溶解氧 溶解氧的分布变化规律

氧气单质，而不是化合态的氧元素或者常见的 氧气泡。氧气在水中的溶入（溶解）和解析 （逸散）是一个动态可逆过程，当溶入和解析 速率相等时，即达到溶氧的动态平衡，此时水 中溶氧的浓度即为该条件下溶氧的饱和含量， 即饱和溶氧量。
水中饱和溶氧量受到大气氧分压、水温、水 中其它溶质（如其它气体、有机物或无机物） 含量等因素共同作用的影响。水中的饱和溶氧 与大气氧分压呈正相关关系，自然条件下大气 氧分压不会有大幅度变化，因此对饱和溶氧量 的影响可以忽略。
①太阳出来后，真光层内浮游植物进行光合作 用产生大量O2，使表水层内增氧作用>耗氧作 用，增氧作用超过耗O2作用，溶氧含量不断 增高，积累到日落前达极大值。实际调查时常 发现，溶氧最大值不出现在最表水层，而出现 在次表水层。其原因，除逸散进入空气外，主 要与光强有关。最表水层若光强过高，就会抑 制浮游植物的光合作用，产O2减少，此时次 表水层则光强合适，产O2也多，故极大值出 现在该水层。
溶氧最大值与最小值出现的具体时间，不仅与 光照有关，也受温度影响。 寒冷季节，早， 晚气温很低，光合作用较弱，与温暖炎热季节 相比，溶氧最大值出现时间常会提早2～4小时， 溶氧最小值的出现时间，则往往推迟1—2小时 O2．
溶氧日较差的大小，主要与水体本身的生 产性能有关，其一般规律是， ①其他条件相同或近似时，水体越肥，水 中浮游植物密度越大，则溶氧日较差越大
第二节 溶解氧的分布 变化规律
溶解氧分布是指：同一时刻，同一水体内不同水层、 水区的溶氧差别状况。
溶氧变化是指：同一水体内，同一水层、水区在不同 时刻溶氧含量差别情况。
水体中增氧、耗氧作用及其影响因素的复杂性，决定 了水体内溶氧分布变化的多样性与复杂性。一般说： 贫营养水体，溶氧多近饱和，变化不大；相反，富营 养或受污染水体，溶氧浓度很不稳定，大起大落，变 化很大，下面着重讨论其动态规律。
水产养殖中溶氧的作用及三 个变化规律
1 溶氧在水产养殖中的作用
1.1 提供养殖动物生命活动所必需的氧气 从能量学和生物化学的观点来看，动物摄
食是为了将储存在食物中的能量转化为其自身 生命活动所必需的、能够直接利用的能量，而 呼吸摄入的氧气正是从分子水平上通过生化反 应为最终实现这种转化提供了保证。一旦缺少 氧气，这些生化反应过程将被终止，生命即宣 告结束。
2．晚上、特别是下半夜，溶氧浓度不断下降， 垂直分布趋于均一。其原因是： 日落后，只
有呼吸耗O2作用，加上入夜后气温下降，表 层水温随之下降， 密度增大，表、底水层密
度差消失，甚至上重下轻，发生垂直对流或在
风力吹拂下，循环流转，终于混合均匀，使溶
氧垂直分布均一化。恰好，水陆散热、降温快
慢不同，水面与地面上的空气存在温差及密度
在较低水平。水中溶氧量除日变化之外，还有 年变化，其基本原则与上述相同。
二、溶解氧的垂直分布
溶氧垂直分布的一般规律是，
1．白天中午及下午，养殖水体中溶氧垂直分 布特点是：表层水中溶氧甚多，饱和度可高达 200％以上，底层水中溶氧甚少，饱和度约为 40—80％，甚至更低。在中层水中，溶解氧随 深度增大急剧减少，形成一个“跃变层”。总 的倾向是，随水深增大，溶氧含量急剧减少。 溶氧垂直分布的这一特点，出现的原因是：
2.2 水中溶解氧增加的因素 在池塘养殖中，水中的增氧主要来源于：
① 浮游植物光合作用放氧、② 人工增氧(机械 增氧、化学增氧等)和 ③ 大气中氧气的自然溶 入,但在不同条件下上述几种增氧作用所占的 比例也各不相同。
富营养型静水池塘以光合作用增氧为主,高 密度精养池塘以人工增氧为主，贫营养型水体 及流动水体以大气溶解增氧贡献较大。
②在生物与肥料条件相同或相似时，水温 高，光照强度大，光合作用进行强烈时， 溶氧日较差也大。因此，一年之中，以夏 季的溶氧日较差最大，冬季最小，春、秋 两季居中，相差亦不大。
