溶解氣體1教材課件

第三章溶解氣體§3-1氣體在水中的溶解度和溶解速率§3-2溶解氧的來源與消耗§3-3溶解氧的分布變化規(guī)律§3-4溶解氧的生態(tài)學(xué)意義§3-5黑白瓶法測(cè)定初級(jí)生產(chǎn)力第三章溶解氣體§3-1氣體在水中的溶解度和溶解速率一、氣體在水中的溶解度

1.定義：在一定條件下，氣體溶解于水，達(dá)到平衡以后，一定量的水中溶解氣體的量，稱為該氣體在所指定條件下的溶解度。

易溶氣體——100g水溶解的量（質(zhì)量或標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積）難溶氣體——1L水中溶解的量（質(zhì)量或標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積）§3-1氣體在水中的溶解度和溶解速率一、氣體在水中的

ml/Lmg/L兩者之間的換算系數(shù)f=Mr/22.4(mg/ml)式中：Mr—?dú)怏w的相對(duì)分子質(zhì)量。

對(duì)于氧氣f=32/22.4=1.429mg/ml氮?dú)鈌=28/22.4=1.251mg/ml溶解度單位ml/Lmg/L溶解度單位2.影響氣體溶解度的因素

氣體本身的性質(zhì)

溫度

含鹽量

氣體分壓力

2.影響氣體溶解度的因素氣體本身的性質(zhì)①氣體本身的性質(zhì)氣體的溶解遵循相似相溶原理——極性分子的氣體在水中的溶解度大，非極性氣體分子在水中的溶解度小。能與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的氣體溶解度大，不能與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的氣體溶解度小。例如NH3、HCl在水中的溶解度很大，而N2、H2、O2在水中的溶解度很小。①氣體本身的性質(zhì)氣體的溶解遵循相似相溶原理——極性分子的氣②溫度溫度升高可使氣體在水中的溶解度降低，且溫度在低溫條件下變化對(duì)氣體的溶解度影響顯著。1個(gè)大氣壓下，水沸騰時(shí)，氣體在水中的溶解度為零。

②溫度溫度升高可使氣體在水中的溶解度降低，且溫度在低溫條件③含鹽量

當(dāng)溫度、壓力一定時(shí)，水中含鹽量增加，會(huì)使氣體在水中的溶解度降低。這是因?yàn)殡S著含鹽量的增加，離子的水合作用加強(qiáng)，使水中可溶解氣體的空隙減少。因此，在相同溫度和分壓力下，氣體在海水中的溶解度比在淡水中小得多。例如氧氣在大洋海水中的溶解度大約只有在淡水中的80-82%。ST每增加9000mg/L,溶解度下降約5%。淡水含鹽量變化很小，對(duì)氣體的溶解度影響不大，一般釆用在純水中的溶解度值。③含鹽量

當(dāng)溫度、壓力一定時(shí)，水中含鹽量增加，會(huì)使氣體在④氣體分壓力

在溫度與含鹽量一定時(shí)，氣體在水中的溶解度隨氣體的分壓增加而增加。享利定律——對(duì)于難溶氣體，當(dāng)氣體壓力不大時(shí)氣體溶解度與其分壓力成正比④氣體分壓力在溫度與含鹽量一定時(shí)，氣體在水中亨利定律表達(dá)式

C=KH×P式中：C——?dú)怏w的溶解度；

P——達(dá)到溶解平衡時(shí)某氣體在液面上的壓力；

KH——?dú)怏w吸收系數(shù)。其數(shù)值隨氣體的性質(zhì)、溫度、水的含鹽量變化而變化，也與壓力(P)、溶解度(C)所釆用的單位有關(guān)。亨利定律表達(dá)式C=KH對(duì)同一種氣體在同一溫度下有

C1/C2=P1/P2

式中：C1----壓力為P1時(shí)的溶解度;C2----壓力為P2時(shí)的溶解度。對(duì)同一種氣體在同一溫度下有3.氣體的飽和含量與飽和度

①飽和含量在一定的溶解條件下(溫度、分壓力、水的含鹽量)，氣體溶解于水，達(dá)到平衡以后1L水中所含該氣體的量。對(duì)于難溶氣體飽和含量就等于溶解度。3.氣體的飽和含量與飽和度①飽和含量②飽和度

溶解氣體的現(xiàn)存量占所處條件下飽和含量的百分比，即：

飽和度可以反映氣體在水中溶解時(shí)所達(dá)到的飽和程度，判斷氣體是否達(dá)到溶解平衡及溶解趨向。②飽和度溶解氣體的現(xiàn)存量占所處條件下飽和含量4.溶解氧飽和含量與飽和度的求算①飽和含量空氣中的氧分壓：Po2=(PT-hPW0’)×fo2100式中Po2——氧分壓PT——現(xiàn)場大氣壓h/100

