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池塘里的那些事兒：總堿度之三、生石灰、藻類（106、107、108）
簡介：林文輝，中國水產科學研究院珠江水產研究所研究員，并擔任社會經濟發(fā)展咨詢委員會顧問。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)的廣泛認可。曾參與國家獸醫(yī)協(xié)會《水產執(zhí)業(yè)獸醫(yī)考試指南》編寫，翻譯美國奧本大學池塘環(huán)境經典專著《池塘養(yǎng)殖水質》和《池塘養(yǎng)殖底質》，奠定了我國池塘生態(tài)研究理論基礎。
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，內容很多，西南漁業(yè)網經少許調整后將分批轉載分享！
106總堿度(5)
生石灰清塘的思考（3）
由于使用生石灰處理，水體的pH非常高，大量的無機碳以碳酸的形式被沉淀，導致水體中的可溶解無機碳(DIC) 非常低，從純淡水的8.070·10^-6 (摩爾/升)到鹽度為5‰的水體9.762·10^-5(摩爾/升)。此時水體中溶解無機碳中的二氧化碳[CO2]組分幾乎為0。在后續(xù)的時間內(大多數(shù)文獻認為大約需要一周左右)，吸收二氧化碳、pH回落到可放魚蝦苗的8.2前后（嚴格來講是回到pH原點前后）。
在空氣二氧化碳和底泥有機物質分解產生的二氧化碳的作用下，被沉淀的碳酸鈣又溶解。假設pH降低到8.2時有n摩爾的碳酸鈣被溶解，同時，羥離子由于吸收二氧化碳而減少，水電離產生氫離子和羥離子，這些羥離子也會吸收二氧化碳產生碳酸氫根，并且碳酸鈣也處于飽和狀態(tài)，則水體中的鈣離子濃度應該為（n + 殘余鈣）(摩爾/升)，DIC應該在原來的基礎上增加2n + （原來羥離子 – 現(xiàn)有羥離子 + 現(xiàn)有氫離子 - 原來氫離子）(摩爾/升)。
根據[Ca] [CO3] = kSPCaCO3以及［CO3］=［DIC］k1k2/（10^-2pH + 10^-pHk1+ k1k2）
有[Ca] [CO3] = kSPCaCO3 = ([Ca]0+n)([DIC]0 + 10^-pH1 – 10^-pH0 + kW/10^-pH0- kW/10^-pH1 +2n)k1k2/(10^-2pH1+10^-pH1k1+k1k2)
即 2n^2 + ([DIC]0 - 10^-pH0 +10^-pH 1 + kW/10^-pH0 - kW/10^-pH1 + 2[Ca]0)n + [Ca]0(([[DIC]0 - 10^-pH0 + 10^-pH1 + kW/10^-pH0 - kW/10^-pH1) - kSPCaCO3(10^-2pH1+10^-pH1k1+k1k2)/( k1k2) = 0
其中pH0為處理后、平衡前的pH（即pH=11）；pH1為平衡后的pH（這里取pH=8.2）。
例1（低堿度、低硬度）
處理前：總堿度，10；鈣硬度，10；鹽度(S)～0‰；溫度(t)，25℃；
處理時生石灰用量，33.81克生石灰/立方米；
處理后（pH 11）：鈣硬度：49.866；總堿度：50.604；
平衡后（pH回落到8.2）:鈣硬度：48.194；總堿度：48.277。
例2（低硬度、堿度適中）
處理前：總堿度，50；鈣硬度，10；鹽度，0.1‰；溫度，25℃；
處理時生石灰用量，82.031克生石灰/立方米；
處理后（pH 11）：鈣硬度：57.496；總堿度：58.476；
平衡后（pH回落到8.2）:鈣硬度：46.565；總堿度：47.032。
例3（高堿度、低硬度）
處理前：總堿度，150；鈣硬度，10；鹽度，0.5‰；溫度，25℃；
處理時生石灰用量，193.03克生石灰/立方米；
處理后（pH 11）：鈣硬度：68.253；總堿度：69.631；
平衡后（pH回落到8.2）:鈣硬度：48.671；總堿度：49.732。
例4（硬度適中、低堿度）
處理前：總堿度，10；鈣硬度，40；鹽度，0.5‰；溫度，25℃；
處理時生石灰用量，26.93克生石灰/立方米；
處理后（pH 11）：鈣硬度：68.253；總堿度：69.631；
平衡后（pH回落到8.2）:鈣硬度：48.671；總堿度：49.732。
