基礎(chǔ)知識(shí)天然水的化學(xué)成分

1、淡水養(yǎng)殖水化學(xué)第一章基礎(chǔ)知識(shí)第一節(jié)天然水的化學(xué)成分水產(chǎn)養(yǎng)殖生產(chǎn)雖有多種方式。如大水面天然增殖、池塘精養(yǎng)、高密度流水養(yǎng)魚、循環(huán)過(guò)濾工廠化養(yǎng)魚等，它們所用的水源，歸根到底都來(lái)自天然水，水中的化學(xué)成分決定了所用天然水的水質(zhì)。因此，對(duì)天然水的化學(xué)成分必須有基本的了解，這對(duì)我們認(rèn)識(shí)養(yǎng)殖水體的水質(zhì)特點(diǎn)是十分重要的。一、天然水水質(zhì)的復(fù)雜多變性我們知道，水是良好的溶劑，絕對(duì)不溶于水的物質(zhì)是沒(méi)有的。自然界中的水是在不斷地循環(huán)變化，水在陽(yáng)光照射下不斷地從江河、湖泊、海洋中蒸發(fā)，在高空冷凝成為雨或雪降落到地面，以地面徑流或滲流形式，重新回到江河、湖泊、海洋，然后再蒸發(fā)、冷凝下降至地面，如此川流不息、循環(huán)交換不已。在

2、循環(huán)過(guò)程中水與各種物質(zhì)接觸、作用，使之溶解或懸浮于水中。因此各種天然水不是純水，而具有復(fù)雜的組成、多變的特點(diǎn)。主要表現(xiàn)在以下幾方面：水中溶存的物質(zhì)，種類繁多，數(shù)量懸殊，在人們迄今已知的107種元素中，在天然水中檢出的已有80多種。這些成分的含量差別很大，例如海水中的Cl一離子含量高達(dá)10209/Io,銅的含量只有約o.003mg/L，釘?shù)暮扛伲坏?0-179/L。2水中溶存物質(zhì)的存在形式多種多樣，就物質(zhì)在水中分散粒徑來(lái)說(shuō)，大小相差可達(dá)六個(gè)數(shù)量級(jí)以上，小的僅幾個(gè)埃，以真溶液存在。大的在數(shù)百微米以上，構(gòu)成多相體系。在溶液中有低分子物質(zhì)，也有高分子物質(zhì)，它們可以成單個(gè)的離子、分子、離子對(duì)、無(wú)機(jī)

3、絡(luò)合物，有機(jī)螯合物等多種形式存在，它們通過(guò)化學(xué)反應(yīng)以及吸附、交換、共沉淀等界面作用可轉(zhuǎn)為膠體或粗分散粒子。即使是同一元素在同一水體內(nèi)，其存在形式也可以是多種多樣的。值得注意的是，同一元素以不同形式存在時(shí)，對(duì)生物的影響可以完全不同。有的是有益的，稱為“有效形式”；有的是有害的，稱為“有害形式”。例如氮以No存在時(shí)，多數(shù)浮游植物不能利用，數(shù)量多時(shí)可能使魚苗得氣泡??；以NH。存在時(shí)。浮游植物可以吸收利用，是有益的，對(duì)魚類及其他動(dòng)物則有毒害作用。3.水中溶存的物質(zhì)，不論是質(zhì)與量的組成，還是分散狀態(tài)、存在形式，都是在不斷運(yùn)動(dòng)變化的，有些變化可使水中某些物質(zhì)濃度增大.稱為“增補(bǔ)作用”。若增補(bǔ)來(lái)自水體內(nèi)部，

4、則稱為“再生”；若增補(bǔ)來(lái)自水體之外，則稱為“輸入”或“流進(jìn)”。相反，有些變化會(huì)使水中某些物質(zhì)濃度減小.稱為“消耗作用”。離開水體而去的消耗稱為“輸出”或流失。水體內(nèi)部的消耗作用，包括有益的吸收利用和無(wú)益的消耗浪費(fèi)。如果增補(bǔ)作用與消耗作用速度達(dá)到相等，即達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。此時(shí)所述有關(guān)物質(zhì)的濃度可保持相對(duì)穩(wěn)定，相當(dāng)于生態(tài)學(xué)上的一種“恒穩(wěn)狀態(tài)”，可稱為穩(wěn)態(tài)平衡。這種平衡與一切化學(xué)平衡一樣。是在一定條件下建立起來(lái)的暫時(shí)的、相對(duì)的平衡。一旦條件改變，舊的穩(wěn)態(tài)平衡隨之破壞，并在新的條件下建立新的穩(wěn)態(tài)平衡。由于這種矛盾運(yùn)動(dòng)的不斷進(jìn)行，可使水中任一溶存物質(zhì)的實(shí)際濃度都處于不斷運(yùn)動(dòng)變化之中.一天24h不同.一年四季

5、不同，前青稱為。周日變化”后者稱為“周年變化”或“季節(jié)變化”。同一水體的不同水層、水區(qū)的水質(zhì)也可不同，前者稱為“垂直分布”，后者稱為“水平分布”。以上所述是天然水水質(zhì)的一些共性。不同地區(qū)的天然水體，由于所處自然地理?xiàng)l件不同所受的影響也不佯。所以它們的復(fù)雜多變性常常還各有自己的特點(diǎn)，即所謂的地方色彩，必須具體調(diào)查分析。水產(chǎn)養(yǎng)殖加盟二、天然水中的常見(jiàn)化學(xué)成分盡管天然水中的化學(xué)成分是復(fù)雜多變的，但在了解水中的化學(xué)成分時(shí)，還是有一定規(guī)律可循。在與生物有關(guān)的水化學(xué)研究中，人們常根據(jù)各種天然水所含主要成分大體相同以及對(duì)水生生物影響的一些共性，把天然水中的化學(xué)成分大體分為六類。1溶解氣體o：、N：、c()。

6、等。2主要離子包括四種陽(yáng)離子和四種陰離f：Ca”、Mg”、Na+、Kr、HCO；、CO、SOi、Cl。3營(yíng)養(yǎng)鹽類包括三種無(wú)機(jī)氮化合物.即NO。、NO：、NHi.磷酸鹽、硅酸鹽、鐵等。4有機(jī)物質(zhì)指溶解的懸浮的各種有機(jī)物質(zhì).包括淀粉、脂肪、蛋白質(zhì)及其不完全分解的產(chǎn)物等，還包括腐植質(zhì)類物質(zhì)等、5pH是表示水的酸堿性的指標(biāo)、它是重要的水化因子和生態(tài)因子.對(duì)生物和水質(zhì)有著重要影響、6工業(yè)污染物隨著工業(yè)的發(fā)展，各種工業(yè)廢物進(jìn)入天然水體的量日益增多，汞、鎘、鉻、鉛、砷、酚及氰化物等都是天然水中常見(jiàn)的工業(yè)污染物、隨著人們對(duì)環(huán)境保護(hù)工作的重視，這類有毒有害物質(zhì)進(jìn)入水體的量將逐漸減少、三、天然水化學(xué)成分的主要來(lái)源

7、天然水中的各種化學(xué)成分主要來(lái)自以下幾個(gè)方面、從空氣中溶解，空氣中的各種成分可以通過(guò)氣一液界面溶于水中.這一作用對(duì)大氣降水的化學(xué)組成影響很大，1000ml雨水在下落的過(guò)程中可洗滌約33Xlol空氣，空氣中的成分將大量溶于水中、除Nz、()、等接近飽和外，還含有S()i、CI、Caz+、Mg、K+、Na+以及N()。、NQ2等、大氣降水的總含鹽量般在數(shù)十mg/loo對(duì)巖石、土壤的溶濾作用水與土壤、巖石接觸，可將其中可溶組分溶解、在沉積巖內(nèi)，常含有多量NaCI、CaSO.2H：O、CaC()、Mg(O、等，前二者本身可溶于水中，后二者當(dāng)水中有COz存在時(shí)可轉(zhuǎn)變?yōu)橐兹艿乃崾禁}。各種長(zhǎng)石經(jīng)風(fēng)化后也會(huì)生成

