水體中的溶解氧卻量少而多變,一般情況下,淡水中飽和溶氧量只相當于空氣中氧氣含量的1/20,海水中更少。因此,水中的溶氧量成為水生動(dòng)物生命現象和生命過(guò)程的一個(gè)限制性因素,是水產(chǎn)養殖中人們主要關(guān)注的重要因子之一。
水產(chǎn)養殖對溶解氧重要性的認識現狀
在養殖生產(chǎn)實(shí)踐中,由于大家普遍缺乏對水體溶氧進(jìn)行及時(shí)有效的監測手段,對水體溶解氧變化的潛在危害認識不足,很多養殖群體顧及增氧成本,把養殖生物有無(wú)浮頭現象作為水體溶氧是否充足的判斷標準,看到浮頭以后才采取增氧措施,這實(shí)際上是把增氧當作一種“救命”措施;還有些養殖群體擔心水體缺氧對養殖生物的影響,不考慮實(shí)際溶解氧狀況,對養殖水環(huán)境持續增氧,使水體氧濃度一直處于高位狀態(tài)。這些都是非科學(xué)的管理方法,常常導致不必要的損失或降低潛在的收益。
溶氧在水產(chǎn)養殖中的作用
1、提供養殖動(dòng)物生命活動(dòng)所必需的氧氣;
2、有利于耗氧性微生物生長(cháng)繁殖,促進(jìn)有機物降解;
3、減少有毒、有害物質(zhì)的作用;
4、抑制有害的厭氧微生物的活動(dòng);
5、增強養殖水產(chǎn)品免疫力。
低氧對動(dòng)物的危害及其行為反應
當水中溶氧不足時(shí),首先直接對養殖動(dòng)物產(chǎn)生不利影響;其次是通過(guò)影響水體環(huán)境其它生物和理化指標而間接影響養殖動(dòng)物,致使其生長(cháng)、繁殖甚至生存造成不同程度的危害,輕則體質(zhì)下降、生長(cháng)減緩,重則浮頭、泛塘,導致死亡。
1. 臨界溶氧和致死溶氧
水中溶氧低于某一水平時(shí),養殖動(dòng)物的生理代謝和生長(cháng)開(kāi)始受到不利影響,但并不會(huì )導致死亡,這時(shí)的溶氧濃度稱(chēng)為臨界溶氧。若溶氧繼續降低,到不能滿(mǎn)足生理上的需要時(shí),養殖動(dòng)物會(huì )因窒息而死亡,此時(shí)的溶氧濃度稱(chēng)為致死溶氧。臨界溶氧和致死溶氧依動(dòng)物種類(lèi)和規格不同而異,并且受到水溫、鹽度等其它環(huán)境因子的影響,例如,隨著(zhù)水溫升高動(dòng)物的致死溶氧下降。
2. 動(dòng)物對低氧的行為反應
當水中溶氧稍低于臨界水平時(shí),養殖動(dòng)物開(kāi)始表現出攝食下降、生長(cháng)減慢、飼料系數增加,蝦類(lèi)脫殼頻率降低,且經(jīng)常在淺水區活動(dòng);動(dòng)物經(jīng)常群集在增氧機附近。長(cháng)時(shí)間持續低氧會(huì )降低動(dòng)物對環(huán)境脅迫和對疾病的抵抗力,常常導致應激性疾病的發(fā)生。在接近致死溶氧時(shí),養殖動(dòng)物將停止采食,因呼吸困難而大批游到水面吞取空氣,發(fā)生嚴重的“浮頭”現象。此時(shí)魚(yú)蝦運動(dòng)活力很低,對外界刺激反應遲鈍。高密度養殖條件下,如果浮頭發(fā)生在上半夜或午夜剛過(guò),表明水體嚴重缺氧,應及時(shí)采取補救措施,否則會(huì )造成魚(yú)蝦大批死亡,甚至泛塘。
水中的溶氧量及影響因素
水體中的溶氧是以分子狀態(tài)溶解于水中的。氧氣在水中的溶入(溶解)和解析(逸散)是一個(gè)動(dòng)態(tài)可逆過(guò)程,當溶入和解析速率相等時(shí),即達到溶氧的動(dòng)態(tài)平衡,此時(shí)水中溶氧的濃度即為該條件下溶氧的飽和含量,即飽和溶氧量。水中飽和溶氧量受到大氣氧分壓、水溫、水中其它溶質(zhì)(如其它氣體、有機物或無(wú)機物)含量等因素共同作用的影響。水中的飽和溶氧與大氣氧分壓呈正相關(guān)關(guān)系,自然條件下大氣氧分壓不會(huì )有大幅度變化,因此對飽和溶氧量的影響可以忽略。溶氧隨著(zhù)水溫升高,飽和溶氧量下降;鹽度對溶氧也有直接而明顯的影響,隨著(zhù)水體鹽度升高,飽和溶氧量下降。
