程开敏博士之《潜力养

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聚合帖18 | 水产养殖中硬度和碱度的那些事

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发表于 2016-12-21 14:21:10 |显示全部楼层

　　一、硬度
　　
　　水体的硬度在养殖中非常重要，不单对有机物转化，降低有毒物质的毒性有重要作用，对藻类和水生动物的生长发育都具有不可替代的作用。
　　
　　1、基本概念
　　
　　水的总硬度指水中钙、镁离子的总浓度，其中包括①碳酸盐硬度和②非碳酸盐硬度。
　　
　　①碳酸盐硬度
　　
　　碳酸盐硬度:主要是由钙、镁的碳酸氢盐[Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2]所形成的硬度，还有少量的碳酸盐硬度。碳酸氢盐硬度经加热之后分解成沉淀物从水中除去，故亦称为暂时硬度。
　　
　　②非碳酸盐硬度
　　
　　非碳酸盐硬度:主要是由钙镁的硫酸盐、氯化物和硝酸盐等盐类所形成的硬度。这类硬度用加热分解的方法不能除去，故也称为永久硬度，如CaSO4、MgSO4、CaCl2、MgCl2、Ca(NO3)2、Mg(NO3)2等。
　　
　　总硬度：碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度之和，总硬度=钙硬度+镁硬度=碳酸盐硬度+非碳酸盐硬度；
　　
　　钙硬度：水中Ca2+的含量；
　　
　　镁硬度：水中Mg2+的含量；
　　
　　负硬度：当水的总硬度小于总碱度时，它们之差。

水产养殖

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发表于 2016-12-21 14:21:45 |显示全部楼层

　　2、硬度的表示方法：
　　
　　硬度的单位有mmol/L、mg/L（以CaCO3计）、法国度和德国度，其中：
　　
　　美国度（mg/L）： 1L水中含有相当于1mg的CaCO3，其硬度即为1个美国度。
　　
　　mmol/L： 1L水中含有相当于100mg的CaCO3，称其为l mmol/L的硬度。
　　
　　法国度（ofH）：1L水中含有相当于10mg的CaCO3，其硬度即为1个法国度（1ofH）。
　　
　　英国度（oeH）：1L水中含有相当于14.28mg的CaCO3，其硬度即为1个英国度（1oeH）。
　　
　　德国度（odH）：1L水中含有相当于10mg的CaO，其硬度即为1个德国度（odH）。
　　
　　水的硬度通用单位为mmol/L，也可用德国度（odH）表示。其换算关系为:1mmol/L=5.6 德国度(odH)
　　
　　以碳酸钙浓度表示的硬度大致分为:
　　
　　0~75mg/L 极软水；75~150mg/L 软水；150~300mg/L 中硬水；300~450mg/L 硬水；450~700mg/L 高硬水；700~1000mg/L 超高硬水；>1000mg/L 特硬水。
　　
　　8度以下为软水，8~16度为中度水，16度以上为硬水，30度以上为极度硬水。

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发表于 2016-12-21 14:22:50 |显示全部楼层

　　3、适宜的范围：
　　
　　对虾在水环境中能够生存的Ca2+和Mg2+浓度范围分别为24.92~280.66mg/L和34.5~344.9mg/L，育苗场出苗率较高的条件满足Ca2+和Mg2+的含量范围为170~244mg/L与300~440mg/L。
　　
　　4、硬度水生生物水体的主要作用：
　　
　　①水体中的Ca2+、Mg2+与水生生物的生命活动有密切关系。钙是动物骨骼、甲壳及植物细胞壁的重要组成元素之一，缺钙会引起动植物生长发育不良，特别是限制藻类的繁殖。镁元素是叶绿素中的成分，在糖代谢中起到重要作用，缺镁植物细胞内的核糖核酸合成将停止，氮代谢紊乱，缺镁也会影响藻类对钙的吸收；
　　
　　②增加水质的缓冲性。若水质总硬度在350~500mg/L（以CaCO3计）时，水质、底质的pH值较稳定，抗天气变化能力强，因此保护水体硬度是对抗底质老化和酸化的主要手段；
　　
　　③降低重金属的毒性。水质硬度较高时，钙镁离子与重金属离子产生拮抗作用，减少对虾对金属离子的吸收，从而降低它的毒性；
　　
　　④养殖海水中有足够的Ca2+、Mg2+含量可促进有机物絮凝、聚沉，促进固氮及其它微生物活动，加速有机物质的矿化作用，加快无机物质的循环和再生，缓解水质和底质的酸化；
　　
　　⑤水体硬度不足，对虾脱壳、固壳生理活动受阻，因而出现脱壳难和软壳现象，水体硬度不足是导致对虾发病的主要原因之一。
　　
　　5、提高水体硬度的方法：
　　
　　不定期地在水体中添加磷酸氢钙和硫酸镁来提高水体的硬度。磷酸氢钙和硫酸镁也是最好的肥料，能促进藻类的生长繁殖，稳定pH值，促进藻相和茵相的平衡。可根据测定水体硬度来施用，按每亩1m水深每次施用磷酸氢钙1.5kg，硫酸镁2kg。

