溶解氧傳感器和PH傳感器監(jiān)測水產(chǎn)養(yǎng)殖的應(yīng)用
作為維持可持續(xù)海產(chǎn)品供應(yīng)的一種方法,,水產(chǎn)養(yǎng)殖近年來變得越來越流行,。在水產(chǎn)養(yǎng)殖中,,保持合適的水質(zhì)對于成功至關(guān)重要,。建立有效的水產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng)需要了解水產(chǎn)養(yǎng)殖的水質(zhì)參數(shù)及其對海洋生物的影響,。
什么是水產(chǎn)養(yǎng)殖,?
水產(chǎn)養(yǎng)殖是水生生物的養(yǎng)殖,,包括魚類,,貝類和水生植物,。水產(chǎn)養(yǎng)殖有兩個主要的子集。海洋水產(chǎn)養(yǎng)殖是指自然生活在海洋中的水生物種的養(yǎng)殖,,而淡水水產(chǎn)養(yǎng)殖是指生活在湖泊,,溪流或河中的生物的養(yǎng)殖。通過水產(chǎn)養(yǎng)殖養(yǎng)殖的重要物種的例子包括cat魚,,羅非魚,,鮭魚,蝦和牡蠣,。
為什么需要水產(chǎn)養(yǎng)殖,?
過度捕撈耗盡了許多地理位置的魚類和貝類的自然供應(yīng)。同時,,人口增加,,導(dǎo)致對海鮮的需求增加,特別是在以海鮮為主要食物來源的地區(qū),。魚類養(yǎng)殖有助于補充對海鮮的需求,,同時使自然水生生物種群反彈。魚類養(yǎng)殖還有助于滿足對可持續(xù)生產(chǎn)的海鮮的需求,。但是,,必須指出的是,并非所有水產(chǎn)養(yǎng)殖活動都是可持續(xù)的,。廢物和生態(tài)系統(tǒng)的影響可能難以管理,,管理不善的水產(chǎn)養(yǎng)殖活動可能對環(huán)境有害。
水產(chǎn)養(yǎng)殖的水質(zhì)參數(shù)
水產(chǎn)養(yǎng)殖有兩個主要水質(zhì)參數(shù):溶解氧,、pH值,。
溶解氧
魚和貝類需要氧氣才能生存,生長和繁殖,。如果魚死掉或不能長到足夠大而無法繁殖,,那么低的溶解氧水平會導(dǎo)致養(yǎng)魚業(yè)失敗,。
溶解氧為什么會波動?
有幾個因素影響魚類或貝類可利用的溶解氧量,。首先,,重要的是要考慮魚類種群數(shù)量與其棲息地規(guī)模的比較。水產(chǎn)養(yǎng)殖通常涉及在少量水中養(yǎng)成大量魚類,。這種人為造成的人口過剩導(dǎo)致資源迅速消耗,,包括溶解氧。因此,,養(yǎng)魚業(yè)利用機械曝氣和其他方法來補充天然氧氣,。
微生物種群也影響溶解氧水平。一些微生物,,例如浮游植物,,可以進行光合作用。在光合作用過程中,,陽光和二氧化碳轉(zhuǎn)化為氧氣和有機物,。此過程會增加水中的溶解氧量。浮游植物和其他微生物也會進行呼吸作用,,這會消耗氧氣并消耗食物,。不斷變化的微生物種群將根據(jù)它們執(zhí)行的生化過程而改變氧氣的可用性。
監(jiān)測溶解氧
在水產(chǎn)養(yǎng)殖應(yīng)用中使用溶解氧傳感器監(jiān)測溶解氧有許多好處,。監(jiān)測可以使管理人員在溶解氧下降得過低時得到通知,,從而危及魚類或貝類的健康。監(jiān)控還向控制系統(tǒng)提供反饋,,控制系統(tǒng)可以通過機械曝氣自動調(diào)節(jié)水產(chǎn)養(yǎng)殖中的氧氣,。仔細控制充氣系統(tǒng)至關(guān)重要,因為這些系統(tǒng)需要大量的能源消耗,。針對可持續(xù)增長條件優(yōu)化曝氣可以節(jié)省能源并節(jié)省資金,。
