硬度是單位水體中所含有的二價及二價以上的金屬離子的總和,這些離子包括鈣離子、鎂離子、鐵離子、鋁離子、錳離子等,但主要的離子是鈣離子、鎂離子、鈉離子、鉀離子,淡水中主要是鈣離子,海水中主要是鈉離子。
硬度分為暫時硬度和永久硬度。鈣、鎂以碳酸鹽形式存在,遇熱既能形成碳酸鹽沉澱,而被移出,稱暫時硬度。以硫酸鹽、硝酸鹽和氯化物形式存在的,遇熱不能夠形成沉澱,稱永久硬度。
硬度的表示單位:第一種是 mmol/L,是指物質量的基本單元,以單位電荷形式以mmol/L計量,是硬度常用的單位。第二種單位是 mg CaCO3/L,以1升水中所含有與形成硬度離子的量所相當的碳酸鈣的質量表示。第三種單位是德國度,是將水中鈣、鎂含量換算為相當於氧化鈣的量,以1L 水中所含有10mg 的氧化鈣為1德國度。
碳酸鹽的硬度屬於暫時硬度,水煮沸後可以生成碳酸鈣沉澱而移出;非碳酸鹽的硬度屬於永久硬度,對應於鈣、鎂的硫酸鹽、氯化物形成的硬度,一般用煮沸的方法不能從水中移出,這種分類方法是反應水中的鈣離子、鎂離子同陰離子組成間的數量的對比關係,不可認為是水中固定含有的鹽類。
天然水的硬度含量:不同地區環境的水體狀況及硬度不同,雨水的硬度很低,靠雨水或融化的雪水補給的河流水的硬度都比較低,乾旱、半乾旱地區的鹽鹼地的地面水和地下水的硬度較高。隨著含鹽量的增加,水的硬度也增加,一些特殊的水文地質條件下形成的蘇達湖、碳酸鹽類的湖,這樣的水硬度相對比較低。圖1是天然水岸硬度不同分類表(僅供參考)。
養殖水體的硬度的變化:淡水的硬度相對變化比較大,參與水體的溶解、吸附和平衡;海水的硬度相對變化小;硬度取決於水源、池塘的土質,新建池塘的硬度較高,逐漸減少;與水生光合呼吸作用有關,晝夜變化通常是0.6~8德國度;人為引起的硬度變化是用了過磷酸鈣、石灰滷等。
鈣在水中與碳酸氫根結合形成碳酸鈣、水和二氧化碳,光合作用使其平衡向右,硬度減小;呼吸作用使其平衡向左,硬度增大。鈣、鎂等總硬度對水產養殖有非常重要的影響,是生物必需的營養元素,鈣離子可以降低重金屬和一價金屬離子的毒性,鈣、鎂離子可以增加水的緩衝性,鈣、鎂離子的比例對海水魚、蝦、貝類的存活率有著重要的影響。
圖2是金屬離子在硬度與軟水中的毒性比。金屬離子分別是鈦、鉻、鐵、鎳、銅、鋅、鎘、鉛,毒性比分別是14.6、15、77、24、15~500、3~67、5.5、33。許多金屬離子及濃度高的一價金屬離子對水生生物都有毒害作用。在硬水中,對水生生物的毒性比在軟水中要小,當水體中鈣、鎂濃度足夠高時,可以抑制水生生物從環境中吸收某些金屬離子,降低其毒性。
硬度可以穩定水質和底質的pH值,增加水體的緩衝能力,鈣、鎂含量高,水體的緩衝能力較強,具有較好的保持pH值的能力。硬度還可以促進有機質的絮凝、沉積,促進固氮作用及有益微生物的活動,加快有機物的分解、礦化,加速植物營養物質的循環再生。
總硬度在養殖過程中扮演者重要的角色,如總硬度偏低,養殖動物出現生長不良,骨骼發育不良,蛻皮、脫殼後成活率低,水體出現水體不穩定,緩衝能力差,水生植物繁殖、生長受到限制。硬度通常用mg CaCO3/L,當小於50mgCaCO3/L時,池塘的生產力低下;在50~ 100mgCaCO3/L時,池塘的生產力高;在100~250mgCaCO3/L 時,池塘的生產率最高。
養殖動物對低硬度的耐受能力較弱,絕大多數海水的硬度都大於6000mgCaCO3/L,因此海水環境下,不必擔心水體的硬度,淡水水體養殖中比海水中更容易出現硬度低的問題。總硬度偏低的水體該如何提高總硬度?
硬度是含有鈣、鎂、鐵、鋁、錳、二價及二價以上的金屬離子的總和。如果硬度低就往池塘和自然水體中增加鈣、鎂、鐵等離子,主要是這些離子的鹽。可以通過補含有鈣、鎂離子的鹽進入水中,就能提高總硬度。如硫酸鈣、硫酸鎂、氯化鈣、氯化鎂、硝酸鈣、硝酸鎂等。這些離子的增加也有助於培藻,使池塘的pH值穩定,促進藻相和菌相的平衡。還可以添加磷酸氫鈣、磷酸氫鹽類的鈣、鎂離子。在池塘初期,可以通過用生石灰清塘提高硬度。生石灰的主要成分是氫氧化鈣,在水中溶解後有鈣離子進入,硬度也會提高。但一定要注意池塘的pH值指標,如果pH值已經很高,就不能用生石灰進行清塘,也不能通過它提高總硬度。
在池塘的管理中,鹼度和硬度對養殖水體的穩定非常重要。可以緩衝水體,同時對pH值也具有一定的影響。因此,在池塘的管理過程中,要經常測pH值,鹼度和硬度要在養殖初期進行測定,分析好池塘的鹼度和硬度指標是否適合養殖池塘藻相的穩定。如果鹼度和硬度不在合理的範圍內,需要增加或降低其鹼度,同時也需要增加或降低其硬度。
硬度的測試方法:用測試盒、測試儀、測試筆進行測試。對於養殖蝦蟹類、甲殼類的動物要特別注意總硬度,因為直接影響養殖動物的脫殼以及養殖效果產量。
△內容來源:範老師微藻物聯世界,作者:範秀娟,圖片來自網絡,版權歸原作者所有,如有侵權,請聯繫我們刪文
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