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发表于 2016-12-21 14:23:37 |显示全部楼层

　　二、碱度

　　在对虾繁养殖的水质条件中，总碱度扮演极为重要的角色。总碱度是水吸收阳离子（如氢离子H+）以维持酸碱度（pH）不变的能力，也就是说，总碱度是水的缓冲能力，可以减小pH值的波动。总碱度高，水质因外在因子（如雨水）导致的变动幅度就小，也就是所谓水质稳定。水质稳定，则育苗过程中幼虫的变态和成长会较顺利；养成过程中，水生动物的免疫反应灵敏，生理功能及成长正常。若水质变动，水生动物必须花费能量去调节渗透压；总碱度小，水质可能剧变，则水生动物易受病原体感染而致病。
　　
　　1、基本概念：

　　碱度是表示水中CO32-、HCO3-、OH-及其它一些弱酸盐类的总合。水中产生碱度的物质主要由碳酸盐产生的碳酸盐碱度和碳酸氢盐产生的碳酸氢盐碱度，以及由氢氧化物存在而产生的氢氧化物碱度，这些盐类的水溶液都呈碱性，可以用酸来中和。淡水中最多的盐是碳酸氢盐和碳酸盐，由于碳酸盐在水中溶解度低，因此水中主要是碳酸氢盐（HCO3-）。
　　
　　天然海水一般具有较高的总碱度，含有充足的碳酸根和碳酸氢根。

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发表于 2016-12-21 14:24:27 |显示全部楼层

　　2、总碱度的表示单位
　　
　　总碱度的单位为mg/l (即ppm)CaCO3 。
　　
　　3、碱度与水产养殖的关系：
　　
　　①碱度可降低重金属的毒性
　　
　　重金属一般是游离的离子态毒性较大，重金属离子能与水中的碳酸盐形成络合离子，甚至生成沉淀，降低游离金属离子的浓度。
　　
　　注：在用重金属防治鱼病时要注意重金属的用量与水体的碱度有关，比如硫酸铜杀藻，硫酸铜浸泡小瓜虫病等。碱度大，重金属的药效就会降低。
　　
　　②碱度可以调节CO2的产耗、稳定水的pH
　　
　　水中存在以下平衡：Ca2+ +HCO3- = CaCO3↓+H2O+CO2
　　
　　当光合作用强烈的时候，上述平衡向右移动，补充被光合作用消耗的CO2。
　　
　　当呼吸作用较强时，多余的CO2可以通过平衡向左移动转变为HCO3-，而储备起来。碱度较大的水体可以使水体pH相对稳定。
　　
　　③碱度过高对养殖生物有毒害作用，致病原理尚不清楚。（http://www.fishfirst.cn/thread-13389-1-1.html）
　　
　　

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发表于 2016-12-21 14:25:19 |显示全部楼层

　　3、水产养殖碱度的范围
　　
　　①水产养殖合适总碱度范围约在75–200mg/L之间，池水的总碱度太低，水的酸碱度的日变化幅度大，可能会过高（下午）或过低（清晨）。水的酸碱度稳定，则水中营养盐可利用性高，有利于浮游植物如藻类的稳定生长。总碱度高，水中的重金属如铜、锌的毒性降低。
　　
　　②淡水或低盐度养殖对虾，总碱度要求大于75mg/L（ppm）。
　　
　　③海水养殖对虾，总碱度要求大于100mg/L，在虾病流行季节或雨季，池水总碱度最好调高到120–150mg/L。
　　
　　④育苗总碱度要求大于120mg/L。
　　
　　⑤养殖用水碱度的适宜量以1~3mmol/L较好。
　　
　　⑥雷衍之等提出，四大家鱼养殖用水的碱度危险指标值是10mmol/L。
　　
　　4、碱度过高过低的影响
　　
　　在过高碱度的水中，鱼类的体表分泌大量黏液，鳃出血，迅速死亡。
　　
　　池水的总碱度太低，水的pH日变化幅度大，清晨可能会偏低，午后可能会偏高。水的pH稳定，则水中营养盐可利用性高，有利于浮游植物如藻类的稳定生长。
　　
　　5、总碱度降低的原因：
　　
　　①低盐度的水体由于碳酸根和碳酸氢根含量少导致总碱度普遍很低。
　　
　　②酸性底质的池塘通常会消耗大量的碳酸根和碳酸氢根，并且这个过程持续进行，导致总碱度越来越低，必须要使用石灰来提高水体的总碱度。
　　
　　③没有条件换水的池塘，南美白对虾蜕壳后硬壳和生长过程中会消耗碳酸根和碳酸氢根
　　
　　④细菌在降解有机物时也需要消耗碳酸根和碳酸氢根。
　　
　　⑤藻类光合作用时需要利用二氧化碳，这同时也降低了总碱度。

