中國水產(chǎn)門戶網(wǎng)報道一、O2溶量的變化特點
A.溶氧的產(chǎn)生和消耗
水中溶氧量且較之大氣中氧少得多。按絕對數(shù)計算,1L大氣中有210mg的氧,而1L的水中一般只有7mg氧,僅是大氣中的1/30左右。不僅如此,水中的氣體成分和數(shù)量經(jīng)常處于變動之中,水中的溶氧往往是一個可變因子,對魚類的代謝活動和各種生命機能起著限制的作用。
水體中氧來源,主要是浮游植物和其它水生植物光合作用產(chǎn)生的,部分是從空氣中溶解進來的。因此,水生植物的盛衰對水體含氧量起重要作用。在水生植物特別是浮游植物大量存在的情況下,在光線可以達到的深度,水中溶氧量可以比正常情況下高1-2倍,抵達飽和狀態(tài)。空氣中氧向水體的溶入速率和大氣壓力(或氧分壓)、水溫,鹽度和水的流動、波浪等相關,大氣壓力(或氧分壓)越高,氧的溶解速率增快,溶解度大,兩者正相關。但溶氧的溶解速率和水溫,鹽度呈反相關,水溫或鹽度高,溶解度低,相反,則溶解度高。在正常的情況下,純水的含氧為5.54-10.23mg/L。水的流動、波浪等能增加空氣中氧溶入的速率。因此,流水融氧量較靜水體為高,且分布亦較均勻。
水中溶氧的消耗主要是水生生物(包括植物、魚類和其它動物)的呼吸。有機物或一些無機化合物被細菌或其它生物氧化和分解亦消耗一定層的氧,少量由水表層擴散列大氣中。所以,水體中水生生物數(shù)量和密度,魚缸中養(yǎng)殖魚的數(shù)量和密度,對水中溶氧消耗起著關鍵作用。當水生生物大量死亡、腐敗,使水中溶解和不溶解有機物質(zhì)的含量增加,促使細菌大量繁殖時,有機物質(zhì)的氧化分解以及細菌的呼吸作用,消耗大量的氧氣,能使水體的含氧量驟然下降,而含氧量下降,又會加劇水生生物的死亡,造成惡性循環(huán)。
B.溶氧的分層特點
水體溶氧的變化特點通常與它的產(chǎn)生和消耗特點相關。首先,溶氧在水體的垂直分布是不均勻的:通常可分為表層、表面下層和深層三個區(qū)域。表層的溶氧往住和它接觸的空氣處于平衡狀態(tài),特別是表面膜,溶氧基本接近飽和。表層厚度主要取決于水溫等水文因子,以及波浪等使水和它所接觸的空氣的混合程度。表面下層的范圍較寬,溶氧量變化較大。這一水層不能直接和大氣交換氣體,而影響溶氧增加或減少的因素卻很多。因此,溶氧的季節(jié)變化,晝夜變化在這一水層中特別明顯。在魚缸中不存在深層區(qū)域,但底沙內(nèi)往往缺氧。
C.溶氧量的晝夜變化
熱帶魚缸一方面水溫高、魚類耗氧率高,有機物質(zhì)分解速度也快。因此,水中溶氧量溶入少而消耗快,另一方面,白天水生植物光合作用產(chǎn)氧量大,補償了氧氣消耗。一般在開燈6小時后,特別是表層水,可達到過飽和。但一到晚間關燈后,植物的呼吸作用也大量消耗氧氣。使溶氧量劇烈下降。甚至造成魚窒息死亡。
二、水體缺氧和H2S、NH3等有毒氣體產(chǎn)生
溶氧不僅對魚類的生存以及掂食、生長、繁殖和發(fā)育等各生命機能都會產(chǎn)生直接的作用,而且也產(chǎn)生各種間接影響。良好的溶氧條件,能促進水體好氧性細菌對有機物的分解,加速水體物質(zhì)循環(huán)速度、改善水質(zhì),促進魚體的生長,發(fā)育。相反,溶氧條件差,有機物分解慢,水體物質(zhì)循環(huán)遲緩,影響魚的生長和發(fā)育。特別是在水體嚴重缺氧時,還會引起厭氧性細菌滋生。厭氧性細菌對有機物分解、將產(chǎn)生還原性的有機酸,H2S和NH3等,從而使環(huán)境變得對魚類和其它水生生物更加有害。
