溶解氧

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(3)补水与机械作用、化学试剂

补水可以补充氧气。

鱼池在补水的同时,可增加缺氧水体氧气的含量。在工厂化流水养鱼中补水补氧是氧气的主要来源。在非流水养鱼的池塘中,补水量较小,补水对鱼池的直接增氧作用不大。只有补充水中氧气含较高,池塘水中氧气缺乏时,补水增氧才具有明显的效果。冬季,北方越冬池注入井水一般不会起到增氧作用,因为地下水中通常氧气含量低于池塘。

增氧机补氧

化学增氧——借助一些化学制剂向水中供O2,如过氧化钙CaO2、活性沸石等。

过氧化钙CaO2——该物质为白色结晶粉末,与水发生化学反应CaO2 + H2O = Ca(OH)2 + O2释放出氧气。据研究,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个月内均可不断放出氧气。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——某些种类的活性沸石,施用于池塘时,每千克可带入空气100000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。

通常上述氧气的来源以光合作用为主。不同研究者对不同类型鱼池氧气来源进行了估算:

国外低产鱼池:光合作用89%、空气溶解7%、补水4%。

国内高产鱼池:光合作用61%、空气溶解39%(开增氧机导致空气溶解比例增大)、补水增氧可忽略。

2.耗氧作用

(1)水呼吸——即水中微型生物耗氧,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。

这部分氧气的消耗与耗氧生物种类、个体大小、水温和水中机物的数量有关。据日本对养鳗池调查,在20.5-25.5℃时浮游动物耗氧的速率为721-932ml(O2)/kg·h;原生动物的耗氧速率为

17×10-3-11×103ml(O2)/kg·h;浮游植物也需呼吸耗氧,只是白天其光合作用产氧量远大于本身的呼吸耗氧量。据研究,处于迅速生长的浮游植物,每天的呼吸耗氧量占其产氧量的10-20%;有机物耗氧主要决定于有机物的数量和有机物的种类(在常温下是否易于分解)。

通常采用黑白瓶测定水呼吸的大小——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,此为水呼吸。可见水呼吸不仅包括浮游动物、浮游植物、细菌呼吸耗氧、有机物的分解耗氧,还包括水中的其它化学物质氧化对氧气的消耗量。

前苏联学者对十个湖泊水库的水呼吸组成研究指出:在水呼吸中浮游动物占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%。可见细菌呼吸耗氧是水呼吸耗氧的主要组成部分。

(2)水生生物呼吸——主要是指鱼虾的呼吸。

鱼虾的呼吸好氧速率随鱼虾种类、个体大小、发育阶段、水温等因素而变化。鱼虾的耗氧量(以每尾鱼每小时消耗氧气毫克数计)随个体的增大而增加;而耗氧率(以单位时间内消耗氧气的毫克数计)随个体的增大而减小;活动性强的鱼耗氧率较大;在适宜的温度范围内,水温升高,鱼虾耗氧率增加。

(3)底泥耗氧作用

底质耗氧包括底栖生物呼吸耗氧、有机物分解耗氧、呈还原态的无机物化学氧化耗氧。许多研究者对不同地区、不同类型养殖水体的底质耗氧率进行测定指出:我国湖泊底质耗氧速率为0.3-1.0g(O2)/m2·d。辽宁地区夏季养鱼池塘耗氧速率为0.67-2.01,平均1.31±0.35g(O2)/m2·d,哈尔滨地区鱼类越冬池平均耗速率为

0.4g(O2)/m2·d(雷衍之1992)。内蒙古地区鱼池,生长期1.4,越冬期0.47g(O2)/m2·d(申玉春1998)。日本养鳗池为1.1-13.2g(O2)/m2·d,美国养鱼池底质耗氧率中值为1.46g(O2)/m2·d,前苏联养鲤池为0.4-1.0g(O2)/m2·d。

(4)逸出

当表层水中氧气过饱和时,就会发生氧气的逸出。静止的条件下逸出速率是很慢的,风对水面的扰动可加速这一过程。养鱼池中午表层水溶氧经常是过饱和,会有氧气逸出,不过占的比例一般不大。

对各耗氧因素所占的比例曾有研究者进行估算,

国外池塘养鱼单产较低,池中鱼载量小,池鱼耗氧占总耗氧的5-15%,逸出占1.5%,其它占80-90%。

国内,淡水鱼池,无锡地区高产池的估算结果①池鱼耗氧占总耗氧的20%,水呼吸占71%,底质耗氧占

9%(忽略了逸出损失)②池鱼耗氧占总耗氧的16.1%,水呼吸占72.9%,底质耗氧占0.6%,逸出占10.4%。③池鱼耗氧占总耗氧的15.3%,水呼吸占69.4%,底质耗氧占14.8%(忽略了逸出损失)。