——相對(duì)濕度PW0’——天然水飽和蒸汽壓fo2——空氣中氧氣的摩爾分?jǐn)?shù)4.溶解氧飽和含量與飽和度的求算①飽和含量現(xiàn)場條件下溶解氧飽和含量CS’=CS（PT-PW0’*

h/100）/(PT0-PW0’)②溶解氧飽和度O2%=(C/CS)100%現(xiàn)場條件下溶解氧飽和含量五、氣體在水中的溶解速率1.雙膜理論

定義——在氣、液界面兩側(cè)，分別存在相對(duì)穩(wěn)定的氣膜和液膜；即使氣相、液相呈湍流狀態(tài),這兩層膜內(nèi)仍保持層流狀態(tài)。無論如何擾動(dòng)氣體或液體,都不能將這兩層膜消除，只能改變膜的厚度。五、氣體在水中的溶解速率1.雙膜理論氣體主體內(nèi)的分子溶入液體主體中的過程分4個(gè)步驟：（1）靠湍流從氣體主體內(nèi)部到達(dá)氣膜；（2）靠擴(kuò)散穿過氣膜到達(dá)氣—液界面，并溶于液相；（3）靠擴(kuò)散穿過液膜；（4）靠湍流離開液膜進(jìn)入液相內(nèi)部。通常易溶氣體主要受氣膜擴(kuò)散限制，難溶氣體主要受液膜擴(kuò)散限制。氣體主體內(nèi)的分子溶入液體主體中的過程2.影響氣體溶解速度的因素

氣體的不飽和程度

水的單位體積表面積

擾動(dòng)狀況

2.影響氣體溶解速度的因素氣體的不飽和程度水中氣體含量與飽和含量相差越遠(yuǎn)，氣體由氣相溶于液相的速度就越快。

dc/dt∝(Cs–C)①氣體的不飽和程度水中氣體含量與飽和含量相差越遠(yuǎn)，氣體由氣相溶于液相的速度就越②單位水體的表面積在同樣的不飽和程度下，單位體積表面積越大，溶解速度越快，即dc/dt與單位體積表面積(A/V)成正比。

dc/dt∝(A/V)將以上兩式合并，則有dc/dt=Kg(A/V)(Cs–C)Kg稱氣體遷移系數(shù)，與氣體的性質(zhì)、溫度及擾動(dòng)狀況有關(guān)，單位cm/min。在這些條件一定時(shí)Kg是常數(shù)。②單位水體的表面積在同樣的不飽和程度下，單位體積表面積越大，③擾動(dòng)狀況增加液相內(nèi)部的擾動(dòng)作用，把已溶有較多氣體靠近界面的水移向深部，把深處含溶解氣體較少的水移向界面，可加快溶解速度。增加氣相內(nèi)部的擾動(dòng)作用，也可以加快溶解速度。③擾動(dòng)狀況增加液相內(nèi)部的擾動(dòng)作用，把已溶有較多氣體靠近界面的通過學(xué)習(xí)影響氣體溶解速度的因素,談?wù)勊鼘?duì)養(yǎng)殖生產(chǎn)有何意義?(或在養(yǎng)殖生產(chǎn)中如何利用影響氣體溶解速度的因素?)通過學(xué)習(xí)影響氣體溶解速度的因素,談?wù)勊鼘?duì)養(yǎng)殖生產(chǎn)有何意義?試從影響氣體溶解速度的因素方面來分析葉輪式增氧機(jī)是如何增氧的?試從影響氣體溶解速度的因素方面來分析葉輪式增氧機(jī)是如何增氧的§3-2溶解氧的來源與消耗

水體中氧平衡由:

增氧作用耗氧作用增氧作用

1.空氣中氧氣的溶解2.植物光合作用3.補(bǔ)水與機(jī)械作用4.化學(xué)試劑

§3-2溶解氧的來源與消耗水體中氧平衡由:一、溶解氧來源1.空氣中氧氣的溶解▲若沒有風(fēng)力或人為地?cái)噭?dòng)，空氣溶解增氧速率很慢，遠(yuǎn)不能滿足池塘對(duì)氧氣的需求?！毖鯐r(shí)可開動(dòng)增氧機(jī)增氧。中午前后開動(dòng)增氧機(jī)，不能促進(jìn)氧氣的溶解，只能加速水中溶氧的逸出，但能改善下午光合作用的產(chǎn)氧效率，從而改善晚上的溶氧狀況。