8、易溶成分：Na20A1203、6Si()：+5H?【)一一2NaHSi()、+2H2SiO.；+AI：032SiO22HzONa20、Al2()36Si()2+2C0z+3H202NaHC()、+4Si02+A12032SiO2；2H:()Ca()、2Alz()o4Si()2+2C02+5Hz0+Ca(HC()3)2+2(A12032SiO2.2H20)土壤中含有許多可溶性無(wú)機(jī)鹽及有機(jī)物質(zhì)。某些干旱地區(qū)的土壤含易溶鹽分很高，與這種土壤接觸的水，含鹽量就相對(duì)較高。3水中生物的分泌排泄和微生物的分解轉(zhuǎn)化作用水生生物在其生命活動(dòng)過(guò)程中，要不斷分泌排泄其代謝產(chǎn)物生物死亡后的尸體會(huì)被微生物分解并再合成、

9、這是水中有機(jī)物、氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的主要來(lái)源。4離子的交換吸附作用天然水中存在著粘上、腐殖質(zhì)等膠態(tài)、懸浮態(tài)微粒，它們帶有負(fù)電荷，其表面吸附著一些可以代換下來(lái)的陽(yáng)離子。腐殖質(zhì)膠體的交換容量。較大，一般可達(dá)150700mmol/1009、礦物膠體的交換容量較小，一般約有1080mmol/1009、交換吸附作用是可逆的過(guò)程，進(jìn)行到該條件下達(dá)到平衡為止。例如，酸性土壤膠粒所具有的可交換性陽(yáng)離子中H+、Al”較多，當(dāng)水中其他陽(yáng)離子濃度增大時(shí)；會(huì)依下式把H+、A13+交換解吸，使水中H、離子濃度增大：/H+Ca2+/Caz+l黏土或膠粒l+K+I黏土或膠粒lK+H+A13+Al3,NaNa又如.鹽堿土所具有

10、的可交換性陽(yáng)離子中Na較多，當(dāng)水中C():濃度增大時(shí).可依下式進(jìn)行交換吸附：NaH圓+茹。一匝薔弋2N然Na4H+不同的離子被吸附的難易程度不同。一般首先決定于它的電價(jià)，電價(jià)越高的離子越易被吸附。電價(jià)相同時(shí)，離子半徑大(水化離于半徑小)的易被吸附。其他條件相同時(shí)，陽(yáng)離子被土壤膠粒吸附的順序是:Fe3Al3+HCa24M92+KNH?Na帶正電荷的膠粒則具有可交換的陽(yáng)離子。陰離子被帶正電荷的膠粒吸附的順序是:C2(。)：C。Ho()；HP()：s()；2CIN()j第二節(jié)天然水的一些物理性質(zhì)一、水的熱學(xué)性質(zhì)水是熱的不良導(dǎo)體如果不發(fā)生流轉(zhuǎn)混合，熱鰱由水體的一端傳遞到另一端的速度是極慢的。熱容：在所

11、有固體和液體中，水的熱容最高(除氨外)。熔化潛熱：在所有固體和液體中水的溶化潛熱最高(除氨外)。蒸發(fā)潛熱：在所有物質(zhì)中水的蒸發(fā)潛熱最人。上述熱學(xué)性質(zhì)對(duì)穩(wěn)定水溫有積極作用.對(duì)水牛生物是有利的。熱膨脹：一般液體都是熱脹冷縮的溫度升高密度變小溫度降低密度變大冷至凝固則密度最大。水與水溶液的情況則較復(fù)雜.詳如圖卜1和圖1_2所示：由圖可知，純水冰點(diǎn)為o(.最大密度H寸的溫度為4C(3.98().由4C起升溫或降溫密度均逐漸變小，即4(、以上，水足“熱脹冷縮”的.4(、以下，水是“冷脹熱縮”的。含鹽分的天然水.冰點(diǎn)和最大密度時(shí)的溫度部隨鹽度的增加而下降。最大密度時(shí)的溫度隨鹽度的增加而下降得快，冰點(diǎn)隨鹽度

12、增加下降得慢.兩線相交r鹽度為24.7%。溫度為一1.35C處.即鹽度為24.7%。的水，它的最大密度時(shí)的溫度與冰點(diǎn)相同.均為一1.35Co鹽度小于24.7%的水，最大密度時(shí)的溫度高于冰點(diǎn)，由最大密度時(shí)的溫度開始.不管是升溫，-相當(dāng)于loog干物質(zhì)所具有的可交換陽(yáng)離子的總量(以毫摩為單位)稱為該物質(zhì)的交換容量。還是降溫，密度均逐漸變小。由于這一特點(diǎn)，鹽度小于24.7%的各種天然水體，當(dāng)溫度降至凝固點(diǎn)，結(jié)冰都是從水表面開始，底層水溫仍在冰點(diǎn)之上。這時(shí)對(duì)魚類的越冬是有利的。二、水的透輻射性質(zhì)和水的透明度水的透輻射性質(zhì)抵達(dá)水面的太陽(yáng)輻射，一部分被水面反射，回到大氣中，一部分進(jìn)入水體，被水吸收或向深處

13、透入。影響進(jìn)入水體內(nèi)部的有效太陽(yáng)輻射能的主要因素是：1抵達(dá)水面的太陽(yáng)輻射總量這又與云層覆蓋程度、海拔高度、緯度、日長(zhǎng)等有關(guān)。2水面對(duì)光的反射性主要與太陽(yáng)的高度角（指太陽(yáng)光線與地平面的夾角）有關(guān)。太陽(yáng)高度角較大（30。以上），因水面反射而損失的太陽(yáng)輻射能很小。太陽(yáng)高度角小于30。，隨高度角減小。反射損失的太陽(yáng)輻射能迅速增加。太陽(yáng)位于天頂時(shí)，98的太陽(yáng)輻射可穿過(guò)水面進(jìn)入水體。若太陽(yáng)位于地平線附近，則幾乎全部太陽(yáng)輻射被水面反射?？梢?jiàn)早晨和傍晚被水面反射損失的陽(yáng)光較多，進(jìn)入水中的陽(yáng)光能量較少，水中的“白天”遠(yuǎn)沒(méi)有大氣中的白天那么長(zhǎng)久。水面有波浪時(shí)會(huì)影響水面對(duì)光的反射性。太陽(yáng)高度角較大時(shí)，波浪會(huì)增加反射

14、損失。太陽(yáng)接近地平線時(shí)，波浪則使反射損失減小。水體的渾濁度懸浮在水中的黏土粒子、有機(jī)碎屑、浮游生物、微生物、各種沉淀及絮凝物，都能形成渾濁度。渾濁度高，光的吸收、散射損失也大。進(jìn)入水體的太陽(yáng)輻射，一部分被水吸收，一部分被懸浮微粒吸收或散射，一部分繼續(xù)向深處穿透。透過(guò)水面進(jìn)入水體內(nèi)部的光能隨穿透徑（水深）增加而衰減。圖13表示了光在穿透清潔水時(shí)能量隨深度的相對(duì)變化。太陽(yáng)輻射線中，紅外線、紫外線最容易被水吸收，能量衰減很快，大部分能量在表水層被吸收消耗，如圖13中的曲線a、b。水對(duì)可見(jiàn)光的吸收較弱，其中穿透能力最強(qiáng)的是藍(lán)綠色光，其光隨深度增加衰減很慢（曲線d）。而紅色光的衰減則快得多（曲線c）。若

15、水的渾濁度較大，則光隨深度的衰減得更快。有人研究得出，照射到湖面的太陽(yáng)輻射能量的80被表面1m厚的水層所吸收，并且大部分能量消耗在最表面的20cm水層中，這些輻射能被吸收后轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，使表層水溫升高。若無(wú)風(fēng)，太陽(yáng)輻射只能加熱表層水，對(duì)深層水432lOl52345I）.鷲贈(zèng)的溫度影響很小。上述水的透輻射性質(zhì)，對(duì)水中浮游植物可能產(chǎn)生以下三種影響：（1）光抑制區(qū)：光強(qiáng)過(guò)高，抑制浮游植物生長(zhǎng)。在光照強(qiáng)的白天，最表水層可發(fā)生這一情況。（2）光適宜區(qū)：光強(qiáng)適宜，在其他條件合適時(shí)，浮游植物可以飽和速度進(jìn)行光合作用。日照強(qiáng)烈的次表水層，陰天或日照不強(qiáng)的最表水層，多屬這種情況。（3）光限制區(qū)：光強(qiáng)太弱，即使其他

