中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

“養(yǎng)殖水環(huán)境化學(xué)”是水產(chǎn)養(yǎng)殖學(xué)專業(yè)的一門專業(yè)核心基礎(chǔ)課，理論性較強(qiáng)，但更加注重實(shí)用性，在實(shí)際養(yǎng)殖過程中應(yīng)用非常廣泛。由于目前使用的教材相對(duì)偏重基礎(chǔ)理論[1]，對(duì)于化學(xué)功底不強(qiáng)的學(xué)生來講，完全掌握比較吃力，同時(shí)課程應(yīng)用案例不多，導(dǎo)致部分畢業(yè)生理論基礎(chǔ)薄弱、動(dòng)手能力差，無法適應(yīng)一線水產(chǎn)養(yǎng)殖生產(chǎn)的需求[2]。目前，養(yǎng)殖過程中重點(diǎn)關(guān)注的水質(zhì)指標(biāo)，包括溶解氧、pH值、氨氮、亞硝態(tài)氮、硫化氫、總硬度、總堿度、耗氧有機(jī)物、磷酸鹽、水溫、鹽度和透明度等，魚塘水質(zhì)出現(xiàn)問題往往不是單一水質(zhì)指標(biāo)超標(biāo)的問題，而是系統(tǒng)性問題，比如常見的氨氮和亞硝態(tài)氮超標(biāo)，往往伴隨著溶解氧偏低、水溫高、pH值偏低、耗氧有機(jī)物多、硫化氫含量超標(biāo)和透明度偏低等問題。

不同水質(zhì)指標(biāo)之間有一定的聯(lián)系，掌握不同水質(zhì)指標(biāo)之間的相互影響，對(duì)于在實(shí)踐中系統(tǒng)性地解決水質(zhì)問題非常重要。目前教學(xué)過程中不同的水質(zhì)指標(biāo)一般分節(jié)講解，較少涉及其之間的聯(lián)系，學(xué)生難以形成知識(shí)框架，在處理多指標(biāo)異常的水質(zhì)問題時(shí)往往無從下手。本文介紹了水產(chǎn)養(yǎng)殖中常見的水質(zhì)指標(biāo)，并分析了不同水質(zhì)指標(biāo)之間的互相影響，可以為學(xué)生系統(tǒng)性地解決水質(zhì)問題提供理論基礎(chǔ)。

1養(yǎng)殖相關(guān)主要水質(zhì)指標(biāo)

1. 1 鹽度（離子總量）

天然水中含有的以無機(jī)鹽為主的可溶性物質(zhì)總量，內(nèi)陸水的含鹽量一般用離子總量或礦化度表示，海水含鹽量用鹽度表示（本文統(tǒng)一用鹽度表示）。