一、溶解氧來源1.空氣中氧氣的溶解▲空氣中氧氣溶解的速率與水中溶氧的不飽和程度成正比，還與水面擾動(dòng)狀況及單位體積的表面積有關(guān)，也就是與風(fēng)力和水深有關(guān)。水中氧氣的不飽和程度大，水面風(fēng)力大和水較淺時(shí)，空氣溶解的作用就大▲空氣中氧氣溶解的速率與水中溶氧的不飽和程度成正比，還與水2.植物光合作用增氧水生植物進(jìn)行光合作用釋放氧氣，是養(yǎng)魚水體氧氣的重要來源。

一般河流、湖泊表層水夏季光合作用產(chǎn)氧速率為0.5~10g/m2·d養(yǎng)魚池夏季水柱產(chǎn)氧

6.6~14.3,平均10.09g/m2·d

2.植物光合作用增氧水生植物進(jìn)行光合作用釋放氧氣，是養(yǎng)魚水體光合作用增氧的特點(diǎn)①水層差別②晝夜差別③效果不穩(wěn)定光合作用增氧的特點(diǎn)①水層差別★水層差別養(yǎng)魚池（無錫）

夏季光合作用產(chǎn)氧速率表層——

13.0~20.6,平均17.82±2.77mg/L·d中層——

0.12~5.54,平均1.13±1.6mg/L·d(1.0m)表層產(chǎn)氧是中層的4-100倍平均16倍★水層差別養(yǎng)魚池（無錫）夏季光合作用產(chǎn)氧速率表層產(chǎn)氧是中養(yǎng)魚池（哈爾濱，夏季）

表層——

12.6~31.5,平均20.3±7.43mg/L·d中層——0.41~6.94,平均2.82±2.14mg/L·d(0.7~0.8m)

水柱產(chǎn)氧,平均10.01g/m2·d養(yǎng)魚池（哈爾濱冬季）表層0.21~12.45,平均2.34~2.11mg·L-1·d-1

僅為夏季的11~13%表層產(chǎn)氧是中層的4-30倍，平均7倍養(yǎng)魚池（哈爾濱，夏季）養(yǎng)魚池（哈爾濱冬季）表層產(chǎn)氧是中層★效果不穩(wěn)定

光合作用產(chǎn)氧速率與光照條件、水溫、水生植物種類和數(shù)量、營養(yǎng)元素、CO2供應(yīng)情況等因素有關(guān)。

氣溫較高的夏季產(chǎn)氧速率較大，冬季溫度較低產(chǎn)氧速率要低一些?！镄Ч环€(wěn)定

各水層光合作用產(chǎn)氧速率隨深度的增加而變化。浮游植物在過強(qiáng)光照射下會(huì)產(chǎn)生光抑制效應(yīng)，表層光合作用速率反而不如次表層大，在晴天中午一般有光抑制現(xiàn)象，次表層水溶氧量最高。適當(dāng)數(shù)量的浮游植物，可增加水柱產(chǎn)氧速率，浮游植物生物量過高，透明度降低，植物自遮作用光照不足反而使產(chǎn)氧速率下降。

各水層光合作用產(chǎn)氧速率隨深度的增加而變化。浮游植物在3.其他增氧方式☆補(bǔ)水可以補(bǔ)充氧氣

魚池在補(bǔ)水的同時(shí)，可增加缺氧水體氧氣的含量。補(bǔ)水效果要看具體情況而定。

●流動(dòng)水體:網(wǎng)箱流水養(yǎng)殖,普通流水養(yǎng)殖,工廠化流水養(yǎng)魚養(yǎng)殖模式中補(bǔ)水補(bǔ)氧是氧氣的主要來源。3.其他增氧方式☆補(bǔ)水可以補(bǔ)充氧氣●在非流水養(yǎng)魚的池塘中，補(bǔ)水量較小，補(bǔ)水對(duì)魚池的直接增氧作用不大。只有補(bǔ)充水中氧氣含量較高，池塘水中氧氣缺乏時(shí)，補(bǔ)水增氧才具有明顯的效果。

