哈囉孔雀魚水族天地

水質變化之氮氣 循環

水中的有機物受到微生物的分解 , 不管是好氧性(Aerobic)或是厭氧性(Anaerobic)之情況下 , 均會分解產生氨(NH3) ,
即試水中之蛋白質的氨化作用(Ammonification) . 氨在水中成為NH4OH , 而且會馬上解離成為銨離子 (NH4+) ,
在自然界中NH3與NH4+成一平衡的關係存在著 .
NH3 + H2O -----> NH4OH -----> NH4+ + OH-
NH4+ 在水中能被水生植物所利用 , 在氧存在下氧化成為亞硝酸鹽(Nitrite/NO2) , 或硝酸鹽(NItrate/NO3) ,
此一反應稱為硝化作用(Nitrification) , 有二個步驟 . 第一步驟為NH4+ 受到亞硝酸菌的作用轉變成為NO2- ,
反應的適當酸鹼度(PH)為7~9 , 第二個步驟是NO2- 受到硝酸菌的作用轉變成為NO3- , 反應的適當酸鹼度(PH)為5~8 .
2 NH4+ + 3 O2 -----> 2 NO2- + 2 H2O + 4 H+
2 NO2- + O2 -----> 2 NO3-
在缺氧的情況下 , 釵h微小生物能利用亞硝酸鹽Nitrate 或 硝酸鹽NItrite 將它還原而放出氮氣 ,
稱為脫(Denitrification)
NO3- -----> NO2-
NO2- -----> NH3 或 NO2- -----> N2
NO2- -----> N2O -----> N2

阿貝 2005.1211

認識水質
　　水是人類維持生命不可或缺的要素之一，一個人可以三天不吃飯，卻不可一日無水，因此充足的水源是生活中首要考慮的因素。但是若只有充沛的水量，卻沒有合乎需要的水質，也無法使用。河流及湖泊中的淡水，都是降雨匯流積聚而來。雨水在地面流過，會帶來一些雜質及小生物，但是經過自然界的淨化作用，如沈澱、過濾、生物分解等，就變成為清潔的水源。古時人類的活動愈來愈廣，所製造的廢物被排入自然界水體中的數量也愈來愈大，以超過自然界的淨化能力，使水質受到污染而惡化，終必經過處理才能供人使用，或根本無法用經濟有效的方法淨化以供利用。
　　水質的要求隨著水的用途而有所不同，飲用水的水質要求最高，其次，灌概用水及養殖用水的水質標準可以放寬些，然而，有害物質仍可經由農作物、魚類或牲畜吸收，間接的為人食用。此外，工業用水的水質要求視工業種類而異；而遊憩用水則要求相當高的水質，因為游泳、玩水、釣魚等活動，都會造成身體與水直接接觸的機會。

　　水質的優劣可用水質指標來評量，水質指標的項目主要有濁度、酸鹼度、總含量、大腸菌數、氮及磷的含量、溶氧量、生物需氧量、化學需氧量、及重金屬含量等。

濁度、酸鹼度、總固體含量
　　濁度是判斷水澄清與否的標準，混濁的水中可能含有微生物和有機物等有害人體的物質，所以往往也是受污染的水，造成水混濁的粒子主要來自剝蝕的土壤、排放的廢水和大量水中生物的屍體。
　　水的酸鹼度通常用PH值來表示，自然界的水PH值在6.5~8.5之間。採礦冶金、金屬加工、酸法造紙等排出的含酸廢水是水體中酸污染的主要來源，由酸雨所帶來的氮氧化物及硫氧化物也會增加水的酸性，降低PH值；製鹼、製革、煉油、化學纖維、鹼法造紙等工業廢水則會增加水的鹼性，提高PH值。水體受酸、鹼污染後，酸鹼度會發生變化，當水體PH值大於9.6，小於4.5時，就會危害水生物的生存。如果水體長期遭受酸鹼污染，就會導致水生生態系統受到不良影響，使水生生物的族群逐漸變化，魚類減少，甚至絕跡。因此，我國漁業用水標準對淡水的水域，規定的PH值為6.5~8.5，海水的水域為7.5~8.5，農田灌概用水標準則要求PH值為6.0~9.0。
　　總固體含量是指溶於水中的物質或水中的懸浮物，溶於水中的固體物質通常以離子狀態存在，這些離子包括鈣、鐵及硝酸根、硫酸根、碳酸根、磷酸根等。適量的離子提供水生物生活必需的物質，以維持水中生態的平衡；太高的離子含量則限制了水生物的生存，且無法用一般淨化法除去，使飲用水帶有不好的味道。懸浮水中的固體主要為泥沙和粘土，它們來自土壤、浮游物、工業廢棄物及污水。過量的懸浮物使水混濁，光線不能穿透入水，而降低了水中植物的光合作用，且懸浮粒子能吸收日光的熱能，使水溫上升，溶氧量減少，導致水中生態平衡的破壞。

