可持续发展的由来教学ppt课件.ppt

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1、可可 持持 续续 发发 展展一、可持续发展的由来一、可持续发展的由来现代可持续发展思想的产生现代可持续发展思想的产生早期的反思早期的反思寂静的春天寂静的春天一服清醒剂一服清醒剂增长的极限增长的极限可持续发展的提出可持续发展的提出我们共同的未来我们共同的未来重要的里程碑重要的里程碑联合国环境与发展大会联合国环境与发展大会二、可持续发展的基本概念二、可持续发展的基本概念“既满足当代人的需求，又不对后代人既满足当代人的需求，又不对后代人满足其自身需求的能力构成危害的发展满足其自身需求的能力构成危害的发展”。1987年环境和发展委员会年环境和发展委员会（WCED）我们共同的未来我们共同的未来核心：核心

2、：“公平公平”与与“和谐和谐”二、可持续发展的基本概念二、可持续发展的基本概念经济发展是根本经济发展是根本资源永续利用，生态环境持续资源永续利用，生态环境持续良好是基础良好是基础谋求社会全面进步是目标谋求社会全面进步是目标多样性是标志多样性是标志基基本本思思想想三、可持续发展的基本原则三、可持续发展的基本原则公平性原则公平性原则持续性原则持续性原则共同性原则共同性原则四、可持续发展的理论探讨与实践四、可持续发展的理论探讨与实践1、可持续发展的支撑结构、可持续发展的支撑结构以人为本以人为本六个空间六个空间人人经经济济 空空间间生生态态资资源源空空间间环环境境空空间间地地理理基基础础设设施施网网络

3、络空空间间四、可持续发展的理论探讨与实践四、可持续发展的理论探讨与实践2、可持续发展与五律协同、可持续发展与五律协同五律五律五力五力五律协同五律协同五力协同五力协同可持续发展可持续发展自然规律自然规律技术规律技术规律社会规律社会规律经济规律经济规律环境规律环境规律自然力自然力技术力技术力社会力社会力经济力经济力环境力环境力五、可持续发展的案例分析五、可持续发展的案例分析江苏水系的污染控制构想江苏水系的污染控制构想控制战略控制战略清污两制、控源导流清污两制、控源导流总体方案总体方案三线工程三线工程四、可持续发展的案例分析“源地控源源地控源”与与“控源导流控源导流”两种思路比较两种思路比较源地控源

4、源地控源控源导流控源导流自然规律自然规律社会规律社会规律经济规律经济规律环境规律环境规律技术规律技术规律思思考考题题o中国中国21世纪议程世纪议程的主要内容包含哪的主要内容包含哪几个方面？几个方面？中国中国21世纪议程世纪议程的特点的特点是什么？是什么？o决定可持续发展水平的因素是什么？试举决定可持续发展水平的因素是什么？试举例说明。例说明。o中国可持续发展的现状。中国可持续发展的现状。第三章第三章溶解气体溶解气体o教学内容：教学内容：气体在水中的溶解度和溶解速率;水体中氧气的来源和消耗;溶氧的分布及变化;溶氧在水生生态系统中作用;气体溶解逸出与气泡病的关系o教学要求教学要求：掌握气体的溶解度

5、、溶解速率等有关概念；决定养殖水体中氧气含量的因素，溶氧的分布及变化规律；溶氧在养殖生产中的生态作用。初步掌握气体溶解速率的双膜理论，亨利定律的有关计算。了解氧氮气体溶解规律与鱼类气泡病的关系。o重点难点重点难点：气体的溶解度概念；决定养殖水体中氧气含量的因素，溶氧的分布及变化规律；亨利定律的有关计算。第一节第一节气体在水中的溶解度和溶气体在水中的溶解度和溶解速率解速率o气体在水中的溶解度气体在水中的溶解度定义:在一定条件下，某气体在水中的溶解达到平衡以后，一定量的水中溶解气体的量，称为该气体在所指定条件下的溶解度。一般用100g水中溶解气体的克数来表示易溶气体的溶解度，而用1L水中溶解气体的

6、毫克数(或毫升数)来表示难溶气体的溶解度。溶解度单位为ml/L或mg/L。两者之间的换算系数f=Mr/22.4(mg/ml)，式中Mr为气体的相对分子质量。对于氧气f=1.429mg/ml，氮气f=1.251mg/ml。影响气体溶解度的因素影响气体溶解度的因素o气体本身的性质气体本身的性质o温度温度o含盐量含盐量o气体分压力气体分压力1.气体本身的性质气体本身的性质o气体的溶解遵循相似相溶原理极性分子气体在水中的溶解度大，非极性气体分子在水中的溶解度小。o能与水发生化学反应的气体溶解度大，不能与水发生化学反应的气体溶解度小。例如NH3、HCL在水中的溶解度很大，而N2、H2、O2在水中的溶解度

