養(yǎng)殖水化學(xué)備考cWord版

2/31水質(zhì)指標(biāo):物理溫度臭和味顏色濁度透明度懸浮物化學(xué)非專一性指標(biāo)：電導(dǎo)率、pH、硬度、堿度、無機(jī)酸度￥非專一性有機(jī)物指標(biāo)：生物化學(xué)需氧量（BOD）化學(xué)需氧量（COD）高錳酸鹽指數(shù)總需氧量（TOD）總有機(jī)碳（TOC）溶解氣體指標(biāo):溶解氧溶解二氧化碳無機(jī)物指標(biāo):鐵、錳、銅、鋅……生物細(xì)菌總數(shù)大腸菌群糞大腸菌群藻類放射性總α、總β、鈾、鐳、釷……有些指標(biāo)可直接用某一種雜質(zhì)的濃度來表示其含量；有些指標(biāo)則是利用某一類雜質(zhì)的共同特性來間接反映其含量——如有機(jī)物雜質(zhì)可用需氧量（化學(xué)需氧量、生物化學(xué)需氧量、總需氧量）作為綜合指標(biāo)（也被稱之為非專一性指標(biāo)）水質(zhì)（waterquality）水和其中含有物所共同呈現(xiàn)的綜合性質(zhì)。含有物包含可溶物（如溶解氣體、鹽類、有機(jī)物等）與不溶物（膠態(tài)物質(zhì)—鋁硅酸鹽、水合金屬氧化物等，懸浮物—微型生物、泥沙顆粒、有機(jī)碎屑等）。通常用水質(zhì)指標(biāo)（如透明度、溶解氧、細(xì)菌總數(shù)等）描述水質(zhì)狀況。水質(zhì)指標(biāo)（waterqualityindex）反映水體物理、化學(xué)和生物學(xué)等方面特征以及狀態(tài)的參數(shù)。水質(zhì)物理指標(biāo)有溫度、濁度、懸浮物（SS）和含鹽量等；化學(xué)指標(biāo)有pH、堿度、溶解氧(DO)、化學(xué)需氧量（COD）、生化需氧量（BOD）、氨氮、亞硝基氮、活性磷等；生物學(xué)指標(biāo)有浮游生物種類與數(shù)量、細(xì)菌總數(shù)、總大腸菌群、糞大腸桿菌群與弧菌數(shù)等?！兜乇硭h(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）適用于中華人民共和國(guó)領(lǐng)域內(nèi)江河、湖泊、運(yùn)河、渠道、水庫(kù)等具有使用功能的地表水水域。依據(jù)地表水水域使用目的和保護(hù)目標(biāo)將其劃分為五類：Ⅰ類水適用于源頭水、國(guó)家自然保護(hù)區(qū)；Ⅱ類適用于集中式生活飲用水水源地及保護(hù)區(qū)、珍貴魚類保護(hù)區(qū)、魚蝦產(chǎn)卵區(qū)等；Ⅲ類適用于及中式生活飲用水水源地二級(jí)保護(hù)區(qū)、一般魚類保護(hù)區(qū)及游泳區(qū)；Ⅳ類適用于一般工業(yè)用水區(qū)及人體非直接接觸的娛樂用水區(qū)；Ⅴ類適用于農(nóng)業(yè)用水區(qū)及一般景觀要求水域《海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB3097-1997）規(guī)定了海域各類使用功能的水質(zhì)要求，適用于中華人民共和國(guó)管轄的海域。按照海域的不同使用功能和保護(hù)目標(biāo)，海水水質(zhì)分為四類：第一類適用于海洋漁業(yè)水域，海上自然保護(hù)區(qū)和珍稀瀕危海洋生物保護(hù)區(qū)；第二類適用于水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)、海水浴場(chǎng)、人體直接接觸海水的海上運(yùn)動(dòng)或娛樂區(qū)、以及與人類使用直接有關(guān)的工業(yè)用水區(qū)；第三類適用于一般工業(yè)用水區(qū)、濱海風(fēng)景旅游區(qū)；第四類適用于海洋港口水域、海洋開發(fā)作業(yè)區(qū)。通常，與近海水域相連的地表水河口水域，按功能執(zhí)行《地表水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》的類別，近海功能區(qū)則執(zhí)行《海水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》的相應(yīng)類別?！稘O業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（GBll607-89）適用于魚蝦類的產(chǎn)卵場(chǎng)、索餌場(chǎng)、越冬場(chǎng)、洄游通道和水產(chǎn)增養(yǎng)殖區(qū)等海、淡水的漁業(yè)水域，對(duì)保護(hù)我國(guó)有限的水資源，防止和控制漁業(yè)水域水質(zhì)污染，保證魚、蝦、貝、藻類正常生長(zhǎng)、繁殖和水產(chǎn)品的質(zhì)量具有重要意義。附錄4將我國(guó)的漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)外同類標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了比較，可以發(fā)現(xiàn)，各國(guó)國(guó)情不同，其側(cè)重點(diǎn)各異。天然水的化學(xué)成分分為六類：常量元素、溶解氣體、營(yíng)養(yǎng)元素、有機(jī)物質(zhì)、微量元素有毒物質(zhì)常量元素常量成分是決定天然水體物理化學(xué)特性的最重要因素：如CO32-、HCO3-對(duì)維持水體的pH有重要的意義。常量成分在水中以多種形態(tài)存在，如海水中常量成分多以自由離子或離子對(duì)存在，少量以絡(luò)離子存在淡水八大離子：K+、Na+、Ca2+、Mg2+HCO3-、CO32-、SO42-、Cl￥海水：陽(yáng)離子：Na+、Mg2+、Ca2+、K+、Sr2+陰離子：Cl-、SO42-、HCO3-（CO32-）、Br-、H3BO3、F-營(yíng)養(yǎng)元素主要包括與水生生物生長(zhǎng)有關(guān)的一些元素，如N、P、Si等天然水的主要化學(xué)特性十大特性___成因:混合作用體積巨大￥1、天然水是一個(gè)多組分、多相的運(yùn)動(dòng)變化著的混合體系 2、不同形態(tài)的天然水含鹽量懸殊3、天然水都具有一定的酸堿性 4、天然水都具有一定的緩沖能力5、天然水都具有一定的硬度和堿度 6、天然水都具有一定的氧化還原能力7、天然水都具有水生生物生長(zhǎng)所需的營(yíng)養(yǎng)元素8、天然水都具有水生生物呼吸作用所需的O2和光合作用所需的二氧化碳CO2。9、天然水都具有一定的自凈能力 10、海水常量成分具有恒定性的特點(diǎn)：￥不論海水中溶解鹽類的濃度大小如何，其常量成分濃度之間的比值幾乎保持恒定水中主要離子的存在形式 自由離子（完全電離） 離子對(duì)（靜電引力作用） 絡(luò)離子離子氛天然水中溶存著多種離子成分，使天然水成為一種強(qiáng)電解質(zhì)溶液。在靜電作用力的影響下，處于不停熱運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的陰陽(yáng)離子中，陽(yáng)離子的周圍陰離子出現(xiàn)的幾率較大，陰離子周圍陽(yáng)離子出現(xiàn)的幾率較大。