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溶解氧為什么不穩(wěn)定,白天高,夜晚低?

閱讀:33          發(fā)布時間:2023-3-18

  氧氣是各種動物賴以生存的必要條件,人類及陸生動物是靠呼吸空氣中的氧氣而生存的,空氣的氧氣是穩(wěn)定的,一般是210ml/L ,因此生活在空氣中的動物從來沒感覺到缺氧的威脅,但水中的溶解氧卻很少,而且多變,不穩(wěn)定。淡水的飽和溶解氧是8-10ml/L ,還不到空氣的1/20,海水更少。因此生活在水中的魚、蝦、蟹、貝通常是容易造成缺氧。直接或間接缺氧致死的魚類約占養(yǎng)殖動物死亡的60%,由此可見,在水產(chǎn)養(yǎng)殖過程中保證含氧量是養(yǎng)殖的非常重要的因素。

  

  溶解氧是指分子狀態(tài)溶于水中的氧氣的單質,不是化合態(tài)的氧的元素,也不是氧氣氣泡,溶解氧縮寫“DO",氧氣融于水是一個可逆的過程,氧氣可以溶解到水里,也可以從水中逸出,一個平衡的狀態(tài)。

  

  當氧溶于水的速度與水中逸出的速度相等時,溶解即達到了動態(tài)的平衡,此時水中的溶解氧的濃度即為該條件下溶解氧的飽和含量,不同的溫度情況下飽和的含量不同,不同鹽度飽和溶解氧含量不同。

  

  水體表面直接與空氣接觸,相互間可以自由的進行物質交換和能量交換,因此水與空氣間應該達到平衡、溶解、飽和。水中的溶解氧含量應該是該條件下的飽和含量,然而溶解氧的實際含量不等于飽和含量。具體數(shù)值取決于當時水體的條件下,增氧作用與耗氧作用,這是矛盾運動的統(tǒng)一體。

  

  在自然水體中,包括養(yǎng)殖動物水體中的溶解氧受很多因素的影響,水中的增氧作用的主要因素:

  

  空氣氧氣的溶解,只要水中氧氣未飽和,這個作用就始終全天進行,在溫度一定時,水與空氣接觸,越充分,水中溶解氧不飽和程度越大,則溶解氧增氧速度越快。

  

  第二植物的光合作用增氧,在自然條件下,這是水體內溶解氧的供應者,在增氧的作用中占很大的比例,光合作用增氧有以下幾個特點:周日變化明顯,僅白天十幾個小時的增氧,晚上耗氧;水層差異大,僅有光線充足的表層增氧,底層因光線不足,導致全天無氧,只能耗氧,不增氧;增氧不穩(wěn)定,增氧的數(shù)量及速率隨著光照的強度條件,植物的種類與數(shù)量,生理狀態(tài)以及二氧化碳和營養(yǎng)鹽的供給都有所不同。

  

  第三水補給混合增氧,人工泵水、注水自然流入水體,以及水體內部垂直、對流均屬于這一類,在底水層中溶解氧補給上有重要的意義,而對整個水體來說效果都不明顯。有人調查:在自然的條件下,凈水的養(yǎng)殖池塘內,溶解氧總收入光合作用占89%,空氣溶解占7%,其余占4%,為水補給增氧,但是不同的環(huán)境條件有一定的差異。

  

  耗氧主要來源:

  

  物理作用的耗氧,水中的溶解氧過飽和時,會不斷地向空氣中逸散,過飽和程度越大,曝氣越充分,則逸散越多、越快,這一過程主要在水和氣的界面處進行。

  

  第二化學作用的耗氧,水體中有些物質可以由化學反應消耗氧,其反應劑量關系通常是像硫化氫、氫氣、甲烷、、銨鹽、黃鐵礦、硫等都會與氧氣反應耗氧。

  

  第三生物耗氧,水中生物的呼吸耗氧,水中的魚類貝類、浮游生物、細菌在生命活動過程中,要不斷地呼吸消耗水中的溶解氧,生物密度越大,呼吸耗氧越多,在一定的范圍內密度越高,呼吸耗氧越快,其他生理因子、個體的大小、營養(yǎng)條件、水中的pH值、溶解氧、二氧化碳及毒物含量對水生生物的耗氧速率均有影響。

  

