【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 化學(xué)因素 ——氮 25℃ 下不同 pH值水溶液中非離子銨的百分比（ %） 6 7 8 9 10 11 銨 氨 %%%%%%%%%%%化學(xué)因素 ——氮 氨和銨都可能被水生植物所利用或硝化成也可以被水生植物利用的硝酸。硝化作用分為兩個(gè)步驟： NH4+ + → NO2– + 2H+ + H2O NO2– + → NO3– 氨氮被化能自養(yǎng)細(xì)菌，主要是第一步的亞硝化細(xì)菌和第二步的硝化細(xì)菌，分別以氨和亞硝酸作為能源和以二氧化碳作為碳源，氧化為硝酸。換而言之，這些微生物能夠利用來(lái)自氧化無(wú)機(jī)氮化合物的能量將二氧化碳中的碳還原為有機(jī)碳。它們可以通過(guò)非光合作用途徑產(chǎn)生有機(jī)物。 當(dāng)然，硝化作用不是池塘有機(jī)物的主要來(lái)源。在 pH值為 7～ 8和溫度 25～ 35℃ 時(shí)硝化作用的速度最快。 化學(xué)因素 ——氮 在分子氧缺乏的情況下 ， 許多微生物可以利用硝酸或其他氮的氧化形式代替氧作為呼吸中的最終電子受體 。 當(dāng)將硝酸還原為亞硝酸 、次硝酸 、 羥胺或氨時(shí) ， 這種異養(yǎng)過(guò)程稱為硝酸還原或硝酸呼吸；當(dāng)形成氣態(tài)氮作為代謝物釋放并從系統(tǒng)中流失時(shí) ， 就稱為脫氮作用 。 2HNO3 + 4H+ → 2HNO2 + 2H2O 2HNO2 + 4H+ → N2O2H2 + 2H2O N2O2H2 + NH+ → 2NH2OH 2NH2OH + 4H+ → 2NH3 + 2H2O N2O2H2 + 2H+ → N2 + 2H2O N2O2H2 → N2O + H2O N2O + 2H+ → N2 + H2O 硫 與氮的循環(huán)一樣 ， 硫的循環(huán)也強(qiáng)烈受到生物活動(dòng)的影響 。 有機(jī)物中多數(shù)的硫都存在于蛋白質(zhì)中 。細(xì)菌降解有機(jī)物 ， 利用其中一部分硫制造自身組織 ，將其余的硫礦化 。 在有氧環(huán)境中 ， 硫礦化為硫酸 ，但在無(wú)氧環(huán)境中 ， 硫被礦化為硫化氫 。 在有機(jī)物含硫低的地方 ， 細(xì)菌會(huì)將硫酸固定而轉(zhuǎn)化為有機(jī)硫 。當(dāng)然 ， 植物也可以吸收硫酸并轉(zhuǎn)化為有機(jī)硫 。 植物中的有機(jī)硫通過(guò)食物鏈被組合到動(dòng)物組織中 ， 最終所有的有機(jī)硫都會(huì)終止于腐爛的有機(jī)物當(dāng)中 。 化學(xué)因素 化學(xué)因素 ——硫 死亡的有機(jī)物質(zhì)和細(xì)菌 植物 動(dòng)物 大氣 SO42– H2S 固定作用 還原作用 氧化作用 礦化作用 還原作用 氧化作用 礦化作用 化學(xué)因素 ——硫 H2S = HS– + H+ HS– = S2– + H+ 非離子化的硫化氫對(duì)魚類有毒，但離解后的離子毒性不大。 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 pH HS– H2S S2– 鐵 和 錳 出現(xiàn)于地質(zhì)材料中的鐵和錳化合物的溶解度在有氧條件下比較低 ， 在地表水中這兩種元素的離子形態(tài)的濃度通常極其稀少 。 天然水體中總離子濃度一般為 ～ ╱ 升 。 鐵以氫氧化鐵的形態(tài)存在于懸浮中的或吸附于浮游顆粒 ， 以及以可溶的或膠體性鐵 有機(jī)復(fù)合物中 。在地表水中的錳的濃度一般小于鐵的濃度 。 均溫層水體在 Eh低時(shí)可發(fā)現(xiàn)高濃度的還原態(tài)鐵和錳 。 如前所述 ， 一些井水中可出現(xiàn)一定濃度的還原態(tài)的鐵和錳 。 化學(xué)因素 銅 對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖來(lái)說(shuō) ， 銅的化學(xué)性質(zhì)有特別的意義 ，因?yàn)殂~經(jīng)常被用作除草劑和用于治療魚病 。 銅往往以硫酸銅的形式添加到水里 ， 硫酸銅離解出銅離子 。 但所添加的銅離子會(huì)在各種可溶性復(fù)合物之間分布 ， 并有一部分以銅離子的形式保留在溶液中 。 