水產(chǎn)養(yǎng)殖中氧化還原電位的監(jiān)測與調(diào)控技術(shù)

崔玥　曾海祥　張凱

氧化還原電位（ORP）是衡量養(yǎng)殖水體水質(zhì)情況的一個(gè)重要指標(biāo)，ORP值的大小可以反映水質(zhì)的好壞。氧化還原電位反映的是水體氧化還原狀態(tài)，ORP值越大表明水體的氧化性越強(qiáng)，值越小表明水體的還原性越強(qiáng)。水體中參與氧化還原過程的元素主要有C、N、O、S、Fe、Mn，氧化還原電對主要有O2/OH-， Fe3+/Fe2+， Mn4+/Mn2+和S/HS-，ORP值是所有氧化還原反應(yīng)電對的綜合反映。

1 氧化還原電位對水質(zhì)的影響

氧化還原電位的變化影響著水體生化反應(yīng)的進(jìn)行，不同的氧化還原電位物質(zhì)轉(zhuǎn)化的方向不同。發(fā)生在水體或者池塘底泥中的氧化還原反應(yīng)大部分都在細(xì)菌的作用下進(jìn)行，不同的氧化還原電位參與反應(yīng)的細(xì)菌種類不同。當(dāng)水體氧化還原反應(yīng)電位高，溶氧充足時(shí)，需氧菌參與反應(yīng)，水體和底泥中的有機(jī)物分解會(huì)產(chǎn)生氨氮，并進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽、硝酸鹽，水體中的S元素也以SO4- 離子等氧化態(tài)存在，這種情況下池塘水質(zhì)底質(zhì)良好。當(dāng)池塘氧化還原電位低時(shí)，厭氧菌起作用，水體或底泥中的各種物質(zhì)會(huì)轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽、亞鐵、亞錳、硫化氫和甲烷。實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)當(dāng)池塘水體氧化還原電位低于50 mV，尤其是出現(xiàn)負(fù)值時(shí)，池塘水質(zhì)和底質(zhì)開始惡化。當(dāng)達(dá)到-200 mV以下時(shí)，池塘水體中具有毒性的亞硝酸鹽和硫化氫會(huì)大量積聚；亞鐵和亞錳離子出現(xiàn)，底泥變黑；甲烷產(chǎn)生，池底不斷冒出氣泡，池塘水質(zhì)底質(zhì)嚴(yán)重惡化。

2 氧化還原電位的監(jiān)測方法

氧化還原電位的測定主要使用氧化還原電位測定儀，一般pH計(jì)也可以測定氧化還原電位。市場上銷售的氧化還原電位測定儀種類比較多，有售價(jià)一兩百塊錢的筆試ORP計(jì)，也有售價(jià)一兩千塊錢便攜式氧化還原電位測試儀，價(jià)格較貴的多參數(shù)水質(zhì)測定儀也能測定氧化還原電位，一般測試儀所測數(shù)值單位為 mV。探頭可以拋入水中的測定儀使用比較方便，可以現(xiàn)場測定，同時(shí)可以對養(yǎng)殖池塘的不同區(qū)域，分水層分別進(jìn)行檢測。

3 海水池塘氧化還原電位的晝夜變化

一般水質(zhì)較好、溶氧充足的海水養(yǎng)殖池塘的氧化還原電位在50～150 mV之間（如圖1），大部分時(shí)間在80 mV左右上下波動(dòng)，上下層水體差別不大。一天中數(shù)值波動(dòng)較大，全天的最高點(diǎn)出現(xiàn)在晚上23：00，最低點(diǎn)出現(xiàn)在早晨9：00。

池塘ORP值的變動(dòng)主要受溶解氧和pH值的影響，水溫變化也會(huì)影響氧化還原電位。但養(yǎng)殖池塘水體pH在晝夜間的變化幅度較小，溶解氧的晝夜變化幅度大，所以池塘水體的氧化還原電位主要受溶解氧的影響，提高上下層水體溶解氧能有效提高氧化還原電位。

4 氧化還原電位的調(diào)控方法

4.1 物理方法

使用增氧機(jī)增氧是提高水體氧化還原電位最直接有效的方法。在有太陽輻射的情況下，表層水體溶氧不斷增加，但底層水體溶氧水平較低，應(yīng)經(jīng)常開動(dòng)葉輪式增氧機(jī)攪動(dòng)上下水體，提高底層溶氧，使整個(gè)養(yǎng)殖水體都保持在較高的溶氧水平，從而保持水體較高的氧化還原電位。在冬季池塘閑置不用的時(shí)候，可進(jìn)行池底清淤或翻曬底泥，去除底泥中的還原性物質(zhì)，提高其氧化還原電位。

4.2 化學(xué)方法

當(dāng)水體氧化還原電位過低時(shí)也可以使用強(qiáng)氧化劑來快速提高養(yǎng)殖水體的氧化還原電位，改良水質(zhì)。經(jīng)常使用的強(qiáng)氧化劑包括復(fù)合過硫酸氫鉀、氯制劑、二氧化氯、過氧化鈣，雙氧水等。復(fù)合過硫酸氫鉀氧化還原電位高，氧化性強(qiáng)，使用顆粒制劑投入水底，可以快速有效地提高水體及底質(zhì)的氧化還原電位。但復(fù)合過硫酸鉀不宜多次反復(fù)使用，因?yàn)檫^量的硫酸根積聚水體會(huì)在水體氧化還原電位變低時(shí)還原成硫化物，污染水體?；瘜W(xué)方法提高水體氧化還原電位只能暫時(shí)起作用，如果造成水體氧化還原電位變低的條件沒有改變，當(dāng)這些氧化性的化學(xué)物質(zhì)消耗完后，水體的氧化還原電位仍然會(huì)降低。所以如果池塘氧化還原電位過低，而池塘水體條件又沒有其他方法改變，就要經(jīng)常使用強(qiáng)氧化劑以保持養(yǎng)殖水體較高的氧化還原電位。

4.3 生物方法

養(yǎng)殖池塘中使用微生態(tài)制劑，可以降解水體及底泥中的有機(jī)質(zhì)，吸收氨氮及亞硝酸鹽等還原性物質(zhì)，還原性物質(zhì)的減少也能在一定程度上提高氧化還原電位。微生態(tài)制劑并不能在短時(shí)間內(nèi)改變養(yǎng)殖水體的氧化還原電位，應(yīng)該以改良水質(zhì)為主，通過改良水質(zhì)防止氧化還原電位降低。

（收稿日期：2016-12-09）