這樣對(duì)于每一個(gè)中心離子表觀上被異號(hào)離子所包圍，形成了離子氛離子活度與活度系數(shù)天然淡水：離子強(qiáng)度Ci為溶液中第i種離子的摩爾濃度、Zi為其離子價(jià)或 I=2.5×10-5∑S ∑S表示天然淡水的總含鹽量(mg·L-1)天然海水中：I=0.0193S 式中S為鹽度活度與活度系數(shù)的計(jì)算電解質(zhì)平均離子活度系數(shù)可通過實(shí)驗(yàn)，如冰點(diǎn)下降、沸點(diǎn)上升、蒸氣壓對(duì)比、溶度積以及電動(dòng)勢(shì)等方法測(cè)定求出Debye-Hückel（1932）根據(jù)離子間互相吸引及離子氛的概念提出計(jì)算活度系數(shù)的極限公式：I＜0.001時(shí) I＜0.01時(shí) I＜0.5時(shí)，式中A為水溶液的溶劑常數(shù)，在15℃、20℃和25℃分別為0.500、0.505和0.509，Zi為i離子的離子價(jià)，ZM在稀溶液中，離子的活度系數(shù)只與該溶液的離子強(qiáng)度有關(guān)，而與離子的種類無關(guān)。而對(duì)于海水體系，還可用離子強(qiáng)度原理平均活度系數(shù)法進(jìn)行求算。該方法基于三個(gè)假設(shè)：（1），這一關(guān)系式不僅適用于純的KCl溶液，也適用于海水?？捎蒏Cl溶液測(cè)出；（2）在具有與海水同樣離子強(qiáng)度的單電解質(zhì)水溶液中，沒有離子間的締合作用，即完全處于自由離子狀態(tài)；（3）只要離子強(qiáng)度相同，在純的單電解質(zhì)溶液或海水中同一種離子其活度系數(shù)是相同的。根據(jù)這些基本假設(shè)，測(cè)定相同離子強(qiáng)度條件下，海水中陰離子的鉀鹽或陽(yáng)離子的氯化物以及KCl溶液的平均活度系數(shù)，然后根據(jù)下列公式求算海水中各主要離子的活度系數(shù)：通常海水的離子強(qiáng)度大于0.6，同時(shí)主要離子之間還存在著締合作用，直接套用公式會(huì)產(chǎn)生一定的誤差，所以，很多情況下還可采用海水活度系數(shù)的實(shí)測(cè)值（表2-10）。表2-10海水中主要離子活度系數(shù)實(shí)測(cè)值（=0.7）離子Na+Mg2+Ca2+K+Cl-SO42-HCO3-CO32-0.680.230.210.640.680.110.550.02不同氯度海水中氫離子的活度系數(shù)如表2-11所示，在據(jù)pH實(shí)測(cè)值計(jì)算氫離子濃度時(shí)要使用。氯度024681012－18201.000.8450.7820.770.760.7550.7530.758天然水含鹽量的表示方法總含鹽量天然水中含有可溶性的以無機(jī)鹽為主的物質(zhì)的總量，以∑S表示天然水中各種離子的含量之和。反映天然水總含鹽量的常用指標(biāo)有離子總量、礦化度、鹽度和氯度。離子總量天然水中主要離子成分含量的總和即為離子總量常用mg/L、mmol/L或g/kg、mmol/kg表示 ∑S＝∑Ci＝∑ρiρi——各離子的質(zhì)量濃度Ci——各離子的物質(zhì)的量濃度當(dāng)以單位電荷的物質(zhì)的量濃度表示時(shí)，水中陰、陽(yáng)離子總量應(yīng)相等。￥對(duì)于一般淡水則有：∑c（M+）=∑c（A-）當(dāng)已測(cè)得其它六種離子含量時(shí)，可根據(jù)這一關(guān)系估算水中Na+與K+含量之和，在海水中則還要考慮Sr2+、Br-、F－以及H3BO3的含量。將Na++K+含量換算為以mg/L作單位時(shí)一般采用平均摩爾質(zhì)量25g/mol。礦化度礦化度是指以一定量過濾水樣在105-110℃烘干稱重的方法測(cè)定其可溶性總固體物質(zhì)的量，包括水中溶解的非揮發(fā)性有機(jī)物。由于烘干過程中發(fā)生了如下反應(yīng)：即含量的50.8％轉(zhuǎn)化為CO2而揮發(fā)損失了，因此礦化度值略低于∑S。海水的鹽度與氯度 鹽度、氯度則是反映海水含鹽量的參數(shù).離子總量>礦化度>鹽度1902年，氯度原始定義：將1Kg海水中的溴和碘以等當(dāng)量的氯取代后，海水中所含氯的總克數(shù)。用Cl‰符號(hào)表示1966年，氯度新定義：沉淀0.3285234Kg海水中全部鹵素離子所需純標(biāo)準(zhǔn)銀的克數(shù)，在數(shù)值上即為海水的氯度，用符號(hào)Cl表示，無量綱單位為1×10-3，即： 式中代表沉淀1Kg海水樣品中全部鹵族元素所需純銀的質(zhì)量與海水質(zhì)量之比。1966年氯度-鹽度關(guān)系：S%=1.80655Cl‰ (鹽度與離子強(qiáng)度I=0.0193S)1978年實(shí)用鹽度（S），其定義為：S=0.0080-0.1692K+25.3851K15+14.0941K-7.0261K+2.7081K（S=2～42適用）)(005109.11KggSS式中K15為)(005109.11KggSS對(duì)于海水，離子總量∑S與實(shí)用鹽度S之間具有下列關(guān)系：鹽度值可直接由《國(guó)際海洋學(xué)常用表》中編入的海水鹽度—電導(dǎo)率比值關(guān)系查表P370海水密度鹽度查對(duì)表在常壓下，在海洋的溫度范圍內(nèi)，海水的電導(dǎo)率與鹽度幾乎成正比例增加，一系列有關(guān)電導(dǎo)率－鹽度（或氯度）的經(jīng)驗(yàn)公式含鹽量與水生生物天然水含鹽量相差懸殊生物不同生長(zhǎng)階段的耐鹽性不同生物耐鹽性與其它環(huán)境因子有關(guān)鰱、鳙魚苗的耐鹽上限為2.5g/L左右，夏花魚種為3.0g/L左右；鰱魚的仔魚期為5-6g/L，成魚約為8-10g/L；草魚耐鹽性較鰱魚強(qiáng)，仔魚期耐鹽上限為6-8g/L，成魚為10-12g/L；鱒魚成魚的耐鹽限度可達(dá)30g/L。通常草魚的耐鹽能力>團(tuán)頭魴>鰱。海水貝類的不同發(fā)育階段對(duì)鹽度的適應(yīng)性也有所不同，例如海灣扇貝D形幼蟲生長(zhǎng)的適應(yīng)鹽度范圍為22-33，變態(tài)時(shí)最佳鹽度為21-37；臧維玲等的研究發(fā)現(xiàn)，日本對(duì)蝦幼體最適鹽度范圍為10.2-26.9，鹽度20.3時(shí)增長(zhǎng)率與增重率最大；中華絨螯蟹育苗的適宜鹽度為12-29，過高過低也都使出苗率迅速下降。￥天然水的化學(xué)分類方法按主要離子成分的分類——阿列金分類法(1)按優(yōu)勢(shì)陰離子將天然水分為三類：碳酸鹽類、硫酸鹽類和氯化物類。（2）按優(yōu)勢(shì)陽(yáng)離子將水分：鈣組鎂組鈉組。以Ca2+、Mg2+及Na+（K+）物質(zhì)的量濃度進(jìn)行比較（3）每一組內(nèi)根據(jù)陰陽(yáng)離子含量的比例關(guān)系將水分為4個(gè)型：組總硬度（0.1mmol/L）型含鹽量（0.1g/L）類組總硬度（0.1mmol/L）型含鹽量（0.1g/L）類Ⅱ型：C+C<C+C<C+C+CⅢ型：C+C>C+C+C，或C>CⅣ型：C+C=0根據(jù)阿列金分類法，可劃分出如表2-16所示的27個(gè)天然水類型。類碳酸鹽類C硫酸鹽類S氯化物類Cl組CaMgNaCaMgNaCaMgNa型ⅠⅠⅠⅡⅡⅠⅡⅡⅠⅡⅡⅡⅢⅢⅡⅢⅢⅡⅢⅢⅢⅣⅣⅢⅣⅣⅢ天然水的主要離子酸度指每升水中所含能與強(qiáng)堿發(fā)生中和作用的物質(zhì)總量略去水體中含量極少的H2PO4-、HPO42-和有機(jī)酸堿度與酸度相對(duì)應(yīng)，堿度指水中所含的能與強(qiáng)酸發(fā)生中和作用的全部物質(zhì)的總量，亦即能接受質(zhì)子H+的物質(zhì)總量。包括強(qiáng)堿（如NaOH、Ca(OH)2等）、弱堿（NH3、有機(jī)胺等）和強(qiáng)堿弱酸鹽（碳酸鹽、碳酸氫鹽、硼酸鹽、磷酸鹽、硫化物等）。堿度定義：20℃，1L天然水中全部堿性物質(zhì)被H+2332COHCOCCCAAC稱為碳酸鹽堿度。在天然水正常pH范圍，可忽略，在淡水體系，（硼酸堿度）可忽略測(cè)定水體堿度的方法很多，目前經(jīng)常使用的有兩種：pH測(cè)定法和酸堿中和滴定法。1.