答
论溶解氧传感器对养殖的重要性
溶解氧传感器是一种用于测量氧气在水中的溶解量的传感设备,水中溶解氧浓度的连续.一测量在水处理领域起着以下几点重要的作用:
1、污水处理厂活性污泥池中氧的测量和调节以便在生物降解过程中达到高效。
2、水文监测测量河流、湖泊、海洋中氧含量,指示水的质量。
3、水处理:氧含量测量,如饮用水中检测状态(氧气丰富/腐蚀预防等)。
4、鱼塘:氧含测量和调节以便维持更佳的生态和生长条件。
氧在水中的溶解度取决于温度、压力和水中溶解的盐。溶解氧分析仪传感器是由金电极(阴极)和银电极(阳极)及氯化钾或氢氧化钾电解液组成,氧通过膜扩散进入电解液与金电极和银电极构成测量回路。当给溶解氧分析仪电极加上0.6~ 0.8V 的极化电压时,氧通过膜扩散,阴极释放电子,阳极接受电子,产生电流,整个反应过程为:阳极Ag+Cl→AgCl+2e- 阴极 O2+2H2O+4e→4OH- 根据法拉第定律:流过溶解氧分析仪电极的电流和氧分压成正比,在温度不变的情况下电流和氧浓度之间呈线性关系。目前国内本土品牌中并没质量特别好的溶解氧传感器,比较好的是由日本FIGARO公司生产的溶解氧传感器 - KDS-25B,汤浅溶解氧传感器KDS-25B是一款独特的原电池式传感器,是专门为水质控制而开发的。这款溶解氧传感器更显著的特点就是,使用寿命长,不受CO2影响。
KDS-25B 使用特殊酸性电解液,阴极采用惰性金属金,阳极采用金属铅,氧气以扩散的方式通过氟树脂膜参与氧化还原反应,构成一种氧铅蓄电池,然后由内部电阻将氧化还原反应产生的电流转化成电压输出。产生的电流与溶解氧的浓度成正比,严格地来说是与氧分压成正比(溶解氧含量越高,透过氟树脂膜参与反应的氧分子越多),KDS-25B是环境监测、水质检测的理想传感器之一。
一切生物的生存生长和繁殖都离不开氧气,空气中的氧气含量相对高而稳定,但水中的氧含量少而多变,约为空气中的1/20,海洋中则更少。因此水中的溶氧量成为鱼类生存生长的一个限制性因素,是水养殖生产中人们必须关注的水质因子之一,鱼类呼吸速率与各种内因及外因相关,如种类,年龄,体积,食量,温度,CO2,pH,溶氧量等。一般来说环境条件适宜时,水中氧含量达到5mg/L以上时,多数养殖鱼类摄食强度大,饲料系数低,生长快;溶氧量低于2-3mg/L时摄食强度低,生长缓慢,饲料系数高;当溶氧量低于1-2mg/L时开始浮头,直至死亡,因此对于监测养殖水中的氧含量具有重要的必要性。溶解氧传感器是我们在水产养殖中实时动态监测氧含量的一个更佳更优的选择。
溶解氧传感器是电化学原电池式不换膜、不换电解液自动温度补偿的溶解氧传感器、智能溶解氧传感器,可以测量两电极之间消耗氧产生的电流。
氧气的消耗量与存在的氧含量成正比,而氧是通过可透膜扩散进来的。传感器与专门设计的监测溶氧的测量电路或电脑数据采集系统相连。
溶解氧传感器能够空气校准,一般校准所需时间较长,在使用后要注意保养。如果在养殖水中工作时间过长,就必须定期地清洗膜,对其进行额外保养。
在很水产养殖中,每天测几次溶氧就可以了解溶氧情况。对池塘和许多水槽养殖系统。溶氧水平不会变化很快,池塘一般每天检测2~3次。
对于较高密度养殖系统,增氧泵故障发生可能不到1h就会造成鱼虾等大面积死亡。这些密度高的养殖系统要求有足够多的装备或每小时多次自动测量溶氧。