③综合上述两点可知：水质肥沃、生物密度大、 光合作用强烈的鱼池，一到酷暑季节，表层水中 溶氧日较差可变得极大，最高溶氧量可达饱和度 200％以上，最小溶氧量可在饱和度20％以下， 严重时会引起鱼、贝类大量死亡。因此，凡是溶 氧量日较差极大的水体，一到容易出现溶氧最小 值的季节及时间，都要特别留意溶氧动态，加强 水质管理，防止鱼、贝类大批死亡。
溶氧跃层的深度与跃温层大体一致，主要决定 于表水层升温快慢与风力搅拌强弱等因素。升 温快，时间短，风力搅拌弱时，跃变层离水面 较浅， 变化较急剧，反之，升温较慢，作用时
间较长，又有较强的风力搅拌时，则跃变层离 水面较深，变化较缓和。
如果在一段时间内，升温降温交错进行，还可 能出现几个跃变层的复杂情况。溶氧垂直分布 极大值与极小值之差-称为“水层差”，其大小 取决于水体生产性能与分层流转情况。在夏季 停滞期内，水体初级生产力越高，水层差就越 大，底水层往往缺氧。水的垂直对流则使水层 差减小以至消除。
溶氧随着水温升高，饱和溶氧量下降；盐度对 溶氧也有直接而明显的影响，随着水体盐度升 高，饱和溶氧量下降。 大多数情况下,养殖水体中溶氧的实际含量 低于饱和溶氧量，其数值取决于当时条件下水 中增氧与耗氧动态平衡作用的结果。
当增氧大于耗氧时，溶氧趋于饱和，有时还会 出现“过饱和”现象，这一般会出现在晴天午 后，藻类密度高、光合作用强的池塘中；当耗 氧占主导地位时，水中溶氧开始持续下降，其 结果将会出现低氧甚至无氧水区，此时可能出 现养殖动物“浮头”，甚至“泛塘”现象。
表层水中溶氧含量的这种变化规律，是水中 P—R矛盾运动的必然反映，其原因在于， 日 出之后，表层水中浮游植物开始进行光合作用， P>R，放出大量氧气，终于使表层水中增氧作 用超过耗氧作用；因而水中溶氧实际含量逐渐 增高，经过整个白天的积累，在日落之前，便 积累到最大值。日落之后表层水中的浮游植物， 不仅不能进行光合作用，放出氧气，反而要进 行呼吸，消耗氧气， R》P，耗氧作用大大超 过增氧作用，溶氧实际含量迅速减小，
Hale Waihona Puke Baidu
1.5 增强免疫力 水中充足的溶氧还有助于提高养殖动物对
其它不利环境因子（如氨氮、亚硝酸盐等）的 耐受能力，增强对环境胁迫的抵抗力。处于连 续低溶氧环境中的动物，其免疫力下降，对病 原体的抵抗力减弱。研究表明，水体溶氧长期 不足时，斑点叉尾对细菌性疾病的易感性增加。
2 水中的溶氧量及影响因素
2.1 水中的溶解氧在各种因素作用下不断变化 水体中的溶氧是指以分子状态溶解于水中的
1.3 减少有毒、有害物质的作用 氧气能直接氧化水体和底质中的有毒、有
害物质，降低或消除其毒性。氧气具有很强的 氧化性，可直接将水中毒性大的硫化氢 （H2S）、亚硝酸盐(NO2-)等分别氧化成低毒 的硫酸盐、硝酸盐等。
1.4 抑制有害的厌氧微生物的活动 在缺氧条件下，厌氧微生物活跃起来,对
有机物进行厌氧发酵,产生许多恶臭的发酵中 间物,如尸胺、硫化氢、甲烷、氨等，对养殖 动物造成极大危害。在低氧条件下水体和底质 变黑发臭,主要是因为其中硫化氢遇铁产生黑 色的沉淀所致。水体中较高溶氧将对这类有害 的厌氧微生物产生抑制作用,有助于创造合适 的养殖环境。
2.3 水中溶解氧减少的因素 水体中的耗氧作用可分为生物、化学和物理来源的
耗氧。 ① 生物耗氧包括动物、植物和微生物的呼吸作用
所消耗的溶氧，大多数情况下，水中的浮游生物和底 栖生物呼吸耗氧占据池塘耗氧的绝大部分，呼吸耗氧 主要发生在阴天和夜间光合作用不强的时候 。
四、溶氧极值出现的一般规律
综合以上各点可知，养殖水体中溶氧最大值、最小值出 现的规律如下：
1．溶氧最大值通常出现在夏季白天日落之前的表层
2．溶氧最小值通常出现于下述场合： (1)黎明或日出前的表层尤为底层水中， (2)夏季停滞期长期保持分层状态的底层水及上风沿
岸的底层水及中层水， (3)水质过肥、放养太密、投饵施肥过多、水底淤泥 很厚的鱼池，遇上夏季天气闷热、气压低、暴雨强风之 后，表层水与底层水发生垂直流转混合，带起淤泥，这 时整个水体都有可能出现溶氧最低值，甚至造成养殖生 物大批死亡的事故，上述情况如果是发生于晚上，后果 将更加严重，必须特别留意。