酸堿中和滴定法天然水的堿度主要由HCO3-、CO32-構(gòu)成，采用標(biāo)準(zhǔn)鹽酸溶液來滴定，采用適當(dāng)?shù)闹甘緞┛梢詫H-、HCO3-、CO32-分別測(cè)出。HCl同OH-、CO32-可發(fā)生如下反應(yīng)：OH-+H+=H2O CO32-+H+=HCO3-當(dāng)水樣中的OH-、CO32-都反應(yīng)為H2O及HCO3-時(shí)，稱為第一等當(dāng)點(diǎn)，pH約為8.3，用酚酞作指示劑，滴定到淡紅色為止，設(shè)消耗鹽酸體積為V1。若將HCO3-全部反應(yīng)為H2CO3，則稱為第二等當(dāng)點(diǎn)，此時(shí)pH約為4.3，用甲基紅—次甲基藍(lán)作指示劑，滴定到淡紫紅色，并加熱（驅(qū)除CO2）至紅色褪去，然后繼續(xù)用鹽酸滴至淡紫紅色，消耗鹽酸體積為V2。mmol/L堿度的表示單位與硬度的單位形式完全相同，只是含義不同。海水中堿度一般較為穩(wěn)定，通常在2-2.5mmol/L范圍養(yǎng)殖用水堿度的適宜量以1-3mmol/L較好硬度硬度按陽(yáng)離子種類可分為鈣硬度和鎂硬度，由Ca2+造成的硬度稱為鈣硬度；由Mg2+造成的硬度稱為鎂硬度。按陰離子可分為永久硬度和暫時(shí)硬度；在天然水中，Ca2+、Mg2+可以碳酸鹽、碳酸氫鹽、硫酸鹽、氯化物存在，由前兩種形式Ca2+、Mg2+造成的硬度稱為“碳酸鹽硬度”；其中Ca2+、Mg2+碳酸氫鹽在水煮沸后，即分解成碳酸鹽沉淀析出除去，故相應(yīng)的硬度又稱為“暫時(shí)硬度”。由后兩種形式Ca2+、Mg2+構(gòu)成的硬度則稱為“非碳酸鹽硬度”；它雖經(jīng)煮沸但仍不能除去，故又名“永久硬度”。常用單位有三種：（a）mmol/L：以1L水中各種形成硬度的離子總量表示。（b）德國(guó)度（oHG）：將水中形成硬度的金屬離子都換算成相當(dāng)?shù)难趸}的量，然后以每升水含10mg氧化鈣為1oHG。（c）毫克CaCO3/升：用每升水所含形成硬度的離子所相當(dāng)?shù)奶妓徕}的毫克數(shù)。上述三種單位的換算：1mmol/L=2.804oHG=50.05mgCaCO3/L天然水的總硬度主要由Ca2+、Mg2+組成。硬度的測(cè)定現(xiàn)在普遍采用絡(luò)合滴定法。。在弱堿性溶液中（pH≈10），以鉻黑T作指示劑，用標(biāo)準(zhǔn)EDTANa2溶液直接滴定水中的Ca2+、Mg2+總量。在等當(dāng)點(diǎn)前，鉻黑T首先和Ca2+、Mg2+生成紫紅色的絡(luò)合物，當(dāng)?shù)犬?dāng)點(diǎn)到達(dá)時(shí)，游離出指示劑，溶液呈現(xiàn)純藍(lán)色。（當(dāng)水樣中Mg2+含量較低時(shí)，用鉻黑T作指示劑往往得不到敏銳的滴定終點(diǎn)，可在氨性緩沖溶液中加入一定量的Mg-EDTA鹽，利用置換滴定法提高終點(diǎn)變色的敏銳性）另取一份水樣，加入氫氧化鈉，調(diào)節(jié)其pH>12，Mg2+即成為Mg(OH)2沉淀，不為EDTA所絡(luò)合，不干擾鈣的測(cè)定。采用鈣紅指示劑，鈣紅與Ca2+生成酒紅色絡(luò)合物，并且不如EDTA-Ca穩(wěn)定，而游離鈣紅指示劑在pH>12的條件下為藍(lán)色，可利用溶液顏色的變化指示終點(diǎn)的到達(dá)。鎂含量一般由鈣、鎂總量與鈣含量之差來計(jì)算。天然水環(huán)境主要物理性質(zhì)光學(xué)特性透明度與水的光學(xué)分層透明度盤是采用黑白的油漆涂成黑白相間的金屬圓盤制成。圓盤中央拴一根有深度標(biāo)記的軟繩（此繩應(yīng)不易伸長(zhǎng)）。測(cè)定時(shí)將圓盤沉入水中，在不受陽(yáng)光直射條件下，圓盤剛剛看不見的深度，即為透明度，反映可見光水中衰減情況補(bǔ)償深度:有機(jī)物的分解速率等于合成速率的水層深度稱為補(bǔ)償深度。粗略在透明度的2-2.5倍深處。光照與水生生物的關(guān)系對(duì)動(dòng)物攝食的影響具有種屬特異性純水對(duì)太陽(yáng)光的吸收具有一定的選擇性，以波長(zhǎng)500nm附近的藍(lán)、綠光穿透力最大，此與水生植物光合成色素的極大吸收區(qū)大體相符，有利于浮游植物的生長(zhǎng)。只有當(dāng)光強(qiáng)適宜，同時(shí)其他條件適合時(shí)，水生植物才可以最大速度進(jìn)行光合作用。光照強(qiáng)度對(duì)水生動(dòng)物攝食的影響光周期對(duì)水生動(dòng)物攝食的影響光譜成分對(duì)水生動(dòng)物攝食的影響光周期對(duì)水生動(dòng)物生長(zhǎng)、發(fā)育和存活率的影響兩種攝食模型，即具有峰值的攝食曲線和S型攝食曲線，具有前一種攝食曲線的動(dòng)物，是依靠視覺攝食的。光對(duì)于視覺攝食的魚類是必需的，存在著一個(gè)適宜的光照范圍，在此范圍內(nèi)，魚攝食最為活躍，攝食量最高；高于或低于此范圍的光照強(qiáng)度，都將使攝食量降低，而且，在個(gè)體發(fā)育的不同階段，適宜照度區(qū)會(huì)有變化。真鯛稚魚的適宜照度范圍為101-102lx，仔魚為100-102lx。依靠視覺攝食的魚類不僅存在一個(gè)適宜的光照強(qiáng)度，而且還存在一個(gè)攝食的視覺闕值，低于此闕值，攝食很少或不攝食，而且隨著視覺的發(fā)育，光敏感性上升，攝食的視覺闕值降到較低水平。光周期對(duì)動(dòng)物攝食的影響也具有種屬特異性。研究發(fā)現(xiàn)蛙形蟹的水蚤幼蟲和普倫白鮭幼體的攝食量隨著光周期的縮短而降低，而中華鱉的攝食量不受光周期的影響。水生動(dòng)物的攝食不僅受外界環(huán)境因素的影響，而且具有自身的晝夜攝食節(jié)律。葉唇龜在黃昏和黑暗時(shí)攝食活動(dòng)強(qiáng)烈，攝食量最多。而金魚24h內(nèi)有兩個(gè)攝食高峰，即在9：00-11：00和17：00-21：00攝食量是較大的，而在晚上13：00-4：00停止攝食。動(dòng)物的晝夜攝食節(jié)律是為了充分有效地利用自然界食物資源而進(jìn)化發(fā)展的一種生理節(jié)律，而這一節(jié)律地形成又主要取決于光信息。光譜成分對(duì)水生動(dòng)物攝食的影響也具有種屬特異性。鯡魚的幼魚對(duì)黃綠光較為敏感，在560μm光波處攝食最為活躍；白鮭的幼魚對(duì)短波的綠光較為敏感，而對(duì)長(zhǎng)波的紅光不敏感，盡管紅光能射入更深的水層，但白鮭的幼魚所能攝食的水層深度并不由紅光決定，而由綠光決定。許多研究表明，光周期對(duì)水生動(dòng)物地生長(zhǎng)和存活率有很大影響。Minagawa報(bào)道，蛙形蟹地幼體隨著光周期的延長(zhǎng)，生長(zhǎng)和變態(tài)都減慢，連續(xù)24h的光照對(duì)其幼體的生長(zhǎng)、變態(tài)和存活都有負(fù)作用；鰱、鳙和鯉魚隨著日照時(shí)數(shù)的延長(zhǎng)，生長(zhǎng)速度都加快，但在短日照時(shí)數(shù)下鯉的生長(zhǎng)速度遠(yuǎn)快于鰱和鳙，而鰱和鳙在日照10－12h時(shí)生長(zhǎng)速度最快，成活率最高。動(dòng)物可能存在其生長(zhǎng)所需的最低和最適光周期，這可能是在長(zhǎng)期進(jìn)化過程中形成的一種適應(yīng)性。光周期對(duì)動(dòng)物存活率的影響還依個(gè)體發(fā)育階段的不同而有明顯差異。蛙形蟹幼體五齡以后的存活率，在連續(xù)24h的光照下較其它光周期下低，而大眼幼蟲期存活率在光照12h最高，但最后一齡幼蟲存活率在全黑暗條件下與光照6h、12h、18h下相似。這表明水生動(dòng)物的不同發(fā)育階段，對(duì)光的適應(yīng)能力有所不同。