大多數情況下,養殖水體中溶氧的實(shí)際含量低于飽和溶氧量,其數值取決于當時(shí)條件下水中增氧與耗氧動(dòng)態(tài)平衡作用的結果。當增氧大于耗氧時(shí),溶氧趨于飽和,有時(shí)還會(huì )出現“過(guò)飽和”現象,這一般會(huì )出現在晴天午后,藻類(lèi)密度高、光合作用強的池塘中;當耗氧占主導地位時(shí),水中溶氧開(kāi)始持續下降,其結果將會(huì )出現低氧甚至無(wú)氧水區,此時(shí)可能出現養殖動(dòng)物“浮頭”,甚至“泛塘”現象。 在池塘養殖中,水中的增氧主要來(lái)源于浮游植物光合作用放氧、人工增氧(機械增氧、化學(xué)增氧等)和大氣中氧氣的自然溶入,但在不同條件下上述幾種增氧作用所占的比例也各不相同。富營(yíng)養型靜水池塘以光合作用增氧為主,高密度精養池塘以人工增氧為主,貧營(yíng)養型水體及流動(dòng)水體以大氣溶解增氧貢獻較大。
水體中的耗氧作用可分為生物、化學(xué)和物理來(lái)源的耗氧。生物耗氧包括動(dòng)物、植物和微生物的呼吸作用所消耗的溶氧,大多數情況下,水中的浮游生物和底棲生物呼吸耗氧占據池塘耗氧的絕大部分?;瘜W(xué)耗氧包括環(huán)境中,有機物的氧化分解和無(wú)機物的氧化還原。物理耗氧主要指水中溶氧向空氣中逸散,只占據很小部分,這一過(guò)程僅在水-氣界面進(jìn)行。
養殖池塘水體中溶氧的變化規律
水中溶氧的分布與變化既呈現出復雜多變的態(tài)勢,又具有相對的規律性。
1. 晝夜變化
在沒(méi)有人工增氧作用的養殖池塘中,上層水的溶氧晝夜變化十分明顯。通常情況,下午高于早晨,白天高于夜間。白天隨著(zhù)藻類(lèi)光合作用的進(jìn)行溶氧逐漸上升,至下午日落前達到峰值,夜間由于藻類(lèi)不能進(jìn)行光合作用,而各種耗氧作用依然進(jìn)行,因此水體溶氧會(huì )持續下降,至清晨日出前達到低峰值水平。但隨著(zhù)水層深度的增加,特別是在補償深度以下,溶氧的晝夜變化也趨于減弱甚至停滯。
2 .季節變化
冬春兩季溫度較低,藻類(lèi)生長(cháng)受到抑制,光合作用弱,產(chǎn)生的氧氣少,而此時(shí)水中生物量低,呼吸作用和化學(xué)耗氧下降,因此溶氧相對較低且變化較小。夏秋兩季水溫高、光照強烈,藻類(lèi)生長(cháng)快,光合作用旺盛,釋放氧氣,水體增氧作用明顯;但夏秋兩季也是水體生物量、糞便、殘餌、死亡的動(dòng)植物尸體等各種有機廢物含量高、耗氧強烈的季節,因而此時(shí)水體溶氧變化大,并會(huì )經(jīng)常出現溶氧過(guò)飽和水區,低氧甚至無(wú)氧水區等溶氧水平,是水產(chǎn)養殖容易出現溶氧問(wèn)題的季節。
3. 垂直變化
溶氧在水中的分布呈現出從上到下垂直遞減狀態(tài),藻類(lèi)只能在有光線(xiàn)的水層中生長(cháng)并進(jìn)行光合放氧,而耗氧作用卻在每一個(gè)深度都不停地進(jìn)行,從而使水體溶氧形成上層高、下層低、非均勻遞減的垂直分布,這種現象常見(jiàn)于高溫季節的深水池塘。
數字熒光溶解氧在線(xiàn)監測分析儀
蘇儀數字熒光溶解氧在線(xiàn)監測分析儀是一款針對水質(zhì)中溶解氧分析的智能數字式分析設備,其測量基本原理為熒水淬滅效應,采用進(jìn)口熒光材料,電極常數穩定可靠且壽命長(cháng)。傳感器搭載長(cháng)距離傳輸的RS485通訊接口和標準Modbus協(xié)議,易于系統集成。其外殼采用高耐腐蝕性材料,整體結構具有IP68防護等級,可工作于水下10米深度以及各種惡劣的工作環(huán)境。其內置有高精度溫度傳感器及溫度補償算法。配套有的數據采集軟件,可實(shí)時(shí)監控傳感器的工作狀態(tài)、測量結果,同時(shí)可方便地進(jìn)行標定、記錄、故障診斷等操作。
數字溶解氧傳感器測量采用光學(xué)熒光法原理,傳感器前端的熒光物質(zhì)是特殊的鉑金屬卟啉復合了允許氣體通過(guò)的聚酯箔片,表面涂了一層黑色的隔光材料以避免曝光和水中其它熒光物質(zhì)的干擾。不消耗氧氣,沒(méi)有流速與攪動(dòng)的要求,不受硫化物等化學(xué)物質(zhì)干擾,更高的分辨率與測量精度,低維護量。