1.2 透明度

透明度可反映可見光在水中的衰減狀況，一般用薩氏盤來測(cè)定。

1.3 水溫

水體的溫度。

1.4 總硬度

水中二價(jià)及多價(jià)金屬離子含量的總和，包括

等。

1.5 總堿度

水中所有能與質(zhì)子發(fā)生反應(yīng)的全部物質(zhì)的總量，即水與強(qiáng)酸的中和能力，主要指 、 、 等。

1.6 溶解氧

溶解在水中的分子態(tài)氧的含量。

1.7 pH值

水中氫離子活度的負(fù)對(duì)數(shù)，可描述水溶液酸堿性強(qiáng)弱程度。

1.8 耗氧有機(jī)物

主要指水體中溶解性有機(jī)物及懸浮的顆粒狀有機(jī)物。

1.9 氨氮

水中以 和 形態(tài)存在的氮含量之和。

1. 10 亞硝態(tài)氮

水中以 的形態(tài)存在的氮含量。

1. 11 磷酸鹽

指藻類能夠吸收利用的有效磷，主要是無機(jī)正磷酸鹽，存在形態(tài)有 、 、 以及 。

1. 12 硫化氫

一種酸性氣體，具有臭雞蛋味。硫化氫與血紅素的鐵離子結(jié)合，降低血紅蛋白結(jié)合氧的能力，造成魚體組織缺氧，嚴(yán)重時(shí)可能引起死亡。

2養(yǎng)殖相關(guān)主要水質(zhì)指標(biāo)之間的關(guān)系

2.1水質(zhì)指標(biāo)對(duì)水體鹽度（離子總量）的影響

水溫升高可以使水體中離子的溶解度增大，鹽度會(huì)隨之升高。pH值的變化對(duì)鹽類無直接影響，偏酸或偏堿的環(huán)境會(huì)影響某些堿性鹽和酸性鹽的溶解性，間接影響如碳酸鹽體系相關(guān)的鹽類（碳酸鈣等）的溶解和沉淀。

2.2水質(zhì)指標(biāo)對(duì)水體透明度的影響

含量高會(huì)形成碳酸鹽沉淀，這些懸浮顆粒會(huì)散射光線，降低水體的透明度，當(dāng)水體總硬度較高時(shí)，會(huì)導(dǎo)致透明度下降。pH值的變化可以影響水體中膠體、懸浮顆粒等的帶電狀態(tài)，引起吸附或聚沉、解吸等變化。水體中的耗氧有機(jī)物可以遮擋光線，耗氧有機(jī)物越多，水體透明度越低。高濃度的氨氮、磷酸鹽會(huì)促進(jìn)藻類和其他水生植物的生長(zhǎng)，導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化，進(jìn)而形成水華，水華形成后大量藻類懸浮在水中，遮蔽光線，從而降低水體的透明度。充足的溶解氧有助于加快有機(jī)物質(zhì)的分解和礦化速度，減少懸浮物和有機(jī)顆粒，從而提高透明度。硫化氫氣體在水中溶解后，會(huì)與水體中的某些物質(zhì)反應(yīng)，可能生成不溶性的硫化物沉淀，這些沉淀物會(huì)懸浮在水中，降低水體的透明度。

2.3水質(zhì)指標(biāo)對(duì)水體水溫的影響

鹽度的升高會(huì)增加水的密度和比熱容，使得水體更加穩(wěn)定，對(duì)熱量的吸收和釋放過程更加平緩，同時(shí)鹽度升高可以加速水體內(nèi)部熱量傳導(dǎo)，減少冷熱不均的情況出現(xiàn)。在透明度較高的水體中，光線能夠穿透到更深的水層，使得熱量在水體中分布更加均勻，而在透明度較低的水體中，由于光線無法穿透到深層水體，熱量主要集中在表層，導(dǎo)致上下層水溫差異增大。

2.4水質(zhì)指標(biāo)對(duì)水體總硬度的影響

由于海水中常量離子間之比總是恒定的，其中包括 、 等，所以一般鹽度越高，總硬度越高[3]。淡水養(yǎng)殖中增加鹽度，由于鹽效應(yīng)[4]，可使弱電解質(zhì)解離的陰、陽離子結(jié)合形成分子的機(jī)會(huì)減小，離子濃度相應(yīng)增大， 在水中形成的沉淀解離度增大，可以讓水體產(chǎn)生更多的 和 。水中的 與 等可以形成碳酸鹽沉淀，當(dāng)總堿度較高時(shí)，可以降低總硬度。在堿性條件下， 更容易與 結(jié)合形成沉淀物（如氫氧化鈣、氫氧化鎂），從而降低水體中的總硬度。在酸性條件下，這些沉淀物可能溶解，釋放出 ，增加水體的總硬度。磷酸根離子（ ）會(huì)與水體中的 發(fā)生反應(yīng)，生成難溶性的磷酸鈣和磷酸鎂沉淀，從而降低水體中的總硬度。