16、條件適宜，植物也無(wú)法生長(zhǎng)。（二）水的透明度把透明度板（直徑為20cm的黑白相間的圓盤）沉入水中，至恰好看不見(jiàn)板面的白色，此時(shí)水的深度即為透明度。透明度是進(jìn)入水體內(nèi)的陽(yáng)光能量大小的一種量度，也是水體內(nèi)能量流動(dòng)的能源大小的一種量度。不同水體，由于影響進(jìn)入水體內(nèi)的有效太陽(yáng)輻射的因素互不相同，它們的透明度可以相差很遠(yuǎn)，小的不足20cm，大的可達(dá)lOm左右。經(jīng)驗(yàn)表明：透明度深度下的照度，僅為水面照度的15左右。光輻射能量相對(duì)值）在表水層，陽(yáng)光充足，植物可正常生長(zhǎng)，圖13光輻射能量在水中的衰減動(dòng)物所需的有機(jī)營(yíng)養(yǎng)主要在這一水層內(nèi)生成，稱為營(yíng)養(yǎng)生成層。底水層，光強(qiáng)不足或沒(méi)有光線，植物不能正常生長(zhǎng)，有機(jī)營(yíng)養(yǎng)不能

17、合成積累，相反地，有機(jī)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)被分解消耗，稱為營(yíng)養(yǎng)分解層。在營(yíng)養(yǎng)生成層與營(yíng)養(yǎng)分解層之間的某一深度。有機(jī)營(yíng)養(yǎng)的合成量與分解量大體相等，稱為“補(bǔ)償點(diǎn)”，相應(yīng)的水深稱為“補(bǔ)償深度”，約為透明度的兩倍。顯然，在營(yíng)養(yǎng)生成層與營(yíng)養(yǎng)分解層內(nèi)進(jìn)行著不同的化學(xué)反應(yīng)，這是導(dǎo)致天然水體內(nèi)化學(xué)成分垂直分布不均一的重要原因。第三節(jié)天然水體的流轉(zhuǎn)混合及溫度分布一、水的混合作用在天然水體內(nèi)，水的混合作用可分為因密度不同引起的自動(dòng)混合和因風(fēng)力引起的強(qiáng)制混合兩種。水的自動(dòng)混合作用是指表層水密度增大，與密度較小的下層水之間發(fā)生對(duì)流交換作用。表層水密度增大，是由于溫度下降（水溫大于4C）或溫度上升（水溫小于4C）所引起。這種因上下

18、水層的密度差而引起的自動(dòng)混合又稱為“密度環(huán)流”。湖水或池塘水在升溫或降溫時(shí)期，都是岸四周的淺水區(qū)變化人。降溫時(shí)期岸邊水先冷卻，若在4C以上，密度增大，會(huì)形成如圖14所示的環(huán)流。4（：以卜的水在升溫時(shí)期，也有類似的環(huán)流形成。這是簡(jiǎn)單的模式，具體情況不同所形成的環(huán)流狀況也不同。在自然條件下。純密度環(huán)流較少發(fā)生，常伴有風(fēng)力作用的參與。在風(fēng)的吹拂下，會(huì)形成如圖15所示的風(fēng)動(dòng)環(huán)流。在風(fēng)力作用下，表層水隨風(fēng)力方向運(yùn)動(dòng)。造成迎風(fēng)岸的水l二漲.背風(fēng)岸的水F落.由水位差的作用又使下層水向相反方向流動(dòng)，從而使不同水層的水發(fā)生所謂強(qiáng)制混合作用。若風(fēng)力不大，只造成部分流轉(zhuǎn)混合，當(dāng)風(fēng)力很火時(shí).則流轉(zhuǎn)混合較為徹底。二、天

19、然水體內(nèi)的熱分層和季節(jié)變化我國(guó)北方地區(qū)一些較深的湖泊、水庫(kù)等相對(duì)靜止的水體，水溫的垂一分布有典型的季節(jié)特征：夏季水溫上層高、下層低，呈溫度的正分布；冬季水溫下層高、上層低，呈溫度的逆分布；春秋兩季是表底水層溫度近于相同時(shí)期（稱為全同溫期）。下面分別加以討論。冬季的逆分層期我國(guó)北方地區(qū)的湖泊、水庫(kù)在冬季都可封凍，表層被一定厚度的冰層覆蓋，緊貼冰下的水溫為。（.、，隨著深度增人溫度略有增加1，到底層為/lCo也可能是23C或更低些。于水溫是上層低下層高，稱為溫度的逆分布。此時(shí)溫度隨深度的變化是緩慢的.故無(wú)明顯的分層現(xiàn)象。春季全同溫期春季氣溫回升.大地轉(zhuǎn)暖。水面冰層融化后，在太陽(yáng)輻射下.被加熱的表層

20、水溫度向4（、方向升高，其密度大r溫度較低的下層水，產(chǎn)生密度環(huán)流混合作用直到上下層水溫均為4C，密度環(huán)流停止，故稱為“全同溫期”。春季一般多風(fēng)，當(dāng)達(dá)到全同溫后，風(fēng)力的強(qiáng)制混合作用易將整個(gè)水體徹底混合。如果一邊刮風(fēng)一邊受陽(yáng)光的照射，則水體上層被加熱的水可不斷地與下層水混合，使上下水層同時(shí)升溫。所以春季的全同溫期不僅限于4（.而是呵以延續(xù)到4C以上.例如10C,15C等，視風(fēng)力及湖盆形狀而定。春季的全同溫期，對(duì)養(yǎng)殖水體中的魚類及餌料生物都是有利的。夏季正分層期（停滯期）夏季是溫度持續(xù)向4（以上二升高的時(shí)期。在陽(yáng)光照射下，被加熱的表層水難于將其熱量傳遞到下層，如果在這一時(shí)期內(nèi)無(wú)風(fēng)或少風(fēng)，天氣晴朗，則

21、水體表層溫度能很快上升，使上下水層溫度差增大，密度差也增大，上輕下重.呈現(xiàn)溫度的正分布。此時(shí)在表底水層之間常會(huì)出現(xiàn)“溫躍層”.即在表底水層間某一深度處，水深改變不大而水溫迅速下降的水層。由于表底水層溫度相差較大，上輕下重，水體很難自由流轉(zhuǎn)混合，所以這一時(shí)期的水體稱為“停滯分層期”。在溫躍層以上的水層溫度高，溫度隨深度變化不大1在溫躍層以下的水層溫度低，溫度隨深度的變化也不大。如圖16b所示的典型情況。底層水溫不一定是4C。經(jīng)常是高于4C.這具體決定于春季全同溫期所延續(xù)的溫度。溫躍層形成后，風(fēng)力的強(qiáng)制混合作用只能在溫躍層以上進(jìn)行，而不能混合到底。風(fēng)力增大，強(qiáng)制混合的深度加大，溫躍層則會(huì)向下移；當(dāng)

22、風(fēng)力足夠大時(shí)，溫躍層可能消失。深而狹窄、岸高且多樹的水體，在夏季連續(xù)多日無(wú)風(fēng)或僅有微風(fēng)的日子里，容易形成溫躍層。溫躍層就象一個(gè)屏障，把上下水層隔開，上下水層中的物質(zhì)得不到交換，久而久之，上下水層中的化學(xué)成分可能有很大差異。這種情況會(huì)影響魚產(chǎn)力。對(duì)養(yǎng)殖生產(chǎn)不利。圖17是遼寧大伙房水庫(kù)大壩西側(cè)水溫的垂直分布，從圖中可見(jiàn)，在1418m間有一個(gè)溫躍層。圖18是無(wú)錫市河埒大隊(duì)的一個(gè)小魚池的水溫垂直分布與時(shí)間的關(guān)系，從圖中可見(jiàn)，水的對(duì)流交換只能進(jìn)行到80cm深處。80cm以下的水溫在1天之中基本沒(méi)變化，這一水層的水溫隨深度增加迅速下降，即所謂的溫躍層，只不過(guò)由于池水較淺，溫躍層以下的深水層不存在。秋季全同