天然水的依數(shù)性 稀溶液的一個(gè)重要特性是其依數(shù)性，即稀溶液蒸氣壓下降（ΔP），沸點(diǎn)上升（ΔTb），冰點(diǎn)下降（ΔTf）值等與溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量摩爾濃度成正比，而與溶質(zhì)的本性無關(guān)。純水的蒸氣壓是溫度的函數(shù)，見P25表1-4海水是一種電解質(zhì)溶液，在相同溫度下，海水的蒸氣壓總是低于純水的蒸氣壓。但海水的蒸氣壓下降值，包括其他依數(shù)性，都與海水的氯度或鹽度之間存在一定的相關(guān)性：天然水的分層特點(diǎn)：天然水最大密度時(shí)的溫度天然水的冰點(diǎn)溫度隨著鹽度的增加而降低，其最大密度時(shí)的溫度也隨鹽度的增加而降低將天然水最大密度時(shí)的溫度、天然水的冰點(diǎn)溫度與鹽度作圖（圖2-10），可以發(fā)現(xiàn)，兩條線相交于溫度-1.33℃天然水體的熱分層和水的混合作用￥湖泊水體的溫度分布春季全同溫夏季正分層秋季全同溫冬季逆分層夏季正分層期（停滯期）：夏季升溫時(shí)，由于水的比熱大，導(dǎo)熱性差，表層水吸收的熱量不能迅速傳給下層水，表層水升溫快，底層水升溫較慢。而表面水溫的升高使表面水的密度小于底層水，無法產(chǎn)生密度對(duì)流，此時(shí)水的混合僅僅依靠風(fēng)力的渦動(dòng)混合作用。如遇連續(xù)多天的無風(fēng)晴天，就會(huì)使表層水溫有較大的升高，進(jìn)一步增加了上下水混合的阻力，風(fēng)力的渦動(dòng)混合只能發(fā)生在水的上層，導(dǎo)致上下水層之間可能出現(xiàn)這樣一個(gè)水層，其水深增加不大，溫度下降卻很快，溫度梯度較大，稱為“溫躍層”（圖2-13b）。溫躍層一旦形成，就象一個(gè)屏障把上下水層隔開，使風(fēng)力混合作用和密度對(duì)流作用都不能進(jìn)行到底。夏季上層豐富的氧氣不能傳輸?shù)较聦?，下層豐富的營(yíng)養(yǎng)鹽也不能補(bǔ)充給上層，致使水體下層可能出現(xiàn)缺氧，而上層缺乏營(yíng)養(yǎng)鹽，對(duì)魚類及餌料生物的生長(zhǎng)均不利。溫躍層形成以后，較大的風(fēng)力可以使溫躍層向下移動(dòng)，在較淺的水體，溫躍層甚至可能消失水的混合作用對(duì)水中溶解氣體、營(yíng)養(yǎng)鹽類、主要離子的分布、變化等都會(huì)產(chǎn)生影響。對(duì)于一般的湖泊池塘，引起水體混合的主要因素有兩個(gè)，一是風(fēng)力引起的渦動(dòng)混合，一是因密度差引起的對(duì)流混合（1）靠湍流從氣體主體內(nèi)部到達(dá)氣膜；（（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。當(dāng)氣體分子在氣相主體與液相主體中遷移時(shí)，靠的是湍流，運(yùn)動(dòng)速度快，混合均勻，可認(rèn)為在氣相主體與液相主體中都不存在濃度梯度。而氣膜和液膜內(nèi)只存在層流，氣體分子只能靠擴(kuò)散通過假定氣體到達(dá)界面后瞬間即能達(dá)到溶解平衡，并符合亨利定律關(guān)系。雙膜理論氣相主體P2(湍流區(qū))P2______________________________氣膜頂面氣膜（層流區(qū)）P1______________________________氣液界面液膜（層流區(qū)）C1_______________________________液膜底面液相主體C2(湍流區(qū))C2溶解度：在一定條件下，某氣體在水中的溶解達(dá)到平衡以后，一定量的水中溶解氣體的量，為該氣體在所指定條件下的溶解度。一般用100g水中溶解氣體的克數(shù)來表示易溶氣體的溶解度，而用1L水中溶解氣體的毫克數(shù)(或毫升數(shù))來表示難溶氣體的溶解度。溶解度單位為ml/L或mg/L。兩者之間的換算系數(shù)f=Mr/22.4(mg/ml)，式中Mr為氣體的相對(duì)分子質(zhì)量。對(duì)于氧氣f=1.429mg/ml，氮?dú)鈌=1.251mg/ml影響氣體在水中溶解度的因素氣體本身性質(zhì)水的溫度含鹽量氣體的分壓力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。對(duì)于難溶氣體，當(dāng)氣體在低壓時(shí)，氣體溶解度與其分壓力成正比，這就是享利定律。用公式表示為：C=Ks×PC氣體的溶解度;P達(dá)到溶解平衡時(shí)某氣體在液面上的壓力;Ks氣體吸收系數(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)。對(duì)同一種氣體在同一溫度下有: ＝C1為壓力為P1時(shí)的溶解度；C2壓力為P2時(shí)的溶解度。溶解速度及其影響因素水的單位體積表面積擾動(dòng)狀況飽和度溶解氣體在水中的飽和含量是指在一定的溶解條件下(溫度、分壓力、水的含鹽量)，氣體達(dá)到溶解平衡以后，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。單純用氣體在水中的含量很難反映氣體在水中溶解時(shí)所達(dá)到的飽和程度。為了能較直觀地反映氣體在水中的溶解程度，引入飽和度的概念，所謂飽和度是指溶解氣體的現(xiàn)存量占所處條件下飽和含量的百分比。即：氣體飽和度=×100%當(dāng)飽和度為100%時(shí)，說明氣體達(dá)到了溶解平衡；當(dāng)飽和度<100%時(shí)，說明氣體溶解未達(dá)飽和，大氣中氣體可以繼續(xù)向水中溶解；飽和度>100%為過飽和，水中氣體主要向大氣逸出。對(duì)溶解氧而言，水中溶解氧氣的飽和含量是指在天然水體表面所承受的大氣壓力下，空氣中的氧氣在水中的溶解度。水面上的空氣可以看作是濕度飽和的空氣。附錄8中列出了不同鹽度和溫度下，大氣壓為101.3kPa的飽和濕空氣中的氧氣在水中的飽和含量(C0s)，任意大氣壓下的飽和含量(Cs)可以用下式換算。Cs=式中：P0為溶解度C0s時(shí)的大氣壓力，即101.3kPa; P為天然水體表面的大氣壓;Pw為該溫度下水的飽和蒸氣壓，不同溫度下純水的飽和蒸氣壓(Pw0)列于表3-2。海水的蒸氣壓比純水略低，可根據(jù)鹽度(S)按下式計(jì)算Pw=(1-5.37×10-4S)Pw0水中增氧與耗氧作用增氧（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、化學(xué)試劑植物光合作用增氧特點(diǎn)：（a）晝夜變化明顯。僅白天增氧，晚上耗氧。（b）.水層差別大。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。（c）效果不穩(wěn)定。增氧的數(shù)量及速率隨光照條件、水溫、植物的種類、數(shù)量、生理狀態(tài)以及CO2、營(yíng)養(yǎng)鹽的供給狀況等因素的不同而異，時(shí)空變化很大。 耗氧（1）水呼吸（2）水生生物呼吸（3）底泥耗氧作用（4）逸出溶氧的分布變化特點(diǎn)1、溶氧的日變化 由于光合作用是水中氧氣的主要來源，而光合作用受光照日周期性的影響，白天有光合作用，晚上光合作用停止。這就造成表層水溶氧白天逐漸升高，晚上逐漸降低。中層和底層，溶氧晝夜變化幅度較小。中層和底層光照較弱，產(chǎn)氧少，風(fēng)力混合作用將上層的溶氧送至中下層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，也就是餌料生物較為豐富。這對(duì)魚類生長(zhǎng)是有利。