二水中的溶氧量及影响因素
水体中的溶氧是以分子状态溶解于水中。氧气在水中的溶入(溶解)和解析(逸散)是一个动态可逆过程,当溶入和解析速率相等时,即达到溶氧的动态平衡,此时水中溶氧的浓度即为该条件下溶氧的饱和含量,即饱和溶氧量。水中饱和溶氧量受到大气氧分压、水温、水中其它溶质(如其它气体、有机物或无机物)含量等因素共同作用的影响。水中的饱和溶氧与大气氧分压呈正相关关系,自然条件下大气氧分压不会有大幅度变化,因此对饱和溶氧量的影响可以忽略。溶氧随着水温升高,饱和溶氧量下降;盐度对溶氧也有直接而明显的影响,随着水体盐度升高,饱和溶氧量下降。
大多数情况下,养殖水体中溶氧的实际含量低于饱和溶氧量,其数值取决于当时条件下水中增氧与耗氧动态平衡作用的结果。当增氧大于耗氧时,溶氧趋于饱和,有时还会出现“过饱和”现象,这一般会出现在晴天午后,藻类密度高、光合作用强的池塘中;当耗氧占主导地位时,水中溶氧开始持续下降,其结果将会出现低氧甚至无氧水区,此时可能出现养殖动物“浮头”,甚至“泛塘”现象。 在池塘养殖中,水中的增氧主要来源于浮游植物光合作用放氧、人工增氧(机械增氧、化学增氧等)和大气中氧气的自然溶入,但在不同条件下上述几种增氧作用所占的比例也各不相同。富营养型静水池塘以光合作用增氧为主,高密度精养池塘以人工增氧为主,贫营养型水体及流动水体以大气溶解增氧贡献较大。
水体中的耗氧作用可分为生物、化学和物理来源的耗氧。生物耗氧包括动物、植物和微生物的呼吸作用所消耗的溶氧,大多数情况下,水中的浮游生物和底栖生物呼吸耗氧占据池塘耗氧的绝大部分。化学耗氧包括环境中,有机物的氧化分解和无机物的氧化还原。物理耗氧主要指水中溶氧向空气中逸散,只占据很小部分,这一过程仅在水-气界面进行。
三 养殖池塘水体中溶氧的变化规律
水中溶氧的分布与变化既呈现出复杂多变的态势,又具有相对的规律性。 3.1 昼夜变化
在没有人工增氧作用的养殖池塘中,上层水的溶氧昼夜变化十分明显。通常情况,下午高于早晨,白天高于夜间。白天随着藻类光合作用的进行溶氧逐渐上升,至下午日落前达到更大值,夜间由于藻类不能进行光合作用,而各种耗氧作用依然进行,因此水体溶氧会持续下降,至清晨日出前达到更低水平。但随着水层深度的增加,特别是在补偿深度以下,溶氧的昼夜变化也趋于减弱甚至停滞。
1.季节变化
冬春两季温度较低,藻类生长受到抑制,光合作用弱,产生的氧气少,而此时水中生物量低,呼吸作用和化学耗氧下降,因此溶氧相对较低且变化较小。夏秋两季水温高、光照强烈,藻类生长快,光合作用旺盛,释放大量氧气,水体增氧作用明显;但夏秋两季也是水体生物量、粪便、残饵、死亡的动植物尸体等各种有机废物含量更高、耗氧更强烈的季节,因而此时水体溶氧变化大,并会经常出现溶氧过饱和水区,低氧甚至无氧水区等极端溶氧水平,是水产养殖更容易出现溶氧问题的季节。
2. 垂直变化
溶氧在水中的分布呈现出从上到下垂直递减状态,藻类只能在有光线的水层中生长并进行光合放氧,而耗氧作用却在每一个深度都不停地进行,从而使水体溶氧形成上层高、下层低、非均匀递减的垂直分布,这种现象常见于高温季节的深水池塘。
四低氧对动物的危害及其行为反应