23、溫期秋季天氣轉(zhuǎn)涼.表層水溫向4C方向下降密度增大，變重下沉，次表水層則對(duì)流上升，發(fā)生部分流轉(zhuǎn)混合。若表層水溫繼續(xù)下降到等于或低于底層水溫，則表底水層密度差消失，甚至上重下輕，使表底水層對(duì)流混合，或在風(fēng)的吹動(dòng)下，完全流轉(zhuǎn)混合從而使整個(gè)水體溫度一一致.也呈全同溫流轉(zhuǎn)狀態(tài)。如圖16c所示。我國(guó)南方地區(qū)的一些湖泊、水庫(kù)、池塘全年水溫都在4C以上因此，只存在4C以上的正分層及流轉(zhuǎn)混合。一般說(shuō)來(lái)春、夏趨于正分層，秋、冬趨于流轉(zhuǎn)混合。在溫度劇烈變化的日子里，水的分層及流轉(zhuǎn)混合，還可在1天內(nèi)交替出現(xiàn)：白天趨于正分層，晚上趨于流轉(zhuǎn)混合。水的分層及流轉(zhuǎn)，對(duì)于水的化學(xué)成分的分布、變化影響極大。水分層時(shí)，水化學(xué)成分也

24、垂直分層。水體流轉(zhuǎn)時(shí)。水化學(xué)成分垂直分布趨于均一。因此了解水體分層及流轉(zhuǎn)情況，是掌握水化學(xué)成分分布特點(diǎn)的重要依據(jù)。經(jīng)常測(cè)定記錄不同水層的水溫變化，是了解水體分層或流轉(zhuǎn)狀況的有效方法。第二章主要離子水中溶存數(shù)量多的離子稱為主要離：f。各類天然水中的主要離子有Ca2+、Mgz+、Na+、K+、tCOf、CO；。、SO；一、Cr等，它們構(gòu)成的鹽類約占水中溶解鹽類總量的90以上。在各類天然水中含鹽量及主要離子的比例關(guān)系有很大差別。在多數(shù)淡水中.陽(yáng)離子以C2為主，陰離子以HCOi為主.而在海水巾.陰離子則以Cl為主。各主要離子含量。若以“mmol/L”為單位(一價(jià)離子以“離子”為基本單元，二價(jià)離子以“1

25、2離子”為基本單元)表示時(shí)，則四種主要陽(yáng)離子之和與四種主要陰離子之和有近似相等的關(guān)系即：工Na十K+葉Ca：十Mg：YH【：0。+(：()+S()：+Cr天然水中的主要離子主要來(lái)自上壤、巖石及有關(guān)礦物。眾所周知幾乎所有鉀鹽、鈉鹽、大多數(shù)硫酸鹽、金屬氯化物和重碳酸鹽都易溶于水。這些鹽類在自然界中分布極廣，例如沉積巖特別是海成沉積巖內(nèi)，常含多量NaCl、CaS()。2I_tzO、CaCO。、MgC()。等.前兩者可溶于水中，后二者在C()：存在時(shí)，可轉(zhuǎn)變?yōu)橐兹艿闹靥妓猁}：Ca(：(J。+(：()2+H：()=Ca(IICO。)：MgC()、+C()2十H：()一Mg(HC()二)2鹽堿土中含多量N

26、aCI、Na、C()。，均易溶于水、各種長(zhǎng)石經(jīng)風(fēng)化后可以形成高嶺土及可溶性碳酸鹽類。例如：Kz()人12()、6Si()2+2C()2+3H202Kt_I【：(J3+4Si()2+H人12Si20、一些重金屬硫化物經(jīng)氧化風(fēng)化后，也可變?yōu)橐兹艹煞?。例如：PbS+202一PbS()；CuFeS2+4()zCuS()4+FeS()l2FeSz+7()2+2H2()=2FeS()+2H2S()天然水在不斷循環(huán)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，流經(jīng)各種土壤、巖石及礦物，與之接觸時(shí)上述易溶物質(zhì)溶進(jìn)水中，并電離成K。、Na。、Ca2、M92+、I-IC()“CO、Cl一、S()才，成為水中主要離子、與此同時(shí)，一些水合氧化鋁、水合

27、氧化鐵、水合氧化硅以及鋁硅酸鹽、礦物微粒也被帶進(jìn)水中，成為水中礦物膠體的主要來(lái)源、水中主要離子的動(dòng)態(tài)主要決定于各種非生物因素(地質(zhì)、地理?xiàng)l件、蒸發(fā)與降水強(qiáng)度，結(jié)冰、融冰情況，水源補(bǔ)給以及物質(zhì)本身的理化特點(diǎn))，生物影響是次要的、其一般傾向是：多雨潮濕地區(qū)，水中含鹽量較低；干旱地區(qū)，水中含鹽量較高、且因Caz、Mg+的碳酸鹽、硫酸鹽的溶解度較小，過(guò)飽和后即行析出，故水中主要離子相對(duì)比例亦發(fā)生變化、陽(yáng)離子由Ca2+為主過(guò)渡到以Na為主，陰離子由HC()、為豐過(guò)渡到以Cl為主、對(duì)具體水體而言，若水源補(bǔ)給以雨水或冰雪融化為主，則含鹽量較低；若以地下水補(bǔ)給為主，則含鹽量較高、但水質(zhì)情況較復(fù)雜與當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)條件

28、關(guān)系極大、受海水影響的淡水水體，含鹽量顯著增大、淡水中的主要離子除HCOf、C()；一外，大多為沒(méi)有規(guī)律性的晝夜變化和季節(jié)變化，只是在集中降水時(shí)，表層水含鹽量有所減小，強(qiáng)烈蒸發(fā)時(shí)，表層水含鹽量有所增多、兩種情況都會(huì)導(dǎo)致垂直方向出現(xiàn)小的濃度梯度，主要離子則沿濃度梯度方向由高向低擴(kuò)散遷移當(dāng)水體流轉(zhuǎn)時(shí)，梯度很快消失，分布重新均一、一些水體，在各補(bǔ)給水質(zhì)水源不同時(shí)，主要離子的水平分布與垂直分布也可不均一、例如一條河流的同一斷面上，河中心與有交流的沿岸，主要離子互不相同I同一湖泊、水庫(kù)的不同水源入口處，主要離子常有差別、利用這些特點(diǎn)，可以推測(cè)各種補(bǔ)給水源對(duì)水體的影響程度、各主要離子的水化特點(diǎn)、規(guī)律及其對(duì)

29、水質(zhì)與養(yǎng)殖生產(chǎn)的影響，在下面分節(jié)進(jìn)行討論、第一節(jié)主要陰離子一、碳酸鹽與I碳酸鹽天然水中C()；一和HCOf，這兩種主要離子所成鹽類前者稱為、碳酸鹽”，后者稱為“重碳酸鹽”、Coj一、HCOf的來(lái)源主要有：土壤、巖石中碳酸鹽礦物的溶解或巖石的風(fēng)化l大氣中CO、的溶解轉(zhuǎn)化I有機(jī)物的分解礦化；生物的呼吸作用l水源補(bǔ)給等、col一的鹽類，除鉀、鈉、銨鹽易溶于水外，其他大都難溶于水、在天然水中，真正以自由離子存在的COg一甚少，大都以Ca2+Co；一、M92+C0；等離子對(duì)形式存在、HCO；的鹽類易溶于水.在天然水中，HCOf大都以自由離子形式存在、若水中有Cu2+等副族金屬離子存在，則相當(dāng)大部分Co；