  第四浮游植物和其他水生植物也會呼吸耗氧,白天呼吸耗氧量遠小于光合作用的產(chǎn)氧量,故表現(xiàn)為氧的生產(chǎn)者,則晚上表現(xiàn)為純粹的耗氧者。有些資料表明處于指數(shù)生長期的浮游植物每日呼吸耗氧量僅占產(chǎn)量的10%-20%,魚池中生物呼吸的耗氧量通常以浮游生物即細菌為主。

  

  第五有機物分解耗氧的過程與生物的活動有關,純化學耗氧量不大,一些常見低分子的有機物被生物分解耗氧量不同,乙酸通常是1,丙酸是2.5,乙醇是1.5,乳酸是1,丙酮是1.5,葡萄糖是2,是4.5,丁酸是2.5,戊酸是3。

  

  第六底質耗氧主要是生物呼吸過程。沉積物中有機質越多則耗氧量潛力越大,水溫升高越高,耗氧濃度越大;生物活性越強,底質耗氧速率越快。

  

  養(yǎng)殖水體中上述各項耗氧作用比例相差很大,不同水體耗氧結果不同。逸散進入空氣中只占總耗氧的1.5%,所養(yǎng)魚類耗氧占5%-15%,其他80%-90%均屬于生物耗氧,有機物的分解耗氧。因此在水產(chǎn)養(yǎng)殖過程中,要分析清楚是哪部分耗氧,呼吸耗氧通常是生物藻類和水生植物的活性較強時,它的耗氧較低。如果藻類或者植物老化,這時的產(chǎn)氧速率較低,耗氧較高。因此在養(yǎng)殖過程中不僅要重視水中培養(yǎng)藻類,同時要重視藻類的活性。

  

  養(yǎng)殖水體中溶解氧的實際含量由增氧作用、耗氧作用決定,物理因素如氣體交換、水的混合使水中溶解氧趨于平衡。生物因素水的光合作用、呼吸作用使水中的溶解氧偏離平衡,是導致溶解氧時空不均的關鍵因素。當水中的生物作用增氧總量設為p,水中呼吸作用的總量設為r,當r>p時,水中溶解氧的實際濃度將不斷地減少,若經(jīng)過長時間的積累就會出現(xiàn)溶解氧的最小值,乃至無氧。相反,當p>r時,則溶解氧的實際濃度逐漸增大,經(jīng)過長時間的積累,會出現(xiàn)溶解氧的極大值,達到飽和含量的2倍以上,由于p值和r值隨著時間水層的不斷變化。因此養(yǎng)殖水體內的溶解氧的實際含量很少穩(wěn)定在平衡含量,而不斷地在極小值和極大值之間反復變化,水體的生物活性越有利則波動越強烈。

  

  溶解氧的分布規(guī)律:溶解氧的分布是指同一時間時刻在不同的水層、水區(qū)的溶解氧差別很大。溶解氧的日變化在同一水體內,同一水層水區(qū)在不同的時刻溶解氧的差異情況,耗氧作用及其影響因素的復雜性,決定了水體內溶解氧分布規(guī)律的變化的復雜性和多樣性,一般貧營養(yǎng)型水體溶解氧多近飽和,變化不大,相反富營養(yǎng)或受污染的水體溶解氧的濃度很不穩(wěn)定,變化差異大。

  

  溶解氧日變化:是指白天與晚上之間的差,通常在富營養(yǎng)化的水體中溶解氧的表層水體的溶解氧變化非常大,在早晨日出之前,出現(xiàn)極小值,在下午日落之前出現(xiàn)值。早上日出后整個白天水體的溶解氧從最小值逐漸升高,在日落前達到值,在日落后整個夜晚溶解氧從值降到值,到早晨日出前又達到最小值,如此往復,變化不息。

  

  溶解氧的日變化值與最小值之間的差叫晝夜變化幅度,稱為日較差。最小值是1.2mg/L,值是13.2mg/L,日較差從13.2-1.2 mg/L,這個值變化大概有12 mg/L,日較差的大小主要與水體本身的生產(chǎn)性能有關,一般情況下,在生物量和肥料的條件相同或相似時日差越大,在生物量和肥料條件相同或相似時,水溫高,光強度大,光照作用強,這時溶解氧的日差值較大。

  