●在非流水養(yǎng)魚的池塘中，補(bǔ)水量較小，補(bǔ)水對(duì)魚池的直接增氧作用☆增氧機(jī)補(bǔ)氧增氧機(jī)的作用

增氧作用：夜間或清晨開機(jī)加速空氣中氧氣向水中溶解

曝氣作用：夜間或清晨開機(jī)也可加速NH3.H2S.SO2等有害氣體逸出，中午或下午開機(jī)也可時(shí)少量溶解氧逸出

攪水作用：夏季晴天中午開機(jī)可以打破分層狀態(tài)，使水混合☆增氧機(jī)補(bǔ)氧增氧機(jī)的作用☆化學(xué)增氧●活性沸石——某些種類的活性沸石，施用于池塘?xí)r，每千克可帶入空氣100000毫升，相當(dāng)于21000毫升氧氣，它們均以微氣泡放出，增氧效果較好，活性沸石也有吸附異物改良水質(zhì)、底質(zhì)的功效。此外過氧化氫、高錳酸鉀在水中施用都有一定的增氧效果。

☆化學(xué)增氧該物質(zhì)為白色結(jié)晶粉末，與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)

CaO2+H2O=Ca(OH)2+O2據(jù)研究，千克CaO2可產(chǎn)O277800ml,在20℃純水中可連續(xù)產(chǎn)氧200天以上，在魚池內(nèi)施用后1-2個(gè)月內(nèi)均可不斷放出氧氣。一般每月施用一次即可，初次每畝用6-12kg，第二次以后可以減半。水質(zhì)、底質(zhì)有機(jī)物負(fù)荷過高時(shí)，用量取高限，反之，則取低限。過氧化鈣不僅能增氧而且可增加水體的堿度和硬度，提高pH，保持水體呈微堿性，絮凝有機(jī)物及膠粒。能夠起到改良水質(zhì)和底質(zhì)的作用。

●過氧化鈣CaO2該物質(zhì)為白色結(jié)晶粉末，與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)

國外低產(chǎn)魚池：光合作用89%空氣溶解7%補(bǔ)水4%。

養(yǎng)魚池氧氣來源估計(jì):國內(nèi)高產(chǎn)魚池：光合作用61%空氣溶解39%(開增氧機(jī)導(dǎo)致空氣溶解比例增大)補(bǔ)水增氧忽略。國外低產(chǎn)魚池：養(yǎng)魚池氧氣來源估計(jì):國內(nèi)高產(chǎn)魚池：二、溶解氧的消耗1、水呼吸2、水生生物呼吸3、底泥耗氧作用4、逸出

二、溶解氧的消耗1、水呼吸1.水呼吸：水中微型生物耗氧，主要包括：浮游動(dòng)物、浮游植物、細(xì)菌呼吸耗氧以及有機(jī)物在細(xì)菌參與下的分解耗氧.這部分氧氣的消耗與耗氧生物種類、個(gè)體大小、水溫和水中有機(jī)物的數(shù)量有關(guān)。1.水呼吸：水中微型生物耗氧，主要包括：浮游動(dòng)物（1）浮游動(dòng)物耗氧據(jù)日本對(duì)養(yǎng)鰻池調(diào)查，在20.5～25.5℃時(shí)浮游動(dòng)物耗氧的速率為：721～932ml(O2)/kg·h；原生動(dòng)物的耗氧速率為17×10-3～11×103ml(O2)/kg·h；（1）浮游動(dòng)物耗氧據(jù)日本對(duì)養(yǎng)鰻池調(diào)查，在20.（2）浮游植物耗氧浮游植物也需呼吸耗氧，只是白天其光合作用產(chǎn)氧量遠(yuǎn)大于本身的呼吸耗氧量。據(jù)研究，處于迅速生長的浮游植物，每天的呼吸耗氧量占其產(chǎn)氧量的10-20%。（2）浮游植物耗氧浮游植物也需呼吸耗氧，只是白有藻類水華的池塘5.3~13.5mg/L·d

無藻類水華的池塘2.4~5.3mg/L·d（原蘇聯(lián)）高產(chǎn)養(yǎng)魚池

表層2.48~10.8,平均6.68±0.19mg/L·d中層1.15~8.34,平均4.96±0.66mg/L·d（我國無錫地區(qū)，4-8月份）有藻類水華的池塘5.3~13.5mg/L·d（3）細(xì)菌和有機(jī)物耗氧細(xì)菌和有機(jī)物耗氧主要決定于有機(jī)物的數(shù)量和有機(jī)物的種類(在常溫下是否易于分解)。（3）細(xì)菌和有機(jī)物耗氧細(xì)菌和有機(jī)物耗氧主要決定前蘇聯(lián)學(xué)者對(duì)十個(gè)湖泊水庫的水呼吸組成研究指出：