30、一、HCO；可與它們形成絡(luò)合物，如CuCOs、Cu(C0、)、)2等形式、天然水體內(nèi)的二氧化碳平衡系統(tǒng)HCO、和cog一是構(gòu)成水中二氧化碳平衡的重要成分、上述五個(gè)平衡是相互聯(lián)系，相互制約的、當(dāng)它們的平衡條件都同時(shí)得到滿足時(shí)，就可以建立起如圖21所示的二氧化碳平衡系統(tǒng)、若某個(gè)平衡的平衡條件發(fā)生改變，則二氧化碳平衡系統(tǒng)被破壞，平衡則將向某一方向移動(dòng).引起一系列改變、例如，氣態(tài)COz的溶解或逸散I難溶碳酸鹽沉淀的生成或沉淀的溶解lpH變化；COz、HCOf、Co；的相互轉(zhuǎn)變，從而影響到水的堿度、硬度、緩沖性、有效碳、pH以及重金屬的毒性等、在平衡系統(tǒng)中，溶解CO、與H、CO、合稱為游離二氧化碳，記作

31、“Coz”。HCOi-、cog一則稱為結(jié)合二氧化碳、兩者之和稱為、總二氧化碳”，記作、EC0z”，即：Eco：=Cco：)+HC0f+C0；式中(表示物質(zhì)的量的濃度。CO：、HCOf、CO：三者的相對(duì)含量，主要與pH有關(guān)，它們的關(guān)系如表21所示。c02汽青；溶解I氣相水合C02(溶解)；圭喧HzCCh液相況：pH4.0時(shí)，只有C02；pH12.0時(shí)，只有col；pH=83時(shí)-幾乎只有HCOfIpH4.o8.3之間.CO。-qHCOf共存；pH8.312.0之間，HCO；qCO，2一共存。因此，改變pH可使二氧化碳平衡系統(tǒng)發(fā)生移動(dòng)。當(dāng)然，改變COz、HCO；-、col一、Ca2+、M92+等物質(zhì)

32、的濃度，也可使平衡系統(tǒng)移動(dòng)。水的堿度概念水的堿度是指水中能與強(qiáng)酸相作用的物質(zhì)的量。造成堿度的物質(zhì)歸納起來(lái)有如下三類：強(qiáng)堿：如NaOH、Ca(OH)2等。弱堿：如氨、有機(jī)堿等。弱酸鹽：如重碳酸鹽、碳酸鹽、磷酸鹽、硅酸鹽、硫化物、腐植酸鹽等。天然水的堿度，一般認(rèn)為主要是由CO；、HCO；-、OH一構(gòu)成的。前二者構(gòu)成的堿度分別稱為。碳酸鹽堿度一、“重碳酸鹽堿度”，OH一構(gòu)成的堿度稱為“氫氧化物堿度”。在天然水正常pH條件下IOH一的濃度與HCOf、CO；相比太小，故水的堿度主要是指HCOi-、cog一的量。二者之和稱為總堿度。堿度的單位：mmol/L(重碳酸鹽堿度以。HCOi-”為基本單元，碳酸鹽堿

33、度以專co；為基本單元)。mgCaCO。IL,德國(guó)度(io=10mg/LCaO)。三種單位的換算：1ramoi/L=50.05mg/LCaC03=2.804。德國(guó)度堿度的變化天然水體內(nèi)堿度的改變，主要與一些生物學(xué)過(guò)程有關(guān)表22各種生物學(xué)過(guò)程對(duì)水的堿度的影響生物學(xué)過(guò)程對(duì)于養(yǎng)殖水體，上述諸因素中以碳的同化、生物呼吸及有機(jī)物分解礦化作用對(duì)堿度的影響最大。當(dāng)碳的同化消耗Co：的速率超過(guò)(：()：的補(bǔ)給速率時(shí)，植物光合作用將從f-IC()。中奪取C【)。.使下式平衡向右移動(dòng)：Ca2+2HC()。列?aC()+C()2+H：()于是水的總堿度減小。當(dāng)水中CO：補(bǔ)給速率超過(guò)消耗速率時(shí)，水中CO：聚集濃度增大

34、，使上述平衡向左移動(dòng).于是總堿度增大。由于光合作用只在白天進(jìn)行晚上只有呼吸作用和有機(jī)物的分解，所以堿度的大小有較明顯的晝夜變化和垂直分布不均一現(xiàn)象。生物過(guò)程越強(qiáng)烈，水的堿度變化越明顯。對(duì)于大水體，堿度的日變化一般不十分明顯而年變化則可能比較顯著，一般是冬季堿度較高j夏、秋兩季則較低。值得指出的足在干旱地區(qū)，由于蒸發(fā)濃縮使池水堿度增大，這是不可忽視的，特別是對(duì)于堿度本來(lái)就較大的水體，這種作用有可能引起池魚的死亡而造成損失。堿度與魚類養(yǎng)殖的關(guān)系堿度是一項(xiàng)重要的水質(zhì)指標(biāo)跟魚類養(yǎng)殖有著密切關(guān)系。1堿度與魚產(chǎn)力的關(guān)系堿度與魚產(chǎn)力的關(guān)系有許多人進(jìn)行過(guò)調(diào)查研究。由于魚池的條件和養(yǎng)殖的對(duì)象不同，各人研究得出的

35、堿度指標(biāo)也有些不同。莫爾研究得出：總堿度0.4mmol/L勾低產(chǎn)，o.4o.8mmol/L為低一一中產(chǎn)，o.88mmol/L為中高產(chǎn).1.8retool/I。以一f：的魚池則發(fā)現(xiàn)全部是高產(chǎn)。巴納杰則認(rèn)為：總堿度小j：().4mmol，可認(rèn)為是低產(chǎn)的肯定指標(biāo)，總堿度在o.4mmol/L以上則未發(fā)現(xiàn)莫爾所指出的覘律。原因被認(rèn)為是：此時(shí)抑制產(chǎn)量的.主要不是堿度，而是其他因素。休特在他著的養(yǎng)魚教科書中總結(jié)的數(shù)字足：總堿度小于o.Jmmol/l。時(shí).生產(chǎn)力極低；o.10.3mmol/L時(shí)，生產(chǎn)力低；o.31.5mmol/L時(shí)，生產(chǎn)力一般；大于1.5mmol/L時(shí)，生產(chǎn)力高，直到3.5mmol/L,生產(chǎn)力

36、隨總堿度增大同步提高；總堿度大于3.5mmol/l。，效果也不好。會(huì)抑制生物生長(zhǎng)。由上述數(shù)字可知.盡管各人研究結(jié)果不一致。但總堿度小產(chǎn)埴就低是共同的結(jié)論。堿度對(duì)水質(zhì)的影響對(duì)養(yǎng)殖用水緩沖作用的影響：總堿度較大町使水的pH保持相對(duì)穩(wěn)定。調(diào)節(jié)C()：的供需關(guān)系：堿度是C【)。的儲(chǔ)源，當(dāng)光合作用強(qiáng)烈H寸.它可供給CO：；在呼吸作用強(qiáng)烈，C()：過(guò)剩時(shí)，它又可儲(chǔ)存L：()：可降低重金屬的毒性：tCOi、COr可與許多重金屬離子形成穩(wěn)定的碳酸鹽絡(luò)合物.使游離金屬離子濃度減小.從而降低了重金屬對(duì)水中生物的毒性。例如，有人研究銅對(duì)大型搔的毒性時(shí)證實(shí)：銅的有毒化學(xué)形式是cu“、Cu()H)1?？墒窃诤畨A度足夠

37、大時(shí)(42511mg/。ICaCO。，pH7.9士1).加入水中的Cu”，約有90%轉(zhuǎn)化為碳酸鹽絡(luò)合物(主要為CuCO。、Cu(Co。)；)形式存在，有毒的Cu2十、Cu()H)+實(shí)際濃度很小，因而其毒性大大降低。在使用重金屬鹽類防治魚病時(shí)使用劑量相同，但效果則各地反映不一，這很可能與水中的堿度有關(guān)。堿度的毒性實(shí)驗(yàn)研究指出：堿度越高的水對(duì)許多魚有毒，在一定堿度下，pH越高.毒性越大。表23是用自鰱魚種做實(shí)驗(yàn)所得的部分結(jié)果。從表2.3中的數(shù)據(jù)可知，pH對(duì)堿度的毒性影響很大。受試魚放入pH高、堿度也高的水中.其體表迅速分泌大量粘液，鰓出血.很快死亡。在堿度適中，不致使受試魚迅速死亡的情況下，受試魚

