测的都是碳酸钙,为什么总碱度和总硬度不对应?


作者:清远市胜维水科技发展有限公司 施卫民

养殖水体中的杂质构成
天然水在自然界循环过程中,不断地和外界接触,使空气中、陆地上和地下岩层中各种物质溶入或混入。因此,在自然界里没有绝对纯洁的水,它们都受到不同程度的污染。
天然水源中的杂质,按其微粒分散的程度,大致可分为三类:悬浮物、胶体、溶解物质。见图1:



水源中杂质的特征和水色、硬度的关系

1、悬浮物质

养殖池塘水中凡是颗粒大于0.1μm的杂质都统称为悬浮物。
这类杂物就是人养殖池塘水体混浊状态的主力军,这些杂质多的池塘就是珠三角许多养殖朋友喜欢的浑浊水体。
浑浊水体中这些比较大的颗粒,在静置时会自行沉降。悬浮杂质主要是泥土、砂料之类的无机物质为主,也有浮游生物及微生物。在水体由于下雨、藻的恢复等等原因引起水体的电子再分布时,也可能会加快了这些颗粒的沉淀,也就是养殖户说的回绿。这种现象对于已经浑浊好久的池塘有一点可怕。养殖户在浑浊水体悬挂菌屋降低氨氮、亚硝酸盐见视频1:

2、胶体物质

胶体物质的大小大致为0.001~0.10μm。这种水具有两个很重要的特性:

一是:用手电筒照过去会呈现散光。
二是:水体没有理化性质的变化,一般不会自行下沉,即具有稳定性。

这些高分子有机胶体是分子量很大的物质,一般是动植物残骸经过腐蚀分解的腐植酸、腐植质等,这种含大量高分子有机胶体对养殖过程中水质有很大的不良影响。当水体的理化性质改变时(消毒、进入淡水等等)可能会析出,严重的会出现棉花水,见下图2:



这种水体最好先用塘生态把这些胶体电子改变析出析出沉重的、很难浮起来金属盐后再用。见图3:



3、溶解物质

溶解物质这类杂质的微粒在0.001um以下,以分子或离子状态存在于水中。溶解物主要是溶解气体、溶解盐类和其它有机物。
⑴ 溶解气体:天然水源中的溶解气体主要是氧气和二氧化碳,此外是硫化氢和氯气等。
⑵ 溶解盐类:养殖水中常含的无机盐离子见图4:



养殖水中所含溶解盐的种类和数量,因地区不同差异很大。这些无机盐构成了水的硬度和碱度。

水的硬度
在自然水中,养殖水体的硬度决定于水中钙、镁盐类的总含量。即水的硬度大小,通常指的是水中钙离子和镁离子盐类的含量。
在水产养殖中,总硬度不仅仅是一种对虾的营养素也是维持水体渗透压的因素之一,水体的渗透压太高或者太低对养殖对象同样是不利的。所以:养殖水体的总硬度不能够太低,但是一样不能够任性的随意过分提高。总硬度太高的不良影响见图5:



硬度分为总硬度、碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度。

一、碳酸盐硬度(又称暂时硬度)

碳酸盐硬度主要化学成分是钙、镁的重碳酸盐,其次是钙、镁的碳酸盐。

由于这些盐类一经加热煮沸或者长时间曝气,就成为溶解度很小的碳酸盐,硬度随之降低,故又称暂时硬度。见图6:


暂时硬度太高的水在加入池塘曝气后会出现白色的、沉重的沉淀物,这一点和胶体形成的轻飘的析出物不一样,会完完全全沉淀到底部。蓄水池中碳酸钙、镁沉淀的极端例子见视频2:

二、非碳酸盐硬度(又称永久硬度)

表示水中钙、镁的氯化物(CaCl2、MgCl2)、硫酸盐(CaSO4、MgSO4)、硝酸盐[Ca(NO3)2,Mg(NO3)2]等盐类的含量。

这些盐类经加热煮沸或者曝气是不会发生沉淀,硬度不变化,故又称永久硬度。

三、总硬度是暂时硬度和永久硬度之和。

根据对水体中钙镁离子的水质分析结果,加起来就可算出总硬度。

四、总硬度测出来的结果怎么看?几度是什么意思!

