池塘里的那些事兒：pH值的管理(16、17、18)
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簡(jiǎn)介：林文輝，中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院珠江水產(chǎn)研究所研究員，并擔(dān)任社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展咨詢委員會(huì)顧問。主要研究、探索健康養(yǎng)殖的環(huán)境問題，大力推廣健康養(yǎng)殖，得到了行業(yè)的廣泛認(rèn)可。曾參與國(guó)家獸醫(yī)協(xié)會(huì)《水產(chǎn)執(zhí)業(yè)獸醫(yī)考試指南》編寫，翻譯美國(guó)奧本大學(xué)池塘環(huán)境經(jīng)典專著《池塘養(yǎng)殖水質(zhì)》和《池塘養(yǎng)殖底質(zhì)》，奠定了我國(guó)池塘生態(tài)研究理論基礎(chǔ)。
以下文章來自于林文輝的QQ空間連載文章：池塘里的那些事兒！已出版成書，內(nèi)容很多，本文（本站）將分批轉(zhuǎn)載分享！
16pH的管理（5）
B區(qū)鈣硬度還合適，但堿度比較低。因此，這種水體的pH一般也偏低。如果用石灰（氧化鈣，CaO）來提高pH，往往造成鈣離子含量過高而引起碳酸鈣沉淀，從而限制了堿度的提高。因此，這種水體用石灰調(diào)節(jié)pH往往容易出現(xiàn)返酸現(xiàn)象。也就是無(wú)效。根據(jù)陰陽(yáng)離子平衡原則，陽(yáng)離子鈣已經(jīng)滿足，陰離子缺乏碳酸根和碳酸氫根。因此，可根據(jù)需要補(bǔ)充碳酸鎂、碳酸鉀、碳酸鈉、碳酸氫鉀或碳酸氫鈉。例如，將 1 摩爾碳酸鈉施到池塘水里，水解后產(chǎn)生 2 摩爾鈉離子（Na）和 2 摩爾堿度（碳酸根、碳酸氫根和羥離子）。假設(shè)池塘中加入 x 摩爾的碳酸鈉，水中碳酸鈣可以達(dá)到沉淀臨界點(diǎn)。根據(jù)方程（10）和（11）有：［TA］+ 2x = k0pCO2（k1［H］+ 2k1k2）/［H］^2 + kW/［H］+［H］……（10a）（［Ca］）（［TA］+ 2x - kW/［H］+［H］）/（［H］/k2 + 2）= kSPCaCO3 ……（11b）重排方程（10a），得x的代數(shù)式，代入方程（11b），解出［H］的值，該值取負(fù)對(duì)數(shù)就是調(diào)節(jié)后的pH原點(diǎn)。將［H］的值代入方程（11b），解出x。如果使用碳酸鎂，用量為84.3x（克/升）；如果使用碳酸鉀，用量為138.2x（克/升）；如果使用碳酸氫鉀，用量為200.2x（克/升）；如果使用碳酸鈉，用量為106x（克升）；如果使用碳酸氫鈉，用量為186x（克/升）。也可以根據(jù)具體離子組成的要求，如根據(jù)鎂鈣比和鈉鉀比的需求，將x分成幾份，分別加入不同的礦物鹽，以調(diào)整合理的鎂鈣比和鈉鉀比。C區(qū)堿度還合適，但鈣硬度比較低。由于pH與堿度相關(guān)，因此，這種水體的pH一般也合適。調(diào)節(jié)的不是pH，而是鈣硬度。一方面滿足動(dòng)物（如對(duì)蝦）的生理需要，另一方面以提高水體對(duì)pH的緩沖性能。這種水體雖然缺鈣，但如果用石灰來提高鈣硬度，往往造成pH偏高，而pH偏高導(dǎo)致碳酸根大幅度增加，引起碳酸鈣沉淀，從而限制了鈣硬度的提高。因此，這種水體用石灰調(diào)節(jié)鈣硬度往往很難湊效，甚至容易出現(xiàn)相反的作用——脫鈣現(xiàn)象。