详细分享《养殖水化学》

Janenac

第一节 环境

一,环境

1. 环境的定义

围绕着某一有生命主体的外部世界称之为环境.

相对于人这一主体而言的外部世界,就是人类的生存环境.

《中华人民共和国环境保护法》明确指出;大气,水,土地,矿藏,森林,草原,野生动物,野生植物,水生生物,名胜古迹,风景游览区,温泉,疗养区,自然保护区等各种自然因素的总和.

2. 生物圈

生物圈可定义为地球上所有生物体的总和,也可定义为由生活在大气圈,水圈,岩石圈和土壤层(岩石圈的附属层)界面上的生物所构成的一个有生命的圈层.

根据生物分布幅度,生物圈上界可达海平面以上10km,下界达海平面以下12km.也就是说,在地球表面包裹了22km厚的一层生物圈.在这个广阔的自然界里,最活跃的是生物.

生活在生物圈某区域范围内某生物物种的所有个体总和被称为种群.在此范围内所有种群之和被称为群落.对某一确定种群来说,只能生活在变动幅度不大的环境条件下,但不同种群的生物可能在相差悬殊的环境条件下各自生活.

在考虑一个实际的环境系统时,自然环境和生物圈还是一个过于巨大的系统.比这更小的环境系统依次是区域环境,生境,小环境,微环境和内环境.

3. 区域环境

组成生物圈的各圈层是不均匀的,在物质的组成和分布方面有着很大差异,形成了彼此可相区别的各种各样区域,即为区域环境.

区域环境如湖,河,江海,沙漠,山地,平原以及热带,亚热带,温带和寒带等,都有各自突出的自然环境景观.

不同区域环境中生存着与环境相适应的动物,植物和微生物.

4. 小环境和微环境

指的是生物个体所占据生境的一个特定范围.

例如:居室是人们生活的小环境;根系表面的土壤环境,即为根系环境;叶片表面附近的大气环境及随温度,湿度变化所形成的小气候或微气候,就是植物的小环境.

微生物形体微小,其所处生境被称为微环境.

二,环境污染

1. 环境问题

环境问题——由自然因素或人为因素引起生态平衡破坏以至直接或间接影响人类生存和发展的各种情况.

环境污染——由于自然的或人为的原因,在原先处于正常状况的环境中附加了物质,能量或生物体,其数量或强度超过了环境的自净能力,使环境质量变差,并对人们的健康或环境中某些有价值物质产生有害影响者.

自然原因即是指火山爆发,森林火灾,地震,有机物的腐烂等.以火山爆发为例,活动性火山喷发出的气体中含有大量硫化氢,二氧化硫,三氧化硫,硫酸盐等,严重污染了当地的区域环境;从一次大规模的火山爆发中喷出的气溶胶(火山灰)有可能将其影响波及全球.首先,大量火山灰将遮蔽日光,使太阳光(能)反射,转回到宇宙空间,从而影响了那些必需要阳光的地球生物类的生长.另一方面,火山灰在地球表层形成一层薄膜,使地面上的各种形式能量无法散发,这如同二氧化碳造成的温室效应所起的作用一样.再则,大气中到处散满了火山灰,成为水滴的凝结核心,使雨云易于集结,造成某些地区降雨量"前所未有"地增多;由于地球表层进行循环的水量是大体恒定的,局部地区大雨经久,则必然造成另一些地区发生严重的干旱;有的地方大雨,有的地方大旱,这又扰乱了地球表层热能分布平衡状态,造成局部地区热流,另一些地区则产生寒潮.以上这些现象结合起来,就会严重影响人们正常生活,破坏农业生产,导致严重歉收.许多环境污染问题如同上述火山爆发情况一样,对于环境的质量能起"牵一发而动全身"的作用.