氧在水中的溶解度取決于溫度、壓力和水中溶解的鹽,。溶解氧分析儀傳感器是由金電極(陰極)和銀電極(陽極)及l(fā)u化鉀或氫氧化鉀電解液組成,,氧通過膜擴散進入電解液與金電極和銀電極構(gòu)成測量回路。當(dāng)給溶解氧分析儀電極加上0.6~ 0.8V 的極化電壓時,,氧通過膜擴散,,陰極釋放電子,陽極接受電子,,產(chǎn)生電流,,整個反應(yīng)過程為:陽極 Ag+Cl→AgCl+2e- 陰極 O2+2H2O+4e→4OH- 根據(jù)法拉第定律:流過溶解氧分析儀電極的電流和氧分壓成正比,在溫度不變的情況下電流和氧濃度之間呈線性關(guān)系。
目前國內(nèi)本土品牌中并沒質(zhì)量特別好的溶解氧傳感器,,比較好的是由日本FIGARO公司生產(chǎn)的溶解氧傳感器 - KDS-25B,,湯淺溶解氧傳感器KDS-25B是一款*的原電池式傳感器,是專門為水質(zhì)控制而開發(fā)的,。這款溶解氧傳感器z顯著的特點就是,,使用壽命長,不受CO2影響,。
水產(chǎn)養(yǎng)殖中的pH
像溶解氧含量一樣,pH值會影響魚類的生存,,生長和繁殖,。pH值過高會導(dǎo)致魚類死亡。影響水質(zhì)的微生物種群也可能受到pH值的影響,。一些微生物(例如浮游植物)具有重要的生化功能,,例如光合作用。如前所述,,光合作用是溶解氧的重要來源,。光合作用還減少了水中的氨含量,從而保護了魚類免受高濃度氨中毒的傷害,。在水產(chǎn)養(yǎng)殖生境中保持適當(dāng)?shù)膒H值將確保有益的微生物能夠與其他微生物競爭,。這優(yōu)化了魚類生存,生長和繁殖的生態(tài)系統(tǒng)條件,。
為什么pH會波動,?
在魚類和貝類生境中,pH值波動的原因很多,。酸雨或農(nóng)業(yè)徑流可能會污染水,。二氧化碳的排放也會影響pH值:當(dāng)二氧化碳溶解在水中時,反應(yīng)會生成碳酸,,從而降低pH值,。
監(jiān)測pH
一些水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)使用緩沖液和化學(xué)藥品來維持穩(wěn)定和z佳的pH值。使用pH傳感器和變送器監(jiān)測pH值有助于確定何時進行調(diào)整,。用于水產(chǎn)養(yǎng)殖的z佳pH傳感器將具有平坦的測量表面,,該表面可自動清潔以用于可能含有懸浮固體的水中。
PH的改變會引起水中一些化學(xué)物質(zhì)含量的變化,,還會引起許多物質(zhì)形態(tài)的改變,,特別是一些有毒物質(zhì)存在形式的改變,導(dǎo)致毒性的改變而間接影響到魚類的生命活動,。還會影響水中懸浮粒子,、膠體及蛋白質(zhì)等的帶電狀態(tài),導(dǎo)致吸附、解吸,、沉聚等,,同時還會破壞水體浮游植物生產(chǎn)的重要的物質(zhì)基礎(chǔ)——磷酸鹽和無機氮合物的供應(yīng)以及Fe、C等元素的吸收,,從而導(dǎo)致光合作用及各類微生物的活動受到影響,,終引起魚產(chǎn)量的下降。
水質(zhì)PH傳感器是可以把被測物體信號按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)化為電信號的檢測水質(zhì)裝置,,以供輸出,、存儲、記錄等要求,。由于養(yǎng)殖水體是由浮游生物,、細菌、有機物質(zhì),、無機物質(zhì),、養(yǎng)殖對象等組成的整體,生命活動時刻在進行,,水質(zhì)指標也跟著在變化,。養(yǎng)殖用水在一般情況下,日出時隨著光合作用的加強,,pH值開始逐漸上升,,到下午16:30~17:30達大值;太陽落山后,,光合作用減弱,,呼吸作用加強,pH開始下降,,直至翌日日出前至小值,,如此循環(huán)往復(fù),pH值的日正常變化幅度為0.3-0.5,,若超出此范圍,,則水體有異常情況。所以在水產(chǎn)養(yǎng)殖中使用水質(zhì)PH傳感器是非常有必要的,。
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