体中所有物质表现出的宏观氧化还原性,是一个综合性水质评价指标;其越高代表氧化性强,越低代表还原性强;ORP值低是水质和底质变差的体现之一。
5.1 ORP对池塘内物质的影响
     水体中参与氧化还原过程的元素主要包括C、N、O、S、Fe,氧化还原电对主要包括O2/OH-、Fe3+/Fe2+、S/HS-。当水体中的离子以高位价态形式存在时基本没有毒性;但以低位价态形式存在时很多具有毒性,如硫化氢是氨氮亚盐毒性的100倍。
5.2 提高氧化还原电位的化学物质
     臭氧等氧化剂在水中会发生还原反应,产生中间物质氧自由基(O)和羟基自由基(OH);(O)及(OH)是强氧化剂,氧化还原电位2.8 mV,可以分解一般氧化剂难以破坏的有机物,还能分解细菌的细胞壁,扩散进入细胞,氧化破坏细胞内的酶,切断核酸复制,杀死病菌。
5.3 提高氧化还原电位的有益藻类
      小球藻(Chlorella)属于单细胞藻类,是绿藻门绿球藻目小球藻科中的一个重要的属,包括大约十个种,常见的有蛋白核小球藻、原壳小球藻、椭圆小球藻和普通小球藻。由于小球藻具有很强的适应环境的性能,在-2-39℃的区间内都能生长繁殖。
      小环藻属(Cyclotella)属硅藻门圆筛藻科。小环藻是广布的一类浮游藻类,大部分种类可以生活在淡水环境中,少数种类生活在一些咸水湖或者海洋环境中。
5.4 有益藻提高ORP的原理
      有益藻提高ORP主要是通过光合作用增加水体溶解氧,是增加溶氧的最有效方法;保持充足的溶解氧可以抑制亚盐和硫化氢等有毒、有害物质对养殖动物的毒副作用;吸收利用残饵和有机质代谢产物,将氨氮、亚盐、硫酸根等物质固定;有益藻类可以将水体中的各种离子吸附或者作为营养物质矿化吸收;硅藻为底栖类藻,是增加池塘底部溶氧的最有效方法;硅藻对光照要求低,在阴雨天也可以保证池塘溶氧充足;硅藻具有的丰富的孔道结构,可对不断产生的营养物质进行吸收利用。
5.5 氧化还原电位与养殖的关系
      ORP水平提高至300 mV左右,幼苗的存活率增加,患病率降低。提高ORP可以减少水中还原物质的含量,如氨氮、亚硝酸盐等;微生物群落结构和数量更稳定,减少养殖动物患病的可能性。
5.6 检测方法
      氧化还原电位的检测可以采用氧化还原电位仪。

      池塘水环境理化指标的健康范围:溶解氧维持在5-12 mg/L之间,平均溶解氧在8-10 mg/L之间;pH值维持在7.5-8.8之间;氨氮不大于0.2 mg/L、亚硝酸盐不大于0.1 mg/L;氧化还原电位在300 mV 以上最理想。


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