例5（堿度、硬度適中）
處理前：總堿度，40；鈣硬度，40；鹽度，1‰；溫度，25℃；
處理時生石灰用量，64.72克生石灰/立方米；
處理后（pH 11）：鈣硬度：77.363；總堿度：79.103；
平衡后（pH回落到8.2）:鈣硬度：51.508；總堿度：53.115。
例6（高堿度、硬度適中）
處理前：總堿度，150；鈣硬度，60；鹽度，5‰；溫度，25℃；
處理時生石灰用量，192.6克生石灰/立方米；
處理后（pH 11）：鈣硬度：127.319；總堿度：131.096；
平衡后（pH回落到8.2）:鈣硬度：67.864；總堿度：72.772。
以上例子雖然是理想條件，但可以發(fā)現(xiàn)一個事實：大劑量的生石灰處理不僅僅是消毒、清雜那么簡單！大劑量的生石灰處理具有矯正水質屬性的作用，使水質屬性全部落到A區(qū)（鈣硬度約等于總堿度）！此外，當pH高達11時，鎂也幾乎被轉化為氫氧化鎂沉淀，因此鎂硬度也會大幅度降低；其三，大量的鈣鎂沉淀也會導致許多其它離子產生共沉淀，具有重要的重金屬“解毒”作用。
107總堿度（5）
生石灰清塘的思考（4）
凡事都有例外！用簡單的數(shù)學、化學模型分析使用生石灰清塘后對水質屬性的影響時發(fā)現(xiàn)，用生石灰處理高鈣硬度低總堿度的水體時根本得不到良性結果。
首先當然是模型所考慮的只是暫時硬度而沒有考慮永久硬度（非碳酸鹽鈣硬度），因此難以確定水體中鈣離子的總量。典型的高鈣硬度的水，如酸性硫酸鹽池塘的水體，由于鈣含量非常高，限制了碳酸緩沖系統(tǒng)的總量，抗pH變化的能力小。也就是說，雖然水體pH低，但少量的生石灰就可以引起這種水的pH比較大的上升幅度。
雖然高鈣硬度、低總堿度的水體使用生石灰可以在短時間內引起pH有較大幅度的上升，但當水體吸收二氧化碳后，碳酸含量提高，又將鈣離子沉淀。使pH回到原來的位置，俗稱“返酸”現(xiàn)象。
因此，即使再大劑量的生石灰也難以改變高鈣硬度和低總堿度水體的屬性。
如果按照生石灰通過提高水體pH，將水體中的碳酸堿度轉化為碳酸根將鈣沉淀的原理，是否可以考慮采用碳酸鈉替代生石灰，將水體的pH提高到某個高水平，如11，將水體中的非碳酸鹽鈣離子轉化為碳酸煙鹽鈣離子，是否也具有相當于生石灰的作用？有興趣的讀者可以試一試。（記得把試驗結果告訴我）
108、藻類
藻類是池塘中的第一生產者，與池塘天然生產力關系十分密切。藻類具有許多功能：池塘天然餌料的來源；氧氣的主要來源；氨氮凈化（同化）；提供遮陰等等。
藻類是池塘生態(tài)系統(tǒng)能量流動和物質循環(huán)最初始、也是最重要的一個環(huán)節(jié)。此外，藻類的生產力要與池塘其它生態(tài)環(huán)節(jié)的生物量相匹配才能維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定，各級生產力之間的相對平衡是池塘藻類生態(tài)穩(wěn)定的基礎。
池塘中藻類的種群結構遵從“物競天擇，適者生存”的原則。主導藻類的品種由水質屬性、營養(yǎng)元素、氣候條件（溫度和光強）等因素所決定。同時，也受下游捕食生物的種類和攝食壓力所影響。營養(yǎng)條件、氣候條件或下游捕食生物等因素變化時，也會出現(xiàn)種群演替。
通過光合作用，將太陽輻射轉化為生物質能輸入池塘，以驅動池塘生態(tài)系統(tǒng)運行，是藻類的主要功能。通常評價池塘生產力的指標是單位面積在單位時間內氧的產量或碳的產量，如多少克氧/平方米/天，或多少克碳/平方米/天。由于光合作用的產物，碳水化合物和氧氣在摩爾上是相等的，即每固定 1 摩爾碳的同時產生 1 摩爾氧。所以，兩種生產力的關系是 8克氧/平方米/天相當于 3克碳/平方米/天（氧的分子量與碳的原子量的比值）。
影響藻類光合作用效率的因素很多。其中最主要的因素有：無機碳、光強、溫度、微量元素和藻齡等。根據池塘的不同養(yǎng)殖階段的需要去調節(jié)藻類光合作用效率是池塘養(yǎng)殖管理核心技術之一（這句話不大好理解，但如果理解了，就是高手，也只有理解這句話，才能真正理解傳統(tǒng)養(yǎng)殖管理的原理）。
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