池塘里的化學反應式：PH值、氨氮和亞硝酸鹽、硫化氫、堿度

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池塘雖小，學問挺大。要解決池塘里發(fā)生問題，投下去的時間，金錢，汗水能有收獲，不僅需要經(jīng)驗作為支撐，更需要掌握相關(guān)知識，明白其中的原理。因此，優(yōu)秀的水產(chǎn)人不僅知其然，更應知其所以然。本文梳理池塘常見的問題，分析一下池塘里發(fā)生變化時的外因和內(nèi)因。更好的了解養(yǎng)殖過程背后的化學反應對池塘的影響。

一、池塘的PH值

池塘里的PH值是衡量水溶液酸堿度的指標，是水體重要的非生物因子。而養(yǎng)殖水體非常復雜，水體富營養(yǎng)化，有機物多，生物量大，藻類豐富多變等因素，均有可能影響池塘里的PH。但是決定PH值大小的而是水體的光合作用和呼吸作用，它們通過改變水中二氧化碳的總量而起作用。

1、PH概念

PH值定義是水體中的氫離子濃度的負對數(shù)（PH=-lg[H+]），PH每上升或者降低一個單位，氫離子濃度相差10倍。

藻類的光合作用消耗二氧化碳（CO2），促使平衡向左移動，導致H+被吸收，H-減少，pH上升；池塘的呼吸作用（生物呼吸和水呼吸）釋放出，平衡向右進行，PH上升。

3、 池塘PH值上下分層和晝夜變化

（1）、上下分層

養(yǎng)殖季節(jié)晴朗的白天，上層水溫度高，密度小，下層水溫度低，密度大。通常情況下，這種水溫分層現(xiàn)象很難被打破。這種水溫分層現(xiàn)象不僅導致了水體溶氧的分層同樣也導致pH的上下分層。上層水體光照強，藻類多分布于上層，光合作用強烈，藻類增殖旺盛，pH高。因為白天和夜晚光合作用強弱差別很大，所以上層水pH值波動幅度很大；而池塘底層光線弱，藻類分布少，光合作用很微弱，底層水體中主要進行有機物的分解活動及生物呼吸作用，即池塘的呼吸作用不論白天或夜間一直處于主導地位，所以底層水pH值低且晝夜的波動幅度很小。

（2）、晝夜變化

一般情況下，人們測量pH都是在表水層，加上底層水pH晝夜波動幅度很小，所以這里講的水體pH的晝夜變化都是指表水層。白天，光合作用強，減少，PH較高；晚上則相反。

4、 PH變化與池塘中生物活性的關(guān)系

池塘中可以進行光合作用生物：藻類

池塘中呼吸作用生物：浮游生物、細菌，養(yǎng)殖動物，藻類

健康的池塘：藻類光合作用強度【浮游生物+養(yǎng)殖動物+藻類】呼吸強度，考慮到養(yǎng)殖動物呼吸基本可以近似不變（健康情況），浮游生物（微生物）活性好壞直接影響池塘呼吸作用強度。

白天，PH較高；晚上，PH較低，出現(xiàn)一定幅度變化。1個單位范圍內(nèi)。一天中PH范圍最高值和最低值之間的值可以看做PH原點。代表水體酸堿平衡度。如果一定時間內(nèi)，日均PH位于PH原點附近，則說明菌藻平衡；若日均PH大于PH原點并且向上方移動，則說明PH高，菌類呼吸減少，活性變?nèi)?，需要提高微生物活性?/span>若日均PH小于PH原點并向下方移動，則說明PH低，藻類光合作用變?nèi)?，需要提高藻類活性，培藻。如果一個池塘的PH值一天變化很小或者沒有變化，排除陰雨天影響，則說明藻類和微生物沒有活性或者沒有生物。