如果所添加的硫酸銅將銅離子的濃度提高到高于黑銅礦或孔雀石的平衡濃度 ， 會(huì)導(dǎo)致黑銅礦或孔雀石沉淀 。 化學(xué)因素 化學(xué)因素 ——銅 總堿度 (mg CaCO3╱ L) 摩爾 ╱ L 10–7 Cu2+ CuCO30 CuT 8 25 50 100 200 pH值為 8時(shí)不同總堿度條件下水中黑銅礦（ CuO） 平衡時(shí) Cu2+、 CuCO30和總銅（ CuT）的濃度 化學(xué)因素 ——銅 pH值 摩爾 ╱ L 10–7 Cu2+ CuCO30 CuT 總堿度為 50 mg CaCO3╱ L時(shí)不同 pH值條件下水中黑銅礦（ CuO）平衡時(shí) Cu2+、 CuCO30和總銅（ CuT）的濃度 氯 化 物 氯是常用的消毒劑 。 添加到水里的氯的形式一般有如下幾種：分子氯或游離氯（ Cl2） 、 次氯酸鈉或漂白粉 （ NaOCl） 和分子式為 Ca(OCl)2的次氯酸鈣或 HTH（ 高測(cè)試次氯酸 ） 。 在水中 ， 游離氯與水反應(yīng)生成次氯酸和鹽酸 ， Cl2 + H2O = HOCl + H+ + Cl– HOCl = H+ + OCl– 7 . 4810[ H O C l ]]] [ O C l[H ??? ?? K化學(xué)因素 化學(xué)因素 ——氯化物 添加到水中之后，分子氯或來(lái)自次氯酸鈣的次氯酸如上所述根據(jù) pH值按一定比例生成 Cl HOCl和 OCl–。 HOCl的消毒能力是 OCl–的 100倍。 4 5 6 7 8 9 10 11 12 pH HOCl OCl– 氧化還原電位 氧化還原電位是指一種物質(zhì)的價(jià)態(tài)及其在系統(tǒng)中存在的比例。 pH決定生物化學(xué)反應(yīng)的方向，而氧化還原電位則決定生物化學(xué)反應(yīng)能不能進(jìn)行。也同樣決定一種微生物是睡眠還是活躍。 例如，要讓硫酸還原細(xì)菌失活，杜絕硫化氫的產(chǎn)生，必須也只須將氧化還原電位提高到大于 + 就可以。 必須也只須 化學(xué)因素 氧化還原電位 簡(jiǎn)單地說(shuō) ， 一種物質(zhì)如果失去電子 ， 就是被氧化 ， 如果得到電子 ， 就是被還原 。 每一個(gè)氧化作用 ，都必須伴隨著一個(gè)還原作用 ， 以平衡電子 。 得到電子的物質(zhì)是氧化劑 ， 而失去電子的物質(zhì)是還原劑 。氧化 還原可以解釋為： Fe3+ + e– = Fe2+ 如果從 Fe2+ （ 亞鐵離子 ） 移走一個(gè)電子 ， 它就被氧化成 Fe3+（ 正鐵離子 ） ， 如果正鐵離子獲得一個(gè)電子 ， 就被還原為亞鐵 。 化學(xué)因素 以氧處理的水的氧化還原電位是氧電位所引起的 ， O2 + H2O + 4e– = 4OH– 在氧飽和以及 pH值為 7的條件下 ， 水在 25℃ 時(shí)的氧化還原電位應(yīng)該是 + 。 由于與氧電位的度量有關(guān)的現(xiàn)象很多 ， 氧處理的天然水的 Eh范圍在 ～ 。 pH值每變化一個(gè)單位 ， 會(huì)出現(xiàn) Eh改變 。 化學(xué)因素 ——氧化還原電位 任何氧化還原電位高于氧氣的物質(zhì)都具有殺菌能力。 大多數(shù)氧化還原電位低于氧氣的物質(zhì)在反應(yīng)過(guò)程中都有微生物介入。 池塘中微生物的生態(tài)分布都與氧化還原電位相適應(yīng)。好氧微生物分布在氧化還原電位高的環(huán)境而厭氧微生物則分布在氧化還原電位低的環(huán)境。同時(shí)，好氧微生物消耗氧氣降低電位為厭氧微生物提供生存條件。 化學(xué)因素 ——氧化還原電位 由于池塘底部缺乏溶解氧 ， 所以含有種種還原性物質(zhì) ，可以將它看成是一種負(fù)的溶解氧濃度 ， 因?yàn)楫?dāng)無(wú)氧的均溫層 水體與含氧的水體混合時(shí) ， 還原性物質(zhì)立即消耗氧 。 例如 ， 碳酸氫鐵會(huì)被氧化成氫氧化鐵： 4Fe(HCO3)2 + H2O + O2 = 4Fe(OH)3↓+ 8CO2 分層池塘流轉(zhuǎn)之后造成魚類死亡的部分原因是均溫層中的還原性物質(zhì)對(duì)溶解氧的消耗 。 化學(xué)因素 ——氧化還原電位 深度，厘米 5 4 3 2 1 0 1 2 3 4 5 電位， v 泥 水 化學(xué)因素 ——氧化還原電位 常見(jiàn)氧化還原反應(yīng) 營(yíng)養(yǎng)元素 氧化還原反應(yīng) 氧化還原電位 O O2(aq) + 4H+ + 4e → 2H2O E176。 = + O2(g) + 4H+ + 4e → 2H2O E176。 = + N 2NO3 + 12H+ + 10e → N2 (g) + 6H2O E176。 = + NO2 + 8H+ + 6e → NH4+ + 2H2O E176。 = + NO3 + 10H+ + 8e → NH4+ + 3H2O E176。 = + NO3 + 2H+ + 2e → NO2 + H2O E176。 = + N2 (g) + 8H+ + 6e → 2NH4+ E176。 = + Mn Mn4+ + e → Mn3+ E176。 = + MnO4 + 8H+ + 5e → Mn2+ + 4H2O E176。 = + MnO2 + 4H+ + 2e → Mn2+ + 2H2O E176。 = + MnO4 + 2H2O + 3e → MnO2 (s) + 4 OH E176。 = + 化學(xué)因素 ——氧化還原電位 常見(jiàn)氧化還原反應(yīng) 營(yíng)養(yǎng)元素 氧化還原反應(yīng) 氧化還原電位 Fe Fe(OH)3 (s) + 3H+ + e → Fe2+ + 3H2O E176。 = + Fe3+ + e → Fe2+ E176。 = + Fe2+ + 2e → Fe (s) E176。 = S SO42 + 8H+ + 6e → S (s) + 4H2O E176。 = + SO42 + 10H+ + 8e → H2S (g) + 4H2O E176。 = + SO42 + 9H+ + 8e → HS + 4H2O E176。 = + S4O62 + 2e → 2S2O32 E176。 = + S(s) + 2H+ + 2e → H2S (g) E176。 = + SO42 + 2H+ + 2e → SO32 + H2O E176。 = C CO2 (g) + 8H+ + 8e → CH4 (g) + 2H2O E176。 = + 化學(xué)因素 ——氧化還原電位 氧化還原電位與微生物分布 微需氧微生物 兼 性 微 生 物 厭 氧 微 生 物 好氧微生物 氧化還原電位降低 鐵 、 錳還原細(xì)菌 硫 酸 還 原 菌 甲 烷 產(chǎn) 生 菌 硝 化 細(xì) 菌 反 硝 化 細(xì) 菌 化學(xué)因素 ——氧化還原電位 三、生物因素 池塘中的生物因素主要是由水質(zhì)參數(shù)決定的，但又反過(guò)來(lái)強(qiáng)烈影響水質(zhì)參數(shù)。 池塘中的生物因素主要有植物（浮游植物、水生植物）、動(dòng)物（浮游動(dòng)物、原生動(dòng)物）和微生物等。這些生物構(gòu)成一個(gè)生物鏈，共同完成池塘生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)。如果其中一個(gè)環(huán)節(jié)失調(diào)，生態(tài)系統(tǒng)效率就會(huì)降低甚至崩潰。 池塘中生物因素構(gòu)成的生態(tài)環(huán)境與養(yǎng)殖動(dòng)物的相容性 關(guān)系到 養(yǎng)殖效率 和 成敗 。 食物鏈 天然水環(huán)境中的食物鏈： 陽(yáng)光、 H2O 植物 動(dòng)物 死亡有機(jī)物、排泄物 有機(jī)物的微生物分解 O2 O2 CO2 CO2 礦物質(zhì)、未 明營(yíng)養(yǎng)素 生物因素 食物鏈 陽(yáng)光、 H2O 植物 動(dòng)物 死亡有機(jī)物、排泄物 有機(jī)物的微生物分解 O2 O2 CO2 CO2 礦物質(zhì)、未 明營(yíng)養(yǎng)素 飼料 人工養(yǎng)殖水環(huán)境中的食物鏈： 植物生物因素 ——食物鏈 最簡(jiǎn)單的食物鏈： 生物因素 ——食物連 人工飼料 觀賞魚 氨氮 厭氧氨氧化 短程反硝化 N2 恒溫 交替電位 長(zhǎng)菌齡 pH BOD C/N 浮游植物 浮游植物通常是養(yǎng)殖池塘的主要生態(tài)因子 ， 在以天然餌料微生物為主的魚蝦類池塘中 ， 它們是食物鏈的基礎(chǔ) ， 在投餌的精養(yǎng)池塘中 ， 植物作為飼料就不那么重要 。 但由于飼料的使用導(dǎo)致?tīng)I(yíng)養(yǎng)素增加 ，植物的豐度也提高 。 除了高強(qiáng)度增氧的池塘之外 ， 水生植物是養(yǎng)殖池塘溶解氧的主要來(lái)源 。 由于水生植物在池塘生態(tài)中極為重要