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【技术分享】池塘中的氧化还原电位

【技术分享】池塘中的氧化还原电位 中泓鑫海
2016-06-28
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导读：氧化还原电位（Eh）是多种氧化物质和还原物质发生氧化还原反应的综合结果，反映了体系中所有物质表现出来的宏观氧化－还原性，它表征介质氧化性或还原性的相对强弱。

   什么是氧化还原电位
每种物质都会存在一定的氧化还原性，简单地说，一种物质如果失去电子，就是被氧化，如果得到电子，就是被还原。每一个氧化作用，都必须伴随着一个还原作用，以平衡电子。得到电子的物质是氧化剂，而失去电子的物质是还原剂。

氧化还原电位（ORP）是多种氧化物质和还原物质发生氧化还原反应的综合结果，反映了体系中所有物质表现出来的宏观氧化－还原性，它表征介质氧化性或还原性的相对强弱。
对养殖水体来说，其实是一种含有各种物质的复杂的混合物，包括溶解氧、二氧化碳、矿物元素、无机离子、有机物等等，不同的物质都有各自的氧化还原电位。我们不论是用什么方式测出的水体氧化还原电位，实际上是各种物质氧化还原电位(ORP)的综合性特征指标。

 ORP对底泥中微生物的影响
对养殖池塘的底泥来说，健康的底质的特征是存在一个好氧细菌活动的氧化表层，它保证了底泥和水体正常的物质交换活动，同时将更下层厌氧发酵产生的硫化氢、亚硝酸盐等有害物质扩散到表层时就将其氧化为无害物质。
不良底质的产生是因为溶解氧不能满足表层泥中好氧细菌的呼吸需要，有益菌受到抑制，底泥的好氧层变成还原层，厌氧细菌发酵呼吸过程中产生的有害物质直接扩散到水体，从而导致水体亚硝酸盐、硫化氢、二价铁离子等偏高。
随着底泥中氧化还原电位的降低，各种微生物活性也随之发生改变。随着底泥深度增加，依次存活的微生物种类为好氧微生物、微氧微生物、兼性微生物、厌氧微生物。相应表现在氮循环上，则先是氨化细菌与硝化细菌进行有氧呼吸，产生氨氮、亚硝酸盐，好氧微生物一般生活在+100mV以上，以+300mV～+400mV为最适。随着氧化还原电的降低，出现铁锰呼吸，干塘晒塘时被氧化成三价的铁，此时逐渐被还原成二价铁，这个过程耗氧产酸，所以底泥pH值下降。氧化还原电位继续降低，当氧化还原电位环境为-200～-250mV，专性厌氧微生物出现生长，硫酸还原菌进行硫呼吸，原本存在的硫酸根被还原成硫化氢，硫化氢跟亚铁离子、锰离子反应，生成FeS、MnS，土壤变黑。当氧化还原电位环境为-300～-400mV，底泥处于极度缺氧状况，专性厌氧产甲烷菌即开始分解底泥中的有机质产生甲烷。淤泥厚的池塘用竹竿捅了后水面冒气泡，这种气泡即是底泥产生的甲烷。
   ORP在养殖池塘水质监测中的重要作用
一般养殖户习惯于监测水体NO2-，H2S，NH3/NH4+等水质指标浓度，认为这些物质是导致养殖动物发病与否的主要原因，当然这没有错。但殊不知这些物质也是经过各种生化反应的结果，其在水中存在的多寡已是整个水质生态变化的结果，而非真正的源头。
由于氧化还原电位决定生化反应是否能进行，因此事先监测氧化还原电位，了解其是否处于正常范围之内，并事先采取适当措施，改变底泥以及水体中的氧化还原电位，从而影响微生物活动，影响化学反应进行方向，最终使其朝着有利方向进行，才能真正减少有毒有害物质的产生。
因此，ORP在一定程度上是水质变化的先行指标，能起到很好的预警功能。
自然水体中，在水中溶解氧或者其他氧化剂足够的情况下，水中氧化还原电位水平很高，还原类毒物如硫化氢、亚硝酸盐等较少存在甚至微量存在的；PH值对水体氧化还原电位影响比较明显，PH升高，ORP降低；温度改变对ORP有影响，但不明显；溶解氧或其他氧化剂的存在，是保持水体ORP在合适水平的驱动力。
对高密度养殖的水体，还原性毒物产生的速度与溶解氧产生的速度平衡甚至大于溶解氧产生的速度时，即使测到溶氧指标足够高，但水体的氨氮、亚硝酸盐等水平也很高，所以在保证溶解氧充足的同时，要选择合适的过硫酸氢钾产品净水和改底，然后使用降解氨氮和亚硝酸盐的有益微生物来调整菌相，从而解决氨氮和亚硝酸盐居高不下的状况。


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