水呼吸的構(gòu)成——浮游動(dòng)物5-34%，平均23.5%浮游植物4-32%，平均19.1%細(xì)菌占44-73%，平均57.4%可見細(xì)菌呼吸耗氧是水呼吸耗氧的主要組成部分。前蘇聯(lián)學(xué)者對(duì)十個(gè)湖泊水庫的水呼吸組成研究指出：2.水生動(dòng)物呼吸（魚蝦的呼吸）

魚蝦的呼吸耗氧速率隨魚蝦種類、個(gè)體大小、發(fā)育階段、水溫等因素而變化。魚蝦的耗氧率隨個(gè)體的增大而減??；活動(dòng)性強(qiáng)的魚耗氧率較大；在適宜的溫度范圍內(nèi)，水溫升高，魚蝦耗氧率增加。

魚呼吸耗氧速率：63.5～665mg/kg.h流水養(yǎng)魚:200～300mg/kg.h2.水生動(dòng)物呼吸（魚蝦的呼吸）

魚蝦的呼吸耗氧速率水溫對(duì)生物的耗氧速率的影響中國對(duì)蝦的耗氧率（體長7.5cm）10℃時(shí)93.2mg/kg·h20℃時(shí)440mg/kg·h28℃時(shí)560mg/kg·h

水溫對(duì)生物的耗氧速率的影響中國對(duì)蝦的耗氧率（體長7.5cm）3.底泥耗氧底質(zhì)耗氧包括底棲生物呼吸耗氧、有機(jī)物分解耗氧、呈還原態(tài)的無機(jī)物化學(xué)氧化耗氧【g(O2)/m2·d】●一般湖泊0.3-1.0●遼寧夏季魚池0.67-2.01●哈爾濱越冬池0.4(雷衍之1992)●內(nèi)蒙魚池，生長期1.4，越冬期0.47(申玉春1998)●日本養(yǎng)鰻池1.1-13.2●美國養(yǎng)魚池1.46●前蘇聯(lián)養(yǎng)鯉池為0.4-1.03.底泥耗氧底質(zhì)耗氧包括底棲生物呼吸耗氧、有機(jī)物分解耗氧、呈4.逸出

當(dāng)表層水中氧氣過飽和時(shí)，就會(huì)發(fā)生氧氣的逸出。靜止的條件下逸出速率是很慢的，風(fēng)對(duì)水面的擾動(dòng)可加速這一過程。養(yǎng)魚池中午表層水溶氧經(jīng)常是過飽和，會(huì)有氧氣逸出，不過占的比例一般不大。4.逸出

當(dāng)表層水中氧氣過飽和時(shí)，就會(huì)發(fā)生氧氣研究者對(duì)各耗氧因素的估算國外池魚耗氧5-15%逸出1.5%其它80-90%池塘養(yǎng)魚單產(chǎn)較低，池中魚載量小國內(nèi)：①池魚20%水呼吸71%，底質(zhì)9%淡水池，無錫地區(qū)高產(chǎn)池研究者對(duì)各耗氧因素的估算國外國內(nèi)：①§3-3溶氧的分布變化規(guī)律

定義溶氧分布:同一時(shí)刻,同一水體的不同水層或水區(qū)，溶氧差別狀況溶氧變化:同一水體內(nèi),同一水層或水區(qū)在不同時(shí)刻，溶氧差別狀況溶氧日變化:同一水體內(nèi),同一水層或水區(qū)在一日內(nèi)不同時(shí)刻溶解氧含量差別情況溶氧日較差:溶氧日變化最大值與最小值之差。反映的是日溶氧的變化幅度,也可側(cè)面反映出水體的類型.§3-3溶氧的分布變化規(guī)律定義一、溶解氧日變化

1、極值出現(xiàn)的時(shí)間最大值：最小值：一、溶解氧日變化

1、極值出現(xiàn)的時(shí)間2、表層水湖泊、水庫表層水的溶氧有明顯的晝夜變化。受光照日周期性的影響，白天水中植物有光合作用，晚上光合作用停止。從而導(dǎo)致表層水溶氧白天逐漸升高，晚上逐漸降低，如此周而復(fù)始地變化。溶氧最高值出現(xiàn)在下午日落前的某一時(shí)刻，最低值則出現(xiàn)在日出前后的某一時(shí)刻，最低值與最高值的具體時(shí)間決定于增氧因子和耗氧因子的相對(duì)關(guān)系。2、表層水湖泊、水庫表層水的溶氧有明顯的晝夜變3、中層和底層水

湖泊和水庫的中層與底層，溶氧也有晝夜變化，但變化幅度較小，變化的趨勢(shì)也有所不同。由于在一般水體中中層和底層光照較弱，產(chǎn)氧就少，風(fēng)力的混合作用可將上層的溶氧送至中下層，從而影響溶氧的變化。

