什么叫水中的溶解氧?

天然水中的氧，主要是由大气中的氧气溶解到水中。有的也部分来自水生植物的光合作用所产生的氧气。溶解在水中的氧气，简称溶解氧。
地表水中溶解氧的含量与水温、气压及水中有机物含量有关。表1—22给出了在水中不含有机物的情况下，O．1MPa大气压及不同温度时，空气中的氧在水中的溶解度。

水中有机物进行生物氧化分解时需消耗溶解氧。如果有机物较多，耗氧速度超过从空气中补充的溶氧速度，则水中的溶解氧含量将减少d受到有机物污染严重时，水的溶解氧甚至可接近于零。此时，有机物在缺氧条件下分解，出现腐败发酵现象，使水质严重恶化，在缺氧的水体中，水生生物的生长将受到抑制甚至死亡。生活污水和某些工业污水中，由于含有大量有机物，呈现严重缺氧状态，在排人天然水体后，就会消耗大量溶解氧，使水体遭到严重污染。
地下水由于与空气接触较少，含氧量通常比地表水少。在一定深度下，地下水中溶解氧几乎为零。

水中的溶解氧有什么危害?

天然水中的溶解氧量一般为7—14mg／L，水中溶解氧的危害主要表现在如下方面：
①在电化学过程中，氧是一种强去极化剂，会加速电化学的腐蚀，其反应如下：
2Fe+2H20+02===．2Fe(OH)2
②氧会破坏金属表面的保护膜，使其变成铁锈而脱落，引起“二次”腐蚀，其反应如下：
4Fe(OH)2+2H20+02——叫Fe(OH)3
Fe(OH)2+2Fe(OH)3——,FeO·Fe203+4H20
③水中氧含量的多少，也反映了天然水受有机物污染的程度。当污染严重时，水中的溶解氧会接近于0，此时水中的厌氧菌便滋长、繁殖、并发生有机物的腐败和发臭。

溶解氧跟空气里氧的分压、大气压、水温和水质有密切的关系。在20℃、100kPa下，纯水里大约溶解氧溶解氧测试仪9mg/L。有些有机化合物在喜氧菌作用下发生生物降解，要消耗水里的溶解氧。如果有机物以碳来计算，根据C+O2=CO2可知，每12g碳要消耗32g氧气。当水中的溶解氧值降到5mg/L时，一些鱼类的呼吸就发生困难。水里的溶解氧由于空气里氧气的溶入及绿色水生植物的光合作用会不断得到补充。但当水体受到有机物污染，耗氧严重，溶解氧得不到及时补充，水体中的厌氧菌就会很快繁殖，有机物因腐败而使水体变黑、发臭。 

　溶解氧值是研究水自净能力的一种依据。水里的溶解氧被消耗，要恢复到初始状态，所需时间短，说明该水体的自净能力强，或者说水体污染不严重。否则说明水体污染严重，自净能力弱，甚至失去自净能力。