38、有缺氧的征兆，而實(shí)際上水中并不缺氧。從現(xiàn)象分析，這是堿度過(guò)高會(huì)腐蝕魚鰓和皮膚所致。從對(duì)一些內(nèi)陸湖泊的調(diào)查數(shù)據(jù)也可看出堿度對(duì)魚的毒性。由表24可知，堿度為16.49mmol/L，pH9.03時(shí).白鰱、草魚、鳊魚能生長(zhǎng)，堿度為30.231.8mmol/L、pH9.29.4時(shí)。鰱、鳙已不能生存，堿度再增加.則鯉魚也不能生存了。根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)與野外調(diào)查結(jié)果.可得出下列魚的耐堿度次序(依次減小)：青海湖裸鯉瓦氏雅羅魚鯽魚鯉魚、尼羅羅非魚草魚鳙、梭、鰱。我國(guó)的漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)堿度未作規(guī)定。蘇聯(lián)對(duì)池塘養(yǎng)魚的水質(zhì)要求.規(guī)定總堿度為82.Ommol/L。無(wú)錫河埒大隊(duì)魚池水的總堿度為2.53.5mmol/I。根據(jù)

39、堿度的作用.1C和參考上述指標(biāo)，對(duì)養(yǎng)魚池水的總堿度的基本要求。建議以13mmol/L為宜，最高以不超過(guò)10mmoi/L為好。二、硫酸鹽與硫化物硫酸鹽SO；一是養(yǎng)殖水體中的主要陰離子。其主要來(lái)源有：土壤、巖石中含硫化物的溶解。沉積巖中的石膏組分CaSO。1zO可直接溶于水中。一些金屬硫化物氧化后生成可溶性硫酸鹽，例如：2FeS+702+2H20=2FeS（）+2H2SO12S（）.十CaC03=CaS0+C02+l_tzO（2）水源補(bǔ)給。由于燒煤及含硫工業(yè)廢氣和海風(fēng)帶來(lái)的海鹽的影響，使雨水中含有少量SO：一（13mg/I。左右）。地下水，特別是溫泉、礦泉水中常含多量SO：（可達(dá)129/L）。海水

40、中SO：一含量更高，為2.59/I。以上。若養(yǎng)殖水體以雨、雪水補(bǔ)給為主，則SO：含量較少；若由地下水補(bǔ)給或受海水影響，則SO：含量較高。此外，人工施肥（如肥田粉），工業(yè)廢水或生活污水的污染等，也是養(yǎng)殖水體中SO：一的來(lái)源?？傊?，水中SO：一的含量主要是由地質(zhì)、水文條件決定，而與生物的關(guān)系不大。硫是藻類必須的營(yíng)養(yǎng)元素，細(xì)胞分裂尤其需要硫。藻類通過(guò)吸收SOi一而獲得生命活動(dòng)中必須的硫，但需量不大，而SOi一又是天然水中主要陰離子之一，數(shù)量較多，故作為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，養(yǎng)殖水體一般都不缺乏它。SO：一本身無(wú)毒，含量多一些一般也無(wú)害。有人用添加Na：SO.做試驗(yàn)得出，SO：對(duì)白鰱魚種的安全濃度為5.69/I。

41、（二）硫在水中的循環(huán)在不同條件下，由于微生物的作用，硫元素在水體內(nèi)可以發(fā)生不同形態(tài)的硫之間的轉(zhuǎn)化。在含有氧的環(huán)境中，硫細(xì)菌可使元素硫或還原態(tài)硫（包括硫化物及硫化氫、亞硫酸鹽、硫代硫酸鹽）氧化為硫或硫酸鹽。在缺氧環(huán)境中，SOi一可被細(xì)菌還原為硫化物。這一過(guò)程稱為反硫化作用?？杀硎救缦拢篠O：一+有機(jī)物j墮掣sz+CO：+I_tzOS2+2H+一H，S若以乙酸為例，則可表示為：CI13COO+Na2SO硫酸鹽還原菌缺02Na2C03+H2S+C02+H20反硫化作用的條件是：（1）缺氧：一些調(diào)查指出，在溶氧濃度大于o.16rag/l_，時(shí)，反硫化作用便停止。即使有H。s,也會(huì)被溶氧氧化成s（亦可能

42、生成SO；、$20；、SOj）。某些金屬離子能催化這一氧化過(guò)程，催化活性順序?yàn)椋篘i2+C02+Mn2+Cu2+Fe2+Ca2+、M92+（2）有豐富的有機(jī)物：硫酸鹽還原菌是利用SO：一氧化有機(jī)物（SO：則被還原為H：S）而獲得其生命活動(dòng)所需的能量，在其他條件相同時(shí)，有機(jī)物越多，被還原為H。S的SO：也就越多。（3）有豐富的SO：?；瘜W(xué)沉淀或吸附沉淀作用Fe2+、Fe3+可使硫化物轉(zhuǎn)化為沉淀：2Fe3+S2一=2Fe2+SJrFe2+S2=FeSJr或：2Fe3+H2S=2Fe2+S、+2H+Fe2+H2S=FeS+2H+CaCO。顆粒表面還可以吸附SOj一，共同沉積水底。SO：一的同化及蛋白

43、質(zhì)分解氧化作用藻類吸收利用so：一，合成其體內(nèi)蛋白質(zhì)。水中蛋白質(zhì)在微生物作用下，可分解氧化為SOi一。上述各種轉(zhuǎn)化，構(gòu)成了水中硫的動(dòng)態(tài)循環(huán)。圖22水體內(nèi)硫循環(huán)（三）硫化氫的毒性及管理原則硫化物在水中有s卜、Hs一、H。S三種存在形式，并且按下式相互轉(zhuǎn)化：tzS罕=曼H+HSHS一；=!H+S2三種形式硫化物之和稱為總硫化物。各種形式硫化物在總硫化物中占的比例，決定于水的pH,如表25所示。寰25不同pH時(shí).各種形式麓化物的平青含量比（mol吖丫）由表25可見(jiàn)，pH在10以下，S2一的平衡含量均在o.01%以下。所以天然水中的硫化物主要以H。S及HS一兩種形式存在。pH6,幾乎都以H：S形式存在

44、，pH在9以上，幾乎都以HS一形式存在。H。S對(duì)魚類和其他水生生物極毒。美國(guó)環(huán)境保護(hù)署發(fā)表的資料指出：（1）7種魚159次急性中毒試驗(yàn)結(jié)果表明:幼魚的最低致死濃度，紅鱒最低，僅為0.0087mg/LHOS；最高為金魚，0.084mg/I.H：S。并且魚苗階段比幼魚階段更敏感。（2）對(duì)八種無(wú)脊椎動(dòng)物96次急性中毒試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：96hLcs。為0.0201.070mg/LH2S。（3）7種魚29次慢性中毒試驗(yàn)（825日）結(jié)果表明：最大安全濃度為0.0004（藍(lán)鰓魚）0.0100（金魚）mg/I。H2So（4）8種無(wú)脊椎動(dòng)物9次慢性中毒試驗(yàn)（138日）表明：最大安全濃度為000120.0152mg/I。

45、H2S。由此可見(jiàn)，H：S對(duì)魚類及其他水生生物有強(qiáng)烈的毒性。在總硫化物一定，pH下降，HzS增多，毒性也隨之增強(qiáng)。針對(duì)上述情況，有些國(guó)家的漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。漁業(yè)用水中不得含硫化物。然而，從魚池及高度富營(yíng)養(yǎng)化湖泊條件看。夏季底層水及沉積物中.大都具備生成硫化物及HzS的條件，這個(gè)季節(jié)正是魚類迅速生長(zhǎng)時(shí)期.若有H：s生成、積累，對(duì)高產(chǎn)十分不利必須盡量防止。防止HoS的生成及其毒害作用的措施：促進(jìn)水體流轉(zhuǎn)混合，打破其分層停滯狀態(tài).避免底泥、底層水發(fā)展為厭氣狀態(tài)。最好保持底質(zhì)、底層水呈中性或微堿性（pH在8左右）。為此可施用石灰肥料。盡量避免底質(zhì)、底層水呈酸性。施用鐵劑，提高底質(zhì)含鐵量，提高底層水中Fe