人为原因主要是指人类的生产活动,包括矿石开采和冶炼,化石燃料燃烧,人工合成新物质(如农药,化学<>药品)等.总的来说,由人为因素造成的环境问题可以分为四个方面:

①在资源开发过程中过度地向自然索取物质和能量(特别是化石燃料,矿物和木材等);

②在物质生产和日常生活过程中向环境释放出废物和废能(特别是化学<>污染物和辐射能);

③经济建设(如农村城市化,围湖造田,兴建水坝等)引起对环境干扰;

④人口增殖引起单位时间和空间中人类活动频度增多.

近代,随着人类社会进步,生产发展和人们生活的不断提高,同时也造成了严重的环境污染现象,如大气污染,水体污染,土壤污染,生物污染,噪声污染,农药污染和核污染等.特别在本世纪的50-60年代,污染已成为世界范围的严重社会公害,许多人因患公害病而受苦难或死亡,人们的健康受到环境污染的损害.环境污染已对人们生活和经济发展造成了严重危害.

研究证明,目前,一些"自然灾害"常由于人为因素的加入而增强.例如,因人们大量砍伐森林,破坏植被而增加了沙漠化,水土流失和水灾的强度等.

2. 环境污染概念图

3. 环境污染概念公式

环境污染造成的危害 = 自然因素或人类活动的冲击破坏 - 包括自净机能在内的自然界动态平衡恢复能力

君子以自强不息

谢谢分享，慢慢学习！

WJJ2020

没有更新完，就断了？？？

江东

蛮好的，啧啧啧

octopusking

学习学习学习

一片云

有时间是要好好再看看这些了

178017204

水产入门必修课！

辉洒人生

楼主这是哪个版本的书啊

apldwf

还有后续吗

apldwf

{:soso_e183:}{:soso_e181:}

apldwf

{:soso_e179:}

Tankee

好东西，慢慢看

haoye520

顶  我觉得水化学和水生生态学 是我们水产人一定要学的东西

、、、随意

Janenac 发表于 2012-5-31 16:42
第三节 天然水环境主要物理性质一,天然水的光学特性1.水对太阳光的反射一束太阳辐射,以一定入射角直接射到平 ...

这都是自己搭上去的吗

oscar

看得有点头晕脑胀的，不过无疑是好东西，慢慢看，有收获

我爱养大虾虾

真的要慢慢看才可以啊

Janenac

第五节 其它营养元素

一,铜

铜是所有藻类所必需的元素,动植物新陈代谢必不可少的元素,铜参与生物体内的氧化还原反应,构成铜蛋白,参与光合作用,促进蛋白质的合成等.铜在有些生物,特别是软体动物,甲壳动物体内存在较多,如牡蛎中铜的含量可达600-3000mg/L.这些生物的血液内含有血蓝素,使血呈现淡灰青色.而血蓝素是含铜的蛋白质,血液中铜含量和呼吸强度有很大的关系.例如,活动较为剧烈的章鱼血液中铜的含量比蟹高等.

铜可能来源于许多工业废水的排放,还可能来自输水管道,热交换器等含铜设备中铜的溶解,还有人在水中加入铜盐以抑制藻类的生长,用铜的有机,无机化合物进行农药喷洒等,这些都构成了水中铜的来源.一般情况下,河水中铜的浓度较低,这是由于铜与氧化物共沉淀或吸附于矿物表面所致.

二,铁

铁是动植物新陈代谢中的一个基本元素,是叶绿素合成所必需的元素,是许多酶的组成成分和活化剂.铁参与光合作用,生物固氮作用,呼吸作用等.海水中的铁与某些海洋动物的生长也有直接关系.例如在氢氧化铁胶团凝聚形成粘性软泥沉积于浅海海底时,此时的水域环境正适于幼虾的生长繁殖.据试验,分别把对虾蚤状幼体(I期)培养在0.404mgFe/L的海水和无铁海水中,在同样条件下饲养,经两天后含铁海水中对下幼体大部分存活,而无铁海水中的对虾幼体则全部死亡.

铁是地球外壳中含量占第二位的金属元素,但通常在水中的溶解度较小.水中铁的存在受环境条件的极大影响,尤其是随氧化-还原强度和程度的变化而变化.生物圈的活动对水中的铁的存在有强烈影响.有些微生物参加了铁的氧化和还原反应,如噬铁菌等.