7、很小。o（2）温度）温度温度升高可使气体在水中的溶解度降低，且温度在低温条件下变化对气体的溶解度影响显著。o（3）含盐量）含盐量当温度、压力一定时，水中含盐量增加，会使气体在水中的溶解度降低。这是因为随着含盐量的增加，离子对水的电缩作用(指离子吸引极性水分子，使水分子在其周围形成紧密排布的水合层的现象)加强，使水可溶解气体的空隙减少。因此，在相同温度和分压力下，气体在海水中的溶解度比在淡水中小得多。例如氧气在大洋海水中的溶解度大约只有在淡水中的80-82%。对于淡水而言，含盐量的变化幅度很小，对气体在水中的溶解度影响不大，一般不考虑含盐量的影响，而近似地釆用在纯水中的溶解度值。（4）气体分压力

8、）气体分压力o在温度与含盐量一定时，气体在水中的溶解度随气体的分压增加而增加。对于难溶气体，当气体压力不是很大时，气体溶解度与其压力成正比，这就是享利定律。用公式表示为：C=KHP式中：C气体的溶解度；P达到溶解平衡时某气体在液面上的压力；KH气体吸收系数，其数值随气体的性质、温度、水的含盐量变化而变化，也与压力(P)、溶解度(C)所釆用的单位有关。o对同一种气体在同一温度下有C1/C2=P1/P2式中：C1-压力为P1时的溶解度;C2-压力为P2时的溶解度。o对于混合气体中某组分气体在水中的溶解度，上述各式中的P则是指该组分气体的分压力，与混合气体的总压力无关。由几种气体组成的混合气体中组分

9、B的分压力PB等于混合气体的总压力PT乘以气体B的分压系数，这就是道尔顿分压定律：见P65页o道尔顿分压定律和亨利定律，只有理想气体才能严格相符。对于不与水发生化学反应的真实气体，如N2、O2、CH4等，只要压力不是很大都可以用道尔顿分压定律和亨利定律进行有关计算。气体的饱和含量与饱和度气体的饱和含量与饱和度o定义:饱和含量饱和含量在一定的溶解条件下(温度、分压力、水的含盐量)气体达到溶解平衡以后，1L水中所该气体的量。对于难溶气体饱和含量就等于溶解度。饱和度饱和度溶解气体的现存量占所处条件下饱和含量的百分比，即：气体饱和度=(现存量/饱和含量)100%饱和度可以反映气体在水中溶解时所达到的饱

10、和程度，判断气体是否达到溶解平衡及溶解趋向。有关亨利定律的计算o例1已知20氧气在纯水中溶解的亨利常数KH=31.0molL-1atm-1,试计算压力为161325Pa的干燥空气中氧气在水中的溶解度?已知干燥空气中氧气的体积分数为20.95%.解:PT=161325Pa,体积分数为20.95%PO2=16132520.95%=33798PaPa换算为atmPO2=33798101325=0.3336atmCO2=KHPO2=31.00.3336=10.34mol/L或=14.78mg/Lo例2已知20时1.00atm的甲烷在水中溶解度为23.2mg/L,若在2.1m深的池底不断释放含甲烷40%

11、的气泡,求20时底层水中甲烷的含量最大可能达多少?假定2.1m深的压力为2.1atm.解求气泡在池底时甲烷的分压力:PT=1.2atm,体积分数为40%PCH4=1.240%=0.48atm求甲烷溶解度P1=1.0atm,C1=32.2mg/LP2=1.0atm,C2=?根据C1/C2=P1/P2得:C2=C1P1/P2=23.20.481=11.1mg/L计算不同压力下氧气的溶解度和饱和度o例计算淡水湖面大气压为85200Pa水温15时氧气的溶解度?解:求氧分压:(101325Pa,P1和85200Pa,P2条件下的氧分压)P1=(PT1-PW0)20.95%P2=(PT2-PW0)20.9

12、5%查表可知15时,PW0=1707PaC1/C2=P1/P2=(PT1-PW0)20.95%(PT2-PW0)20.95%=(PT1-PW0)(PT2-PW0)C2=C1(PT2-PW0)(PT1-PW0)=10.07(85200-1707)(101325-1707)=8.44mg/L注:PW0表示纯水的饱和水蒸汽压o例已知青海湖水含盐量为12.5g/L,湖面海拔3195m,试计算20时青海湖水溶解氧为8.50mg/L时的饱和度?解:采取直线内插法求得海拔3195m处的平均大气压为68270Pa查附表得20,盐度为12.5g/L时氧气溶解度为5.90mol/L求压力为68270Pa时大气中氧