2.5水質(zhì)指標(biāo)對(duì)水體總堿度的影響

由于海水中常量離子間之比總是恒定的，其中包括 等，所以一般鹽度越高，總堿度越高。淡水養(yǎng)殖中增加鹽度，由于鹽效應(yīng)，大量的 等離子可以使 避免轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓猁}沉淀，可以讓水體保留更多的 。水中的 ！ 與 等可以形成碳酸鹽沉淀，當(dāng)總硬度較高時(shí)，可以降低總堿度。當(dāng)水體 pH"值較低時(shí)，水體中的堿性物質(zhì)（如 ）會(huì)與 發(fā)生中和反應(yīng)，導(dǎo)致總堿度降低。當(dāng)水體 pH"值較高時(shí)，總堿度主要以 的形式存在，此時(shí)結(jié)合質(zhì)子的能力最強(qiáng)。氨氮在水體中進(jìn)行硝化反應(yīng)是一個(gè)耗堿的過程，隨著氨氮的硝化，水體中的總堿度會(huì)逐漸降低。

2.6水質(zhì)指標(biāo)對(duì)水體溶解氧的影響

水溫是影響溶解氧溶解度的重要因素，水溫越高，溶解氧的溶解度越低，溶解氧含量也隨之越低[5]。較高的水溫會(huì)增強(qiáng)養(yǎng)殖生物、浮游動(dòng)物等的呼吸作用，同時(shí)加速微生物的分解作用，這些都會(huì)消耗溶解氧，導(dǎo)致水體溶解氧含量偏低。此外，隨著鹽度的增加，離子對(duì)水的電縮作用增強(qiáng)，減少了水分子中可溶解氣體的空隙，從而使溶解氧的含量進(jìn)一步降低[5-6]。水體中耗氧有機(jī)物在微生物的分解作用下會(huì)消耗大量的溶解氧，有機(jī)物含量越高，溶解氧越低。在硝化細(xì)菌屬的參與下，亞硝態(tài)氮經(jīng)硝化作用轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮： 能量，該反應(yīng)會(huì)消耗大量氧氣[7]。同時(shí)，氨氮、磷酸鹽等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)是水體富營(yíng)養(yǎng)化的主要因素之一，當(dāng)水體中氮、磷含量過高時(shí)，會(huì)導(dǎo)致藻類過度繁殖，形成水華，這些藻類在死亡后分解時(shí)會(huì)大量消耗溶解氧，導(dǎo)致水體中溶解氧含量急劇下降。在硝化桿菌細(xì)菌參與下，氨氮亞硝態(tài)氮經(jīng)硝化作用轉(zhuǎn)變?yōu)橄鯌B(tài)氮： 能量，該反應(yīng)會(huì)消耗大量氧氣，導(dǎo)致溶解氧下降。在有氧條件下硫黃細(xì)菌和硫細(xì)菌可把 氧化為元素硫或進(jìn)一步氧化為 ， ，該反應(yīng)也會(huì)消耗大量氧氣，導(dǎo)致溶解氧下降。

2.7水質(zhì)指標(biāo)對(duì)水體pH值的影響

養(yǎng)殖水體多呈弱酸或弱堿性，溫度升高，由水電離出的 和OH的濃度都會(huì)升高，pH"值會(huì)變小，反之 $＼mathrm{＼bfpH}$ 值會(huì)變大，酸堿性的標(biāo)準(zhǔn)也會(huì)隨之變化。氨氮的亞硝化作用和硫化氫在有氧條件下氧化作用都會(huì)產(chǎn)生 ，硫化氫為酸性氣體，水解會(huì)產(chǎn)生 ，氨氮和硫化氫含量高可能會(huì)使 pH"值變小?？倝A度無法直接影響pH"值，但是總堿度高， pH 值的穩(wěn)定性會(huì)大大增加。 ） 可使水體具有較好的保持 pH"值相對(duì)不變的能力，例如當(dāng)水體系達(dá)到 的溶度積，且水中有 膠粒懸浮時(shí)： ），這一平衡可調(diào)節(jié)水中 濃度，水中總硬度（ ）含量足夠大時(shí)，可以限制 含量的增加，因而也限制 pH 值的升高。鹽度升高，離子強(qiáng)度增大，氫離子活度減小，pH"值會(huì)變大。耗氧有機(jī)物在有氧狀態(tài)下會(huì)分解產(chǎn)生 、 等，同時(shí)產(chǎn)生 ，無氧狀態(tài)會(huì)分解產(chǎn)生低級(jí)的有機(jī)酸（乳酸和醋酸等）、醇、醛、氨等，所以耗氧有機(jī)物增多會(huì)導(dǎo)致 pH"值變小。