当水中溶氧不足时,首先直接对养殖动物产生不利影响;其次是通过影响水体环境其它生物和理化指标而间接影响养殖动物,致使其生长、繁殖甚至生存造成不同程度的危害,轻则体质下降、生长减缓,重则浮头、泛塘,导致大量死亡。
1. 临界溶氧和致死溶氧
水中溶氧低于某一水平时,养殖动物的生理代谢和生长开始受到不利影响,但并不会导致死亡,这时的溶氧浓度称为临界溶氧。若溶氧继续降低,到不能满足生理上的更低需要时,养殖动物会因窒息而死亡,此时的溶氧浓度称为致死溶氧。临界溶氧和致死溶氧依动物种类和规格不同而异,并且受到水温、盐度等其它环境因子的影响,例如,随着水温升高动物的致死溶氧下降。
2. 动物对低氧的行为反应
当水中溶氧稍低于临界水平时,养殖动物开始表现出摄食下降、生长减慢、饲料系数增加,虾类脱壳频率降低,且经常在浅水区活动;动物经常群集在增氧机附近。长时间持续低氧会降低动物对环境胁迫和对疾病的抵抗力,常常导致应激性疾病的发生。在接近致死溶氧时,养殖动物将停止采食,因呼吸困难而大批游到水面吞取空气,发生严重的“浮头”现象。此时鱼虾运动活力很低,对外界刺激反应迟钝。高密度养殖条件下,如果浮头发生在上半夜或午夜刚过,表明水体严重缺氧,应及时采取补救措施,否则会造成鱼虾大批死亡,甚至泛塘。
五池塘养殖中的溶氧管理
溶氧管理是池塘养殖水质管理的一个重要内容,是一项以动物的溶氧需求为基础、以观察和测定为依据,以预防为主、各种措施综合应用的系统工程。在实际生产中,水中溶氧水平是否合适不能以鱼虾是否浮头为标志,而应以保证鱼虾正常生理需求为标准。我国渔业用水标准规定,养殖水体溶氧连续24 h中,必须有16 h以上大于5 mg/l,任何时候不能低于3 mg/l。
答
论溶解氧传感器对养殖的重要性
溶解氧传感器是一种用于测量氧气在水中的溶解量的传感设备,水中溶解氧浓度的连续.一测量在水处理领域起着以下几点重要的作用:
1、污水处理厂活性污泥池中氧的测量和调节以便在生物降解过程中达到高效。
2、水文监测测量河流、湖泊、海洋中氧含量,指示水的质量。
3、水处理:氧含量测量,如饮用水中检测状态(氧气丰富/腐蚀预防等)。
4、鱼塘:氧含测量和调节以便维持更佳的生态和生长条件。
氧在水中的溶解度取决于温度、压力和水中溶解的盐。溶解氧分析仪传感器是由金电极(阴极)和银电极(阳极)及氯化钾或氢氧化钾电解液组成,氧通过膜扩散进入电解液与金电极和银电极构成测量回路。当给溶解氧分析仪电极加上0.6~ 0.8V 的极化电压时,氧通过膜扩散,阴极释放电子,阳极接受电子,产生电流,整个反应过程为:阳极Ag+Cl→AgCl+2e- 阴极 O2+2H2O+4e→4OH- 根据法拉第定律:流过溶解氧分析仪电极的电流和氧分压成正比,在温度不变的情况下电流和氧浓度之间呈线性关系。目前国内本土品牌中并没质量特别好的溶解氧传感器,比较好的是由日本FIGARO公司生产的溶解氧传感器 - KDS-25B,汤浅溶解氧传感器KDS-25B是一款独特的原电池式传感器,是专门为水质控制而开发的。这款溶解氧传感器更显著的特点就是,使用寿命长,不受CO2影响。
KDS-25B 使用特殊酸性电解液,阴极采用惰性金属金,阳极采用金属铅,氧气以扩散的方式通过氟树脂膜参与氧化还原反应,构成一种氧铅蓄电池,然后由内部电阻将氧化还原反应产生的电流转化成电压输出。产生的电流与溶解氧的浓度成正比,严格地来说是与氧分压成正比(溶解氧含量越高,透过氟树脂膜参与反应的氧分子越多),KDS-25B是环境监测、水质检测的理想传感器之一。