13、的溶解度:C2=C1(PT2-PW0)(PT1-PW0)=5.90(68270-2337)(101325-2337)=5.62mg/L饱和度=8.505.62100%=151%计算水体溶解气体的分压力o例求16时溶氧含量为7.36mg/L的淡水中氧分压.已知16时,PW0=1817Pa.解:查溶解度表知Cs=10.07mg/L饱和度=C/Cs100%=7.36/10.07100%=73.1%求饱和分压:PL0=(PT-PW0)20.95%=(101325-1717)20.95%=20847PaPL=PL0饱和度=2084773.1%=15239Pao例25淡水中溶解氮气达到饱和,求水中氧气需达

14、多少时可能产生气泡病?假定产生气泡病时要求水中气压分压总和在水中流体静压力的120%以上,水面压力为101325Pa.解:由题意知:PN2+PO2+PW0101325120%Pa已知25,PW0=3166Pa,N2达饱和时分压PN2=(101325-3166)79.02=77565PaPO21013251.20-PN2-PW0121590-77565-316640859Pa25时氧气的溶解度为8.25mg/L,标准分压力PO20=(101325-3166)20.95%=20564Pa对应于分压为40859Pa的溶解氧含量为:CO28.25(4085920564)8.251.9916.4mg/L

15、气体在水中的溶解速率气体在水中的溶解速率o双膜理论定义:在气、液界面两侧，分别存在相对稳定的气膜和液膜；即使气相、液相呈湍流状态,这两层膜内仍保持层流状态。无论如何扰动气体或液体,都不能将这两层膜消除，只能改变膜的厚度。o气体主体内的分子溶入液体主体中的过程有以下4个步骤：（1）靠湍流从气体主体内部到达气膜；（2）靠扩散穿过气膜到达气液界面，并溶于液相；（3）靠扩散穿过液膜；（4）靠湍流离开液膜进入液相内部。通常易溶气体主要受气膜扩散限制，难溶气体主要受液膜扩散限制。影响气体溶解速度的因素影响气体溶解速度的因素o气体的不饱和程度气体的不饱和程度o水的单位体积表面积水的单位体积表面积o扰动状况扰

16、动状况影响气体溶解速度的因素影响气体溶解速度的因素o气体的不饱和程度气体的不饱和程度水中气体含量与饱和含量相差越远，气体由气相溶于液相的速度就越快。dc/dt(CsC)o水的单位体积表面积水的单位体积表面积在同样的不饱和程度下，单位体积表面积越大，溶解速度越快，即dc/dt与单位体积表面积(A/V)成正比。dc/dt(A/V)将以上两式合并，则有dc/dt=Kg(A/V)(CsC)Kg称气体迁移系数，与气体的性质、温度及扰动状况有关，单位cm/min。在这些条件一定时Kg是常数。o扰动状况扰动状况增加液相内部的扰动作用，把已溶有较多气体靠近界面的水移向深部，把深处含溶解气体较少的水移向界面，可

17、加快溶解速度。增加气相内部的扰动作用，也可以加快溶解速度。o通过学习影响气体溶解速度的因素通过学习影响气体溶解速度的因素,谈谈它谈谈它对养殖生产有何意义对养殖生产有何意义?(或如何利用影响气体或如何利用影响气体溶解速度的因素于养殖生产中溶解速度的因素于养殖生产中?)o试从影响气体溶解速度的因素方面来分析叶影响气体溶解速度的因素方面来分析叶轮式增氧机是如何增氧的轮式增氧机是如何增氧的?第二节第二节溶解氧溶解氧o水体中氧平衡由:增氧作用耗氧作用1.增氧作用2.耗氧作用（1）空气中氧气的溶解（1）水呼吸（2）植物光合作用（2）水生生物呼吸（3）补水与机械作用（3）底泥耗氧作用（4）化学试剂（4）逸出

18、增氧作用o（1）空气中氧气的溶解）空气中氧气的溶解若没有风力或人为地搅动，空气溶解增氧速率很慢，远不能满足池塘对氧气的需求。缺氧时可开动增氧机。中午前后开动增氧机，不能促进氧气的溶解，只能加速水中溶氧的逸出，但能改善下午光合作用的产氧效率，从而改善晚上的溶氧状况。空气中氧气溶解的速率与水中溶氧的不饱和程度成正比，还与水面扰动状况及单位体积的表面积有关，也就与风力和水深有关。氧气在水中的不饱和程度大，水面风力大和水较浅时，空气溶解的作用就大o（2）植物光合作用）植物光合作用o水生植物进行光合作用释放氧气，是养鱼水体氧气的重要来源。水生植物进行光合作用释放氧气，是养鱼水体氧气的重要来源。水生植物光