在溶氧最低值不影響?zhàn)B殖魚類生長(zhǎng)的前提下，養(yǎng)魚池日較差大是一種好現(xiàn)象，其表明池中有豐富的餌料生物。南方漁農(nóng)中流傳的“魚不浮頭不長(zhǎng)”的說法，是對(duì)早晨魚浮頭的魚池，魚一般生長(zhǎng)較快現(xiàn)象的總結(jié)。2、溶氧的垂直分布貧營(yíng)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。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。富營(yíng)養(yǎng)型湖泊，營(yíng)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，無光合產(chǎn)氧，水中原有溶氧很快被消耗，處于低氧水平3、溶氧的水平分布一般水較深、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.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)。 在海水中溶解氧的水平分布也存在很大差異。一般來說溶解氧小的海域幾乎全部屬于高緯度、生產(chǎn)量高的海域。溶氧極值出現(xiàn)的場(chǎng)合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。如果耗氧因子占優(yōu)勢(shì)，則早晨溶氧回升時(shí)間推遲，且溶氧最低值偏小。日出后光合作用速率增加，產(chǎn)氧能力超過耗氧速率，溶氧就回升，直到下午某個(gè)時(shí)刻達(dá)到最大值。（1）養(yǎng)殖水體中溶氧最大值通常出現(xiàn)在夏季白天日落之前的表層水；（2）養(yǎng)殖水體中溶氧低值出現(xiàn)的場(chǎng)合包括 ü黎明或日出前的表層、底層水中；ü夏季停滯期長(zhǎng)期保持分層狀態(tài)的底層水及上風(fēng)沿岸的底層水及中層水；溶解氧的生態(tài)學(xué)意義溶解氧對(duì)水生生物的直接影響急性影響低氧條件下引起生物體的窒息死亡活動(dòng)性強(qiáng)、耗氧速率高的魚、蝦類，窒息點(diǎn)較高中國(guó)對(duì)蝦（體長(zhǎng)12.1cm，體重12.1g，在DO>4.0mg/L時(shí)，平均每尾耗氧率為13.7mg/h）。在水溫為26℃慢性影響DO雖未達(dá)到窒息點(diǎn)，但水體低氧狀況對(duì)水生生物的生長(zhǎng)繁殖也十分不利，影響水生動(dòng)物的耗氧速率當(dāng)溶氧從7~9mg/L降到3~4mg/L時(shí)，鯉魚的攝餌量減少一半。在低氧條件下，魚、蝦的生長(zhǎng)速度減慢，飼料系數(shù)增加。氣泡病其他慢性影響水中低氧除了導(dǎo)致水產(chǎn)動(dòng)物生長(zhǎng)緩慢，，增重率低、餌料系數(shù)增高等慢性影響外，還將影響魚的發(fā)病率長(zhǎng)期生活在溶氧不足的水中的魚蝦，體質(zhì)下降，對(duì)疾病抵抗力降低，故發(fā)病率升高。在低氧環(huán)境下寄生蟲病也易于蔓延。溶氧過飽和太大又會(huì)引起氣泡病。溶氧動(dòng)態(tài)對(duì)水質(zhì)的影響對(duì)氧化還原電位的影響對(duì)元素存在價(jià)態(tài)的影響低氧條件下有機(jī)物分解不完全易產(chǎn)生有害物質(zhì)養(yǎng)殖生產(chǎn)中溶氧的管理1、加強(qiáng)增氧作用2、減少耗氧作用￥（碘量法）本法適用于大洋和近岸海水及河水、河口水溶解氧的測(cè)定。用錳（Ⅱ）在堿性介質(zhì)中與溶解氧反應(yīng)生成亞錳酸（H2MnO4），然后在酸性介質(zhì)中使亞錳酸和碘化鉀反應(yīng)，析出碘（I2），最后用硫代硫酸鈉（Na2S2O3）滴定析出的I2的量，其反應(yīng)如下：溶氧的固定：MnSO4+2NaOH—Mn(OH)2↓（白色）+Na2SO4 2Mn(OH)2+O2——2H2MnO3↓（褐色）酸化：H2MnO3+2H2SO4+2KI=MnSO4+I2+K2SO4+3H2O 滴定：2Na2S2O3+I2=2NaI+Na2S4O6合并上述各式得：Na2S2O3相當(dāng)于1/4O2 即滴定每消耗1摩爾的Na2S2O3，相當(dāng)于水中有1/4摩爾的O2，也即相當(dāng)于水中有8克的O2二氧化碳系統(tǒng)無機(jī)碳CO2（溶解）、H2CO3、HCO3-和CO32-，淡水中HCO3-常是含量最多的陰離子，在海水中其含量低于Cl-、SO42-。天然水中，無機(jī)碳的不同形式之間以及它們同氣相的CO2和固相的碳酸鹽之間存在多種物理與化學(xué)平衡，構(gòu)成“二氧化碳平衡體系”。在平衡體系中，CO2（溶解）與H2CO3稱為游離態(tài)二氧化碳（H2CO3只占約1~2%），含量以CCO2表示；HCO3-、CO32稱為結(jié)合態(tài)二氧化碳，濃度以CHCO3-和CCO32-表示；三種形式總和即為總二氧化碳，記作∑CO2。天然水按pH值的不同可以劃分為如下五類：強(qiáng)酸性pH<5.0弱堿性pH8.0-10.0弱酸性pH5.0-6.5強(qiáng)堿性pH>10.0中性pH6.5-8.0大多數(shù)天然水為中性到弱堿性，pH在6.0-9.0之間。淡水的pH值多在6.5-8.5，部分蘇打型湖泊水的pH值可達(dá)9.0-9.5，有的可能更高。海水的pH值一般在8.0-8.4。地下水由于溶有較多的CO2，pH一般較低，呈弱酸性。某些鐵礦礦坑積水，由于FeS2的氧化、水解，水的pH可能成強(qiáng)酸性，有的pH甚至可低至2-3，這當(dāng)然是很特殊的情況3.影響水體pH的因素（1）水生生物的活動(dòng)（2）水溫（3）離子總量（4）大氣中CO2的分壓水體pH值隨溫度升高而略有降低，這是因?yàn)樗w中CO2的溶解度降低，溶存的弱酸電離度隨溫度的升高而增大的結(jié)果。pH分布變化特點(diǎn)（1）晝夜變化在夏季的白天，水體表層溫度較高，浮游植物光合作用大于呼吸作用及。而pH值則逐漸上升到下午最高值。晚間，光合作用雖然停止，但呼吸與有機(jī)物分解等反應(yīng)照常進(jìn)行，在黎明前pH值下降到全天的最低值。（2）年變化pH值全年的變化也與水中浮游植物的密度與光合作用強(qiáng)度有關(guān)。夏季浮游植物大量繁殖，光合作用吸收大量的CO2，pH值升高。當(dāng)水溫下降時(shí)，浮游植物的光合作用減弱，pH值也隨之降低。（3）垂直分布：pH值在水體垂直分布情況，同樣受生物活動(dòng)影響，表層水中浮游生物繁茂，一般說pH值較低層水高。當(dāng)表層水中生物碎屑與固體排泄物逐漸下沉，并于下沉中不斷腐解放出CO2，pH值隨水中CO2的增加而降低。pH的生態(tài)學(xué)意義（1）直接影響對(duì)水中物質(zhì)存在形式及遷移過程的影響對(duì)水生生物血液載氧能力削弱水生植物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收利用低ph時(shí)抑制微生物活動(dòng)，水體生產(chǎn)力低下（2）間接影響改變毒物形態(tài)，影響其生命活動(dòng)養(yǎng)殖水體pH的調(diào)控在生產(chǎn)中，當(dāng)水體呈酸性時(shí)，可撥撒石灰提高pH值，通常每畝水體施放2公斤石灰可提高1個(gè)pH值；當(dāng)水體呈堿性時(shí)，可用醋酸或鹽酸調(diào)節(jié)，也可每畝施放1公斤明礬；市面上的“降堿素”等成品對(duì)降低pH值也有效果二氧化碳系統(tǒng)分量的求算二氧化碳體系的組成可知：HCO3-的百分含量為：CO2的百分含量為：CO32-的百分含量為（以上三式以百分含量表示為好，以下舉例便是采用百分含量）在淡水中：pH<6.4，CO2占優(yōu)；pH＞10.4，CO32-占優(yōu)；pH=6.4~10.4，HCO3-占優(yōu)。