H2S一般是在水體極度污染,缺氧或無氧情況下含硫有機物經(jīng)厭氧性細菌分解產(chǎn)生,或是在富含硫酸鹽的水體,經(jīng)硫酸鹽還原細菌的作用而生成。因此,水中溶氧不足是H2S形成和積累的重要因素,而H2S出現(xiàn)又是水體嚴重缺氧和無氧的標志。如果增加水中溶氧,H2S即被氧化消失。因此,在底沙較厚的地方會產(chǎn)生H2S,平時危害并不顯著,但在水體缺氧時危害則十分嚴重。H2S是無色氣體,具惡臭,可溶于水,對魚類有極毒作用。H2S的毒害機制是:通過鰓和口腔粘膜,滲入魚體血液,與Hb中的鐵化合而使Hb失去載氧能力。H2S在酸性水中更難被分解。若H2S爆發(fā)則很容易發(fā)生暴斃。
NH3也是在缺氧情況下,由含氨有機物分解而產(chǎn)生,或者是含氮化合物被反硝化細菌還原而生成,包括魚類在內(nèi)的水生動物的代謝最終產(chǎn)物,一般也以NH3的形式排出體外。NH3和H2O接觸后,即生成NH4+和OH-而建立化學平衡。水體中NH3和NH4+的含量取決于水的pH值和溫度;pH值低、水溫低,NH3比較小,當PH<7幾乎都以NH4+形式存在:而PH位高、水溫高,則NH3比率高,一般pH>11,幾乎都以NH3形式存在。NH3和NH4+是性質(zhì)不同的兩種物質(zhì):NH3對魚類和其它水生生物有極毒作用,即使?jié)舛群艿停矔种刽~類生長發(fā)育;而NH4+無毒。據(jù)實驗NH3含量>8mg/L時,對大多數(shù)水生動物有致命影響。所以過濾系統(tǒng)一定要跟上。
三、CO2溶量的變化特點
水體中C02溶量,主要由包括魚類在內(nèi)的水生生物呼吸排出,微生物分解水中有機物時也產(chǎn)生部分CO2,還有少量由空氣溶入。水生植物的光合作用消耗一定量的CO2。CO2在水體中有結(jié)合和游離兩種存在形式。在天然水體,特別是海水,游離CO2含量不高,一般不超過20-30mg/L,經(jīng)常低于7mg/l。這是因為水體中存在若一個CO2平衡系統(tǒng),可以用以下化學式簡單表示:
CO2+H2O=H2CO3=H++HCO3-H2CO3+CaCO3=Ca(HCO3)2=Ca+++2HCO3-2HCO3-=CO3-+H2O+CO2
由于CO2镕入水中會形成H2CO3,后者離解后放出H+又會影響水體pH直。所以,水體CO2的增和減都會影響pH值,而相反任何影響pH的因子,也會影響到上述平衡系統(tǒng),當水中C02大量積累(pH下降)時,碳酸鹽(CaCO3)會吸收CO2而形從可溶性Ca(HCO3)2:相反,當水中游離C02不足(pH升高)時,Ca(HCO3)2:即進行解離而釋放出CO2。因此,由于游離CO2含量過高而引起魚類中毒死亡的情形在自然水體較為少見。
在魚缸中,CO2溶量和pH值往往和氧一樣存在著晝夜和垂直分布的變化,而其變化過程則往往和溶氧的變化過程相反。(見上文)水體C02溶量增加對魚類和其它水生生物有毒害作用。其毒害機制主要是:CO2濃度高的水體中,魚體血液里的CO2不能向外擴散,而使血液CO2濃度升高,pH下降,從而影響Hb和O2的結(jié)合力,造成血液供氧不足,最后死亡。在水中氧量保持充分情況下,CO2溶量低于30mg/L對魚無影響,80mg/L表現(xiàn)為呼吸困難,100mg/L昏迷和失去平衡,200mg/L死亡。
編輯:龐琪
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