水里的气体

中国水产门户网报道一、O2溶量的变化特点

       A．溶氧的产生和消耗
       水中溶氧量且较之大气中氧少得多。按绝对数计算，1L大气中有210mg的氧，而1L的水中一般只有7mg氧，仅是大气中的1/30左右。不仅如此，水中的气体成分和数量经常处于变动之中，水中的溶氧往往是一个可变因子，对鱼类的代谢活动和各种生命机能起着限制的作用。
       水体中氧来源，主要是浮游植物和其它水生植物光合作用产生的，部分是从空气中溶解进来的。因此，水生植物的盛衰对水体含氧量起重要作用。在水生植物特别是浮游植物大量存在的情况下，在光线可以达到的深度，水中溶氧量可以比正常情况下高1-2倍，抵达饱和状态。空气中氧向水体的溶入速率和大气压力(或氧分压)、水温，盐度和水的流动、波浪等相关，大气压力(或氧分压)越高，氧的溶解速率增快，溶解度大，两者正相关。但溶氧的溶解速率和水温，盐度呈反相关，水温或盐度高，溶解度低，相反，则溶解度高。在正常的情况下，纯水的含氧为5.54-10.23mg／L。水的流动、波浪等能增加空气中氧溶入的速率。因此，流水融氧量较静水体为高，且分布亦较均匀。
       水中溶氧的消耗主要是水生生物(包括植物、鱼类和其它动物)的呼吸。有机物或一些无机化合物被细菌或其它生物氧化和分解亦消耗一定层的氧，少量由水表层扩散列大气中。所以，水体中水生生物数量和密度，鱼缸中养殖鱼的数量和密度，对水中溶氧消耗起着关键作用。当水生生物大量死亡、腐败，使水中溶解和不溶解有机物质的含量增加，促使细菌大量繁殖时，有机物质的氧化分解以及细菌的呼吸作用，消耗大量的氧气，能使水体的含氧量骤然下降，而含氧量下降，又会加剧水生生物的死亡，造成恶性循环。

       B．溶氧的分层特点
       水体溶氧的变化特点通常与它的产生和消耗特点相关。首先，溶氧在水体的垂直分布是不均匀的：通常可分为表层、表面下层和深层三个区域。表层的溶氧往住和它接触的空气处于平衡状态，特别是表面膜，溶氧基本接近饱和。表层厚度主要取决于水温等水文因子，以及波浪等使水和它所接触的空气的混合程度。表面下层的范围较宽，溶氧量变化较大。这一水层不能直接和大气交换气体，而影响溶氧增加或减少的因素却很多。因此，溶氧的季节变化，昼夜变化在这一水层中特别明显。在鱼缸中不存在深层区域，但底沙内往往缺氧。

       C．溶氧量的昼夜变化
热带鱼缸一方面水温高、鱼类耗氧率高，有机物质分解速度也快。因此，水中溶氧量溶入少而消耗快，另一方面，白天水生植物光合作用产氧量大，补偿了氧气消耗。一般在开灯6小时后，特别是表层水，可达到过饱和。但一到晚间关灯后，植物的呼吸作用也大量消耗氧气。使溶氧量剧烈下降。甚至造成鱼窒息死亡。
       
       二、水体缺氧和H2S、NH3等有毒气体产生

       溶氧不仅对鱼类的生存以及掂食、生长、繁殖和发育等各生命机能都会产生直接的作用，而且也产生各种间接影响。良好的溶氧条件，能促进水体好氧性细菌对有机物的分解，加速水体物质循环速度、改善水质，促进鱼体的生长，发育。相反，溶氧条件差，有机物分解慢，水体物质循环迟缓，影响鱼的生长和发育。特别是在水体严重缺氧时，还会引起厌氧性细菌滋生。厌氧性细菌对有机物分解、将产生还原性的有机酸，H2S和NH3等，从而使环境变得对鱼类和其它水生生物更加有害。
       H2S一般是在水体极度污染，缺氧或无氧情况下含硫有机物经厌氧性细菌分解产生，或是在富含硫酸盐的水体，经硫酸盐还原细菌的作用而生成。因此，水中溶氧不足是H2S形成和积累的重要因素，而H2S出现又是水体严重缺氧和无氧的标志。如果增加水中溶氧，H2S即被氧化消失。因此，在底沙较厚的地方会产生H2S，平时危害并不显著，但在水体缺氧时危害则十分严重。H2S是无色气体，具恶臭，可溶于水，对鱼类有极毒作用。H2S的毒害机制是：通过鳃和口腔粘膜，渗入鱼体血液，与Hb中的铁化合而使Hb失去载氧能力。H2S在酸性水中更难被分解。若H2S爆发则很容易发生暴毙。
       NH3也是在缺氧情况下，由含氨有机物分解而产生，或者是含氮化合物被反硝化细菌还原而生成，包括鱼类在内的水生动物的代谢最终产物，一般也以NH3的形式排出体外。NH3和H2O接触后，即生成NH4+和OH-而建立化学平衡。水体中NH3和NH4+的含量取决于水的pH值和温度；pH值低、水温低，NH3比较小，当PH<7几乎都以NH4+形式存在：而PH位高、水温高，则NH3比率高，一般pH>11，几乎都以NH3形式存在。NH3和NH4+是性质不同的两种物质：NH3对鱼类和其它水生生物有极毒作用，即使浓度很低，也会抑止鱼类生长发育；而NH4+无毒。据实验NH3含量>8mg/L时，对大多数水生动物有致命影响。所以过滤系统一定要跟上。

       三、CO2溶量的变化特点

       水体中C02溶量，主要由包括鱼类在内的水生生物呼吸排出，微生物分解水中有机物时也产生部分CO2，还有少量由空气溶入。水生植物的光合作用消耗一定量的CO2。CO2在水体中有结合和游离两种存在形式。在天然水体，特别是海水，游离CO2含量不高，一般不超过20-30mg／L，经常低于7mg／l。这是因为水体中存在若一个CO2平衡系统，可以用以下化学式简单表示:

       CO2+H2O=H2CO3=H++HCO3-H2CO3+CaCO3=Ca(HCO3)2=Ca+++2HCO3-2HCO3-=CO3-+H2O+CO2

       由于CO2镕入水中会形成H2CO3，后者离解后放出H+又会影响水体pH直。所以，水体CO2的增和减都会影响pH值，而相反任何影响pH的因子，也会影响到上述平衡系统，当水中C02大量积累(pH下降)时，碳酸盐(CaCO3)会吸收CO2而形从可溶性Ca(HCO3)2：相反，当水中游离C02不足(pH升高)时，Ca(HCO3)2：即进行解离而释放出CO2。因此，由于游离CO2含量过高而引起鱼类中毒死亡的情形在自然水体较为少见。
       在鱼缸中，CO2溶量和pH值往往和氧一样存在着昼夜和垂直分布的变化，而其变化过程则往往和溶氧的变化过程相反。（见上文）水体C02溶量增加对鱼类和其它水生生物有毒害作用。其毒害机制主要是：CO2浓度高的水体中，鱼体血液里的CO2不能向外扩散，而使血液CO2浓度升高，pH下降，从而影响Hb和O2的结合力，造成血液供氧不足，最后死亡。在水中氧量保持充分情况下，CO2溶量低于30mg/L对鱼无影响，80mg/L表现为呼吸困难，100mg／L昏迷和失去平衡，200mg/L死亡。
 




                                        编辑：庞琪