19、合作用释放氧气，是池塘中氧气的主要来源。一般河流、湖泊表层水夏季光合作用产氧速率为0.5-10g/m2d-1。o光合作用产氧速率与光照条件、水温、水生植物种类和数量、光合作用产氧速率与光照条件、水温、水生植物种类和数量、营养元素供应情况等因素有关。营养元素供应情况等因素有关。光合作用产氧速率与光照条件、水温、水生植物种类和数量、营养元素供给状况等因素有关。气温较高的夏季产氧速率较大，冬季温度较低产氧速率要低一些。o各水层光合作用产氧速率随深度的增加而变化。各水层光合作用产氧速率随深度的增加而变化。各水层光合作用产氧速率随深度的增加而变化。浮游植物在过强光照射下会产生光抑制效应，表层光合作用速率

20、反而不如次表层大，在晴天一般有光抑制现象，次表层水溶氧量最高，阴天则表层水为最高。适当数量的浮游植物，可增加水柱产氧速率，浮游植物生物量过高，透明度降低，植物自遮作用光照不足反而使产氧速率下降。o藻类进行光合作用的最终结果是合成藻体的有机质，浮游植物的平均元素组成可用(CH2O)106(NH3)16H3PO4来表示，光合作用的各元素的计量关系可用下式来反应：106CO2+16NO-3+HPO2-4+122H2O=(CH2O)106(NH3)16H3PO4+138O2由此式可计算出浮游植物光合作用对P、N、C的需求及释放O2的比例P：N：P：O2=1：16：106：138(摩尔比)或P：N：P：

21、O2=1：7.2：41：142(质量比)由此式可以得出：浮游植物光合作用释放1mgO2产生有机碳的量为0.289mg，这对研究水体的初级生产力有重要的意义。o补水可以补充氧气。补水可以补充氧气。鱼池在补水的同时，可增加缺氧水体氧气的含量。补水效果要看具体情况而定:1.流动水体:网箱流水养殖,普通流水养殖,工厂化流水养鱼养殖模式中补水补氧是氧气的主要来源。2.在非流水养鱼的池塘中，补水量较小，补水对鱼池的直接增氧作用不大。只有补充水中氧气含较高，池塘水中氧气缺乏时，补水增氧才具有明显的效果。3.地下水:冬季，北方越冬池注入井水一般不会起到增氧作用，因为地下水中通常氧气含量低于池塘。o增氧机补氧增

22、氧机补氧o化学增氧化学增氧:借助一些化学制剂向水中供O2，如过氧化钙CaO2、活性沸石等过氧化钙过氧化钙CaO2该物质为白色结晶粉末，与水发生化学反应CaO2+H2O=Ca(OH)2+O2释放出氧气。据研究，千克过氧化钙可产氧气77800ml,在20纯水中可连续产氧200天以上，在鱼池内施用后1-2个月内均可不断放出氧气。一般每月施用一次即可，初次每亩用6-12kg，第二次以后可以减半。水质、底有机物负荷过高时，用量取高限，反之，则取低限。过氧化钙不仅能增氧而且可增加水体的碱度和硬度，提高pH，保持水体呈微碱性，絮凝有机物及胶粒。能够起到改良水质和底质的作用。活性沸石活性沸石某些种类的活性沸石

23、，施用于池塘时，每千克可带入空气100000毫升，相当于21000毫升氧气，它们均以微气泡放出，增氧效果较好，活性沸石也有吸附异物改良水质、底质的功效。此外过氧化氢、高锰酸钾在水中施用都有一定的增氧效果。o养殖池氧气来源:不同类型鱼池氧气来源不一致：国外低产鱼池：光合作用89%、空气溶解7%、补水4%。国内高产鱼池：光合作用61%、空气溶解39%(开增氧机导致空气溶解比例增大)、补水增氧可忽略。耗氧作用耗氧作用o水呼吸水呼吸定义即水中微型生物耗氧，主要包括：浮游动物、浮游植物、细菌呼吸耗氧以及有机物在细菌参与下的分解耗氧.这部分氧气的消耗与耗氧生物种类、个体大小、水温和水中机物的数量有关。据日

24、本对养鳗池调查，在20.5-25.5时浮游动物耗氧的速率为721-932ml(O2)/kgh；原生动物的耗氧速率为1710-3-11103ml(O2)/kgh；浮游植物也需呼吸耗氧，只是白天其光合作用产氧量远大于本身的呼吸耗氧量。据研究，处于迅速生长的浮游植物，每天的呼吸耗氧量占其产氧量的10-20%；有机物耗氧主要决定于有机物的数量和有机物的种类(在常温下是否易于分解)。前苏联学者对十个湖泊水库的水呼吸组成研究指出：在水呼吸中浮游动物占5-34%，平均23.5%，浮游植物占4-32%，平均19.1%,细菌占44-73%，平均57.4%。可见细菌呼吸耗氧是水呼吸耗氧的主要组成部分。o水呼吸测定