海水对虾池,①虾呼吸耗氧占总耗氧的25.2%,水呼吸占58.2%,底质耗氧占16.6%(臧维玲1995)②虾呼吸耗氧占总耗氧的21.8%,水呼吸占75.1%,底质耗氧占3.17%。(臧维玲1995)③虾呼吸耗氧占总耗氧的34%,水呼吸占35%,底质耗氧占30%(林斌1995)。

二、溶氧的分布变化规律

1.溶氧的日变化

(1)表层水

湖泊、水库表层水的溶氧有明显的昼夜变化。受光照日周期性的影响,白天水中植物有光合作用,晚上光合作用停止。从而导致表层水溶氧白天逐渐升高,晚上逐渐降低,如此周而复始地变化。溶氧最高值出现在下午日落前的某一时刻,最低值则出现在日出前后的某一时刻,最低值与最高值的具体时间决定于增氧因子和耗氧因子的相对关系。如果耗氧因子占优势,则早晨溶氧回升时间推迟,且溶氧最低值偏小,具体条件不同情况也不尽相同。

(2)中层和底层水

湖泊和水库的中层与底层,溶氧也有昼夜变化,但变化幅度较小,变化的趋势也有所不同。由于在一般水体中中层和底层光照较弱,产氧就少,风力的混合作用可将上层的溶氧送至中下层,从而影响溶氧的变化。

(3)日较差

溶氧日变化中,最高值与最低值之差称为昼夜变化幅度,简称为“日较差”。日较差的大小可反映水体产氧与耗氧的相对强度。当产氧和耗氧都较多时日较差才较大。日较差大,说明水中浮游植物较多,浮游动物和有机物质适中,也即饵料生物较为丰富,这有利于鱼类的生长。

在溶氧最低值不影响养殖鱼类生长的前提下,养鱼池的日较差大些较好。南方渔农中流传的“鱼不浮头不长”的说法,是对早晨鱼浮头的鱼池,鱼一般生长较快现象的总结。这主要是针对以培养天然饵料养鱼来说的,如果用全价配合饲料流水养鱼或网箱养鱼,就不存在池水日较差大对鱼类生长有利的说法了。

2.溶氧的年变化

一年中,随水温变化及水中生物群落的演变,溶氧的状况也可能发生一种趋向性的变化。只是情况比较复杂,变化的趋向随条件而变。如贫营养型湖泊,水中生物较少,上层溶氧接近于溶解度,溶氧的年变化将是冬季含量高,夏季含量低。

养鱼池生物密度大,变化比较剧烈,在一段时间内(长则10-15天,短则3-5天),水中生物群落就会发生较大的变化,从而引起溶氧状况的急剧变化。如浮游植物丰富、浮游动物适中、溶氧正常的水体,在3-5天后可能转变为浮游动物多、浮游植物贫乏、溶氧过低的危险水质,这一点应加以注意。

日照时间的变化对溶氧会产生一定的影响。冰封初期,日照较长,冰层也薄,光合作用产氧量较大,大部分越冬池的溶氧变化呈上升趋势;后来日照时间越来越短,冰层也加厚,光合作用产氧量减少,大部分越冬池在此期间溶氧都降低;以后日照越来越长(尽管冰层已达最厚),溶氧又开始回升。冬季池塘溶氧的日较差较小。

3.溶氧的垂直变化

湖泊、水库、池塘溶氧的垂直分布情况比较复杂,与水温、水生生物状况、水体的形态等因素密切相关。

贫营养型湖泊溶氧主要来自于空气的溶解作用,含量主要与溶解度有关。夏季湖中形成了温跃层,上层水温高,氧气的溶解度低,含量也相应低一些。下层水温低,氧气的溶解度高,含量也相应高一些。

富营养型湖泊,营养盐丰富,有机质较多,水中生物量较大,水的透明度低,上层水光合作用产氧使溶氧丰富,下层得不到光照,无光合作用,水中原有溶氧很快被消耗,处于低氧水平。

各水层光合作用产氧速率随深度的增加而变化。浮游植物在过强光照射下会产生光抑制效应,表层光合作用速率反而不如次表层大,在晴天一般有光抑制现象,次表层水溶氧量最高,阴天则表层水为最高。

对于较浅的水体(如40-50cm深),水清见底,水中有大量底栖藻类生长,整个水体溶氧都过饱和,也会出现底层水溶氧高于表层水的情况。

4.溶氧的水平分布

由于溶氧垂直分布的不均一性,从而在风的作用下使溶氧的水平分布也表现为不均匀。一般认为水较深、浮游植物较多的鱼池,上风处水中溶氧较低,下风处水中溶氧较高,相差可能达到每升数毫克。下表为一次实测结果。

养鱼池溶氧的水平分布(水深2m)

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