地下水中常见的是Fe2+,在水中的溶解度较大.据报道在pH6-8间地下水中Fe2+的浓度可达到50mg/L.而通常情况下,水中铁浓度在1.0-10mg/l之间.Fe2+能被水中的溶解氧氧化为Fe3+,在pH大于5时,Fe3+的溶解度很小,能很快生成Fe(OH)3褐色沉淀.这个机理可以很好地解释这样一个现象,当水刚从井中抽出时,这类水一般是清洁的,但很快就变浑浊了,最后由于Fe(OH)3

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第四节 硅元素及其循环

一,硅的存在形式

水中硅主要以溶解硅酸盐和悬浮二氧化硅两种形式存在.

(1)溶解硅酸盐

——硅酸是一种多元弱酸,在水溶液中存在下列平衡:

当水pH为7.8-8.3时,约5%的溶解硅以H3SiO4-形式存在.通常把可通过0.1-0.5μm微孔滤膜,并可用硅钼黄比色法测定的低聚合度溶解硅酸等称为"活性硅酸盐",这部分硅酸盐易于被硅藻吸收.

(2)二氧化硅

——硅酸脱水之后转化成为十分稳定的硅石(SiO2):

二,硅的循环

水中硅的循环主要受植物的吸收利用,硅酸盐的沉淀溶解平衡等因素的影响.在春季,因浮游植物迅速繁殖而被吸收,使海水中的硅被消耗;在夏,秋季,植物生长减慢时,海水中的硅有一定回升;临近冬季时,生物死亡,其残体缓慢下沉,随着深层回升压力增加,有利于颗粒硅的再溶解作用,又缓慢释放出部分溶解硅.最后,未溶解的硅下沉到海底,加入硅质沉积中,经过漫长的地质年代后,可重新通过地质循环进入海洋.

三,硅的分布变化规律

1.水平分布

受生物活动,大陆径流,水文状况,沉积作用,人为活动等各种因素的影响,海洋中硅的水平分布通常表现为沿岸,河口水域的含量高于大洋,太平洋,印度洋高于大西洋.开阔大洋中高纬度海域高于低纬度海域.但有时因生物活动和水文条件的变化,在同一纬度上,也会出现较大的差异.

2.垂直分布

在大洋真光层,由于海洋浮游生物大量吸收溶解硅酸盐,致使溶解硅酸盐含量很低,有时甚至被消耗殆尽.在微生物的参与下,生物新陈代谢过程的排泄物和死亡后的残体在向深层沉降的过程中会有一部分重新转化为溶解硅酸盐,释放回水中.水中因而随深度的增大,其含量逐渐增大,并在某一深度达到最大值,此后不再随深度而变化.在不同的大洋深处,其溶解硅酸盐含量也有所差别,如太平洋和印度洋的深层水中含量比大西洋深层水高得多.

3.季节变化

主要表现在海洋浮游植物繁盛季节,尽管溶解硅被大量消耗,但其在海水中的含量仍保持一定水平,而不象N,P那样可降低至未检出.这是因为每年有相当大量的含硅物质由陆地径流和风带入海洋,使海水中溶解硅得以补充.有人估计,每年补充到海洋的溶解硅总量约相当于3.24×108tSiO2.其中,由河流携带入海洋的悬浮物质是决定海水中硅含量的主要因素.

四,水中有效硅的含量

各国渔业用水标准中,都没有规定有效硅的指标.一般淡水水体内,硅,特别是胶体及悬浮态硅的含量较高,因此,人们通常都认为硅不是限制性营养物质.不过,在其它营养物质供给充足,形成硅藻水花时,若表水层硅补给不及时,硅也会成为限制性营养物质.

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四,磷肥的施用

1.常用磷肥及其特点

磷肥大体上可分为可溶性磷肥和难溶性磷肥两大类十多个品种,水产养殖中所用的多为可溶性磷肥,最常用的是过磷酸钙.

