春花秋月何时了,溶氧知多少
发布时间:2020-08-11 作者: 来源: 浏览次数:7495


大家都明白养殖水体中溶氧(DO)对水产养殖品种至关重要,但每年因缺氧泛塘死鱼的现象却不胜枚举。虽然一部分是由于人为懒惰或侥幸心理造成,但大多数情况下,是人们对水体溶氧机理没有“吃透”造成,故非常有必要再来深入探讨。


水体中溶氧主要由水中植物尤其是性浮游植物的光合作用、机械增氧及空气中溶入的氧产生,其含量随着浮游植物多寡、水温、大气压力及海水之盐度而异。一般来说,在淡水中其溶氧稍高于海水,但海水中溶氧的波动小于淡水 。


一、DO的饱和含量


在一定条件下,氧气在水中溶解达到平衡时,其含量称为在此条件下的溶解氧饱和含量(或氧气在此条件下的饱和溶解度)



“一定条件”是指氧气在空气中的分压(P分)、水的温度(T)、水的含盐量


1、与氧气分压P分的关系

当T、含盐量一定时,P分↗则CS(饱和浓度)↗,P分与CS的关系可用亨利定律来表达,即:CS = K·P分,

式中:K--—气体的吸收常数(ml/L·atm),当P空= 1 atm时,P分= 0.21 atm


2、与水T的关系

当P、含盐量一定时,CS随T升高而减少(因为 T升高,吸收系数K减小);


3、与含盐量的关系

当T、P分一定时,含盐量↗则CS↘,T、P分一定时,海水及硬水中的DO比淡水、软水低(仅为淡水、软水的82%左右)


4、饱和度

即饱和程度,表示水中溶解物质的实际含量,饱和度% =(C/CS)×100%,式中:C--实测浓度,CS--一定条件下的饱和浓度

溶解物质是气体,则要考虑压力变化,即:饱和度% = (C/CS)×(P/760)×100%,式中:P--实际大气压




二、水中溶氧的产生和消耗








水中溶氧的产生和消耗



三、DO的分布与变化


DO来源与消耗----决定水中DO实际含量

P(Photosynthesis):水中植物光合作用增氧总量或光合自养生物的生长速度;

R(Respiration):水呼吸耗氧总量或水体中单纯依靠有机物和DO来生长繁殖的呼吸异养生物的生长速度;


1、DO的垂直分布



1.1白天

表层:DO高,表层光照强,P强,DO在表层水中积累;P>>R。

中层:温跃层DO↓,T下降快,水的密度增加,浮力增大,有机物(碎屑)积累,细菌繁殖大量耗氧(明显大于表层),温跃层离表层较近,表层DO可通过扩散补充,故此层不会严重缺氧,但也不易达到饱和度;P≈R。

底层:DO低,表层水T高,底层水T低,水体正分层,表层高浓度的DO只能靠分子扩散缓慢向底层迁移,且底层光照较弱;R>P。


1.2夜晚

表层DO大幅下降,上下水层DO较均一

原因:

光合作用停止,主要为呼吸耗氧,R>>P

表水层受T影响,密度变大,形成密度流,发生垂直流转

风力的影响:水陆散热程度不同,在水面形成风,促进上、下层的循环流转,打破分层。


1.3清晨

特点:整个水体DO都低,经过一夜的R>>P的耗氧,DO出现最低值。


2、DO的水平分布



造成水体DO水平分布不均的原因:


1)风的影响:下风口的风浪较大,空气的中的氧气融入水中的氧气较多;

2)进出水处

3)藻类的影响:下风口藻类丰度较高,晴天中午产氧较多。


3、DO日变化



①表层、底层的共同特点

–清晨→傍晚,DO↗    

–傍晚→夜间→清晨  表底层P=0,R>>P

–清晨DO出现极小值


②表层、底层不同点

–表水层:DO变幅大,日较差较大

–底层:日较差较小


四、DO变化对养殖生产的影响


1、决定水质及底质的氧化还原条件


Eh:液体的氧化—还原电位,Eh值愈大,氧化性愈强,Eh值愈小,还原性愈强。


DO↗,Eh↗,具可变化合价的元素由低价态向高价态转化;反之亦然。养殖水体内,对水生生物影响较大的具可变化合价的元素包括N、S、P、C、Fe等


2、决定不同种类微生物的活动与分布

DO充足:有利于好气分解,氧化产物多为元素的高价态,如CO2、H2O、NO3-、SO42-PO43-等,为营养元素的有效形式。

DO不足:有利于嫌气分解,还原产物为CH4、NH3、H2S等,对水生生物有毒。


3、DO过量与不足对鱼的影响

3.1、水中DO分压(Po2浓度)与鱼类耗氧率的关系



耗氧率单位:O2mg/g.h、d鱼虾即死溶氧点、a鱼虾基础代谢所需溶氧点、m鱼虾自由活动溶氧点


1)影响鱼类耗氧率的因素,最主要有生物种类、水温、个体大小、pH和DO;