海水中pH=7.5~8.5時(shí)，HCO3-占優(yōu)勢(shì)，f1=94.1~81.0%，f0=2.1~18.7，f2=3.8~10.33.各分量求算若已知CA、A、pH及溫度，可對(duì)二氧化碳體系中各分量進(jìn)行計(jì)算。（以海水計(jì)算為例，可采用分壓、總量等系數(shù)計(jì)算分壓與總量；在天然淡水，可忽略，因此：）HHCOHCOCOHCOaCKCHHCOHCOCOHCOaCKCCCAc33332'22Ac=A-AB天然水緩沖體系￥對(duì)底層水體，三種緩沖系統(tǒng)都很重要；對(duì)上層水體，則主要取決于CO2—HCO3-—CO32-、Ca2+—CaCO3CO2—HCO3-—CO32-緩沖系統(tǒng)抗堿作用 抗酸作用若是以CO2與HCO3-為主要存在形式，緩沖體系的pH值較低，對(duì)堿的緩沖能力較強(qiáng)。CO2與HCO3-比值越接近于1，則緩沖容量越大，當(dāng)pH=pK’1±1時(shí)，水體具有最強(qiáng)的緩沖能力及穩(wěn)定性。其pH值按下式計(jì)算：若以CO32-與HCO3-為主要存在形式，，緩沖體系的pH值較高，對(duì)酸的緩沖能力較強(qiáng)，CO32-與HCO3-比值越接近于1，則緩沖容量越大，當(dāng)pH=pK’2±1時(shí)，水體具有最強(qiáng)的緩沖能力及穩(wěn)定性。其pH值按下式計(jì)算：天然水緩沖容量引起每升水pH改變一個(gè)單位需加入H+活OH-的毫摩爾數(shù)即為水的緩沖容量（β）Ca2+—CaCO3（固）緩沖系統(tǒng)CO2+H2O+CaCO3(s)≒2HCO3-+Ca2+H++CaCO3(s)≒HCO3-+Ca2+HCO3-+OH-≒CO32-+H2OCO32-+Ca2+≒CaCO3↓離子交換緩沖系統(tǒng)若粘土或膠粒的交換離子H+、Al3+數(shù)量較多，則在溶液中其它陽(yáng)離子（如Na+、Ca2+等）濃度增大時(shí)，H+、Al3+將會(huì)被交換出來，使水體酸度增高；反之，若交換性陽(yáng)離子中H+很少，鹽基飽和度很高（交換性陽(yáng)離子Ca2+很多），這種粘土或膠粒具有抗酸緩沖性，水中增加的H+將與Ca2+交換，從而起穩(wěn)定pH值的作用。顯然這樣的底質(zhì)特點(diǎn)，對(duì)于維持水質(zhì)具有適宜pH值是有利的；另外若交換陽(yáng)離子Na+很多，此時(shí)鈉離子就會(huì)和氫離子發(fā)生交換，從而使水的堿性增強(qiáng)。天然水中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及其循環(huán)常量必需元素，N、P、K、Ca、Mg、S、C、H、O；微量必需元素，F(xiàn)e、Mn、Cu、Zn、B、Mo、Cl等非必需元素米氏方程僅符合于正常藻類細(xì)胞對(duì)營(yíng)養(yǎng)鹽的吸收規(guī)律半飽和常數(shù)值可作為藻類細(xì)胞能正常生長(zhǎng)所需維持水中有效形式營(yíng)養(yǎng)鹽的臨界濃度，也可用于比較不同浮游植物吸收營(yíng)養(yǎng)鹽能力的大小.它反映酶對(duì)底物的親和力，Km值小越強(qiáng)。常見的方法是把米氏方程換成如下形式：在一定條件下：Km、Vmax為常數(shù)，[S]/V與[S]之間具有線性關(guān)系。把直線外推到[S]/V=0，即可求得Km值。此外，也可把米氏方程換成其它的斜截式方程進(jìn)行直線圖解。必須指出，只有處于正常營(yíng)養(yǎng)條件下的藻類細(xì)胞對(duì)營(yíng)養(yǎng)鹽的吸收遵從米氏方程，當(dāng)細(xì)胞長(zhǎng)期生活在缺乏有效氮的水體中時(shí)，一旦獲得較高的[S]，則吸收極快，并可能在體內(nèi)貯存過量的氮，吸收過程不遵從米氏方程。為了獲得正常的初級(jí)生產(chǎn)速率，通常要求水體的[S]應(yīng)維持在3Km(吸收速率V=0.75Vmax)以上。顯然，若[S]不足時(shí)，浮游植物的生長(zhǎng)、繁殖將直接受到限制。在水溫、光照適宜的自然條件下，影響初級(jí)產(chǎn)量與生產(chǎn)速率的限制因素不僅包括測(cè)得的平均有效濃度[S]，且與緊靠藻類細(xì)胞表面水體中營(yíng)養(yǎng)鹽的有效濃度[S]0、營(yíng)養(yǎng)鹽的總儲(chǔ)量[S]儲(chǔ)以及向藻類細(xì)胞表面遷移補(bǔ)給有效營(yíng)養(yǎng)鹽的速率有關(guān)。這些因素對(duì)初級(jí)生產(chǎn)量和生產(chǎn)速率的限制作用可以通過以下幾種方式表現(xiàn)出來：（1）.營(yíng)養(yǎng)元素有效形式的實(shí)際[S]太低；（2）.水體內(nèi)營(yíng)養(yǎng)元素的總儲(chǔ)量或補(bǔ)給量不足；（3）.各種營(yíng)養(yǎng)元素有效形式的濃度比例不適合浮游植物的需要；（4）.遷移擴(kuò)散速率太低，以致[S]0不足。氮元素的來源與存在形式養(yǎng)殖水體中氮的主要來源魚池中施入大量畜禽糞肥，分解產(chǎn)生無機(jī)氮。注入含有大量氮化合物的生活和工業(yè)混合水。水生生物和魚類的代謝產(chǎn)物中含有氮￥存在形式:游離態(tài)氮氨氮亞硝氮硝酸氮有機(jī)氮有毒形式：亞硝酸鹽非離子氨氮的循環(huán)￥固氮作用植物對(duì)無機(jī)氮的吸收氮?dú)獾娜芙獾氐脑偕被饔孟趸饔?NH22NH2OH→2NH3次要2HNO3→2HNO2→[HON=NOH]次亞硝酸2HNO3→2HNO2→[HON=NOH]次亞硝酸N2主要主要NN2O主要脫氮作用受許多水質(zhì)條件的影響，例如pH7-8為最適范圍，而pH<5時(shí)，脫氮作用停止；脫氮作用反應(yīng)速率隨著NO3-、NO2-含量的增大而增高（在一定濃度范圍內(nèi)），溶解氧含量低于0.15~0.5mg/L，脫氮作用才順利進(jìn)行。（UIA%）的計(jì)算方法設(shè)K’a為NH4+水解反應(yīng)的表觀水解常數(shù)K’a=則NH3在NH3-Nt中所占的百分比為：UIA%==在通常大氣壓下，K’a取決于水體溫度和鹽度（離子強(qiáng)度）。表4-125℃時(shí)不同離子強(qiáng)度下海水及淡水的pK’I00.40.50.60.70.8pK’a9.259.299.329.339.359.35不同溫度（t℃）時(shí)的pK’a,t，可由下述經(jīng)驗(yàn)公式求算：pK’a,t=pK’a,25+0.0324（25-t）表4-2不同氯度時(shí)H+的活度系數(shù)（rH+）值{Cl}10-3024681012-1820rH+1.000.8450.7820.770.760.7550.7530.758表4-3淡水和海水中的UIA（%）（25℃pHUIA%淡水海水（I=0.7）6.00.0570.0356.50.1800.117.00.5700.357.51.771.18.05.383.48.515.310.19.036.026.29.564.352.9由此可見，隨著水體離子強(qiáng)度的降低，K’a值略有增大，而溫度上升，K’a值也有較明顯的增大。K’a的壓力效應(yīng)不大，一般情況下可不必考慮壓力的影響。在一定的溫度和離子強(qiáng)度下，UIA%隨著水體pH值的增高而明顯增大（見表4-3）。磷元素及其循環(huán)溶解態(tài)磷溶解態(tài)無機(jī)磷（DIP）——正磷酸鹽、無機(jī)縮聚磷酸鹽溶解態(tài)有機(jī)磷(DOP)兩類顆粒態(tài)磷顆粒態(tài)無機(jī)磷酸鹽（PIP）顆粒態(tài)有機(jī)磷兩類（POP）天然水中的含磷量通常是以酸性鉬酸鹽形成磷鉬藍(lán)進(jìn)行測(cè)定。