常用磷肥及其特点

肥料           名称          主要成份 分 子 式           含氮量(%)                  一般特征

过磷酸钙    (普钙)    Ca(H2PO4)2 +

                               CaSO4·2H2O                          16-20
                                                用62%硫酸分解磷矿粉并熟化制得.水溶性,速效,常含游离酸,呈酸性,含多量石膏(CaSO4·2H2O)

重过磷酸钙 (重钙)     Ca(H2PO4)2                         40-50

                                                                 用硫酸分解磷矿粉制得.水溶性,速效,常含游离酸,呈酸性,不含石膏

                 氨化普钙       CaHPO4+

                                     NH4H2PO4                         13-20

                                                                 由普钙加氨水中和制得,水溶性,不含游离酸,含2-3%的氨态氮,呈中性,速效

                  安福粉     (NH4)2HPO4+

                                      NH4H2PO4                            30

                                                             用硫酸分解磷矿粉,分离出磷酸再用氨水中和制得.水溶性,速效,含氮量为18%

磷酸二氢钾                       KH2PO4                               52

                                                                    用氢氧化钾或碳酸钾与磷酸中和制得.水溶性,速效,碱性,含钾30%

2.施用磷肥的注意事项

(1)有效磷的含量

——研究表明,按浮游植物吸收速率计算出的养殖池塘水中有效磷浓度应保持不低于46 gP/L.实际上在发表的诸多论文和报告中,认为有效磷的临界值为20-50 g/L,而多数认为水中的总磷应大于100 gP/L,有效磷在40-50 gP/L为最佳,可得到最令人满意的初级生产速率及产量.

(2)磷肥种类的选择

——在池塘养殖中施用磷肥多用于改良水质,提高并维持表层水的有效磷含量,所以在选用磷肥时,一定要选可溶性磷肥.

(3)施用磷肥的注意事项

施用磷肥时,池水的pH值以中性和弱碱性为好(pH=7.0-7.5).若池水的pH值过高(8.5以上),应将磷肥溶解后,调节其pH值使之呈强酸性后方可施用,以减少磷肥的损失.

当大风过后或刚注入新水,池水过于混浊,粘土粒子很多时,不宜施磷肥,以减少吸附固定损失.若为了澄清水质,应另当别论,多耗用一些磷肥可促进悬浮物絮凝沉淀,促进浮游植物增殖.

磷肥不应与石灰等碱性物质一起溶解使用.施用生石灰后,至少应隔10-15天才能施磷肥,否则水中钙离子(Ca2+)浓度大,pH值高,有效磷易生成钙盐沉淀造成损失.

磷肥最好能与有机肥一起沤制后使用,此时有机物多,会生成一些可溶性络合物,使有效磷被吸附沉淀的机会减少,有利于提高肥效.

为使施入的磷肥能在表层水中停留较长时间,以便及时被浮游植物所利用,施肥应选在晴天光照充足的上午进行.也可采用一些特殊的施肥方法,如挂袋,挂罐等,使肥料缓慢释放提高肥效.

使用磷肥时应控制适宜的氮磷比.大量试验证明,当水中有效氮和磷的绝对浓度大于各自最适的施肥指标时,只会浪费一种肥料,而不会增加初级生产速率和产量.施肥时,控制适宜的氮磷比值为6-7.

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三,水中磷的分布变化规律

1.水平分布

受生物活动,大陆径流,水文状况,沉积作用,人为活动等各种因素的影响,海洋中磷的含量通常也表现为沿岸,河口水域高于大洋;太平洋,印度洋高于大西洋;开阔大洋中高纬度海域高于低纬度海域;但有时因生物活动和水文条件的变化,在同一纬度上,也会出现较大的差异.

在海洋浮游植物繁盛季节,沿岸,河口水域表层海水中活性磷含量可降到很低水平(0.1μmol/L).而在某些受人为活动影响显著的海区,含磷污水等的大量排入,则可能造成水体污染,出现富营养化,甚至诱发赤潮.