大腸菌數、氮及磷的含量
　　病原微生物可能會經過水、魚、貝類和一些水生生物進入人體，而引起可怕的傳染病。它們主要來自家庭污水，以及生物製品、屠宰、製革、洗衣等工業廢水和牲畜污水。大腸桿菌是糞便中數量最多但致病性較低的一種細菌，因此常用大腸桿菌的數目來作為水質受到病原微生物污染的指標。大腸桿菌的數目高，表示水源受到人畜糞便的污染程度高，病原菌存在的可能性也相對的增高。
　　氮和磷是植物的主要的營養素，它們是植物生長所需要的養料，從農作物的生長的角度看，它們是寶貴的肥料，但過多的植物營養素進入水體，會惡化水質，影響漁業生產和危害人體健康。
　　排入水體的家庭污水和食品、化學肥料、製革、造紙等工業廢水中，都含有氮、磷等水生植物生長繁殖所必需的營養物質。同時，在自然環境中，表層土壤由於施肥的原因，常含有各種植物營養素，這些植物營養經雨水刷流入湖泊、水庫、內海、河等水體。由於這些水體中，水流緩慢，停留時間長，即適於植物營養素累積，又適於水生植物繁殖。當流入的營養素越積越多時，就會使這類水體過份肥沃，水生植物生長繁茂，這種現象稱為「優養化」。當陽光和水溫適於藻類繁殖的季節，在優養化的水體中，大量藻類出現在水面，形成一片片藻花，海洋表面的藻花往往帶紅褐色，所以又稱「紅潮」。形成藻花的藻類往往帶有惡臭，有的代謝過程中產生有毒物質，會使魚類死亡。藻類聚集在水體上層，它們的光合作用放出大量的氧氣，使表層水溶氧達到飽和。但由於藻類遮蔽陽光，使底生植物的光合作用受到阻礙而枯死。死亡了的藻類屍體和底生植物在水體底部腐爛分解，又將氮、磷等植物營養素重新釋放進流水中。這樣周而復始的物質循環使植物營養素長期保存在水體中，所以，緩流水體一旦出現優養化，就很難恢復。

溶氧量、生物需氧量、化學需氧量
　　氧為生物呼吸所必需。空氣中的氧有少量可溶解於水，溶解於水中的氧的量稱為溶氧量(DO)，水中的魚貝類就靠這些溶解於水的氧呼吸。水中的微生物也會利用一部份溶解的氧，將有機物分解成簡單的物質，微生物在分解有機物時所消耗的氧氣量就稱為生物需氧量(BOD)，BOD是代表水體污染的重要指標。事實上，即使水體不受污染，大自然的植物腐敗及沖蝕現象，也會使河川有一最低的BOD 濃度，其值大約是1~2mg/L。化學藥品也能使水中的有機物所需的化學劑換算成相當氧量，就稱為化學需氧量。水中污染物越多，生物需氧量和化學需氧量。水中污染物越多，生物需氧旺和化學需氧量也會提高，一個良好的水域須具有高的溶氧量及低的生物需氧量與化學需氧量。
　　當水中的污染物超過了一定的限度，河川中的溶氧量就會大量降低，而生物需氧量和化學需氧量也相對的提高，水中微生物的種類及作用型態也跟著改變，轉為產生甲烷、硫化物、氨等惡臭物質，這時就成了所謂死的河川。這種死的河川，水色黑濁，時而臭氣發散出來，即不適於魚貝生長，更影響都市觀瞻及環境衛生，甚至威脅到自來水的供應和農產品的安全性。

重金屬含量
　　污染水體的重金屬主要有汞、鎘、鉛、鉻等，此外還有砷。砷是介於金屬和非金屬之間的兩性元素，常和重金屬一起討論其毒害，這五種元素對人體危害甚大，共稱為「五毒」。
　　當金屬隨廢水進入水體，被浮游生物吸收，小魚吃浮游生物，大魚又吃小魚，通過這樣的食物鏈，重金屬在每一環節的生物體內逐步濃縮，到了人體後，又不易排泄出來，會在人體的一定部位積存，使人慢性中毒，而中毒後又極難治療。
　　汞是五毒之首，其毒性最劇烈，它主要來自化工、冶金、機械等工業所排出的廢水，在水體中由生物吸收，轉變成毒性更劇烈的甲基汞。甲基汞易在人腦中累積，破壞人體神經系統的弁遄A還可由母親遺傳給嬰兒。震驚世界的日本水堡病就是由於汞污染水體所引起。
　　鎘能在人體的骨骼中大量累積，當人、畜長期攝入含鎘的糧食或飲水，鎘就會在人體中累積，導致貧血、高血壓等慢性病，又會引起腎弁鉥謚h及骨骼軟化、畸形等病症，病人有無法忍受的骨痛感，因此而稱為「痛痛病」。此病症亦曾發生於日本。
　　鉻對水體的污染主要來自電渡、製革、染料、製藥、皮毛加工、機械工業等排放的廢水，鉻在水中主要以三價鉻和六價鉻兩種形態作用，對中樞神經有毒害作用，在血液中會奪取血中的氧氣，使血中含氧量減少，而發生缺氧的現象。
　　砷的化合物大都有毒性，其中砒霜(三氧化二砷)的毒性最劇烈。砷的慢性中毒表現為肝、腎的炎症，多發性神經炎和指甲的病變。砷主要來自硫酸、製藥、冶煉、塗料、造紙、製革等工業廢水及含砷農藥的污染。
　　鉛對人體也是累積性毒物，會引起貧血、腎炎、破壞神經系統和影響骨骼，其中四乙基鉛的毒性最大。鉛主要來自採礦、治煉、化學、蓄電池、顏料等工業排放的廢水及雨水淋洗的含鉛空氣。
　　為了確保使用水的安全性，對這些有毒的金屬訂有水質標準，我國飲用水及農漁業用水要求這些金屬的含量不得高於下列數值：汞0.002毫克/升，鎘0.01毫克/升，鉻0.05毫克/升，砷0.05毫克/升，鉛0.1亮克/升。