2.8水質(zhì)指標(biāo)對(duì)水體耗氧有機(jī)物的影響

當(dāng)水體中的溶解氧含量較高時(shí)，有利于耗氧微生物的生長(zhǎng)和繁殖，從而加速耗氧有機(jī)物的降解過程，反之可能引發(fā)水質(zhì)惡化。當(dāng)pH值處于微生物生長(zhǎng)的最適范圍內(nèi)時(shí)，微生物的活性最強(qiáng)，微生物耗氧加速有機(jī)物的降解，反之，當(dāng)pH值過高或過低時(shí)，會(huì)抑制微生物的活性，減緩耗氧有機(jī)物的降解速率。隨著水體鹽度升高，溶解氧含量會(huì)降低，同時(shí)高鹽度還可能影響微生物的活性，導(dǎo)致耗氧有機(jī)物分解過程可能受到抑制，分解速率下降。透明度較低會(huì)直接影響水體中藻類的光合作用，導(dǎo)致水體溶氧下降，間接影響耗氧有機(jī)物分解。

2.9水質(zhì)指標(biāo)對(duì)水體氨氮的影響

氨氮指在水中以 和 形態(tài)存在的含量之和，分子態(tài)的 對(duì)于養(yǎng)殖生物有毒害作用，離子態(tài)的 無毒， pH"值升高會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)平衡 向右移動(dòng)，分子態(tài)的 占氨氮比例增大，導(dǎo)致氨氮毒性增大[8]，同時(shí)， pH 值過高或過低都會(huì)影響亞硝化作用，導(dǎo)致氨氮無法正常轉(zhuǎn)化為亞硝態(tài)氮。根據(jù)氮循環(huán)原理，養(yǎng)殖水體缺少溶解氧會(huì)導(dǎo)致氮循環(huán)受阻，氨氮含量增加，而充足的溶解氧是氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝態(tài)氮，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮的必要條件。耗氧有機(jī)物在有氧和無氧的狀態(tài)下都會(huì)進(jìn)行氨化作用變?yōu)榘钡瑏喯鯌B(tài)氮在缺氧狀態(tài)下反硝化作用會(huì)變?yōu)榘钡?，所以耗氧有機(jī)物及亞硝態(tài)氮的含量增加可能會(huì)使氨氮含量增加?？倝A度可促進(jìn)硝化作用，從而有利于降低水體中氨氮的濃度，同時(shí)可以穩(wěn)定pH值，減少氨氮的毒性。水溫通過影響細(xì)菌繁殖速度、硝化作用效率等影響氨氮濃度，一般水溫越高，氨氮含量越高。高鹽度環(huán)境中的養(yǎng)殖生物對(duì)氨氮的耐受能力相對(duì)較強(qiáng)，能夠在一定程度上抵抗氨氮的毒害。透明度低的水體一般懸浮物、藻類和其他有機(jī)物質(zhì)較多，這些物質(zhì)在分解過程中可能會(huì)產(chǎn)生氨氮，透明度高的水體往往具有更好的水質(zhì)條件，這些條件都有利于降低氨氮的濃度。總硬度無法直接影響氨氮含量，但 等可以與氨氮測(cè)量過程中用到的納氏試劑中的 發(fā)生反應(yīng)，影響比色，使其顏色深淺與氨氮含量偏離線性相關(guān)，導(dǎo)致氨氮測(cè)量出現(xiàn)誤差[9]