25、方法:黑白瓶测定法将待测水样用虹吸法注入黑瓶及测氧瓶中，测氧瓶立即固定测定，黑瓶放入池塘取样水层，过一段时间后，取出黑瓶测定其溶氧。据前后两次测得溶氧量之差和在池塘中放的时间，就可以计算出每升水在24小时内所消耗氧气的量，此为水呼吸。可见水呼吸不仅包括浮游动物、浮游植物、细菌呼吸耗氧、有机物的分解耗氧，还包括水中的其它化学物质氧化对氧气的消耗量。o水生生物呼吸水生生物呼吸主要是指鱼虾的呼吸。鱼虾的呼吸好氧速率随鱼虾种类、个体大小、发育阶段、水温等因素而变化。鱼虾的耗氧量(以每尾鱼每小时消耗氧气毫克数计)随个体的增大而增加；而耗氧率(以单位时间内消耗氧气的毫克数计)随个体的增大而减小；活动性强的

26、鱼耗氧率较大；在适宜的温度范围内，水温升高，鱼虾耗氧率增加。o底泥耗氧作用底泥耗氧作用底质耗氧包括底栖生物呼吸耗氧、有机物分解耗氧、呈还原态的无机物化学氧化耗氧。许多研究者对不同地区、不同类型养殖水体的底质耗氧率进行测定指出：我国湖泊底质耗氧速率为0.3-1.0g(O2)/m2d。辽宁地区夏季养鱼池塘耗氧速率为0.67-2.01,平均1.310.35g(O2)/m2d，哈尔滨地区鱼类越冬池平均耗速率为0.4g(O2)/m2d(雷衍之1992)。内蒙古地区鱼池，生长期1.4，越冬期0.47g(O2)/m2d(申玉春1998)。日本养鳗池为1.1-13.2g(O2)/m2d，美国养鱼池底质耗氧率中

27、值为1.46g(O2)/m2d，前苏联养鲤池为0.4-1.0g(O2)/m2d。o逸出逸出当表层水中氧气过饱和时，就会发生氧气的逸出。静止的条件下逸出速率是很慢的，风对水面的扰动可加速这一过程。养鱼池中午表层水溶氧经常是过饱和，会有氧气逸出，不过占的比例一般不大。o对各耗氧因素所占的比例曾有研究者进行估算国外池塘养鱼单产较低，池中鱼载量小，池鱼耗氧占总耗氧的5-15%，逸出占1.5%，其它占80-90%。国内，淡水鱼池，无锡地区高产池的估算结果池鱼耗氧占总耗氧的20%，水呼吸占71%，底质耗氧占9%(忽略了逸出损失)池鱼耗氧占总耗氧的16.1%，水呼吸占72.9%，底质耗氧占0.6%，逸出占1

28、0.4%。池鱼耗氧占总耗氧的15.3%，水呼吸占69.4%，底质耗氧占14.8%(忽略了逸出损失)。海水对虾池，虾呼吸耗氧占总耗氧的25.2%，水呼吸占58.2%，底质耗氧占16.6%(臧维玲1995)虾呼吸耗氧占总耗氧的21.8%，水呼吸占75.1%，底质耗氧占3.17%。(臧维玲1995)虾呼吸耗氧占总耗氧的34%，水呼吸占35%，底质耗氧占30%(林斌1995)。溶氧的分布变化规律溶氧的分布变化规律o定义溶氧分布:同一时刻,同一水体内不同水层水区的溶氧差别状况溶氧变化:同一水体内,同一水层水区在不同时刻的溶氧差别状况溶氧日变化:同一水体内,同一水层水区在一日内不同时刻溶解氧含量差别情况溶

29、氧日较差:溶氧日变化最大值与最小值之差,反映的是日溶氧的变化幅度,也可侧面反映出水体的类型.o1.溶氧的日变化溶氧的日变化（1）表层水）表层水湖泊、水库表层水的溶氧有明显的昼夜变化。受光照日周期性的影响，白天水中植物有光合作用，晚上光合作用停止。从而导致表层水溶氧白天逐渐升高，晚上逐渐降低，如此周而复始地变化。溶氧最高值出现在下午日落前的某一时刻，最低值则出现在日出前后的某一时刻，最低值与最高值的具体时间决定于增氧因子和耗氧因子的相对关系。（2）中层和底层水）中层和底层水湖泊和水库的中层与底层，溶氧也有昼夜变化，但变化幅度较小，变化的趋势也有所不同。由于在一般水体中中层和底层光照较弱，产氧就少