pH之定義
是由H+及OH-離子之濃度來區分，當H+離子較多時，視為酸性，OH-離子較多時示為鹼性。
pH的數值介於0-14，當pH=X時，代表溶液中的H+離子的濃度為10-X(mol/L)。假設pH=7，則代表H+離子的濃度為10-7 (mol/L)，而OH-離子濃度也為10-7 (mol/L)，此為中和。當pH=6，則代表H+離子的濃度為10-6 (mol/L)，而OH-離子濃度 也為10-8 (mol/L)，也就是酸性。所以pH值差1代表酸鹼度相差了十倍。
pH之sensor是由一參考電極及測量電極所組成，利用與待測溶液之H+離子交換產生之電位差並由傳訊器經溫度補償等處理後，就可以提供標準信號輸出及指示用。
pH之應用非常的廣泛，如化工廠、食品業、農業、水及廢水處理等等，pH是一個很重要的製程參數，同時也與我們的日常生活有著密切的關係。

水色管理"
水色"顧名思義就是水的顏色水色的管理可以分顏色和透明度兩個層面來談 , 而且在對蝦養殖過程中，水色及其變化是判斷水質好壞的重要指標 :
1. 有色池水 池水的顏色各有不同意義分述如下:
　a. 翠綠色 : 水體中主要含有綠藻 , 綠藻能大量吸收氮，淨化水質，也是養殖者所期望的水色。
　b.金黃色 : 水體中主要含有金黃藻 , 也是養蝦比較好的水色。不過，暴雨后泥土注入蝦塘也會使水出現黃色，要區分不同情況進行判斷。
　c. 紅褐色 : 水體中主要含有矽藻、新月菱形藻、小球藻、角毛藻、三角褐指藻等，水色呈紅褐色。紅褐色是養蝦的最佳水色，這些藻類都是對蝦的優質餌料。
　d.墨綠色 : 水體中主要含有藍藻較多，是有機質過多的癥兆，是不好的水色。
　e.黑褐色 : 水體中主要含有鞭毛藻、綠藻、褐藻等較多 , 也是有機質過多的癥兆，一樣是不好的水色。
　f. 白綠色 : 水體中主要含有輪蟲 、橈足類佔優勢，水體就呈現白綠色，它會使對蝦的成活率下降。
　g. 紅色 : 水體中主要含有纖毛蟲、夜光蟲較多，則水呈紅色，易造成缺氧、發病。
　h.混濁土色 : 通常主要是因為養殖密度過高所造成 。
　i.無色池水且澄清見底時 , 水中浮游生物過少，水過瘦，水體呈澄清色。清水表明浮游植物大量死亡。
2. 透明度 : 透明度代表著水微生物的密度 , 當微生物生長過於旺盛時 , 水體的透明度自然就下降 . 通常伴隨著不良的水色時透明度降低至30公分以下 , 此時最好施以除藻劑並增加水中的溶氧來調節水質 , 並避免換水 . 因為此時換水會給異常增殖藻相有更大發揮的空間 .
當發現不良水色時宜如同透明度下降時的處理方式 , 以潑灑除藻/蟲劑和增加溶氧為前提 , 此時應避免立即換水 . 較為可行的方法是用物理性和化學性處理 , 待處理過後再行換水 . 因為對還未處理過的有害藻類換水 , 只會給這些害藻有更多發揮的空間而已 .
物理方法
活性炭吸附過濾法：活性炭吸附法可分為粉末活性炭吸附和顆粒活性炭吸附。其中顆粒活性炭的去除毒素效果較好且用量較粉末活性炭要少。


阿貝  2005.1211

有點雞蛋裡挑骨頭的意思,
不過NH4+(銨)能被水草"和亞硝酸菌"吸收!XD
你寫得很好,感謝!