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大型鱼类水产养殖自动监测系统

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发表时间:2023-01-07 16:06
文章附图

大型鱼虾类水产养殖场自动监测系统

水产养殖中池塘底质常见的问题

鱼虾等水产动物的最基本生存条件是水体环境,所以为保证水产养殖业更快更好地发展,首先就必须保持养殖池塘水质的良好性。但是水产养殖池塘底质可与池水相互作用,从而严重影响水体的质量,因此,归根到底还是要重视水产养殖池塘底质的有关改良。为了达到更为合理地利用养殖池塘的水土资源的目的,务必要从改良与修复着手。


水产养殖池塘主要输入人工投饵、施肥、生物尸体及其粪便等有机物。池塘水深的不同造成了输入的部分有机物不能及时得到分解,所以原本的有机物慢慢地就变成了水底沉淀淤泥的组成成分。


虽然池塘池底有限的淤泥量可以有效发挥保肥、供肥以及缓冲池水水质等作用,但是如果养殖池塘池底沉淀的淤泥量超过一定的限度,水中含有的有机质就会增多,细菌在氧化分解这些有机质的过程中要消耗更多的氧气,从而导致存在于池塘下层水中的氧气含量少之又少。


对于厌氧性细菌,在这种缺氧环境下,繁殖速度无疑会大幅度提高,同时可以更快地发挥发酵作用,从而增加了诸如氨、硫化氢、有机酸、低级胺类、甲烷等还原性中间产物的含量。


一方面,这些还原性中间产物的长时间积累将会严重阻碍鱼类的顺利生长;另一方面,这些产物特别喜欢与氧气同在,水中一旦有氧存在,它们立即和氧气发生反应,消耗大量的氧气,而水中的含氧量只有在其完全氧化之后才可以回升。在夏秋两个高温的季节,天气变化多端,如遇到响雷、闪电、下雨等不同的情况,会瞬间导致鱼塘表层的水温下降,从而引发水位对流。


含氧量较高的上层水向下层传去,促使下层水位升高,此时生存于下层水的还原性物质通过氧化作用而消耗大量的氧气,最终可能造成水体环境严重缺氧,鱼虾等水产动物大量死亡。


大型鱼虾类水产养殖场自动监测系统


氧化还原电位


氧化还原电位,简称ORP 。ORP值代表池塘底泥、养殖水体等介质氧化性或还原性的相对程度。ORP的单位是mv。它由ORP复合电极和mv计组成。ORP电极是一种可以在其敏感层表面进行电子吸收或释放的电极,该敏感层是一种惰性金属,通常是用铂和金来制作。


氧化还原电位是反映水溶液中所有物质表现出来的综合的氧化-还原性的一个指标。水体、底泥的氧化还原电位越高,其氧化性越强,水体、底泥的电位越低,其氧化性越弱。


氧化还原电位的测定可以使用ORP测定仪测定,电位为正表示池塘显示出一定的氧化性,为负则说明池塘底质显示出还原性。


你的养殖池有经常出现死底层鱼的状况吗?你的养殖池水面出现过不断冒泡的现象?你的养殖池底泥有发黑发臭的问题吗?如果有,那证明你的养殖池底泥已经由氧化态变为还原态,氧化还原电位逐渐降低,氧债开始增加,也预示着情况开始越来越糟糕。


而如果你长期关注水体氧化还原电位变化,注重改底,则情况会大一样。氧化还原电位(oxidaTIonreducTIon potenTIal ORP)是非常重要的水质指标之一,它虽然不能独立反应水质的好坏,但是能够综合其他水质指标来反应水生系统中的生态环境。


什么是氧化还原电位?在水中,每种物质都有独立的氧化还原特性,可以简单理解为在微观上,每一种不同物质都有一定的氧化还原能力,这些氧化还原性不同的物质能够相互影响,最终构成一定的宏观氧化还原性。电位为正表示溶液显示出一定的氧化性,为负则表示溶液显示出一定的还原性。一般的pH值测定仪都能兼测氧化还原电位,但如果需要准确测定,则需要购买专门的氧化还原电位仪。


1. 淡水养殖环境中的ORP变化情况


从文献报道和本研究室测定的结果来看,养殖池塘一般存在水体上下层交换,池塘泥水界面有比较高的氧化还原电位,在400mV以上,从水层溶氧也可以反映出来,只要溶氧达到1毫克/升以上就不存在还原态。而养殖池塘底泥则由于沉积物不同,氧化还原电位值变化情况不同,但都随着底泥深度增加,氧化还原电位呈现降低趋势。底泥0~250px深度为活性淤泥层,在这里可能看到ORP急剧下降,最终降到0mV以下,随着深度继续增加,ORP继续减少,底泥开始完全呈现还原态。


随着底泥中氧化还原电位的降低,各种微生物活性也随之发生改变。随着底泥深度增加,依次存活的微生物种类为好氧微生物、微氧微生物、兼性微生物、厌氧微生物。相应表现在氮循环上,则先是氨化细菌与硝化细菌进行有氧呼吸,产生氨氮、亚硝酸盐,好氧微生物一般生活在+100mV以上,以+300mV~+400mV为最适。


随着氧化还原电的降低,出现铁锰呼吸,干塘晒塘时被氧化成三价的铁,此时逐渐被还原成二价铁,这个过程耗氧产酸,所以底泥pH值下降。


氧化还原电位继续降低,当氧化还原电位环境为-200~-250mV,专性厌氧微生物出现生长,硫酸还原菌进行硫呼吸,原本存在的硫酸根被还原成硫化氢,硫化氢跟亚铁离子、锰离子反应,生成FeS、MnS,土壤变黑(见图2)。当氧化还原电位环境为-300~-400mV,底泥处于极度缺氧状况,专性厌氧产甲烷菌即开始分解底泥中的有机质产生甲烷。淤泥厚的池塘用竹竿捅了后水面冒气泡,这种气泡即是底泥产生的甲烷


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