46、濃度。這樣即使有Hzs生成，也可使之轉(zhuǎn)化為無(wú)毒的FeS固定在底泥中，不致在水中積累為害?？捎玫蔫F劑較多國(guó)外有專用制品出售，例如，日本有一種用于改良底質(zhì)的鐵劑名為曼肯含氧化鐵3461%、氧化鈣6.05%、硅酸38.54%、錳4.27%、其他16.53%。我國(guó)民間有人用紅土、黃t含鐵豐富，也可算是一種鐵劑。一些含鐵豐富的礦渣，如褐鐵礦、沼鐵礦、鐵礬土等的礦渣，不但經(jīng)濟(jì)，也有效，值得試驗(yàn)摸索。避免大量S（）2_M入養(yǎng)殖水體。CI是天然水中普遍存在的主要陰離子，但有的水中含CI很少，每升水中只含有數(shù)毫克，甚至不到lmg（如四；II九寨溝各湖泊水）。在高含鹽量的水中，CI則是陰離子中含量最多的離子。例如

47、鹽度為35%。的海水。CI含量為17%n，幾乎占鹽分總量的一半。有的湖水Cl-含量達(dá)1709/L或更多。潮濕多雨地區(qū).水中含Cr較少，干旱地區(qū)和濱海地區(qū)，水中Cl含量則較高。天然水體內(nèi)CI一的主要來(lái)源有：沉積巖中巨大的食鹽礦床的溶解?；鸪蓭r的風(fēng)化和火山噴發(fā)火成巖中含氯礦物主要是氯磷灰石Cao（P（），LCI和方鈉石NaAISiONaCI:人類活動(dòng)。每人每天消耗食鹽約109.這些氯化物有相當(dāng)大部分隨生活污水及糞便進(jìn)入水體；海風(fēng)、降雨以及泉水補(bǔ)給或污染。一切光合藻類都需要Cl，但需要量極少。水中CI一的含量及動(dòng)態(tài)，與水中生物活動(dòng)關(guān)系不大，主要由地理、地質(zhì)、氣象條件決定，保守性很強(qiáng)。人們常利用這一特

48、點(diǎn)，通過(guò)測(cè)定cl一含量，以推測(cè)水體污染來(lái)源補(bǔ)給特點(diǎn)，判斷水團(tuán)流動(dòng)情況。CI一無(wú)毒.漁業(yè)用水對(duì)其含量無(wú)多大要求，允許在較大幅度范圍內(nèi)變動(dòng)。對(duì)養(yǎng)鯉池，C卜在49/1。以F的水都可以采用，超過(guò)此值，鯉魚的孵化率降低，含CI超過(guò)79/L則不能孵化。CI一可與某些重金屬離子形成穩(wěn)定絡(luò)合物。因此，水中Cl-含量增加.可使一些難溶重金屬化合物的溶解度顯著增大。例如.當(dāng)cl一濃度為3.5ppm時(shí)I_IgS的溶解度增大405倍.Hg(OH)。的溶解度增大45倍；C1.濃度為354.6ppm時(shí)，tgS的溶解度增大約44230倍，Hg(Ot)。的溶解度增大l214倍.可見(jiàn)其影響之大。在水分析中，常用到游離氯和余氯的

49、概念。游離氯是指水中所含Cl?、tCI()及其鹽的量。余氯是指水中具有氧化能力的化合態(tài)氯(NH：cl、NIICl。等)和游離氯的含量。余氯對(duì)魚類是極毒的。有些國(guó)家在漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，不允許有余氯存在，但我國(guó)漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)此項(xiàng)尚未作出規(guī)定。第二節(jié)主要陽(yáng)離子一、Ca”、M924和水的硬度(一)硬度的概念硬度是反映天然水中二價(jià)及多價(jià)金屬離子含量的水質(zhì)指標(biāo)。鈣、鎂、鐵、鋁、銅、錳、鍶、鋅等金屬離子都可構(gòu)成水的硬度。水中這些金屬離子具有許多共同性質(zhì)，例如可使肥皂產(chǎn)生沉淀而失去去污能力.使鍋爐結(jié)垢，使某些工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量下降等。Cap造成的硬度，叫“鈣硬度”；Mg造成的硬度r叫“鎂硬度”；同理有“鐵硬度”、

50、“鋁硬度”等等，各種硬度之和，稱為總硬度(TH)。對(duì)于淡水而言，在構(gòu)成水的硬度的金屬離子中，以Cah、M92+含量最多。其他金屬離子含量極少。一般認(rèn)為天然淡水的硬度是由Ca?、Mg”含量決定的，二者之和即為總硬度，即：THH【h+HMR在天然水中，Ca、Mg“可成碳酸鹽、重碳酸鹽、硫酸鹽、氯化物形式存在。由前兩種形式造成的硬度。稱為“碳酸鹽硬度”(He).這類硬度經(jīng)加熱煮沸后，轉(zhuǎn)變?yōu)殡y溶碳鹽沉淀而除去，故又稱為暫時(shí)硬度；由后兩種形式構(gòu)成的硬度，稱為“非碳酸鹽硬度”(Hs)，這類硬度雖經(jīng)煮沸仍不能除去，故又叫永久硬度。二者之和也叫總硬度，即：TH=He+Hs硬度的單位：mmol/L(Ca、Mg“

51、的基本單元均以“1/2離子”計(jì))；mgCaC()/L；德國(guó)度。三種單元的換算關(guān)系式：lmmol/l。一50.05mg/I.(:aC()32.804水的硬度和堿度若均以mmol/L為單位表示，當(dāng)總堿度大于總硬度時(shí)，水中Ca、M92十均可看作以碳酸鹽類形式存在.只有碳酸鹽硬度，沒(méi)有永久硬度。水中離子的關(guān)系為：H(:【)3：，、r)jCa+M92。Na4K+S()j十Cl一此時(shí)總堿度減去總硬度所得差數(shù)，稱為“負(fù)硬度”.意思是這部分I.tC()。和(：【)j。因Ca2+、M92+相對(duì)較少，只好以Na、K1鹽類形式存在。相反，若總硬度大于總堿度時(shí).水中離f的關(guān)系為：Ca2+Mg“l(fā)_tC()3+(：()

52、Na+K+Ca2+Mgz+的水作為補(bǔ)給水源的內(nèi)陸湖泊，即使在含鹽量較高時(shí)(半咸水)，也可能仍以卜ICO。、CO；一為最多。三、總含鹽量與養(yǎng)魚生產(chǎn)的關(guān)系含鹽量過(guò)低(例如小于o.29/I，)，水的堿度、硬度達(dá)不到基本要求，用這種水養(yǎng)魚，產(chǎn)量不會(huì)高。有人研究得出，水中溶解性總固體跟魚產(chǎn)量有很高的正相關(guān)。含鹽量過(guò)高對(duì)許多淡水魚的生長(zhǎng)不利。各種魚都有一定的耐鹽限度，例如白鰱的耐鹽上限，仔魚期為56.成魚為810；草魚仔魚期為68,成魚為1012；鱒魚成魚為30。各養(yǎng)魚場(chǎng)應(yīng)根據(jù)水的含鹽量選擇適合的養(yǎng)殖品種。必須指出，魚的耐鹽限度跟鹽分的組成是有關(guān)系的，例如，含I_iC()。C()較多的水，含K+較多的水，

53、許多魚類對(duì)這類水的耐鹽極限要顯著降低。許多耐鹽試驗(yàn)是用添加海水或氯化鈉進(jìn)行的。所以對(duì)本地區(qū)含鹽量較高的水的適宜養(yǎng)殖品種，應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定。第二節(jié)pH在養(yǎng)殖生產(chǎn)中的意義水的pH是一個(gè)重要的水化及生態(tài)因子，對(duì)水質(zhì)和生物有多方面的影響，表現(xiàn)在以下兩個(gè)一、對(duì)水質(zhì)的影響1.酸性水使水中物質(zhì)循環(huán)受阻在酸性條件下，微生物活動(dòng)受到阻抑，有機(jī)物分解礦化速度降低，固氮活性下降，水質(zhì)瘠瘦，餌料生物生長(zhǎng)不好。中性、弱堿性水則有利于生物生長(zhǎng)。修建在草炭土基礎(chǔ)上的魚池，池水不易肥起來(lái)的原因可能是pH偏低。在這類魚池中，肥水的技術(shù)措施之一是經(jīng)常施用少量石灰水。對(duì)水中物質(zhì)存在形式及遷移過(guò)程的影響水的pH發(fā)生改變，將使各種弱酸、