  綜合上述,水質肥沃,生物量密度大,光合作用強的魚池在酷暑季節(jié)表層溶解氧日較差就變化較大,溶解氧可達到飽和度的120%,最小溶解氧可在飽和度的20%以下,嚴重時會出現(xiàn)魚、貝類的大量死亡,因此凡是溶解氧日差極大的水體容易出現(xiàn)溶解氧最小值的季節(jié)和時間都要特別注意溶解氧的波動,加強水質管理,防止魚蝦蟹大批死亡。

  

  底層水體的溶解氧日變化傾向:大體與表層相似,底層水體光線不足,即使白天光合作用也不能正常進行,主要靠水團的運動,分子擴散,從表層向底層補給溶解氧,數(shù)量比表層少。而耗氧作用則日夜照樣進行,強度變化不大,因此底層水中的溶解氧日變化不及表層大,日較差也小,飽和度保持較低的水平,水中溶解氧除日變化還有年變化,基本原則相同。

  

  溶解氧的垂直變化:通常白天、中午及下午養(yǎng)殖水體溶解氧的趨勢變化非常明顯,表層水中的溶解氧甚多,飽和度高達200%,底層的溶解氧少,飽和度約為40%-80%,甚至更低。在中層水體,溶解氧隨著深度的加劇,急劇減少,形成了一個溫躍層,溶解氧隨著水深的增加,溶解氧急劇減少的特點,各個水層的作用結果,也就是各個水層增氧作用與耗氧作用之間的差值在不同水體中反應的不同,通常在夏季和春秋季節(jié)反應的也不同。

  

  在溫躍層內深度相差不大,但溫度隨深度的增加下降很快,相應水的密度、浮力也增加較快。向表層水沉降下來的浮游生物、殘骸、有機碎屑等進入溫躍層內,因此浮力增大,下降的速度減少。這些細小的碎屑幾乎被溫躍層阻擋,即該層積累多量的有機物隨著細菌也大量繁殖起來,迅速分解有機質,需要大量的耗氧。

  

  在夏季池塘內的溶解氧由于富營養(yǎng)化及其不穩(wěn)定,通常要注意溶解氧的日變化,同時要改善水體的環(huán)境,使得水體的富營養(yǎng)化程度降低。

  

  池塘溶解氧的季節(jié)變化:夏季、秋季溶解氧的高低差距較大,這是由于夏秋季節(jié)浮游生物量多,光合作用產(chǎn)氧多,同時各種耗氧因子作用較強,因此夏秋季節(jié)池塘的溶解氧往往超過飽和度,而下層的溶解氧較低,上下水層差異較大,夜間特別黎明前溶解氧很低,故容易發(fā)生魚類的浮頭、缺氧的現(xiàn)象。在水溫較低的季節(jié),由于池塘的浮游植物量的減少光合作用較低,不會出現(xiàn)溶解氧過飽和的現(xiàn)象。氧量高低差異小。

  

  在養(yǎng)殖水體中溶解氧值、最小值出現(xiàn)的規(guī)律:

  

  1.溶解氧的值通常出現(xiàn)在夏季白天日落之前的表層水中,溶解氧最小值出現(xiàn)在黎明前、日出前表層尤為底層水中。

  

  2.夏季停滯期長期保持分層狀態(tài)的底層水及上風沿岸底層水及中層水。

  

  3.水質過肥,放養(yǎng)密度大,投餌量多的水體,水底淤泥很厚的魚池遇上夏季天氣悶熱,氣壓低,暴雨強風之后,表層水、底層水發(fā)生垂直混合對流,帶取淤泥,這時整個水體都可能出現(xiàn)溶解氧值,甚至造成養(yǎng)殖生物的大批量的死亡。

  

  因此要注意溶解氧的日變化,注意不同養(yǎng)殖季節(jié)溶解氧出現(xiàn)狀況。

  

  在養(yǎng)殖池塘中溶解氧的管理方法:首先要重視溶解氧的檢測,其次要重視溶解氧的來源和消耗因素的管理。在溶解氧的檢測上,可以采用試劑盒、測試儀和在線檢測數(shù)據(jù)。很多養(yǎng)殖朋友在養(yǎng)殖管理上不堅持檢測溶解氧,每天檢測pH值、氨氮、亞硝酸鹽,缺少溶解氧的檢測。當氨氮、亞硝酸鹽高時,實際是長期缺氧的結果。因此大家要注意溶解氧的檢測。如果發(fā)現(xiàn)溶解氧低的情況下,就要注意溶解氧來源的補充,倡導定向培養(yǎng)有益藻管理溶解氧。


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