30、，风力的混合作用可将上层的溶氧送至中下层，从而影响溶氧的变化。（3）日较差）日较差溶氧日变化中，最高值与最低值之差称为昼夜变化幅度，简称为“日较差”。日较差的大小可反映水体产氧与耗氧的相对强度。当产氧和耗氧都较多时日较差才较大。日较差大，说明水中浮游植物较多，浮游动物和有机物质适中，也即饵料生物较为丰富，这有利于鱼类的生长。在溶氧最低值不影响养殖鱼类生长的前提下，养鱼池的日较差大些较好。南方渔农中流传的“鱼不浮头不长”的说法，是对早晨鱼浮头的鱼池，鱼一般生长较快现象的总结。这主要是针对以培养天然饵料养鱼来说的，如果用全价配合饲料流水养鱼或网箱养鱼，就不存在池水日较差大对鱼类生长有利的说法了。o

31、溶氧的年变化溶氧的年变化一年中，随水温变化及水中生物群落的演变，溶氧的状况也可能发生一种趋向性的变化。只是情况比较复杂，变化的趋向随条件而变。如贫营养型湖泊，水中生物较少，上层溶氧接近于溶解度，溶氧的年变化将是冬季含量高，夏季含量低。养鱼池生物密度大，变化比较剧烈，在一段时间内(长则1015天，短则35天)，水中生物群落就会发生较大的变化，从而引起溶氧状况的急剧变化。如浮游植物丰富、浮游动物适中、溶氧正常的水体，在35天后可能转变为浮游动物多、浮游植物贫乏、溶氧过低的危险水质，这一点应加以注意。日照时间的变化对溶氧会产生一定的影响。冰封初期，日照较长，冰层也薄，光合作用产氧量较大，大部分越冬池

32、的溶氧变化呈上升趋势；后来日照时间越来越短，冰层也加厚，光合作用产氧量减少，大部分越冬池在此期间溶氧都降低；以后日照越来越长(尽管冰层已达最厚)，溶氧又开始回升。冬季池塘溶氧的日较差较小。o溶氧的垂直变化溶氧的垂直变化湖泊、水库、池塘溶氧的垂直分布情况比较复杂，与水温、水生生物状况、水体的形态等因素密切相关。贫营养型湖泊溶氧主要来自于空气的溶解作用，含量主要与溶解度有关。夏季湖中形成了温跃层，上层水温高，氧气的溶解度低，含量也相应低一些。下层水温低，氧气的溶解度高，含量也相应高一些。富营养型湖泊，营养盐丰富，有机质较多，水中生物量较大，水的透明度低，上层水光合作用产氧使溶氧丰富，下层得不到光照

33、，无光合作用，水中原有溶氧很快被消耗，处于低氧水平。各水层光合作用产氧速率随深度的增加而变化。浮游植物在过强光照射下会产生光抑制效应，表层光合作用速率反而不如次表层大，在晴天一般有光抑制现象，次表层水溶氧量最高，阴天则表层水为最高。对于较浅的水体(如4050cm深)，水清见底，水中有大量底栖藻类生长，整个水体溶氧都过饱和，也会出现底层水溶氧高于表层水的情况。o4.溶氧的水平分布溶氧的水平分布由于溶氧垂直分布的不均一性，从而在风的作用下使溶氧的水平分布也表现为不均匀。一般认为水较深、浮游植物较多的鱼池，上风处水中溶氧较低，下风处水中溶氧较高，相差可能达到每升数毫克。在水中溶氧底层高于表层的情况下

34、，会出现与上述相反的情况-溶氧上风处高于下风处。在河流的支流汇入处，湖泊、池塘的进出水口处，浅海的淡水流入处，生活污水及工业废水污染处，甚至鱼贝类集群处，溶氧及其水质特点也会与周围有相当大的差别，水平分布呈不均匀状态。例如，有研究者发现，养珍珠贝的珠笼内溶氧较笼外低得多，特别是放养密度大，网眼较小时尤其如此。溶氧的生态学意义溶氧的生态学意义o对水质的影响对水质的影响:（1）对氧化还原电位的影响）对氧化还原电位的影响天然水的氧化还原状况是由水中的氧化还原物质所决定。水的氧化与还原状态的分界不是绝对的，一般含有较丰富溶氧的水称为氧化状态水（或氧化环境）。氧化与还原状态的分界与pH有关，即随pH的升

35、高而降低。碱性条件下Eh0.15V即为氧化状态，而酸性条件下Eh0.4-0.5V才为氧化状态。在弱还原环境，即酸性条件下Eh0.4-0.5V以及在碱性条件下Eh0.15V时，铁与锰以低价状态存在；Eh继续降低降低SO42-将被还原为H2S，Eh变为负值；在强还原条件下，将有CH4与H2生成。(2)对元素存在价态的影响对元素存在价态的影响溶氧含量丰富的水体中NO3-、Fe3+、SO42-、MnO2等是稳定的；如水中缺氧，则被相应还原为NH4+、Fe3+、S2-、Mn2+等。在缺氧条件下，有机物氧化不完全，会产生有机酸及胺类。在有氧条件下，有机物氧化则较完全，最终产物为CO2、H2O、NO3-、S