3、中層和底層水4、日較差

溶解氧日較差的大小可反映水體產(chǎn)氧與耗氧的相對(duì)強(qiáng)度。當(dāng)產(chǎn)氧和耗氧都較多時(shí)日較差才較大。日較差大，說明水中浮游植物較多，浮游動(dòng)物和有機(jī)物質(zhì)適中，也即餌料生物較為豐富，這有利于魚類的生長。

4、日較差

溶解氧日較差的大小可反映水體產(chǎn)氧與耗氧在溶氧最低值不影響?zhàn)B殖魚類生長的前提下，養(yǎng)魚池的日較差大些較好。南方漁農(nóng)中流傳的“魚不浮頭不長”的說法，是對(duì)早晨魚浮頭的魚池，魚一般生長較快現(xiàn)象的總結(jié)。這主要是針對(duì)以培養(yǎng)天然餌料養(yǎng)魚來說的，如果用全價(jià)配合飼料流水養(yǎng)魚或網(wǎng)箱養(yǎng)魚，就不存在池水日較差大對(duì)魚類生長有利的說法了。在溶氧最低值不影響?zhàn)B殖魚類生長的前提下，養(yǎng)魚二、溶氧的年變化

一年中，隨水溫變化及水中生物群落的演變，溶氧的狀況也可能發(fā)生一種趨向性的變化。只是情況比較復(fù)雜，變化的趨向隨條件而變。如貧營養(yǎng)型湖泊，水中生物較少，上層溶氧接近于溶解度，溶氧的年變化將是冬季含量高，夏季含量低。

二、溶氧的年變化

一年中，隨水溫變化及水中生三、溶氧的垂直分布與變化

湖泊、水庫、池塘溶氧的垂直分布情況比較復(fù)雜，與水溫、水生生物狀況、水體的形態(tài)等因素密切相關(guān)。

1、貧營養(yǎng)型湖泊溶氧主要來自于空氣的溶解作用，含量主要與溶解度有關(guān)。夏季湖中形成了溫躍層，上層水溫高，氧氣的溶解度低，含量也相應(yīng)低一些。下層水溫低，氧氣的溶解度高，含量也相應(yīng)高一些。

三、溶氧的垂直分布與變化

湖泊、水庫、池塘溶典型貧營養(yǎng)湖夏季溶氧的垂直分布典型貧營養(yǎng)湖夏季溶氧的垂直分布2、富營養(yǎng)型湖泊，營養(yǎng)鹽豐富，有機(jī)質(zhì)較多，水中生物量較大，水的透明度低，上層水光合作用產(chǎn)氧使溶氧豐富，下層得不到光照，無光合作用，水中原有溶氧很快被消耗，處于低氧水平。

各水層光合作用產(chǎn)氧速率隨深度的增加而變化。浮游植物在過強(qiáng)光照射下會(huì)產(chǎn)生光抑制效應(yīng)，表層光合作用速率反而不如次表層大，在晴天一般有光抑制現(xiàn)象，次表層水溶氧量最高，陰天則表層水為最高。

對(duì)于較淺的水體(如40－50cm深)，水清見底，水中有大量底棲藻類生長，整個(gè)水體溶氧都過飽和，也會(huì)出現(xiàn)底層水溶氧高于表層水的情況。2、富營養(yǎng)型湖泊，營養(yǎng)鹽豐富，有機(jī)質(zhì)較多，水典型富營養(yǎng)湖夏季溶氧的垂直分布典型富營養(yǎng)湖夏季溶氧的垂直分布2.富營養(yǎng)型水體溶氧垂直分布

（1）白天◆中午：水體橫斷面分為3個(gè)光區(qū)光抑制區(qū)：夏季晴天中午的表層水溶氧低于次表層光適宜區(qū)：次表層，溶氧高于表層光限制區(qū)：底層，溶氧很低◆下午表層：溶氧達(dá)到最大值中層：有一氧躍層底層：溶氧較低2.富營養(yǎng)型水體溶氧垂直分布