一切生物的生存生长和繁殖都离不开氧气,空气中的氧气含量相对高而稳定,但水中的氧含量少而多变,约为空气中的1/20,海洋中则更少。因此水中的溶氧量成为鱼类生存生长的一个限制性因素,是水养殖生产中人们必须关注的水质因子之一,鱼类呼吸速率与各种内因及外因相关,如种类,年龄,体积,食量,温度,CO2,pH,溶氧量等。一般来说环境条件适宜时,水中氧含量达到5mg/L以上时,多数养殖鱼类摄食强度大,饲料系数低,生长快;溶氧量低于2-3mg/L时摄食强度低,生长缓慢,饲料系数高;当溶氧量低于1-2mg/L时开始浮头,直至死亡,因此对于监测养殖水中的氧含量具有重要的必要性。溶解氧传感器是我们在水产养殖中实时动态监测氧含量的一个更佳更优的选择。
溶解氧传感器是电化学原电池式不换膜、不换电解液自动温度补偿的溶解氧传感器、智能溶解氧传感器,可以测量两电极之间消耗氧产生的电流。
氧气的消耗量与存在的氧含量成正比,而氧是通过可透膜扩散进来的。传感器与专门设计的监测溶氧的测量电路或电脑数据采集系统相连。
溶解氧传感器能够空气校准,一般校准所需时间较长,在使用后要注意保养。如果在养殖水中工作时间过长,就必须定期地清洗膜,对其进行额外保养。
在很水产养殖中,每天测几次溶氧就可以了解溶氧情况。对池塘和许多水槽养殖系统。溶氧水平不会变化很快,池塘一般每天检测2~3次。
对于较高密度养殖系统,增氧泵故障发生可能不到1h就会造成鱼虾等大面积死亡。这些密度高的养殖系统要求有足够多的装备或每小时多次自动测量溶氧。
二水中的溶氧量及影响因素
水体中的溶氧是以分子状态溶解于水中。氧气在水中的溶入(溶解)和解析(逸散)是一个动态可逆过程,当溶入和解析速率相等时,即达到溶氧的动态平衡,此时水中溶氧的浓度即为该条件下溶氧的饱和含量,即饱和溶氧量。水中饱和溶氧量受到大气氧分压、水温、水中其它溶质(如其它气体、有机物或无机物)含量等因素共同作用的影响。水中的饱和溶氧与大气氧分压呈正相关关系,自然条件下大气氧分压不会有大幅度变化,因此对饱和溶氧量的影响可以忽略。溶氧随着水温升高,饱和溶氧量下降;盐度对溶氧也有直接而明显的影响,随着水体盐度升高,饱和溶氧量下降。
大多数情况下,养殖水体中溶氧的实际含量低于饱和溶氧量,其数值取决于当时条件下水中增氧与耗氧动态平衡作用的结果。当增氧大于耗氧时,溶氧趋于饱和,有时还会出现“过饱和”现象,这一般会出现在晴天午后,藻类密度高、光合作用强的池塘中;当耗氧占主导地位时,水中溶氧开始持续下降,其结果将会出现低氧甚至无氧水区,此时可能出现养殖动物“浮头”,甚至“泛塘”现象。 在池塘养殖中,水中的增氧主要来源于浮游植物光合作用放氧、人工增氧(机械增氧、化学增氧等)和大气中氧气的自然溶入,但在不同条件下上述几种增氧作用所占的比例也各不相同。富营养型静水池塘以光合作用增氧为主,高密度精养池塘以人工增氧为主,贫营养型水体及流动水体以大气溶解增氧贡献较大。
水体中的耗氧作用可分为生物、化学和物理来源的耗氧。生物耗氧包括动物、植物和微生物的呼吸作用所消耗的溶氧,大多数情况下,水中的浮游生物和底栖生物呼吸耗氧占据池塘耗氧的绝大部分。化学耗氧包括环境中,有机物的氧化分解和无机物的氧化还原。物理耗氧主要指水中溶氧向空气中逸散,只占据很小部分,这一过程仅在水-气界面进行。