36、O42-等无毒物质。当水体有温跃层存在时，上下水层被隔离，底层溶解氧可能很快耗尽，出现无氧环境。此时，上下水层的水质有很大差别，许多物质的存在形式及含量将有很大不同。o对水生生物的直接影响对水生生物的直接影响:（1）急性影响）急性影响引起水生生物的窒息死亡窒息点：引起生物窒息死亡的溶氧上限值称为该生物的窒息点。不同生物的窒息点可能不同，温度升高能使窒息点提高，海水鱼耐低氧能力差。（2）慢性影响）慢性影响如果水中溶氧偏低，但尚未达到窒息点，不会引起水生生物的急性反应，但会产生慢性影响，主要表现在：影响鱼虾的摄饵量及饵料系数长期生活在溶氧不足的水体中，摄饵量会下降；影响鱼的发病率长期生活在低氧条件

37、下的水生生物，体质下降，对疾病的抵抗力降低，故发病率升高。在低氧环境下，寄生虫病也容易蔓延；影响胚胎的正常发育在鱼、虾孵化期，胚胎对溶氧的要求高，如氧气供应不足，易出现畸形，引起胚胎死亡；影响水中毒物的毒性溶氧降低，使水生生物呼吸频率增加，如果水中存有毒物，则水生生物对毒物的接触量将增大，危害也就增大。几种养殖鱼类溶解氧最低适应量种类全长(cm)水温()pH窒息点(mg/L)鳙4-527-286.8-6.90.68-0.34鳙17-18237.20.30鲢4-527-286.80.72-0.34鲢10-13237.20.79草鱼3-429-306.7-7.00.51-0.30草鱼12-1323

38、7.00.39鲤鱼6-729-307.10.34-0.30鲫鱼6-7296.90.13-0.11野杂鱼0.67-0.7养殖鱼类对水中氧气的适应(mg/L)种类正常生长发育 呼吸受抑制 窒息点鲫鱼2.01.000.10鲤鱼4.01.500.20-0.30鳙鱼4.0-5.01.550.23-0.40鲢鱼5.51.750.26-0.79草鱼5.01.600.40-0.57（3）气泡病）气泡病当水中的藻类等浮游植物或青苔过多，尤其是在夏季气温高时，氧气在水中的溶解度降低，而水受阳光强烈照射后，水中植物的光合作用大大加强，产生大量的氧，水中无法溶解，于是氧形成气泡。鱼体附着气泡以及误吞气泡，使得鱼失去控

39、制沉浮的能力，无法自由游动，在水中挣扎，消耗很大，最终死亡。在运输过程中过度送气也容易引起气泡病。耗氧率(耗氧量)o定义:耗氧率:单位体重鱼在1小时中所消耗的氧量.单位:mg/g鱼.h或mg/kg鱼.h反应鱼类消耗氧的强度,是鱼对氧的要求指标,是鱼类代谢强度指标o根据耗氧率的高低对鱼类划分:1.需氧量极高鱼类:常生活急流,冷水环境中如鲑科鱼类:5mg/L2.需氧量高鱼类:生活江河等流动水体鱼类5-7mg/L3.需氧量较底鱼类:生活流水或静水水体.如四大家鱼主要为温水性鱼类4-4.5mg/L4.需氧量低鱼类:0.5-1.0mg/L如鲤.鲫鱼及热带鱼影响耗氧率的因素o内因:种间差异,年龄大小,活动

40、性等一般鱼的耗氧量随鱼的年龄和体重增加而上升,但耗氧率下降.此外鱼的性别,饥饿,生殖亦影响耗氧量我国主要养殖鱼类耗氧率种类水温体重(g/尾)耗氧率(mg/g鱼.h)鳙2021.30.068鳙29314.00.170鲢2019.50.061鲢29180.00.180鲤171075.00.024鲫16225.00.027草鱼29120.00.300团头鲂29140.00.320罗非鱼2560.0-70.00.206o外因:1.温度:耗氧量与温度呈正相关夏季耗氧量高于冬季如2龄鲢鱼:夏季0.161-0.264mg/g鱼.h冬季0.012-0.037mg/g鱼.h2.CO2与pH:增加或降低都会降低耗

41、氧量3.盐度:盐度变化会导致耗氧量下降再升高再恢复正常水平4.溶氧分压溶氧分压水中溶氧分压与鱼类耗氧率之间的关系模式图o（1）AG线表示基础代谢耗氧情况线表示基础代谢耗氧情况A点为基础耗氧率，即鱼不摄食不运动，仅为生存所必需的最低耗氧率；A点称为窒息点；a点为窒息点的氧分压，也称临界点氧分压。我国主要养殖的四大家鱼和中国对虾的窒息点在0.5-1mg(O2)/L。在水中的分压大于该值时，鱼的基础耗氧率与氧分压无关。（2）当水中氧分压小于窒息点）当水中氧分压小于窒息点a时时鱼的耗氧率沿AD线下降，一定时间后鱼即死亡。溶氧分压在oa区间称为窒息区；当氧分压大于a时，鱼可正常生存，故叫生存区。（3）当