差，因而，晚上常有风从陆地吹向水面，大水
面尤其明显。有些水体，或由于深度过大，或
因为地形复杂，即使晚上，有风吹刮，也不能 完全破坏分层状态，底水层常为缺O2还原状 态。
三、溶解氧的水平分布
池塘中溶氧水平分布，主要取决于风向风 力， 无风时厂垂直分布本不均一，水平分布 则大体均匀，后来在风力作用下，溶氧含量高 的表层水移到下风沿岸，溶氧含量低的底层水， 则在上风沿岸处上浮，使溶氧水平分布出现不 均一状态。如果底层水中溶氧极少，那么，在 上风沿岸水中蓄养的鱼贝类，就有缺氧死亡的 危险，应予注意。
2 溶氧日变化最大直与最小值之差称为“昼夜 变化幅度” 简称“日较差’，如图 课本57页 最小值才1．2毫升／升，最大值为13．2毫升 ／升， 日较差高达13.2-1．2=12毫升／升。
3．底层水中溶氧日变化倾向，大体与表层水 相似。不过，底层水中阳光不足，即使白天， 光合作用也不能正常进行，主要依靠水团运动、 分子扩散，从表水层向底水层增补溶氧，数量 比表层水少得多，而耗氧作用则日夜照样进行， 强度变化不大，因此，底层水中溶氧， 日变 化不及表层水大， 日较差也小，饱和度保持
经过漫长黑夜的积累，到日出之前，终于
使表层水中增氧作用超过耗氧作用；因而水中 溶氧实际含量逐渐增高，经过整个白天的积累， 在日落之前，便积累到最大值。日落之后表层 水中的浮游植物，不仅不能进行光合作用，放 出氧气，反而要进行呼吸，消耗氧气， R》P， 耗氧作用大大超过增氧作用，溶氧实际含量迅 速减小，经过漫长黑夜的积累，到日出之前， 达到最小值.
②与此同时，表层水吸收太阳光能，水温上 升。而水的比热大，导热性小， 因此表，底
水层之间出现跃温层。若无风力搅拌等因素打 破这种分层状态，则表水层内多量O2不能通 过水的对流混合，直接带给底层水，只能靠扩 散作用，缓慢向下补给，这样，底水层内P 《R，溶氧实际含量比表水层就低多了。
③在跃温层内，尽管深度相差不大，但温度 随深度增加下降较急较快。相应的，水的 密度与浮力也增大较急较快。这样一来， 由表水层沉落下来的浮游生物残骸，有机 碎屑等，一进入跃温层内，因浮力增大， 下沉速度大为减小。一些细小碎屑，几乎 全被跃层挡住，使该处积累多量有机物。 跟着细菌也大量繁殖起来，迅速分解有机 物，耗用大量O2，终于形成溶氧跃层。
实践中人们对增氧能够解决养殖动物浮头问题 和预防泛塘都有比较清楚的认识，但正因如此， 很多养殖者把增氧仅仅看成一种“救命”措施， 而没有充分意识到在此之前低氧早已对养殖动 物和水体环境所造成了危害。
1.2 有利于好氧性微生物生长繁殖,促进有机物 降解
好氧性微生物对水体中有机物的降解至关 重要,在有氧条件下,进入水体的粪便、残饵、 生物尸体(包括死亡的藻类)和其它有机碎屑等 被微生物产生的各种胞外酶逐步降解成为各种 可溶性的有机物,最后成为简单无机物进入新 的物质循环,从而消除水体有机污染。而这些 都是需要氧气的参与才能进行的。
一、溶解氧的日变化及日较差
溶氧日变化的一般规律是， 1.表层水中溶氧含量昼夜变化极大，最小值通 常出现在早晨日出之前，最大值则出现在下午 日落之前。早上日出后的整个白天，溶氧量从 最小值逐渐增高，至日落前达最大值，而在日 落后的整个黑夜，溶氧则从最大值不断降低， 到早晨日出前又达到最小值。如此循环不止， 变化不息。
此外，在河流有支流流入处，湖泊池塘水的 出口、进口处，浅海有淡水流入处，有生活污 水及工业废水污染处，甚至于鱼贝类的群集处， 溶氧及其他水质特点，也与周围水质有相当差 别，呈水平分布不均状态。例如，有人测定发 现：当海水流通不好时，珠笼内部水的溶氧量 比笼外水中溶氧量少得多，特别是在放养过密， 笼网孔眼大都堵塞时，尽管笼外的溶氧很多， 笼内珠贝仍会因缺氧窒息，大批死亡。网箱养 鱼也有类似问题。这种水平分布均一的溶氧状 态，往往为人们忽略，必须特别留意。