水体二氧碳平衡系统及PH.ppt

水体二氧化碳平衡及PH 本章摘要 主要介绍天然水中二氧化碳平衡系统及PH 了解影响二氧化碳平衡系统及PH的因素 熟悉并掌握天然水体的PH对水产养殖的影响 ?第一节??二氧化碳平衡系统?? 天然水体中存在着大量的碳元素，除少数以有机态存在外，大部分以溶解在水中的CO2 ， H2CO3，HCO3-， CO32-的形式存在。 无机碳化合物的不同形式之间以及它们与气相中的CO2 ，液相中的H+，水分子和固相的碳酸盐之间都存在着许多具有内在联系的物理和化学平衡，这就是二氧化碳平衡系统 1 二氧化碳的溶解与逸出过程 这是二氧化碳的气液界面的传递过程，静止的水和搅动的水的传递速率不一样。 二氧化碳的溶解和逸出的方向取决于大气与水体之间的二氧化碳的分压差。 2 碳酸的一级与二级电离平衡 溶解二氧化碳的水合过程和碳酸的脱水过程比较慢，实际水体中大量容存的是溶解二氧化碳，碳酸的量很少 碳酸的电离平衡及CO32- ，HC03-的水解平衡属于离子反应，速度较快。 温度升高，压力减少，光合作用剧烈的水体，有利于CaCO3沉淀的生成，反之，有利于CaCO3的溶解。 水中碳酸根，碳酸氢根，二氧化碳的相对含量主要取决于PH，大体有五种情况： 见课本44页 第二节 天然水体的PH 地下水由于溶有较多的CO2，pH一般较低，呈弱酸性。某些铁矿矿坑积水，由于FeS2的氧化、水解，水的pH可能成强酸性，有的pH甚至可低至2--3。这是很特殊的情况 4 有机物缓冲系统 水中存在的有机物如有机酸，蛋白质，腐殖质等，在水中离解时，他们结构中还有的羧基或者氨基，在水中与氢离子存在平衡关系，可以起到调节水中氢离子浓度的作用。 天然水体的PH主要取决于水体中二氧化碳系统中各成分之间的相对比例，即CO2 , HCO3-， CO32-三者的相对比例。 CO2比例大时，PH较低，水偏酸性， CO32-比例大时，PH较高，水偏碱性。某些水体含有强酸，则这些水的PH决定于强酸的浓度。 （三）海水体系的PH 天然海水的PH比较稳定，而且一般呈弱碱性。 海水的阳离子一般为强碱性的阳离子，阴离 子一般为弱酸性的阴离子。 海水的PH变化范围一般为7.5-8.6之间。 三 影响天然水PH变化的因素 生物因素：水气二氧化碳交换生物光合作 用、呼吸作用 物理因素：温度，压力，水的混合作用 化学因素：有机，无机物的氧化还原反 应 ，碳酸盐的沉淀溶解 四 天然海水的PH和养殖的关系 氢离子浓度一向被认为是养鱼水质的一个重要因素，分析养鱼用水的水质时通常都要测定pH值。这是因为氢离子浓度从多个方面影响到鱼和鱼的生产。 鱼类能够安全生活的pH值范围大致是6～9，而最适宜的范围在鲤科鱼类为弱碱性，即pH值为7～8.5，在鲑科鱼类为中性附近即pH值为7上下。pH值超出一定范围高限为9.5～10，低限为4～5会直接造成鱼的死亡。 pH值在安全范围内，当超出最适范围时也会对鱼类的生命活动起消极作用，从而影响到养鱼的成绩。例如，养鱼的实践证明鱼在酸性（pH值低于5.5），水体中对传染性鱼病特别敏感，呼吸困难即使水中并不缺氧，对饲料的消化率低，生长缓慢。 pH值还通过影响其他的环境因子而间接影响到鱼。 例如在低pH值下，Fe离子和H2S的浓度都会增高，而这些成份的毒性又和低pH值有协力作用，pH值越低，毒性越大； 另一方面，高的pH值又会增大氨的毒性。另外pH值偏离了中性到弱碱性范围而变得过高或过低时，都会抑制植物的光合作用和腐败菌的分解作用；而前者又会影响到水体的氧气状况和鱼类的呼吸条件，后者又会影响到水中有机质的浓度。 pH值还严重影响到水体的生物生产力 pH值的不适宜会破坏水体生产的最重要的物质基础-磷酸盐和无机氮合物的供应。如果水偏碱会形成难溶的磷酸三钙，偏酸又会形成不溶性的磷酸铁和磷酸铝都会降低肥效 在氮的循环中pH值也起重大作用，硝化作用固氮作用都以弱碱性pH值7.0～8.5最适宜，遇到酸性或弱碱性条件都会受到抑制， pH值还通过直接影响植物的光合作用和各类微生物的生命活动，从而影响水体的整个物质代谢。 ? 水中其他弱酸盐如硼酸盐、硅酸盐、有机酸类的盐等，也存在相应电离平衡，也可以调节pH。比较起来，由于水中HCO3-含量比其他弱酸盐大得多，水的缓冲性主要还是靠上述(1)、(2)两个平衡系统起调节作用。海水由于离子强度很大，水中生成很多离子对，也对pH有缓冲作用。 另外水中的Mg2+也可以限制pH的上升幅度，对于海水，这种作用明显。如池塘养鱼常采用生石灰清塘。这