2)AG线----基础代谢耗氧水平,A值即基础耗氧率;

3)当Po2达到鱼类基础耗氧率的需要,Po2>a,基础耗氧率不变(AG线);

4)当Po2            2     <a的区域称窒死区;

5)d2            2与耗氧率的关系如AD线,达不到鱼类维持生存最低氧的分压,鱼的呼吸受到严重抑制;生产中处于该状态的鱼浮于水面不游动,或游动极缓慢,对外界的刺激反应不明显,若不采取急救,鱼必然死亡;    

6)Po2=d,鱼类耗氧率为0,故Po22=d时,鱼类立即死亡,D为即死点;

7)a2<m, Po2与耗氧率的关系如AM线。鱼类的耗氧率和运动量受氧的分压所控制。分压越高,耗氧率越大,运动量也越大,故a2<m的区域称为依存区;

8)Po2≥m,鱼类对氧的需要达到自由区。氧的分压再增高,耗氧率也不会再增大,此时,如果其他条件适宜,高产稳产就有了保证。


3.2、养殖生产对DO的要求

温水鱼类:要保证鱼虾正常快速生长,溶氧量24小时中8小时溶解氧含量不能低于4mg/L,16小时保证在5mg/L以上,任何时候都不能低于2毫克/升。


冷水鱼类,产卵场:7 mg O2/L以上;


生长环境:6 mg O2 /L以上。



不同水生生物对DO的最低需要:


1)各种温度下供水中氧值(饱和度)-冷水鱼类正常生长所需氧值(5mg/L)=每升水能提供的氧量;

2)每小时的供氧量÷鱼种或商品鱼的耗氧率=可养殖量;



3.3、池鱼可能出现浮头或泛塘的判断(未做任何措施预防)

1)水温26℃以上;

2)水温最高季节:7月中旬-8月中旬(浮头或泛塘频率最高);

3)施有机肥之后;

4)天气的变化;

5)新开鱼池;


3.4、防止缺氧的措施

1)培育优良的藻类,如绿藻、硅藻等;

2)增氧:增氧机或化学试剂

3)改底:减少底栖生物耗氧


五、如何控制好溶氧


1、规划养殖密度。根据自身养殖水平及设施配置,算好养殖密度对溶解氧的需求,避免盲目追求高产量高密度;

2、选择优质饲料,减小残饵。不过量投喂,减少粪便排放量,减少细菌生物的耗氧量。

3、定期改底,能及时分解有机质,减少底部耗氧量。

4、养殖中保持良好的藻相。由于溶解氧大多来自藻类的光合作用,故要保持比较好的藻相,让溶解氧的来源得到充分维护。

5、合理使用增氧机,千万别总想着省电,舍不得开,到头来只会得不偿失。

6、天气剧变或暴雨过后应该及时开增氧机。

7、在泼洒有益菌制剂以后,千万记得增氧机要打开。因为有益菌分解有机质需要耗氧。


附:增氧机的原理及应用


1、增氧机的原理



2、增氧机的作用

打破水体分层,使上层过饱和溶氧带到下层,底层物质得到分解;

增加食场的溶解氧:以水车式或底增氧技术为主;

减少底部氧债积累:以叶轮式或底增氧技术为主。



3、叶轮式增氧机周围溶氧的水平分布




备注:测定时增氧机已开启过夜,天气晴朗,气温25°C,水温31°C,测量深度750px


结论:结果显示,池塘中溶氧水平分布在1.5KW叶轮式增氧机周围呈中心向四周递减趋势,距离超过16米的位置,增氧效果不明显


4、增氧机的摆放



a、投料前将投料区域A、B、C增氧机、耙水机,提前开20分钟--30分钟,保障投料区域溶氧充足,投料期间鱼群吃料溶氧足够。(注:溶氧充足鱼吃料多,溶氧不足鱼吃料少);

b、投料后开耙水机,全塘增氧机开2-3个小时,保障鱼消化饲料期间溶氧充足。(普通鲫鱼、草鱼食物停留肠道时间2.5小时左右。肠道消化吸收时间溶氧足,长肉快,身材好,饲料利用率高)。