大洋表层水中,DIP含量远低于沿岸区域,并且,不同区域的含量存在一定差异.在热带海洋表层水中,由于生物生产量大,DIP含量低,通常仅为0.1-0.2μmol/L,而北大西洋和印度洋表层水中DIP含量则可达2.0μmol/L.总的来说,大洋表层水中DIP分布比较均匀,变化范围一般不超过0.5-1.0μmol/L.

大洋深层水中,由北大西洋向南,经过非洲周围海域,印度洋东部到太平洋,DIP含量平稳地增加,最终富集于北太平洋深层水中.营养要素在大洋深层水中的这种分布,与大洋深水环流和海洋中营养要素的生物循环作用有关.起源于北大西洋的低温,高盐,寡营养的表层水在格陵兰附近海域沉降,形成北大西洋深层水,途经大西洋,进入印度洋,最后到达北太平洋.在深层水团这一运动过程中,不断地接受上层沉降颗粒物质分解释放的营养要素,故营养盐不断得以富集.大洋2000m深处水中DIP含量由北大西洋1.2μmol/L逐渐升高到北太平洋的3.0μmol/L.

2.垂直分布

在大洋真光层,由于海洋浮游生物大量吸收磷,致使有效磷含量很低,有时甚至被消耗殆尽.在微生物的参与下,生物新陈代谢过程的排泄物和死亡后的残体在向深层沉降的过程中会有一部分重新转化为溶解态无机磷,释放回水中.因而随深度的增大,其含量逐渐增大,并在某一深度达到最大值,此后不再随深度而变化.在不同的大洋深处,其溶解态无机磷含量也有所差别,如印度洋=太平洋>大西洋.在河口,近岸地区,磷的垂直分布明显受生物活动,底质条件与水文状况的影响.在上升流海区,由于富含磷的深层水的涌升,该区溶解态无机磷的含量明显增加.

3.季节变化

磷的季节变化规律与无机氮相类似.中纬度(温带)海区和近岸浅海海区的季节变化较为明显,而且与海洋浮游植物生物量的消长有明显的关系,反映了生命过程的消长.夏季浮游植物繁盛期间,有效磷被大量消耗,加上温跃层的存在,妨碍了上下层海水的混合,有效磷的含量,尤其是其在表层的含量降至很低.进入秋季后,浮游植物繁殖速率下降,生物残体中的有机氮化合物逐步被微生物矿化分解,加上水体混合作用,其含量逐渐上升并积累起来.到冬季,表层和底层水中有效磷含量都达到最大值.春季,浮游植物生长又开始进入繁盛期,海水有效磷含量再次下降.

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二,磷的循环

1.无机循环

磷的无机循环速度很慢,其周期以109年计.火成岩受风化作用后,其中磷化合物经由岩石经土壤,河流而转入海洋.由于海水偏碱性且含大量Ca2+离子,所以多数磷又以磷酸钙形式沉积于海底.在深海沉积物中,这些磷酸盐几乎被永久封闭而不易复出.只有通过人类采掘活动或海底鱼类的食用(再经食物链)才有可能少量地重返陆地.而沉积在内陆海或大陆架中的磷酸盐则可通过地面隆起等地质过程再次成为新陆地的组成部分.

2.生物循环

——水生植物的吸收利用

在一切天然地表水的真光层中,大量的有效磷在水生植物生长繁殖过程中被吸收利用,构成水中磷循环的重要环节之一.

研究发现,水中活性磷的含量不仅与藻类生长繁殖有密切关系,而且对水产动物的增养殖也有密切关系.Toor,H. S.(1983)发现,当PO4-P从0.08到0.12mg/L时,鲤鱼孵化率从48%增达到88%.但当浓度大于0.12 mg/L时,孵化率下降,成活率与孵化率也有明显的趋势.据认为,在高PO4-P时,由于磷酸盐干扰细胞分化和形态发育,幼体出现畸形,死亡率高.