根據(jù)能否與酸性鉬酸鹽反應(yīng)，也可以把水中磷的化合物分為兩類：活性磷化合物和非活性磷化合物。凡能與酸性鉬酸鹽反應(yīng)的，包括磷酸鹽、部分溶解態(tài)的有機(jī)磷、吸附在懸浮物表面的磷酸鹽以及一部分在酸性中可以溶解的顆粒無機(jī)磷[如Ca3(PO4)2、FePO4]等等，統(tǒng)稱為活性磷化合物，并以PO4-P表示；其他不與酸性鉬酸鹽反應(yīng)的統(tǒng)稱為非活性磷化合物。以上各種形式的磷化合物中，凡能被水生植物吸收利用的部分稱為有效磷。溶解無機(jī)正磷酸鹽是對(duì)各種藻類普遍有效的形式。但實(shí)驗(yàn)也表明，很多單細(xì)胞藻類[例如三角褐指藻、美麗星桿藻等]可以利用有機(jī)磷酸鹽（特別是磷酸甘油）。其原因是很多浮游植物細(xì)胞表面能產(chǎn)生磷酸酯酶，這種酶作用于有機(jī)磷酸鹽，就生成能被浮游植物吸收的溶解無機(jī)正磷酸鹽。目前一般把活性磷酸鹽視作有效磷磷酸鹽的季節(jié)變化與有效氮十分相似，春季浮游植物生長(zhǎng)加快，表層水中活性磷酸鹽濃度逐漸下降，直到夏季幾乎降到最低值，秋季隨著表層水溫下降，海水漸漸產(chǎn)生對(duì)流作用，直到冬季由于下層富磷海水與表層貧磷海水的交換作用，使表層海水中活性磷濃度又逐漸增加至最大值磷元素及其循環(huán)1、無機(jī)循環(huán)2、生物循環(huán):水生植物的吸收利用水生生物的分泌與排泄生物有機(jī)殘?bào)w的分解礦化氧化還原作用基本理論對(duì)于任何氧化還原半反應(yīng)，若以aox和aRed分別表示各氧化態(tài)和還原態(tài)組分的活度，則（5-6）式可用以下通式表示：式中n為電子的系數(shù)，ni為參與反應(yīng)的某組份I的系數(shù)；pe0是當(dāng)各有關(guān)成份均為單位活度時(shí)電子活度的負(fù)對(duì)數(shù)，其值為“”。pe與pe0可作為一種指標(biāo)，用以表示氧化還原反應(yīng)的強(qiáng)度或趨勢(shì)，即用以表示接受或給出電子的相對(duì)傾向，同時(shí)也可用這一指標(biāo)比較氧化還原反應(yīng)的強(qiáng)度隨氧化劑或還原劑濃度變化而變化的情況天然水氧化還原電位的理論計(jì)算值若為海水體系，設(shè)t=25℃,Cl‰=19.00,aH2O=0.98,PO2當(dāng)某一氧化還原反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，其氧化還原電位應(yīng)遵守Nenster方程：式中E0為標(biāo)準(zhǔn)電極電位，R為氣體常數(shù)(8.314J.mol-1K-1)，F(xiàn)為法拉第常數(shù)（96485C.mol-1）,T為開氏溫標(biāo)，n為電子系數(shù)。相應(yīng)于（5-12）反應(yīng)方程式可有：式中E0=1.23V，將以上各項(xiàng)值代入（5-16）式可求得：Eh=0.77V。聯(lián)合（5-6）、（5-15）兩方程式可得到pe與Eh的關(guān)系式：在25℃時(shí)，，則有：天然水氧化還原電位的實(shí)際測(cè)定值上述所求得的氧化還原電位（0.77V）是海水中氧化還原電位的理論計(jì)算值，一般天然水體氧化還原電位的理論計(jì)算值為0.77V左右。在通常的天然水域中，水中溶解氧含量較為豐富，溶解氧作為氧化劑，是電子的接受體，人們常將O2/H2O電對(duì)的氧化還原電位的理論計(jì)算值作為正常天然水氧化還原電位的理論計(jì)算值。由于水環(huán)境中各氧化還原反應(yīng)難以同時(shí)均處于平衡狀態(tài)等因，因此水的實(shí)際氧化還原電位僅約為0.4-0.5V。氧化還原電位與pH的關(guān)系凡是有氫離子或氫氧根離子參與的氧化還原反應(yīng)，其Eh均直接與pH相關(guān)。上述列出的天然水域中不同環(huán)境條件下主要的氧化還原半反應(yīng)以及表5-3所涉及的氧化還原反應(yīng)基本均有氫離子參與，即這些氧化還原反應(yīng)的進(jìn)行狀況直接與環(huán)境的酸堿性相關(guān)，體系的Eh值與pH相關(guān)。利用上述反應(yīng)式以及所給出的條件，可得出以下近似的Eh和pH的關(guān)系式：Eh=1.23-0.06pH此式近似地表示Eh與pH的直接關(guān)系。此外，有些氧化還原反應(yīng)雖然無氫離子直接參與，但反應(yīng)物的存在狀況可能與體系的pH有關(guān)，即pH間接影響體系的Eh值在養(yǎng)殖生產(chǎn)中，良好的水質(zhì)是魚蝦正常生長(zhǎng)的基本保證，而豐富的溶解氧含量是維持優(yōu)良水質(zhì)的重要條件。因此，在檢驗(yàn)養(yǎng)殖水質(zhì)狀況時(shí)，溶解氧常是必測(cè)的水質(zhì)指標(biāo)之一。由上述可知，水體的氧化還原電位值直接取決于溶解氧含量。反之，水體氧化還原電位的大小也可用以表征溶解氧含量的多少。因此，近些年來在工廠化循環(huán)水魚蝦養(yǎng)殖中，人們?yōu)榱私馑|(zhì)狀況測(cè)定水質(zhì)時(shí)，常用簡(jiǎn)便易測(cè)的氧化還原電位代替測(cè)定步驟較為繁雜的溶解氧。水環(huán)境內(nèi)有機(jī)物氧化降解順序當(dāng)水中溶解氧被耗盡，有機(jī)物中的氮與硫最后將以還原態(tài)形式存在，這對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖極為不利，因而在養(yǎng)殖水質(zhì)的管理中應(yīng)盡量設(shè)法降低耗氧作用，使池水中維持豐富的溶氧量和氧化性的環(huán)境條件天然水中有機(jī)物的種類和來源顆粒狀有機(jī)物POM溶解性有機(jī)物DOM耗氧有機(jī)物有毒有機(jī)污染物溶解性有機(jī)物DOM碳水化合物含氮有機(jī)化合物(DON)類脂化合物維生素簡(jiǎn)單有機(jī)化合物腐殖質(zhì)有機(jī)物含量的表示方法1.生化需氧量(BOD):好氧條件下，單位體積水中需氧物質(zhì)生化分解過程中所消耗的溶解氧的量2.化學(xué)需氧量(COD):一定條件下，用強(qiáng)氧化劑氧化水中有機(jī)物所消耗的氧化劑的量3.總需氧量(TOD):水體中能被氧化的有機(jī)和無機(jī)物質(zhì)燃燒變成穩(wěn)定的氧化物所需要的氧量4.總有機(jī)碳(TOC):以碳的含量表示水中有機(jī)物質(zhì)總量的綜合指標(biāo)。它能較全面地反映出水中有機(jī)物的污染程度高錳酸鉀法又分為酸性及堿性兩種，當(dāng)水中氯化物超過300mg/L時(shí)，若用酸性方法測(cè)定，將由于Cl—被氧化，而使結(jié)果偏高，因此當(dāng)水樣Cl—含量超過300mg/L時(shí)，應(yīng)采用堿性高錳酸鉀法，目前我國(guó)天然水域調(diào)查和養(yǎng)殖水體COD的測(cè)定均采用堿性高錳酸鉀法。天然水中有機(jī)物的氧化作用1、基本概念在自然環(huán)境中，所有有機(jī)物在熱力學(xué)上都是不穩(wěn)定的，其分子中的碳原子處于還原狀態(tài)。因此，在與大氣中氧氣或水中溶解氧相接觸的條件下，死亡有機(jī)物的固有傾向是碳原子被氧化為高價(jià)狀態(tài)，在條件有利時(shí)，最終產(chǎn)物是二氧化碳。通常氧化作用、轉(zhuǎn)化作用、降解作用等常被用來描寫有機(jī)物在自然系統(tǒng)中的不穩(wěn)定性與變化。