也就是不但無(wú)效，反而起反作用。根據(jù)陰陽(yáng)離子平衡原則，陰離子碳酸根和碳酸氫根已經(jīng)滿足，只是陽(yáng)離子中缺乏鈣離子。因此，應(yīng)該補(bǔ)充硫酸鈣或氯化鈣。即只提高鈣硬度，不提高堿度和pH。例如，將 1 摩爾氯化鈣施到池塘水里，水解后產(chǎn)生 2 摩爾氯離子（Cl）和 1 摩爾鈣離子（Ca）。由于氯化鈣或硫酸鈣不改變堿度，也基本不影響pH，只是提高了鈣硬度，所以計(jì)算起來比較簡(jiǎn)單。假設(shè)池塘中加入 x 摩爾的氯化鈣，水中碳酸鈣可以達(dá)到沉淀臨界點(diǎn)。根據(jù)方程（11）有：（［Ca］+ x）（［TA］- kW/［H］+［H］）/（［H］/k2 + 2）= kSPCaCO3 ……（11c）方程（11c）未知數(shù)只有x，是一個(gè)最簡(jiǎn)單的一元一次方程。小學(xué)生都可以計(jì)算出x。如果使用氯化鈣，用量為111x（克/升）；如果使用硫酸鈣，用量為136x（克/升）。氯化鈣或硫酸鈣的使用劑量均按無(wú)水礦物鹽計(jì)算。也可以根據(jù)具體離子組成的要求，如根據(jù)氯硫比的需求，將x分成合適的比例，分別加入氯化鈣和硫酸鈣。自然界的江河湖海中很少出現(xiàn)F區(qū)的這樣的極端水質(zhì)。一般是受酸性硫酸鹽土壤的影響或礦山酸性污水的污染造成的。例如，酸性硫酸鹽土壤由于開挖池塘而暴露于空氣中，土壤中的硫化物（如硫化鐵）被氧化而產(chǎn)生大量的硫酸。新池塘水體的pH可能低至4以下。即使大量使用石灰處理也無(wú)法提高pH。這是因?yàn)槭褂檬液笏w中的硫酸被石灰中和形成硫酸鈣，高濃度的鈣離子限制了碳酸的濃度，使堿度和pH無(wú)法進(jìn)一步提高。要提高堿度，就得降低鈣濃度，例如用鈉離子處理，每減少 1 個(gè)鈣離子，就必須補(bǔ)充 2 個(gè)鈉離子，其次，要提高pH，還得降低氫離子濃度，每減少 1 個(gè)氫離子，必須補(bǔ)充 1 個(gè)鈉離子，同時(shí)，每增加 1 當(dāng)量的總堿度，也必須增加 1 當(dāng)量的鈉離子。所以，堿的用量會(huì)很大。1、檢測(cè)鹽度、溫度、總堿度（TA1）、總鈣（TCa1），計(jì)算原來的pH原點(diǎn)的氫離子（H1）濃度：［TA1］=pCO2k0（［H1］k1+2k1k2）/［H1］^2 + kW/［H1］-［H1］……（12）計(jì)算該pH原點(diǎn)條件下游離鈣離子（Ca1）濃度：［Ca1］= kSPCaCO3（［H1］/k2 + 2）/（［TA1］- kW/［H1］+［H1］）……（13）2、設(shè)定目標(biāo)pH原點(diǎn)，以該pH下的氫離子濃度［H2］替換［H1］代入方程（12），求出目標(biāo)pH原點(diǎn)時(shí)的總堿度［TA2］。以［H2］和［TA2］替換［H1］和［TA1］代入方程（13）計(jì)算［TA2］條件下的鈣離子濃度［Ca2］。計(jì)算目標(biāo)pH原點(diǎn)下的總鈣濃度（假設(shè)游離鈣系數(shù) r 不變）：x = 2（［TCa1］-［TCa2］）+［TA2］-［TA1］。氫氧化鈉為40.01x（克/升），或氫氧化鉀為56.1x（克/升），或氫氧化鎂為29.16x（克/升），或碳酸鈉為53x（克/升），或碳酸鉀為69.16x（克/升），或碳酸鎂為42x（克/升）。
可根據(jù)離子平衡需要按比例分別添加不同離子。
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