二、池塘的氨氮和亞硝酸鹽

池塘中氨氮和亞鹽是養(yǎng)殖水產(chǎn)中最常檢測的水質(zhì)參數(shù)，也是水環(huán)境惡化最直接的表現(xiàn)。

1、氨氮與亞鹽的來源

一般氨氮有兩大來源：一是池塘有機污染物的分解產(chǎn)物，稱作氨化作用；二是養(yǎng)殖動物及其他水生動物的排泄產(chǎn)物。氨氮有兩種形式,NH3和NH4+，水環(huán)境里氨氮這兩種形式可以相互轉(zhuǎn)化。亞硝酸鹽是NH3、HNO3、N2等氮轉(zhuǎn)化過程中的中間產(chǎn)物，這里氮轉(zhuǎn)化主要指氨硝化作用、硝酸呼吸(還原)或脫氮作用。

氨氮NH4 -- NH3平衡

氨氮中NH4 -- NH3平衡兩種形式，都是藻類直接吸收利用，但NH3對養(yǎng)殖動物有很大毒性。

NH3 + H20 → NH4 + + OH-

氨硝化作用，是在溶氧適宜條件下，經(jīng)硝化細菌的作用，氨進一步被氧化為NO3，這一過程稱為硝化作用。硝化分兩個階段進行，第一階段主要由亞硝酸菌屬引起第二階段主要由硝酸菌屬引起。

2NH4+ + 3O2 → 4H+ + 2NO2 + 2H2O + 能量（亞硝酸菌）

2NO2 + O2 → 2NO3 + 能量 （硝酸菌）

N03 + 12H- + 10e → N2 + 6H2O （脫氮細菌）

一般來說，溫度一定時水體氨氮中NH3和NH4+的比例取決于水體pH值，pH值越高，NH3比例越大。具體NH3:NH4+比值取決于養(yǎng)殖水體的pH值和水溫，pH值越小，水溫越低，氨(NH3)的比例越小，其毒性越低，pH低于7.0時，幾乎都是離子氨(NH4+)；pH越高,水溫越高，氨(NH3)的比例越大。

總之，溫度一定時，pH值越高，NH3比例越高，毒性越強；PH值一定時，PH越高，NH3比例越高，毒性越強。

2、氨氮亞鹽危害

（1）氨氮的毒性：依據(jù)濃度不同而不同，一般控制在0.02ppm之下（ppm:濃度單位，百萬分比濃度）。慢性中毒出現(xiàn)現(xiàn)象：一是干擾滲透壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)；二是破壞鰓組織；三是降低攜帶氧能力。措施：換水，注入新鮮水；使用微生物菌劑。

（2）亞硝酸鹽危害：當水體中存在亞鹽時，魚蝦類血液中的亞鐵血紅蛋白被其氧化成高鐵血紅蛋白，從而抑制血液的載氧能力。魚類長期處于高濃度亞硝酸鹽中，載氧能力逐漸喪失，會造成魚蝦慢性中毒，魚蝦攝食降低，鰓組織出現(xiàn)病變，呼吸困難，很多情況下魚蝦爆發(fā)疾病而死。措施：改底，微生物試劑。

三、池塘的硫化氫（H2S）

硫化氫是一種可溶性毒性氣體，帶有臭雞蛋味。主要原因有兩個方面：

（1）是養(yǎng)殖池底中的硫酸鹽還原菌在厭氧條件下分解硫酸鹽；

（2）是異氧菌分解殘餌或糞便中的有機硫化物。硫化氫與泥土中的金屬離子結(jié)合形成金屬硫化物，致使池底變黑，這是硫化氫存在的標志。硫化氫與魚蝦血液中的鐵離子結(jié)合使血紅蛋白減少，降低血液載氧能力，導致魚蝦呼吸困難，中毒死亡。