氧化作用或降解作用一般表明有機(jī)碳在變化過程中由低價(jià)向高價(jià)轉(zhuǎn)變，且隨著這些轉(zhuǎn)變，有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)趨于簡(jiǎn)單，分子量逐漸降低。在有機(jī)物的化學(xué)反應(yīng)中，轉(zhuǎn)化作用有時(shí)是指有機(jī)分子構(gòu)型的改變，例如有機(jī)磷化合物的水解，在水解時(shí)發(fā)生的轉(zhuǎn)化中，發(fā)生了“－S”被“－O”取代的轉(zhuǎn)化有機(jī)物在水環(huán)境中的降解是通過化學(xué)氧化、光化學(xué)氧化和生物化學(xué)氧化來實(shí)現(xiàn)的。其中生物化學(xué)氧化具有最重要的意義。能被氧化是有機(jī)物的共同特性，但不同類型的有機(jī)物被氧化的難易程度卻有很大的差異。以化學(xué)氧化為例，在一般條件下，有些有機(jī)物易于氧化，有些則不易氧化或極難氧化。不少有機(jī)物的氧化反應(yīng)需要在強(qiáng)氧化劑作用下，或是在較高溫度條件下，或是在強(qiáng)酸或強(qiáng)堿條件下，或是在適當(dāng)催化劑的參與下才能進(jìn)行。1)高氧化性（易于氧化的）化合物酚類：酚（C6H5OH）、甲酚（CH3C6H4醛類：甲醛（CH2O）、丙稀醛（CH2CHCHHO）等;芳香胺類：苯胺（C6H5NH2），甲苯胺（C6H5NHCH3）等；某些有機(jī)硫化物，如硫醇類（R－SH）、硫醚類（R－S－R）等。2）中等氧化性（在一定條件下可被氧化的化合物）醇類：乙醇（C2H5OH）、異丙醇（CH3CH3CHOH）等；烷基取代芳香族化合物：甲苯（C6H5CH3）、乙苯（C6H5C2H5硝基取代芳香族化合物：硝基苯（C6H5NO2）、三硝基苯［C6H3（NO2）3］等；不飽和烴類化合物：烯類（CH2=CH2）、炔類（CH≡CH）等；碳水化合物類：糖類（C6H12O6）、淀粉［（C6H10O5）x］、纖維素［（C6H10O5）x］等；脂肪酮類,：丙酮（CH3COCH3）等；酸類：醋酸（CH3COOH）、己酸［CH3(CH2)4COOH］等；酯類,：醋酸丁酯（CH3CO2C4H9）等；胺類：甲胺（CH3NH2）等。3）低氧化性（難被氧化的化合物）飽和烴類化合物：甲烷（CH4）、乙烷（C2H6）等；鹵代烴類：四氯化碳（CCl4）、溴代苯（C6H5Br）等。上述均為各有機(jī)物的簡(jiǎn)單化合物。同系列的復(fù)雜化合物因具有同類官能團(tuán)而有相似特性，不過復(fù)雜的結(jié)構(gòu)將使其特性也復(fù)雜化。對(duì)有機(jī)物氧化還原反應(yīng)的判斷比無機(jī)物復(fù)雜得多，氧化還原反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是電子轉(zhuǎn)移，對(duì)于無機(jī)物應(yīng)用化合價(jià)的概念就可以分析判斷，而對(duì)有機(jī)物，電子變化關(guān)系比較復(fù)雜，較難判斷。通常認(rèn)為，有機(jī)物凡是加氧或去氫的反應(yīng)稱為氧化，而加氫或去氧的反應(yīng)稱為還原。通常認(rèn)為，凡是使有機(jī)物分解趨向于簡(jiǎn)單無機(jī)物的反應(yīng)（如生成CO2和H2O）可判斷為氧化還原反應(yīng)，也稱為礦化作用。在無機(jī)物的氧化還原反應(yīng)中確實(shí)發(fā)生了電子轉(zhuǎn)移，反應(yīng)物發(fā)生了電子得或失。有機(jī)物的氧化還原反應(yīng)復(fù)雜性在于碳原子經(jīng)常以共價(jià)鍵和其他原子相結(jié)合，其價(jià)鍵數(shù)保持為4。在反應(yīng)中發(fā)生的變化往往并不是電子從這一原子完全轉(zhuǎn)移到另一原子，而只是它們之間共價(jià)鍵電子對(duì)的位置有所移動(dòng)，即碳原子控制共價(jià)鍵電子對(duì)的程度發(fā)生變化。使電子對(duì)偏離碳原子的反應(yīng)就是有機(jī)物的氧化，而使電子對(duì)移近碳原子的反應(yīng)就是有機(jī)物的還原。從電子云觀點(diǎn)看，反應(yīng)中碳原子周圍電子云密度降低時(shí)可認(rèn)為被氧化，反之，碳原子周圍電子云密度升高時(shí)可認(rèn)為被還原。膠體的穩(wěn)定性及其影響因素ζ-電位的大?。害?電位越大，膠粒電荷越多，膠粒間電性斥力越大，膠體越穩(wěn)定。溶劑化作用：水化薄膜層阻止了膠粒的互相碰撞而引起的合并，使溶膠具有一定的穩(wěn)定性水環(huán)境中膠體的種類黏土礦物膠體水合氧化物膠體腐殖質(zhì)膠體水體中有機(jī)物的重要組成部分懸浮膠體物質(zhì)在天然水中存在的許多具有懸浮性的粘土微粒，在氣泡上浮過程中可能摻入泡沫薄膜內(nèi)，把泡沫穩(wěn)定劑粘連一起，對(duì)穩(wěn)定劑起保護(hù)作用，有利于水面上泡沫的穩(wěn)定。由于氣泡的形成及在其氣——液界面上的吸附作用，水體中具有表面活性的物質(zhì)（種類繁多的有機(jī)物具有兩相基團(tuán)）連同可與其結(jié)合的其他各種形態(tài)物質(zhì)一起被選擇性地富集于液相表面膜中，這種現(xiàn)象稱為氣提作用或泡沫浮選作用吸附機(jī)理表面吸附離子交換吸附化學(xué)吸附專屬吸附吸附作用對(duì)重金屬遷移轉(zhuǎn)化的影響膠體物質(zhì)由于具有極大的比表面積和多種活性官能團(tuán)，可以吸附或絡(luò)合多種溶解態(tài)的微量金屬，對(duì)微量金屬在水環(huán)境中的化學(xué)存在形式起非常重要的控制作用，在很大程度上決定著微量金屬在水環(huán)境中的分布與富集狀況。吸附作用是使許多微量金屬?gòu)牟伙柡偷奶烊蝗芤褐修D(zhuǎn)入固相的最重要的途徑。￥吸附作用對(duì)有機(jī)物遷移轉(zhuǎn)化的影響水中膠體對(duì)有機(jī)物的吸附通常遵循這樣的規(guī)律：對(duì)于弱極性或者疏水性的膠體而言，有機(jī)物的吸附量隨著碳?xì)滏滈L(zhǎng)增加而增加膠體粒子由于其表面富集了有機(jī)物質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)成分，更容易被微生物分解利用，以利于浮游植物的吸收影響凝聚作用的因素1、電解質(zhì)的作用如前所述，加入電解質(zhì)可以壓縮擴(kuò)散層，降低膠粒的ξ-電位，導(dǎo)致凝聚作用的發(fā)生。2、電性相反溶膠，可以相互凝結(jié)一般認(rèn)為，疏液溶膠相互凝結(jié)，主要通過靜電引力；疏液溶膠與親液溶膠相互凝結(jié)則主要依靠吸附及橋連作用；親液溶膠相互凝結(jié)則與所謂乳粒積并作用有關(guān)。3、助凝劑混凝劑的加入可以擴(kuò)散層，降低膠粒的ξ-電位甚至使之接近于零，使膠體發(fā)生聚集作用。助凝劑的作用在于加速混凝過程，加大絮凝顆粒的密度和重量，使其迅速沉淀；并通過粘結(jié)和架橋作用的加強(qiáng)，使絮凝顆粒粗大且有更大表面，可以充分發(fā)揮吸附卷帶作用，提高澄清效果。4、非電解質(zhì)的作用非電解質(zhì)對(duì)于溶膠所表現(xiàn)出來的聚沉效應(yīng)，可因非電解質(zhì)的不同而有顯著的差異。有許多能在水中形成分子分散的非電解質(zhì)物質(zhì)，都能引起膠體的聚沉，例如乙醇、丙酮、糖等，當(dāng)然這些物質(zhì)需要較高的濃度才有聚沉效應(yīng)。5、其它如改變pH、加熱、劇烈攪拌等，都可加速絮凝。3.影響毒物毒性的因素￥（1）溫度一般認(rèn)為，水溫升高，有毒物質(zhì)的毒性增強(qiáng)（2）溶解氧溫度及毒物濃度一定時(shí)，溶解氧減少，有毒物質(zhì)的毒性往往增強(qiáng)（3）pH值即使pH在適