2.10水質(zhì)指標(biāo)對(duì)水體亞硝態(tài)氮的影響

當(dāng)水體pH值較低時(shí)，亞硝態(tài)氮更容易穿透生物體的細(xì)胞膜，導(dǎo)致亞硝態(tài)氮毒性增大，同時(shí)， pH"值過高或過低都會(huì)影響硝化作用，導(dǎo)致亞硝態(tài)氮無法正常轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮。耗氧有機(jī)物會(huì)分解產(chǎn)生氨氮，氨氮會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)閬喯鯌B(tài)氮，所以耗氧有機(jī)物及氨氮的含量增加可能會(huì)使亞硝態(tài)氮含量增加。高溫期亞硝態(tài)氮含量較容易超標(biāo)。充足的溶解氧是亞硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮的必要條件，可以降低亞硝態(tài)氮含量。 等金屬離子可以與亞硝態(tài)氮結(jié)合，形成不易被生物體吸收的物質(zhì)，亞硝態(tài)氮的毒性隨水體總硬度的增大而降低。在適宜的堿度條件下，硝化作用能夠順利進(jìn)行，較高的堿度會(huì)促進(jìn)亞硝態(tài)氮進(jìn)一步氧化為硝酸鹽氮。透明度對(duì)于亞硝態(tài)氮的影響與氨氮類似，透明度低一般亞硝態(tài)氮會(huì)偏高。

2.11水質(zhì)指標(biāo)對(duì)水體磷酸鹽的影響

水溫升高，磷酸鹽的溶解度增加，水體中磷酸鹽濃度會(huì)上升。 ） 和 也會(huì)與水體中的磷酸根離子（ ）發(fā)生反應(yīng)，生成難溶性的磷酸鈣和磷酸鎂等沉淀，從而降低水體中的磷酸鹽含量。水中正磷酸鹽 以及 各部分含量比例會(huì)隨著 pH 值和鹽度的變化而變化。

2.12 水質(zhì)指標(biāo)對(duì)水體硫化氫的影響

當(dāng) pH"值較低時(shí)，硫化氫主要以非離子態(tài)（ 存在，此時(shí)其毒性較大；pH"值較高時(shí)，硫化氫主要以離子態(tài)（SH或 ）存在，此時(shí)其毒性較小。充足的溶解氧是硫化氫通過氧化作用轉(zhuǎn)化為元素硫或 的必要條件，可以降低硫化氫含量[10]。耗氧有機(jī)物在有氧或無氧條件下都可分解為 和SH-"，導(dǎo)致硫化氫含量升高。鐵離子和其他重金屬離子可限制水中 的含量，降低硫化物的毒性： 0氨氮、亞硝態(tài)氮和硫化氫之間存在相互加劇毒害作用的可能性，溫度升高或溶解氧降低，水中硫化氫毒性均會(huì)增大。

3小結(jié)

養(yǎng)殖水體中不同水質(zhì)指標(biāo)之間的相互影響較為復(fù)雜，受到多重因素影響，有的影響較大，有的影響較小，有的為直接影響，有的是間接影響，有的正相關(guān)，有的負(fù)相關(guān)，文章主要列出對(duì)養(yǎng)殖影響相對(duì)較大的因素。在養(yǎng)殖過程中處理實(shí)際水質(zhì)問題時(shí)，考慮到成本等原因，無法做到面面俱到，要優(yōu)先處理導(dǎo)致水質(zhì)問題的主要因素，找到多種處理方法中的最優(yōu)解，這就需要學(xué)生在熟練掌握理論知識(shí)的前提下，通過實(shí)踐教學(xué)，不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，提升處理解決實(shí)際問題的能力。

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Investigation of key water quality parameters and their interactions in the course of“ Aquaculture Water Environment Chemistry”

JU Chenxi，TAN Chenxi，LI Li，TIAN Yuan，WU Kunjie （School ofFisheries，Xinyang Agricultureand Forestry University，Xinyang 4640oo，Henan China）

Abstract：Aquaculture Water Environment Chemistry isacore professional course foraquaculture specialty incollegesand universities，playing acrucial roleincultivating high-quality applied aquaculture talent.Drawing onrecent teaching experiences andpractical applications inthe field，this paper systematicall introduces12 key water quality parameters relevant toaquaculture，including dissolved oxygen，pH，ammonianitrogen，nitrite nitrogen， hydrogensulfide，total hardness，total alkalinity，oxygen-consuming organic matter，phosphate，water temperature，salinity，and transparency，the interrelationships among these parametersarealso explored，providing students with a solid theoretical foundation for systematically addressing water quality issues. Kevwords·amiaculture water environmental chemistrv·water mialitv indicators·interaction