溶氧量,其实你忽略了它!

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前言

你了解水吗? 越是熟悉的东西,越容易忽略,水是生物体主要的组成要素,是水栖生物的生活环境,是陆栖生物栖息的必要条件。水的导热率低,热量的吸收和释放都很缓慢,水温的变化不剧烈,有利于水生动物生活,但是水也是一种良好的溶剂,有着极强的溶解能力,不管可溶物是否有害,水都可以照单全收。所以,水的来源,就成为大家喝到好水的首要条件;而水体成分的变化,也就成为好水是否可以保持最好的必要条件。在中国,水的来源主要有:大气降水,与土壤、岩石溶淋,土壤、岩石的交换作用,动植物的残骸等方面。而导致水体成分变化的因素包括:化学反应(氧化反应、水解反应、中和反应等)、沉淀的生成与溶解、气体的消散与溶解、各类水生生物新陈代谢过程中的生化反应及水体运动等。所以,关于溶解氧,你了解了多少?


水中的溶解氧(DO)少而且多变,淡水中溶解氧饱和含量为8-10mg/L




水体中氧气的来源

养殖水体中的氧气来源分为几种,对于鱼缸养殖来说,养殖水体中的氧气主要是补水补氧,也有一些是来自于植物的光合作用。


在自然条件下,静水养殖水体内溶解氧中,光合作用增氧占89%(光合作用产氧速率与光照条件、水温、水生植物种类和数量、营养元素供给状况、水层深度等因素有关)。一般河流、湖泊表层水夏季光合作用产氧速率为0.5—10g/(㎡.d)。


浮游植物的平均元素组成可表示为(CH2O)106(NH3)16H3 PO4,光合作用反应方程式:

106CO2+16NO3-+HPO42-+18H++122H2O=(CH2O)106(NH3)16H3PO4+138O2

由式可知:P:N:C:O2=1:16:106:138(物质的量比值)

或 P:N:C:O2=1:7.2:41:142(质量比值)

可以看出,光合作用释放1mg的O2产生有机碳量为0.289mg,这对研究水体初级生产力有重要意义。


其次,是空气溶解。其溶解速率与溶解氧不饱和程度、水面搅动情况以及单位体积表面积有关,空气溶解增氧约占7%。


补水补氧,即注入新鲜的水等,约占4%。但是,对于养殖水体来说,鱼缸养殖中,补水补氧达到80%。


水体氧气的消耗

1、生物作用耗氧 (占总耗氧的80%-90%以上)


1)生物耗氧

①水生生物(动植物)耗氧

②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。


通常用“水呼吸”来反映水中微型生物与化学反应所消耗的溶氧。水呼吸可用不透光的“黑瓶”直接测定,即将待测水样用虹吸法注入黑瓶及测氧瓶中,测氧瓶立即固定测定,黑瓶放入池塘取样水层,过一段时间后,取出黑瓶测定其溶氧。据前后两次测得溶氧量之差和在池塘中存放的时间,就可以计算出每升水在24小时内所消耗氧气的量。


前苏联学者对十个湖泊水库的水呼吸耗氧状况研究时指出:浮游动物占5%-34%,平均23.5%;浮游植物占4%-32%,平均19.1%;细菌占44%-73%,平均57.4%。可见,这十个湖泊水中,细菌呼吸耗氧是水呼吸耗氧的主要组成部分。


2)水中有机物耗氧

水中一些低分子有机物,例如乙酸、乙醇、丙酮酸等,被生物分解耗氧。


3)底质耗氧

底质耗氧比较复杂,主要包括:①底栖生物呼吸耗氧;②有机物分解耗氧。


2、物理作用耗氧

水体溶解氧气过饱和,从而向空气逸散等(1.5%左右)。


3、化学耗氧

水中某些化学反应(硫化氢,甲烷,硫等)耗氧,其中所养鱼类耗氧约占5%-15%。


水体溶解氧变化特点

四种变化:1.昼夜变化;2.季节变化;3.垂直变化;4.水平变化。


1、昼夜变化

白天,光合作用生成氧气,下午2-4时常常达到过饱和;夜间,呼吸等作用耗氧,到黎明前降到最低值,这个时候,常常出现浮头现象。

溶解氧昼夜变化中,最高值和最低值之差,称为昼夜变化幅度,简称“日较差”。日较差大小反映水体产氧和耗氧的相对强度,当产氧和耗氧都较多时,日较差较大,这说明水中浮游植物较多,浮游动物和有机物适中,即为饵料较为丰富,有利于高产。不过不适用于鱼缸饲养。


2、季节变化

高含氧量多出现在夏季和秋季,低含氧量一般也出现在夏季和秋季。夏季和秋季溶解氧高低差较大的原因:夏秋两季水体内浮游生物数量较多,光合作用较强,同时水中各种耗氧因子耗氧作用也较强。


3、垂直变化

夏季表现明显,白天由于水体透明度原因,水体上层光照条件好,而且上、下层水体中浮游生物分布不均匀(上多下少),造成上、下层氧差达10mg/L;晚上由于对流作用,下层氧得以补充。一般日出后氧差逐渐加大,下午最大;日落逐渐减小,清晨最小(中午前后开动增氧机的缘由)。


4、水平变化

在较小面积的养殖水体中多见,水平溶氧的差异主要是受风力的影响,其次为水流的影响。一般进水口含氧量高,出水口含氧量低。


水体溶解氧的调控

1、扩大养殖面积

面积大,受风力影响大,溶氧多;水流增加溶氧。


2、降低水体耗氧率及数量

改良水质,如消除其他耗氧因子(有机物及细菌等)、减少或消除有害呼吸的物质(如浊度、NH 、毒物等),常使用石灰、黄泥等。


3、加强增氧作用,提高水中溶氧浓度


1)生物增氧

降低浊度,保证水中有充分的植物营养元素和光照,增加浮游生物种群数量,提高自然增氧速率及数量。


2)人工增氧

包括机械增氧和化学增氧。

机械增氧包括注入溶氧量较高的水、充空气或充纯氧气增氧。前者相当于溶液混合稀释问题,一般说来,效率较差。


化学增氧所借助的一般化学试剂是:过氧化钙(CaO2)。


该物质为白色结晶粉末,与水发生化学反应,释放出氧气(CaO2+ H2O = Ca(OH)2+ O2)。据研究,每千克过氧化钙可产氧气77800ml ,在20℃纯水中可连续产氧200天以上,在鱼池内施用后1-2个月内,可不断放出氧气。一般每月施用一次即可,初次每亩用6-12kg,第二次以后可以减半。水质、底有机物负荷过高时,用量取高限;反之,则取低限。过氧化钙不仅能增氧,而且可增加水体的碱度和硬度,提高pH,保持水体呈微碱性,絮凝有机物及胶粒。能够起到改良水质和底质的作用。


活性沸石

据报道,某些种类的活性沸石,施用于池塘时,每千克可带入空气10万毫升,相当于21000毫升氧气。它们均以微气泡放出,增氧效果较好,活性沸石也有 吸附异物从而改良水质、底质的功效。


此外过氧化氢、高锰酸钾在水中施用,都有一定的增氧效果。


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