池塘里的那些事儿：pH值的管理(16、17、18)
发表时间:2020/12/03 11:49:48 浏览次数:3078
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简介：林文辉，中国水产科学研究院珠江水产研究所研究员，并担任社会经济发展咨询委员会顾问。主要研究、探索健康养殖的环境问题，大力推广健康养殖，得到了行业的广泛认可。曾参与国家兽医协会《水产执业兽医考试指南》编写，翻译美国奥本大学池塘环境经典专著《池塘养殖水质》和《池塘养殖底质》，奠定了我国池塘生态研究理论基础。
以下文章来自于林文辉的QQ空间连载文章：池塘里的那些事儿！已出版成书，内容很多，本文（本站）将分批转载分享！
16pH的管理（5）
B区钙硬度还合适，但碱度比较低。因此，这种水体的pH一般也偏低。如果用石灰（氧化钙，CaO）来提高pH，往往造成钙离子含量过高而引起碳酸钙沉淀，从而限制了碱度的提高。因此，这种水体用石灰调节pH往往容易出现返酸现象。也就是无效。根据阴阳离子平衡原则，阳离子钙已经满足，阴离子缺乏碳酸根和碳酸氢根。因此，可根据需要补充碳酸镁、碳酸钾、碳酸钠、碳酸氢钾或碳酸氢钠。例如，将 1 摩尔碳酸钠施到池塘水里，水解后产生 2 摩尔钠离子（Na）和 2 摩尔碱度（碳酸根、碳酸氢根和羟离子）。假设池塘中加入 x 摩尔的碳酸钠，水中碳酸钙可以达到沉淀临界点。根据方程（10）和（11）有：［TA］+ 2x = k0pCO2（k1［H］+ 2k1k2）/［H］^2 + kW/［H］+［H］……（10a）（［Ca］）（［TA］+ 2x - kW/［H］+［H］）/（［H］/k2 + 2）= kSPCaCO3 ……（11b）重排方程（10a），得x的代数式，代入方程（11b），解出［H］的值，该值取负对数就是调节后的pH原点。将［H］的值代入方程（11b），解出x。如果使用碳酸镁，用量为84.3x（克/升）；如果使用碳酸钾，用量为138.2x（克/升）；如果使用碳酸氢钾，用量为200.2x（克/升）；如果使用碳酸钠，用量为106x（克升）；如果使用碳酸氢钠，用量为186x（克/升）。也可以根据具体离子组成的要求，如根据镁钙比和钠钾比的需求，将x分成几份，分别加入不同的矿物盐，以调整合理的镁钙比和钠钾比。C区碱度还合适，但钙硬度比较低。由于pH与碱度相关，因此，这种水体的pH一般也合适。调节的不是pH，而是钙硬度。一方面满足动物（如对虾）的生理需要，另一方面以提高水体对pH的缓冲性能。这种水体虽然缺钙，但如果用石灰来提高钙硬度，往往造成pH偏高，而pH偏高导致碳酸根大幅度增加，引起碳酸钙沉淀，从而限制了钙硬度的提高。因此，这种水体用石灰调节钙硬度往往很难凑效，甚至容易出现相反的作用——脱钙现象。也就是不但无效，反而起反作用。根据阴阳离子平衡原则，阴离子碳酸根和碳酸氢根已经满足，只是阳离子中缺乏钙离子。因此，应该补充硫酸钙或氯化钙。即只提高钙硬度，不提高碱度和pH。例如，将 1 摩尔氯化钙施到池塘水里，水解后产生 2 摩尔氯离子（Cl）和 1 摩尔钙离子（Ca）。由于氯化钙或硫酸钙不改变碱度，也基本不影响pH，只是提高了钙硬度，所以计算起来比较简单。假设池塘中加入 x 摩尔的氯化钙，水中碳酸钙可以达到沉淀临界点。根据方程（11）有：（［Ca］+ x）（［TA］- kW/［H］+［H］）/（［H］/k2 + 2）= kSPCaCO3 ……（11c）方程（11c）未知数只有x，是一个最简单的一元一次方程。小学生都可以计算出x。如果使用氯化钙，用量为111x（克/升）；如果使用硫酸钙，用量为136x（克/升）。氯化钙或硫酸钙的使用剂量均按无水矿物盐计算。也可以根据具体离子组成的要求，如根据氯硫比的需求，将x分成合适的比例，分别加入氯化钙和硫酸钙。自然界的江河湖海中很少出现F区的这样的极端水质。一般是受酸性硫酸盐土壤的影响或矿山酸性污水的污染造成的。例如，酸性硫酸盐土壤由于开挖池塘而暴露于空气中，土壤中的硫化物（如硫化铁）被氧化而产生大量的硫酸。新池塘水体的pH可能低至4以下。即使大量使用石灰处理也无法提高pH。这是因为使用石灰后水体中的硫酸被石灰中和形成硫酸钙，高浓度的钙离子限制了碳酸的浓度，使碱度和pH无法进一步提高。要提高碱度，就得降低钙浓度，例如用钠离子处理，每减少 1 个钙离子，就必须补充 2 个钠离子，其次，要提高pH，还得降低氢离子浓度，每减少 1 个氢离子，必须补充 1 个钠离子，同时，每增加 1 当量的总碱度，也必须增加 1 当量的钠离子。所以，碱的用量会很大。1、检测盐度、温度、总碱度（TA1）、总钙（TCa1），计算原来的pH原点的氢离子（H1）浓度：［TA1］=pCO2k0（［H1］k1+2k1k2）/［H1］^2 + kW/［H1］-［H1］……（12）［Ca1］= kSPCaCO3（［H1］/k2 + 2）/（［TA1］- kW/［H1］+［H1］）……（13）2、设定目标pH原点，以该pH下的氢离子浓度［H2］替换［H1］代入方程（12），求出目标pH原点时的总碱度［TA2］。以［H2］和［TA2］替换［H1］和［TA1］代入方程（13）计算［TA2］条件下的钙离子浓度［Ca2］。计算目标pH原点下的总钙浓度（假设游离钙系数 r 不变）：x = 2（［TCa1］-［TCa2］）+［TA2］-［TA1］。氢氧化钠为40.01x（克/升），或氢氧化钾为56.1x（克/升），或氢氧化镁为29.16x（克/升），或碳酸钠为53x（克/升），或碳酸钾为69.16x（克/升），或碳酸镁为42x（克/升）。
可根据离子平衡需要按比例分别添加不同离子。
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