H2S → H+ + HS-

H+ + HS → H2S

H2S有毒，HS-無毒。等量的H2S，PH值越低，毒性越大。

當PH為9時，呈堿性時，主要以HS-形式存在，毒性小。

當PH為7時，呈中性時，主要是HS-和H2S各一半。

當PH為5時，呈酸性時，主要以H2S存在。

（3）維持池水中硫化氫不超標方法

充分增氧：高溶解氧可以氧化消耗H2S，并可抑制硫酸鹽還原菌生長；

控制PH值：PH越低，發(fā)生H2S中毒機會越大，可以使用生石灰等提高PH值；

經(jīng)常換水：降低池水有機污染物濃度；合理投餌，清除池底污泥改底。

四、池塘的堿度

對于池塘養(yǎng)殖水體而言，堿度反應水結(jié)合質(zhì)子（H+）的能力，也就是和強酸中和能力的一個量，主要堿度成分是 CO3, HCO3, OH-，簡單的說，一定堿度的養(yǎng)殖水體具有一定的抗酸性。

1、堿度的表示單位

一般使用“ALK”和“A”表示。

OH- + H+ == H20;

CO3- + H+ ==HCO3-;

HCO3- + H+ ==H2CO3

以上三種堿度的總和稱為總堿度(Ar)，堿度的表示單位有2種：毫摩爾/升；毫克CaCO/升。

(1)毫摩爾/升(mmol/L)：用1升水中含有能結(jié)合質(zhì)子(H+)的物質(zhì)的量表示。

(2)毫克CaCO3/升(mg/L)：用1升水中含有能結(jié)合質(zhì)子(H+)的物質(zhì)所相當?shù)腃aCO3的質(zhì)量，以毫克CaCO3/升來表示。

2、養(yǎng)殖池塘水的堿度

水的堿度受水中光作用和呼吸作用的影響，會發(fā)生變化。對于生物密度很大的室外養(yǎng)魚池，還會有周期性的晝夜變化。變化的原因是水中存在以下兩個化學平衡:

2HCO3 = CO3 + H20 + C02 （1）

Ca2+ + CO3 = CaCO3↓ （2）

當光合作用速率超過呼吸作用速率時，CO2被不斷吸收利用，式(1)平衡向右移動，結(jié)果是CO3含量增加，使式(2)平衡也向右移動，有CaCO3沉淀生成。兩個化學平衡右移的結(jié)果是水的堿度、硬度下降，pH上升。

當呼吸作用速率超過光合作用速率時，不斷有CO2產(chǎn)生，促使式(1)、式(2)平衡均向左移動其結(jié)果是堿度、硬度都上升，pH下降。

3、堿度與水產(chǎn)的關(guān)系

水的堿度對水產(chǎn)養(yǎng)殖有重要影響。養(yǎng)殖用水需要有定的堿度，濃度過高又有害。水體堿度與水產(chǎn)養(yǎng)殖的關(guān)系體現(xiàn)在以下三個方面。

(1) 降低重金屬的毒性

重金屬一般是游離的離子態(tài)降毒性較大。重金屬離子能與水中的碳酸鹽形成絡離子，游離金屬離子的濃度降低。堿度大，含重金屬的藥物效果就會降低。

(2) 調(diào)節(jié)CO2的產(chǎn)耗關(guān)系、穩(wěn)定水的pH值

由于水中存在以下化學平衡

Ca2++2HCO3 == CaCO3(s) + H20 + co2

光合作用強烈時，上述化學平衡將向右移動，補充被光合作用消耗的CO2。當呼吸作用較強時，多余的CO2可以通過化學平衡向左移動轉(zhuǎn)變?yōu)镠CO3而儲備起來。因此，堿度較大可以使水中CO2含穩(wěn)定,pH相對穩(wěn)定。

(3) 堿度過大對養(yǎng)殖生物的毒害作用

養(yǎng)殖用水堿度的適宜量以1-3毫摩爾/升較好，四大家魚養(yǎng)殖用水堿度的危險指標是10毫摩爾/升。達到這個指標就應該特別小心。增加鈣含量可以降低水中堿度。

（來源：國際微生物。整理：西南漁業(yè)網(wǎng)）

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