42、水中氧分压小于）当水中氧分压小于d时时鱼无法耗氧，迅速死亡，称即死区，D为即死点。（4）当氧分压大于）当氧分压大于m时时当水中的氧分压从a点起不断增大，则鱼的耗氧速率沿AM线升高，活动能力随之加强。M点称为上线点，为最大活动耗氧率。M点则为最大溶氧分压。水中氧分压大于m值时，溶氧不成为限制呼吸耗氧率的因素，鱼类可完全自由的活动，称为自由区或独立区；相反如水中氧分压介于m和d之间，鱼的呼吸耗氧率随氧分压的升高而加快，在同样时间内释放的代谢能也较多，这一区域称为依存区。大体上，AM线段中的C点相当于中等运动量，B点为相对安静的状态。当水中氧分压等于b时，鱼类便不能有任何多余活动了。显然水中溶氧分压

43、在a和m之间是溶氧不足区。养殖生产中溶氧的管理养殖生产中溶氧的管理o管理的任务:1.确保溶氧不低于某临界标准2.防止水体溶解氧变动过于剧烈o管理办法管理办法:1.加强增氧作用加强增氧作用（1）生物增氧）生物增氧保证水中有充分的植物营养元素和光照，增加浮游生物种群数量。（2）人工增氧）人工增氧机械增氧注入溶氧量较高的水，或用增氧机搅水以增加空中氧气向水中溶解或充入纯氧。化学增氧借助一些化学试剂向水中释放氧气，如过氧化钙、活性沸石等。2.减少耗氧作用减少耗氧作用（1）降低水体耗氧速率及数量）降低水体耗氧速率及数量养殖生产中常用挖去底泥，合理施肥投饵，用明矾、黄泥浆凝聚沉淀水中有机物及细菌等方法。（

44、2）改良水质）改良水质减少或消除有害呼吸的物质(如浊度、CO2、NH3、毒物等)。抢救泛塘时使用的石灰、黄泥等，就有这种作用。防止缺氧窒息的措施o定义缺氧:鱼体内部组织,细胞得不到充足的氧气以维持其正常的机能活动.窒息:生物缺氧时而表现出的呼吸困难现象.引起缺氧窒息的原因o外因:无氧性缺氧o内因:血红蛋白和水体氧结合少而缺氧措施o降低水体耗氧量:沉淀有机物,去除淤泥,合理投饵,降低养鱼密度o改良水质:石灰,黄泥o加强增氧作用1.生物增氧2.化学增氧3.机械增氧确定用水流量养鱼密度o水中溶解氧动态可用方程式表示:dc/dt=(v/V)(c1-c)+k(cs-c)-k1C表示t时间水体内溶解氧含量

45、(mg/L)dc/dt表示t时间养鱼水体溶解氧的变化量c1表示来水中溶解氧含量(mg/L)cs表示同一条件下溶解氧的饱和浓度V表示水体原有的水体量(L)v表示单位时间补给的水量(L/h)k表示氧气溶入速率k1表示水体内生物及非生物耗氧总量(mg/L.h)(v/V)(c1-c)表示流水增氧k(cs-c)表示空气溶解增氧oK1=kA+BA表示养鱼密度(kg/L)B表示其它因素耗氧率K表示养殖鱼的耗氧率(mg/kg.h)流水式养殖流水养殖中,水中氧气含量应为临界需氧浓度.则公式dc/dt=(v/V)(c1-c)+k(cs-c)-k10=(v/V)(c1-c)+k(cs-c)-k1即k1=(v/V)(

46、c1-c)+k(cs-c)K1=kA+BkA+B=(v/V)(c1-c)+k(cs-c)水中溶解氧来源主要是流水增氧,耗氧主要为养殖生物耗氧即k(cs-c),B可忽略则:A=1/k(v/V)(c1-c)o例1:设有一长方形(8*4*1.5m3)的流水养殖池,养殖某种鱼的k=200mg/kg.h,c=2mg/L,流水的溶解氧为8mg/L,若流水的流速为0.02m/s,0.05m/s,0.1m/s,求养殖池的最大载鱼量分别为多少公斤?o作业:某种鱼的k=200mg/kg.h,c=2mg/L,若流水的交换次数为2次/h,水温30(溶解氧饱和值为7.6mg/L),溶解氧的饱和度分别为80%,90%,100%时,求最大载鱼能力(kg/m3)?