——水生生物的分泌与排泄

研究表明,天然水中浮游植物在分泌出有机磷酶等有机态磷并使之重新参与磷循环方面起着重要的作用.Seder(1970)发现淡水绿藻在其分裂周期的某一特定阶段会分泌出相当数量的有机磷酸盐,而这种过程可能在自然条件下发生.kueuzler(1970)也证明海洋浮游植物可能分泌出大量的有机磷酸盐.

浮游动物排泄磷酸盐常常是有效磷的重要的再生途径.虽然细菌由于代谢和需要基质而将有机磷氧化,导致无机磷的释放.但Johnes(1965)指出,在由碎屑物质再生磷酸盐方面,原生动物的重要作用可能不亚于细菌,因为细菌与原生动物的混合种群对无机磷的再生速率大于单独细菌或无菌原生动物的再生速率,可能由于碎屑有机磷被细菌同化及细菌组织进一步被原生动物的消化比由细菌本身直接矿化更为重要;也可能由于原生动物排泄的物质能刺激细菌的生长.Harris (1955)测定浮游动物排泄磷酸盐(干重)的速率高达11 gP·mg-1·d-1.显然,排泄磷的速率随自然条件,动物的活动以及索饵状况的不同而有很大的变化.由各种食植动物排泄磷(干重)的基本速率一般为2-3 gP·mg-1·d-1.Peter(1973)指出,当系统处于稳定状态时,被浮游动物吞食的细菌和浮游植物(颗粒为0.45一30 m)的总磷中,约有54%是以P04-P的形式排泄释回水中,供细菌,浮游植物重新利用.在适当的条件下,浮游动物排泄的再生有效磷可在相当程度上满足浮游植物对磷的要求.

鱼类及其他水生生物的代谢废物内也含有磷.例如Whitledge等(1971)测定秘鲁鳀鱼排出磷(干重)的速率为90 gP·g-1·d-1.

——生物有机残体的分解矿化

在天然水中水生生物的残体以及衰老或受损的细胞由于自溶作用而释放出磷酸盐,同时因悬浮于温跃层和深层水暗处受微生物的作用而迅速地再生无机磷酸盐,从而构成水体中有效磷的重要来源.

在大多数地表水体,其沉积物为上覆水有效磷的一个巨大的潜在贮源.例如湖泊沉积物中磷的丰度比上覆水层高600倍之多(Stumm,1973),但沉积物中的磷多以Fe,Al和Ca等磷酸盐,有机态磷以及被胶粒粘土吸附固定的磷酸盐等形态存在,沉积物中的有机态磷主要来自生物有机残骸的沉积,经微生物活动及体外磷酸酶的作用而逐渐矿化.海洋沉积物的研究表明,生物残体骨骼中的固体磷酸钙再生为可溶性磷酸盐的过程中,细菌也起着重要作用;此外,沉积物被吸附的磷在一定的条件下与溶液间发生离子交换解吸作用有利于磷酸盐的再生.上述诸过程的进行有赖于环境条件,一般而言,降低pH值,出现还原性条件以及增大络合剂的浓度,有利于难溶磷酸盐的溶解.而增高pH值,好气性条件则有利于有机态磷的矿化和交换解吸.以上作用过程使沉积物间隙水中有效磷的含量增大.一旦间隙水中可溶性有效磷的浓度大于底层水中的浓度时,由于扩散作用或沉积物释放气体(如CH4),底栖动物活动以及深层水的湍流运动等的搅动,促进可溶性有效磷从沉积物向上覆水的迁移.若水体处于垂直对流的条件下,可溶性有效磷可由底层水向表层水迁移,从而影响真光层生物的产量和生长速率.显然从沉积物释放可溶性有效磷的速率受制于多种因素,但一般认为主要是通过间隙水的扩散速率控制的.水一底界面两侧的浓度梯度越大,则磷的释放速度也增大.例如有些缺氧条件下的湖底沉积物释放磷的速率变化于4.0-10.8mgP·m-3·d-1·