（1）白天◆中午：水體橫氧躍層的形成在溫躍層內(nèi)，由表層沉降的浮游生物殘骸和有機(jī)碎屑，因水密度增大，下降速度減緩；一些細(xì)小的碎屑幾乎全部被溫躍層擋住，這大量的有機(jī)物迅速被細(xì)菌分解，消耗大量氧氣，最終形成了氧躍層。氧躍層的形成在溫躍層內(nèi)，由表層沉降的浮游生物（2）晚上◆傍晚：水體開始混合，上下水層溶氧差別很小，表層略高于底層溶氧較低◆午夜：水體充分混合，溶氧分布均勻，溶氧很低◆翌日晨：溶氧達(dá)到最低值（2）晚上◆傍晚：水體開始混合，上下水層溶氧差夏季池塘溶氧垂分布的日變化夏季池塘溶氧垂分布的日變化四、溶氧的水平分布由于溶氧垂直分布的不均一性，從而在風(fēng)的作用下使溶氧的水平分布也表現(xiàn)為不均勻。一般認(rèn)為水較深、浮游植物較多的魚池，上風(fēng)處水中溶氧較低，下風(fēng)處水中溶氧較高，相差可能達(dá)到每升數(shù)毫克。

在水中溶氧底層高于表層的情況下，會(huì)出現(xiàn)與上述相反的情況----溶氧上風(fēng)處高于下風(fēng)處。四、溶氧的水平分布由于溶氧垂直分布的不均一性，從而在在河流的支流匯入處，湖泊、池塘的進(jìn)出水口處，淺海的淡水流入處，生活污水及工業(yè)廢水污染處，甚至魚貝類集群處，溶氧及其水質(zhì)特點(diǎn)也會(huì)與周圍有相當(dāng)大的差別，水平分布呈不均勻狀態(tài)。例如，有研究者發(fā)現(xiàn)，養(yǎng)珍珠貝的籠內(nèi)溶氧較籠外低得多，特別是放養(yǎng)密度大，網(wǎng)眼較小時(shí)尤其如此。在河流的支流匯入處，湖泊、池塘的進(jìn)出水口處，淺海的魚池溶氧的水平分布

魚池溶氧的水平分布§3-4溶解氧的生態(tài)學(xué)意義

一、對(duì)水質(zhì)的影響:1.對(duì)氧化還原電位的影響

天然水的氧化還原狀況是由水中的氧化還原物質(zhì)所決定。水的氧化與還原狀態(tài)的分界不是絕對(duì)的，一般含有較豐富溶氧的水稱為氧化狀態(tài)水（或氧化環(huán)境）。

氧化與還原狀態(tài)的分界與pH有關(guān)，即隨pH的升高而降低。堿性條件下Eh>0.15V即為氧化狀態(tài)，而酸性條件下Eh>0.4-0.5V才為氧化狀態(tài)。在弱還原環(huán)境，即酸性條件下Eh＜0.4-0.5V以及在堿性條件下Eh＜0.15V時(shí)，鐵與錳以低價(jià)狀態(tài)存在；Eh繼續(xù)降低SO42-將被還原為H2S，Eh變?yōu)樨?fù)值；在強(qiáng)還原條件下，將有CH4與H2生成。

§3-4溶解氧的生態(tài)學(xué)意義一、對(duì)水質(zhì)的影響2.對(duì)元素存在價(jià)態(tài)的影響

溶氧含量豐富的水體中NO3-、Fe3+、SO42-、MnO2等是穩(wěn)定的；如水中缺氧，則被相應(yīng)還原為NH4+、Fe3+、S2-、Mn2+等。在缺氧條件下，有機(jī)物氧化不完全，會(huì)產(chǎn)生有機(jī)酸及胺類。在有氧條件下，有機(jī)物氧化則較完全，最終產(chǎn)物為CO2、H2O、NO3-、SO42-等無毒物質(zhì)。當(dāng)水體有溫躍層存在時(shí)，上下水層被隔離，底層溶解氧可能很快耗盡，出現(xiàn)無氧環(huán)境。此時(shí)，上下水層的水質(zhì)有很大差別，許多物質(zhì)的存在形式及含量將有很大不同。2.對(duì)元素存在價(jià)態(tài)的影響

溶氧含量豐富的水體中N溶氧狀態(tài)對(duì)水質(zhì)化學(xué)成分的影響

表有溫躍層存在時(shí)魚池化學(xué)成分的垂直分布項(xiàng)目O2NO3--NNO2--NNH4+-NPO43--P單位(mg/L)(mg/L)(mg/L)(mg/L)(mg/L)表層0.2-0.3m15.61.280.2020.1450.007底層1.7m00.0930.0545.400.202H2S總硬度總堿度pH水溫(mg/L)(mmol/L)(mmol/L)

℃無3.163.238.7034.1有3.903.886.9026.5表層底層溶氧狀態(tài)對(duì)水質(zhì)化學(xué)成分的影響二、對(duì)水生生物的直接影響1、急性影響——引起水生生物的窒息死亡