养殖业与溶解氧的关系

一、养殖水体中氧气来源
养殖水体中的氧气来源分为几种，对于鱼缸养殖来说，养殖水体中的氧气主要是补水补氧，也有一些是来自于植物的光合作用。 在自然条件下,静水养殖水体内溶解氧中,光合作用增氧占89%(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、水层深度等因素有关)。一般河流、湖泊表层水夏季光合作用产氧速率为0.5—10g/(㎡.d)。 浮游植物的平均元素组成可表示为(CH2O)106(NH3)16H3 PO4,光合作用反应方程式：
106CO2+16NO3-+HPO42-+18H++122H2O=(CH2O)106(NH3)16H3PO4+138O2 由式可知：P:N:C:O2=1:16:106:138（物质的量比值）
或 P:N:C:O2=1:7.2:41:142（质量比值）
可以看出，光合作用释放1mg的O2产生有机碳量为0.289mg，这对研究水体初级生产力有重要意义。
其次，是空气溶解。其溶解速率与溶解氧不饱和程度、水面搅动情况以及单位体积表面积有关，空气溶解增氧约占7%。 补水补氧，即注入新鲜的水等，约占4%。但是，对于养殖水体来说，鱼缸养殖中，补水补氧达到80%。
二、养殖水体氧气的消耗
1、生物作用耗氧 (占总耗氧的80%-90%以上)
1)生物耗氧 ①水生生物(动植物)耗氧 ②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。 通常用“水呼吸”来反映水中微型生物与化学反应所消耗的溶氧。水呼吸可用不透光的“黑瓶”直接测定，即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存放的时间，就可以计算出每升水在24小时内所消耗氧气的量。 前苏联学者对十个湖泊水库的水呼吸耗氧状况研究时指出：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，这十个湖泊水中，细菌呼吸耗氧是水呼吸耗氧的主要组成部分。
2)水中有机物耗氧 水中一些低分子有机物，例如乙酸、乙醇、丙酮酸等，被生物分解耗氧。
3)底质耗氧 底质耗氧比较复杂，主要包括：①底栖生物呼吸耗氧；②有机物分解耗氧。
2、物理作用耗氧 水体溶解氧气过饱和，从而向空气逸散等(1.5%左右)。
3、化学耗氧 水中某些化学反应(硫化氢,甲烷,硫等)耗氧，其中所养鱼类耗氧约占5%-15%。
三、养殖水体溶解氧变化特点
四种变化:1.昼夜变化；2.季节变化；3.垂直变化；4.水平变化。
1、昼夜变化 白天，光合作用生成氧气,下午2-4时常常达到过饱和；夜间，呼吸等作用耗氧,到黎明前降到最低值,这个时候,常常出现浮头现象。 溶解氧昼夜变化中，最高值和最低值之差，称为昼夜变化幅度，简称“日较差”。日较差大小反映水体产氧和耗氧的相对强度，当产氧和耗氧都较多时，日较差较大，这说明水中浮游植物较多，浮游动物和有机物适中，即为饵料较为丰富，有利于高产。不过不适用于鱼缸饲养。
2、季节变化 高含氧量多出现在夏季和秋季,低含氧量一般也出现在夏季和秋季。夏季和秋季溶解氧高低差较大的原因:夏秋两季水体内浮游生物数量较多,光合作用较强,同时水中各种耗氧因子耗氧作用也较强。
3、垂直变化 夏季表现明显,白天由于水体透明度原因,水体上层光照条件好,而且上、下层水体中浮游生物分布不均匀(上多下少),造成上、下层氧差达10mg/L；晚上由于对流作用,下层氧得以补充。一般日出后氧差逐渐加大,下午最大；日落逐渐减小,清晨最小(中午前后开动增氧机的缘由)。
4、水平变化 在较小面积的养殖水体中多见,水平溶氧的差异主要是受风力的影响,其次为水流的影响。一般进水口含氧量高,出水口含氧量低。
四、溶解氧与水生生物的关系
1、不足 低溶氧对鱼类生长很不利,一般水中溶氧量在3mg/L以上时，对鱼类较为安全；在1mg/L以下时，则将出现窒息死亡现象。当含氧量下降时,鱼类开始以加快呼吸频率来弥补氧含量的不足;继续下降时，将会：①出现浮头现象；②长期浮头对鱼类生长不利(摄食量下降、饵料消化率低、饲料系数高)；③增加水产动物发病率等。 一般适宜含氧量为5—5.5mg/L或者更高，淡水中溶解氧饱和含量为8—10mg/L。 耗氧率，即单位体重耗氧量。一般同一品种，个体小的耗氧率大于个体大的。例如，鱼苗耗氧率为3.09mg/(L.h),种鱼为0.33—0.64 mg/(L.h),二龄鱼为0.21 mg/(L.h)。另外,活动性大的动物耗氧率大于活动性小的。如鲢鱼较鳙鱼活跃,因此鲢鱼耗氧大于鳙鱼。 水生生物的耗氧随水温的升高而增大,当水温每增加10℃时,耗氧要增加2-3倍。
2、过饱和 容易得气泡病等。
五、养殖水体溶解氧的调控
1、扩大养殖面积 面积大,受风力影响大,溶氧多；水流增加溶氧。
2、降低水体耗氧率及数量 改良水质，如消除其他耗氧因子(有机物及细菌等)、减少或消除有害呼吸的物质(如浊度、NH 、毒物等)，常使用石灰、黄泥等。

3、加强增氧作用，提高水中溶氧浓度
1)生物增氧 降低浊度，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，提高自然增氧速率及数量。
2)人工增氧 包括机械增氧和化学增氧。 机械增氧包括注入溶氧量较高的水、充空气或充纯氧气增氧。前者相当于溶液混合稀释问题，一般说来，效率较差。 化学增氧所借助的一般化学试剂是：过氧化钙（CaO2）。 该物质为白色结晶粉末，与水发生化学反应，释放出氧气（CaO2+ H2O = Ca(OH)2+ O2）。据研究，每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，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 据报道，某些种类的活性沸石，施用于池塘时，每千克可带入空气10万毫升，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 吸附异物从而改良水质、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。