水的硬度的表示方法有多种,我国在饮用水和水质调查一般采用的表示方法是德国硬度单位,不过水产养殖一般采用的是美国硬度单位。见图7:



从这个养殖户常用的总硬度测水盒的表格中可以看到:

1、总硬度测定的是:用NaOH溶液调节待测水样的pH到13掩蔽镁离子,再加入钙指示剂铬黑T,然后用EDTA滴定测定出水体的钙离子含量,以水体的碳酸钙含量表达总硬度的一个指标。
这里测定的是钙离子,所以当养殖水体的钙离子(比如氯化钙、硫酸钙、硫酸镁等含量比较多时,其结果会远远地超过表达的水体中碳酸钙含量),这时候会表现出总硬度会明显高于总碱度。同时这个测定结果还直接没有表达出镁离子对总硬度的贡献。

2、由于表格上涵盖了毫摩尔度、德国度和美国度,所以有疑问的时候最好问清楚:你告诉我的是什么硬度单位?之后自己换算过来,就不会好像前几天的那个朋友一样,搞得自己也糊涂了。
换算方式:
毫摩尔度=100碳酸钙(美国度)度=大概5.6德国度(氧化钙)。

3、如果你有仪器测定水体的钙镁离子那就更加好,更加准确,也可以自己用钙镁离子浓度换算一下,这个结果会更加准确表达出水体的总硬度。见图8:



从钙镁离子换算为碳酸钙单位的总硬度的举例:
设:测定结果为:
水体的钙是400mg/L,
镁是243mg/L,

那么这个水体的总硬度就是20毫摩尔度,也就是2000的总硬度(碳酸钙mg/L)。

五、水体总硬度的调整

调整水体总硬度的目的是调整养殖水体中所含溶解盐的种类和数量,尤其是调整钙镁等离子的含量,维持养殖水体的渗透压以保证对虾的健康生长。所以:在调整总硬度的过程中一定要注意到:调整总硬度的目的是调整养殖水体中所含溶解盐的种类和数量不能够太多也不能够太低,不能够为了调整总硬度就拼命的放石灰等等水溶性相对差的物质,同时注意到镁离子的对应补充。

水的总碱度

1、总碱度
水的碱度是指水中能与H+结合的OH-、CO3-和HCO3-的总含量, 水中OH-、CO3-、 HCO3-的总含量就代表为水的总碱度。总碱度是水体pH缓冲系统的主要贡献者,总碱度太低会导致水体的pH容易波动。
总碱度中的
1:OH-的含量称氢氧化物碱度,
2:CO3-的含量称碳酸盐碱度,
3:HCO3-的含量为重碳酸盐碱度。
  一般在养殖池塘的水体中,自然条件下通常是不含OH-,又由于钙、镁碳酸盐(比如白云石粉等)的溶解度很小,所以当水中无钠、钾存在时,CO3-的含量也很小。因此,没有人为的因素,养殖池塘水中的总碱度中主要是体现水体的HCO3-。只有在人为调水加入Na2CO3等等碳酸盐时,才存在有CO3-离子。

2:水的碱度过大的影响:
1)与金属离子反应形成水垢,形成滑膜。
2)影响了CO2的溶入量。

三、总碱度的测定和含义

总碱度的测定是通过用强酸标准溶液将一定体积的水样滴定至pH值为4.0所测得的碱度称为总碱度。总碱度测定结果用相当于碳酸钙的质量浓度,mg/L为单位表示,但是这个测定结果是:表达养殖池塘水体中的CO3-的含量和HCO3-的含量。
这个结果虽然也是用碳酸钙的质量浓度来表达,但是其内涵表达的意思不一样,所以会和总硬度不一样。

四、总碱度的调整

总碱度的调整是从养殖水体的CO3-的含量和HCO3-的含量做起。
可以用丰收宝发酵米糠提高水体的总碱度,稳定水体的pH。见图9