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水产养殖中氧化还原电位的监测与调控技术

发表时间:2024/07/10 17:53:16  来源:河北渔业 2017年4期  作者:崔玥 曾海祥 张凯  浏览次数:453  
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氧化还原电位(ORP)是衡量养殖水体水质情况的一个重要指标,ORP值的大小可以反映水质的好坏。氧化还原电位反映的是水体氧化还原状态,ORP值越大表明水体的氧化性越强,值越小表明水体的还原性越强。水体中参与氧化还原过程的元素主要有C、N、O、S、Fe、Mn,氧化还原电对主要有O2/OH-, Fe3+/Fe2+, Mn4+/Mn2+和S/HS-,ORP值是所有氧化还原反应电对的综合反映。

1 氧化还原电位对水质的影响

氧化还原电位的变化影响着水体生化反应的进行,不同的氧化还原电位物质转化的方向不同。发生在水体或者池塘底泥中的氧化还原反应大部分都在细菌的作用下进行,不同的氧化还原电位参与反应的细菌种类不同。当水体氧化还原反应电位高,溶氧充足时,需氧菌参与反应,水体和底泥中的有机物分解会产生氨氮,并进一步转化为亚硝酸盐、硝酸盐,水体中的S元素也以SO4- 离子等氧化态存在,这种情况下池塘水质底质良好。当池塘氧化还原电位低时,厌氧菌起作用,水体或底泥中的各种物质会转化为亚硝酸盐、亚铁、亚锰、硫化氢和甲烷。实践中发現当池塘水体氧化还原电位低于50 mV,尤其是出现负值时,池塘水质和底质开始恶化。当达到-200 mV以下时,池塘水体中具有毒性的亚硝酸盐和硫化氢会大量积聚;亚铁和亚锰离子出现,底泥变黑;甲烷产生,池底不断冒出气泡,池塘水质底质严重恶化。

2 氧化还原电位的监测方法

氧化还原电位的测定主要使用氧化还原电位测定仪,一般pH计也可以测定氧化还原电位。市场上销售的氧化还原电位测定仪种类比较多,有售价一两百块钱的笔试ORP计,也有售价一两千块钱便携式氧化还原电位测试仪,价格较贵的多参数水质测定仪也能测定氧化还原电位,一般测试仪所测数值单位为 mV。探头可以抛入水中的测定仪使用比较方便,可以现场测定,同时可以对养殖池塘的不同区域,分水层分别进行检测。

3 海水池塘氧化还原电位的昼夜变化

一般水质较好、溶氧充足的海水养殖池塘的氧化还原电位在50~150 mV之间(如图1),大部分时间在80 mV左右上下波动,上下层水体差别不大。一天中数值波动较大,全天的最高点出现在晚上23:00,最低点出现在早晨9:00。

池塘ORP值的变动主要受溶解氧和pH值的影响,水温变化也会影响氧化还原电位。但养殖池塘水体pH在昼夜间的变化幅度较小,溶解氧的昼夜变化幅度大,所以池塘水体的氧化还原电位主要受溶解氧的影响,提高上下层水体溶解氧能有效提高氧化还原电位。

4 氧化还原电位的调控方法

4.1 物理方法

使用增氧机增氧是提高水体氧化还原电位最直接有效的方法。在有太阳辐射的情况下,表层水体溶氧不断增加,但底层水体溶氧水平较低,应经常开动叶轮式增氧机搅动上下水体,提高底层溶氧,使整个养殖水体都保持在较高的溶氧水平,从而保持水体较高的氧化还原电位。在冬季池塘闲置不用的时候,可进行池底清淤或翻晒底泥,去除底泥中的还原性物质,提高其氧化还原电位。

4.2 化学方法

当水体氧化还原电位过低时也可以使用强氧化剂来快速提高养殖水体的氧化还原电位,改良水质。经常使用的强氧化剂包括复合过硫酸氢钾、氯制剂、二氧化氯、过氧化钙,双氧水等。复合过硫酸氢钾氧化还原电位高,氧化性强,使用颗粒制剂投入水底,可以快速有效地提高水体及底质的氧化还原电位。但复合过硫酸钾不宜多次反复使用,因为过量的硫酸根积聚水体会在水体氧化还原电位变低时还原成硫化物,污染水体。化学方法提高水体氧化还原电位只能暂时起作用,如果造成水体氧化还原电位变低的条件没有改变,当这些氧化性的化学物质消耗完后,水体的氧化还原电位仍然会降低。所以如果池塘氧化还原电位过低,而池塘水体条件又没有其他方法改变,就要经常使用强氧化剂以保持养殖水体较高的氧化还原电位。

4.3 生物方法

养殖池塘中使用微生态制剂,可以降解水体及底泥中的有机质,吸收氨氮及亚硝酸盐等还原性物质,还原性物质的减少也能在一定程度上提高氧化还原电位。微生态制剂并不能在短时间内改变养殖水体的氧化还原电位,应该以改良水质为主,通过改良水质防止氧化还原电位降低。

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