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发表于 2016-12-21 14:26:50 |显示全部楼层

本帖最后由一片云于 2016-12-21 14:28 编辑

　　6、总碱度的来源
　　
　　碳酸及碳酸氢总碱度主要来自于二氧化碳、水及石灰石（普通石灰或白云石）的反应：
　　
　　CaCO3 + H2O + CO2 = Ca2 ++ 2HCO3-或Ca.Mg(CO3)2 + 2H2O + 2CO2 = Ca2 ++ Mg2+ + 4HCO3-
　　
　　7、提高碱度的方法：
　　
　　最常见的使用普通石灰（碳酸钙）或白云石粉，提高总碱度，但不改变水的酸碱度。
　　
　　使用生石灰（CaO）也可以提高总碱度（提供OH-），但生石灰接触到水会产生热量及提高水的酸碱度【CaO + H2O = Ca(OH)2 = Ca2+ + 2OH-】。除非水的酸碱度太低，使用生石灰提高总碱度同时提高酸碱度。但池水中已经有养殖物，则使用生石灰必须小心慎重。
　　
　　使用熟石灰【Ca(OH)2】也可以提高总碱度（提供OH-），但水的酸碱度会随之提高，对养殖物可能造成过大应激，因此使用上必须小心谨慎。
　　
　　http://www.fishfirst.cn/thread-11144-1-1.html
　　
　　①总碱度偏低时可使用小苏打10斤/亩，少量多次地调至到80-150mg/L为佳。
　　
　　②总碱度偏低时（低于80ppm），使用白云石粉2亩／包，或使用小苏打10斤/亩，少量多次地调至到80-150ppm。
　　

　　8、碱度的变化：
　　
　　水的碱度受水中光合作用和呼吸作用的影响，会发生变化。变化的原因是水中存在一下两个化学平衡：
　　
　　2HCO3- = CO32-+H2O+CO2 (1)
　　
　　Ca2++CO32- = CaCO3↓ (2)
　　
　　当光合作用速率大于呼吸作用速率时，CO2不断被吸收利用，平衡（1）向右移动，（1）式移动的结果是CO32-含量增加，使平衡（2）也向右移动，有CaCO3 沉淀生成。两个平衡右移的总结果是水的碱度、硬度下降，pH上升。
　　
　　当呼吸作用速率超过光合作用时，不断有CO2产生，促使平衡（1）、（2）均向左移动，结果是碱度、硬度都上升，pH下降。
　　
　　如果水中Ca2+含量不足，（2）式的平衡不能进行，仅有平衡（1）存在。这时光合作用和呼吸作用不会引起碱度、硬度的变化，只是碱度的组成和pH有相应的改变。

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发表于 2016-12-21 14:27:28 |显示全部楼层

　　三、硬度与碱度的关系
　　
　　硬度与碱度是两个不同的概念，但是关系非常密切。当以mg/L CaO的形式来表示时，总硬度值通常和碱度值相似，因为在大多数天然水体中，碱度的构成成分主要是钙、镁的碳酸盐。
　　
　　前面我们知道水的硬度可分为永久硬度和暂时硬度，如果水体的硬度由永久硬度构成，那么水体中的碱度就很低，如果水体碱度主要由碳酸盐的钠、钾构成，那么水体的硬度就很低。
　　
　　补充：pH值偏低偏高的危害
　　
　　pH值偏低时：导致鱼体内血液的pH值降低，血液运输氧的能力下降，影响鱼类正常生理活动。酸性水体中，由于碱度的缺乏，藻类生长受影响，培藻困难。
　　
　　pH值偏高时：鳃根部肿大，鳃丝分离，有粘液，严重者鳃直接被腐蚀颜色发白（多发生在鱼苗阶段），导致鱼类呼吸受损。