三 养殖池塘水体中溶氧的变化规律
水中溶氧的分布与变化既呈现出复杂多变的态势,又具有相对的规律性。 3.1 昼夜变化
在没有人工增氧作用的养殖池塘中,上层水的溶氧昼夜变化十分明显。通常情况,下午高于早晨,白天高于夜间。白天随着藻类光合作用的进行溶氧逐渐上升,至下午日落前达到更大值,夜间由于藻类不能进行光合作用,而各种耗氧作用依然进行,因此水体溶氧会持续下降,至清晨日出前达到更低水平。但随着水层深度的增加,特别是在补偿深度以下,溶氧的昼夜变化也趋于减弱甚至停滞。
1.季节变化
冬春两季温度较低,藻类生长受到抑制,光合作用弱,产生的氧气少,而此时水中生物量低,呼吸作用和化学耗氧下降,因此溶氧相对较低且变化较小。夏秋两季水温高、光照强烈,藻类生长快,光合作用旺盛,释放大量氧气,水体增氧作用明显;但夏秋两季也是水体生物量、粪便、残饵、死亡的动植物尸体等各种有机废物含量更高、耗氧更强烈的季节,因而此时水体溶氧变化大,并会经常出现溶氧过饱和水区,低氧甚至无氧水区等极端溶氧水平,是水产养殖更容易出现溶氧问题的季节。
2. 垂直变化
溶氧在水中的分布呈现出从上到下垂直递减状态,藻类只能在有光线的水层中生长并进行光合放氧,而耗氧作用却在每一个深度都不停地进行,从而使水体溶氧形成上层高、下层低、非均匀递减的垂直分布,这种现象常见于高温季节的深水池塘。
四低氧对动物的危害及其行为反应
当水中溶氧不足时,首先直接对养殖动物产生不利影响;其次是通过影响水体环境其它生物和理化指标而间接影响养殖动物,致使其生长、繁殖甚至生存造成不同程度的危害,轻则体质下降、生长减缓,重则浮头、泛塘,导致大量死亡。
1. 临界溶氧和致死溶氧
水中溶氧低于某一水平时,养殖动物的生理代谢和生长开始受到不利影响,但并不会导致死亡,这时的溶氧浓度称为临界溶氧。若溶氧继续降低,到不能满足生理上的更低需要时,养殖动物会因窒息而死亡,此时的溶氧浓度称为致死溶氧。临界溶氧和致死溶氧依动物种类和规格不同而异,并且受到水温、盐度等其它环境因子的影响,例如,随着水温升高动物的致死溶氧下降。
2. 动物对低氧的行为反应
当水中溶氧稍低于临界水平时,养殖动物开始表现出摄食下降、生长减慢、饲料系数增加,虾类脱壳频率降低,且经常在浅水区活动;动物经常群集在增氧机附近。长时间持续低氧会降低动物对环境胁迫和对疾病的抵抗力,常常导致应激性疾病的发生。在接近致死溶氧时,养殖动物将停止采食,因呼吸困难而大批游到水面吞取空气,发生严重的“浮头”现象。此时鱼虾运动活力很低,对外界刺激反应迟钝。高密度养殖条件下,如果浮头发生在上半夜或午夜刚过,表明水体严重缺氧,应及时采取补救措施,否则会造成鱼虾大批死亡,甚至泛塘。
五池塘养殖中的溶氧管理
溶氧管理是池塘养殖水质管理的一个重要内容,是一项以动物的溶氧需求为基础、以观察和测定为依据,以预防为主、各种措施综合应用的系统工程。在实际生产中,水中溶氧水平是否合适不能以鱼虾是否浮头为标志,而应以保证鱼虾正常生理需求为标准。我国渔业用水标准规定,养殖水体溶氧连续24 h中,必须有16 h以上大于5 mg/l,任何时候不能低于3 mg/l。