窒息點(diǎn)：引起生物窒息死亡的溶氧上限值稱為該生物的窒息點(diǎn)（即魚類能忍受的水中最低溶解氧的含量）。不同生物的窒息點(diǎn)可能不同，溫度升高能使窒息點(diǎn)提高，海水魚相對(duì)淡水魚耐低氧能力差二、對(duì)水生生物的直接影響2.慢性影響

◆影響魚蝦的攝餌量及餌料系數(shù)——長期生活在溶氧不足的水體中，攝餌量會(huì)下降，餌料系數(shù)增大；◆影響魚的發(fā)病率——長期生活在低氧條件下的水生生物，體質(zhì)下降，對(duì)疾病的抵抗力降低，故發(fā)病率升高。在低氧環(huán)境下，寄生蟲病也容易蔓延；◆影響胚胎的正常發(fā)育——在魚、蝦孵化期，胚胎對(duì)溶氧的要求高，如氧氣供應(yīng)不足，易出現(xiàn)畸形，引起胚胎死亡；◆影響水中毒物的毒性——溶氧降低，使水生生物呼吸頻率增加，如果水中存有毒物，則水生生物對(duì)毒物的接觸量將增大，危害也就增大。2.慢性影響

◆影響魚蝦的攝餌量及餌料系數(shù)——長期生活幾種養(yǎng)殖魚類溶解氧最低適應(yīng)量幾種養(yǎng)殖魚類溶解氧最低適應(yīng)量養(yǎng)殖魚類對(duì)水中氧氣的適應(yīng)(mg/L)養(yǎng)殖魚類對(duì)水中氧氣的適應(yīng)(mg/L)第三章溶解氣體1教材課件魚浮頭魚浮頭魚浮頭魚浮頭3.氣泡病病因：當(dāng)水中的藻類等浮游植物或青苔過多，尤其是在夏季氣溫高時(shí)，氧氣在水中的溶解度降低，而水受陽光強(qiáng)烈照射后，水中植物的光合作用大大加強(qiáng)，產(chǎn)生大量的氧，使溶解氧過飽和，過飽和的氧氣通過鰓經(jīng)血液循環(huán)進(jìn)入魚體，血液流經(jīng)鰭、魚苗皮下毛細(xì)血管時(shí)，由于此時(shí)氧分壓較低，氧氣從血液中解離出來進(jìn)入組織中，過剩的氧氣滯留在組織中形成氣泡，起初氣泡很小，以后逐漸增大。魚苗誤吞氧氣泡，在腸道內(nèi)也形成氣泡，吞入較多時(shí)，可形成較大的氣泡。3.氣泡病病因：當(dāng)水中的藻類等浮游植物或青苔過多，尤其氣泡病癥狀:魚苗發(fā)病后，頭部、體表皮下、鰭膜、腸道及腸壁有大小不等的氣泡，發(fā)病魚苗浮于水面，游動(dòng)困難，受驚后呈掙扎狀，不攝食，不久即衰竭而死；魚種、成魚發(fā)病后，鰭膜內(nèi)可見許多大小不等的氣泡，治療不及時(shí)則氣泡處出現(xiàn)潰瘍，嚴(yán)重者可導(dǎo)致死亡。氣泡病癥狀:魚苗發(fā)病后，頭部、體表皮下、鰭膜、腸道氣泡病治療方法:用濃度為4mg/L～6mg/L的食鹽全池潑灑，以改變魚體皮膚滲透壓，使患病魚體內(nèi)的氣泡逸出體外，此法可有效治愈氣泡病。向養(yǎng)殖池塘注入清水并排出部分老水。開啟增氧機(jī)，使水體中過飽和的氧氣散發(fā)到空氣中。潑灑滅藻藥物，降低水體中浮游植物的數(shù)量。冬季發(fā)生氣泡病后，可以采取打冰眼、開啟增氧機(jī)等措施，使水體中過剩的氧氣擴(kuò)散到空氣中.氣泡病治療方法:用濃度為4mg/L～6mg/L的食鹽全池潑4.耗氧率(耗氧量)①定義:耗氧率:單位體重生物在單位時(shí)間內(nèi)消耗氧氣的量.單位:mg/g.hmg/kg.h反映魚類消耗氧的強(qiáng)度,是魚對(duì)氧的要求指標(biāo),是魚類代謝強(qiáng)度指標(biāo)4.耗氧率(耗氧量)①定義:耗氧率:單位體重生物在單位時(shí)間內(nèi)

根據(jù)耗氧率的高低對(duì)魚類劃分:

需氧量極高魚類:常生活在急流,冷水環(huán)境中如鮭科魚類:﹥7mg/L

需氧量