54、弱堿和金屬的存在形式發(fā)生變化。水的pH下降，弱酸的電離度減小，它們的陰離子程度不同地轉(zhuǎn)化成分子形式存在，濃度下降，因而含這些陰離子的絡(luò)合物或沉淀相繼離解或溶解，使游離金屬離子濃度增大。相反，水的pH升高，貝y弱堿的電離度減小，轉(zhuǎn)以分子形式存在，弱酸的電離度增大，轉(zhuǎn)以酸根陰離子形式存在；金屬離子水解加劇，常形成氫氧化物、碳酸鹽沉淀或膠體，使游離金屬離子濃度下降。對(duì)于有H+、0H一參加的氧化還原反應(yīng)，在pH改變時(shí)，其反應(yīng)速度和反應(yīng)進(jìn)行的程度甚至方向也要受到影響。pH改變時(shí)，還會(huì)引起水中膠體粒子、懸浮物對(duì)一些物質(zhì)的吸附或解吸。二、對(duì)水中生物活動(dòng)的影響有些物質(zhì)的存在形式改變時(shí)，對(duì)生物的影響也隨之改變。

55、例如，pH下降.弱酸的陰離子S2、CN、l_tC()f等轉(zhuǎn)以H：S、ICN、CO。等分子形式存在.它們對(duì)魚的毒性增強(qiáng)；金屬離子濃度增大，使重金屬的毒性增加。pH上升，NI,較多地以NH。形式存在，毒性增強(qiáng)；而重金屬離子轉(zhuǎn)以絡(luò)合物存在或被膠粒吸附絮凝，使重金屬的毒性減弱。pH過(guò)高、過(guò)低對(duì)魚類都有直接危害。甚至致死。據(jù)實(shí)驗(yàn)，鯉魚魚種可以耐受的pH極限為4.410.4；白鰱、花鰱、草魚魚種可耐受的pH極限是4.610.2。這些數(shù)據(jù)是用魚種通過(guò)6072h實(shí)驗(yàn)得出的。這只是短時(shí)間內(nèi)可以忍受的極限值，所以范圍較寬。一般認(rèn)為鯉魚在pH5以下.鯽魚在pH4以下會(huì)死亡。在pH偏低的酸性環(huán)境中，魚類雖然可以長(zhǎng)時(shí)間

56、的生活、攝食和生長(zhǎng)，但是物質(zhì)代謝降低了。已經(jīng)證實(shí)。當(dāng)pH從7.4降為5.5時(shí)，魚的耗氧率降低，物質(zhì)代謝急劇下降，盡管食物豐富，魚仍處于饑餓狀態(tài)。酸性水可以降低魚血液的pH,使血液的載氧能力下降，造成缺氧癥。其癥狀為魚不愛(ài)活動(dòng)，盡管水中不缺氧，但魚類總是在水面游動(dòng)、吞咽空氣。過(guò)高的pH則會(huì)腐蝕魚鰓和皮膚。魚所能忍受的pH高限將隨水的堿度升高而降低。上面指出的pH高限10.4和10.2是用低堿度水試驗(yàn)所得結(jié)果。在家魚孵化中，水的pH過(guò)高或過(guò)低都會(huì)使卵膜早溶，引起胚胎大批死亡。水的pH偏低，還會(huì)促使一些魚病的發(fā)生。例如有材料報(bào)道說(shuō)，當(dāng)年鯉魚魚種在越冬期間，偏低的pH(6.4)會(huì)促進(jìn)寄生蟲(斜管蟲和三

57、代蟲)的發(fā)生。在低pH下可觀察到鯉魚鰓瓣壞死，在壞死部分生長(zhǎng)著各種腐生細(xì)菌，進(jìn)而引起魚的死亡。有人認(rèn)為鯉魚痘瘡病的發(fā)生，常常同pH偏低、缺鈣和維生素等因素有關(guān)。浮游植物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收利用也受pH的影響。低pH會(huì)抑制硝酸鹽還原酶的活性.可能導(dǎo)致植物缺氮；高pH則妨礙藻類對(duì)鐵、碳的利用。pH降至6以下時(shí)，一些大型枝角類便無(wú)法生存。如上所述，由于pH對(duì)水質(zhì)及生物有著多方面的重要影響，因此，各國(guó)漁業(yè)用水標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)這一指標(biāo)都作了規(guī)定.其pH范圍是6.58.5。必須指出：水的pH即使在容許范圍內(nèi)，若變化過(guò)于頻繁，變幅過(guò)大，則生物苦于調(diào)節(jié)適應(yīng).對(duì)生長(zhǎng)也不利。為了避免這個(gè)問(wèn)題。水還應(yīng)有足夠的緩沖能力。所以，漁

58、業(yè)用水標(biāo)準(zhǔn)中不僅要規(guī)定pH指標(biāo)，也要規(guī)定緩沖能力指標(biāo)，即總堿度、總硬度指標(biāo)，它們均要大于lmmolL時(shí)，水的緩沖能力就較強(qiáng)。第四章溶解氧第一節(jié)氣體在水中的溶解度和溶解速率養(yǎng)殖水體內(nèi)溶有多種氣體及揮發(fā)性物質(zhì)。其中有的對(duì)生產(chǎn)有利（如0。），希望它們?cè)鲅a(bǔ)得多些快些；另一些則對(duì)生產(chǎn)有害（如CH.、H。s等），要求盡量除去它們。這涉及氣體的溶解與逸散問(wèn)題.了解其特點(diǎn)，對(duì)搞好水質(zhì)管理是十分必要的。這里包括兩個(gè)方面問(wèn)題，一是溶解數(shù)量，二是溶解速率。F面分別進(jìn)行討論。一、氣體的溶解度在一定條件下，某氣體在水中的溶解與逸散達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡時(shí)的濃度，稱為該條件下某氣體的溶解度。平衡時(shí)，只要條件不改變，則無(wú)論怎樣充分地

59、使氣、液混合.所述氣體的濃度不會(huì)再改變。如果某氣體在一定條件下所溶解的量等于其溶解度時(shí)，則該氣體的溶解達(dá)到飽和；如果某氣體溶解的量超過(guò)其溶解度，則該氣體的溶解為過(guò)飽和，過(guò)量的氣體則會(huì)從水中逸出；如果某氣體溶解的量小于其溶解度，則稱為不飽和，氣體則可繼續(xù)溶解。氣體在水中的含量可用多種單位表示，凡是可以表示濃度的單位，都可用來(lái)表示氣體的含量。例如，每lkg水（或每11。水）溶解的氣體的克數(shù)（或毫克數(shù)），其單位為:g/kg（或mg/kg），g/I。（或mg/Io）。用g/kg做單位比用g/L更精確。前者不受溫度及壓強(qiáng)的影響。因同質(zhì)量的水，當(dāng)溫度和壓強(qiáng)改變時(shí).體積會(huì)隨之而變化。在要求很不精確的計(jì)算中，

60、用mg/I.,做單位更方便些.本書采用此單位。表示氣體的含量，還有一個(gè)特殊的單位：ml/I。它是指1L水中所溶解氣體的毫升數(shù)。這里氣體的毫升數(shù)是指II。水中所溶解的氣體，在未溶于水之前，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下所具有的體積。例如，20（：.一大氣壓純氧的溶解度為31.Oral/L，就是指在20C及氧氣的壓強(qiáng)為1大氣壓*的條件下，1L水中溶解的氧氣達(dá)到飽和時(shí)，這些氧氣在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下所具有的體積是31Oral。在要求不很精確的計(jì)算中，可把標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的氣體視為理想氣體，1tool的理想氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下所占的體積為22.4L，因此mg與ml可由下列關(guān)系換算：式中M為氣體的摩爾質(zhì)量。對(duì)于（）2.1mI=1.429rag