热带淡水鱼的水化学 

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水化学



热带淡水水族馆鱼生活的水环境范围很广?从快速流动的山间溪流到大的湖泊,再到水流缓慢的雨林河流。其中每一个生境,除了拥有独特的鱼类外,由于环境因素的原因,它们还拥有着独一无二的水环境。因为所有的鱼都来自不同的水源,这些水都应有着相似的特性。为了再现这种自然的环境,养鱼爱好者应该懂得些基本的水化学知识,特别是象pH、水的硬度和氮循环等这些基本概念性东西。

PH
pH值是用来衡量物质酸碱程度的。它的范围是0-14,pH为0代表酸性最强,pH为14代表碱性最强。pH为7.0的中性水中H+离子的浓度和OH-离子的浓度相等。pH 小于7.0的水是酸性的(H+离子比OH- 离子多),而pH值大于7.0的水认为是碱性的(OH-离子比H+离子多)。几乎所有的淡水鱼的栖息地水的pH值都在5.0-9.0这个范围内,其中大多数为酸到中性的pH(6-7.5)。

在鱼缸里,可以用磷酸盐、重碳酸盐和其他缓冲液来控制自来水的pH。然而尽管有缓冲作用存在,pH也会发生变化。低pH值水环境的形成通常是由于存在象动植物废物等降解性物质。当pH值降到5.5以下时,分解铵的细菌(亚硝化单胞菌)数量减少,铵浓度升高。
降低pH:可以通过使用能降低pH的化学物质(宠物店有售)来降低pH值。要明白这些产品很多都使用了基于磷酸盐的化学物质。磷酸盐是一种可加快藻类生长的营养物。植物和鱼在呼吸过程中也能使pH值降低,即当它们向水中排出CO2的时候。在硬水中,降低pH是很困难的。首先要通过泥炭过滤或反渗透将水软化,而后再尝试降低pH。
升高pH: 可以通过向鱼缸里加些碳酸氢钠(重碳酸盐)或使水分发生变化(除去一些可以降低pH的有机物质)来使pH值升高。

水硬度

水的硬度程度和所溶解的矿物质有关,尤其是钙和镁。一般来说,水硬度是用碳酸钙(CaCO3)的量来表示的。其计量单位有ppm (百万分之一), kH (碳酸盐硬度),dH (硬度)和 gH (一般硬度).水的软性程度(含有不多的溶解性矿物质)的表示和硬度一样?一般浓度水平的水的硬度的表示见下表(1 dH 相当与约17ppm).

很软       0到70 ppm     0到4 GH (dH)
软            70到135 ppm     4到8 GH (dH)
中等硬度     135到200 ppm   8到12 GH(dH)
硬            200到350 ppm   12到20 GH (dH)
很硬       超过350 ppm        超过20 GH (dH)


对大多数养鱼爱好者来说,水的硬度并不是特别重要。然而,硬度太小会带来麻烦。因为由于缺乏CaCO3 (天然缓冲剂)的缘故,较软的水缓冲能力较弱,往往使得pH下降很快,从而造成对鱼缸生物的伤害。
碳酸盐硬度:一般碳酸盐硬度(kH)并不用于衡量水的硬度。它以溶解在水中的矿物质和交换离子的形式表示,而不是Ca和Mg。
水的硬度改变:通过一些方式可以改变水的硬度。为了使水变软,可以让其透过泥煤苔或者反渗透系统。离子交换树脂也可以使水硬度减小。把水加热煮沸一段时间也能降低其硬度。为了增加其硬度,可以将水滤过白云石或者碎煤,直到达到目的为止。
电导率:通过给水加上电流,可以测出电导率。电导率的大小代表了水中离子(带电粒子)浓度的大小。水的硬度越大,其电导率越大。水的电导率只能说明水中存在的离子的总量,不能说明各自离子的由来,无论是Mg, Ca, 还是Fe。

氧气
水生植物、动物和细菌的呼吸都得依赖溶解在水中的氧气。可以用一只连有某种气泡石的抽气机向鱼缸里输入氧气,这个得需要一个可以产生表面干扰效应的过滤器,或者使用一个干湿滤过系统。白天植物进行光合作用时也会产生氧气,但晚上进行呼吸作用时又会消耗氧气。因此,在养有植物的鱼缸里,晚上氧气水平会下降。并且温度越高,溶解氧越少,这时候鱼缸更需要通风了。

二氧化碳

二氧化碳是存在于水中的另一种气体。它也是鱼缸里各种生物呼吸作用的副产品。植物的光合作用需要利用二氧化碳。如果缺乏二氧化碳,它们的叶子就会开始变黄,生长变缓。二氧化碳溶于水生成碳酸,它可以降低水的pH。如果鱼缸里二氧化碳太多,鱼就会难以忍受.
增加二氧化碳:向鱼缸里加入碳酸氢钙,碳酸氢钙水解释放出CO2。也可以使用CO2系统将其通入鱼缸。

氮循环

当鱼排出排泄物,植物体恶化分解以及鱼食腐烂时,产生的废物并不只是消失了而已。其实,它以氮化物的形式被细菌分解成了其他化合物,最后转变成硝酸盐被植物吸收或者通过沙砾层的虹吸作用被排除掉了。这个由NH3/NH4 (鱼、植物和其他废物的产生的)向NO3转变的过程即硝化作用。当鱼缸刚建立好或失衡时,这个过程最为明显。

鱼缸刚弄好时,并没有硝化细菌存在(除非沙砾和过滤器被用过)。向鱼缸里放些哈鱼。第一天,痕量的氨/铵(如果pH大于7.0,主要为毒性较大的氨,若小于7.0,主要为毒性较小的铵)已经存在了。接下来几天里,氨浓度上升到了有毒的水平。这时,亚硝化单胞菌开始出现了。它们开始将氨分解转化为毒性比氨、铵要小的亚硝酸盐(NO2)。另一种细菌,硝酸菌将亚硝酸盐(NO2)分解为毒性更小的硝酸盐(NO3)。而后硝酸盐一部分被植物、海藻吸收,也有部分随着水质的变化而被排除掉了。尽管硝酸盐的毒性比其他几种氮化合物要小,但它也是有毒的。

鱼缸水环境失衡时也有氮循环的发生。如果由于喂食过量、饲养过量或者水分缺乏变化而引起的废物浓度太高,氨的浓度又会升高。在这种情况下,水分应该发生改变直到恢复到正常水平。

当分解有机废物的细菌死亡时,氮循环也会发生。当鱼缸或过滤器被肥皂或其他消毒剂洗过时,就会发生以上情况。这时候,鱼缸不得不重新建立循环。一定要知道酸性太大(pH小于5.5)的水和一些药物也会杀死细菌。

     亚硝化单胞菌        硝酸菌
NH3 -----------------> NO2 -----------------> NO3
过量的食物         植物吸收
鱼排泄物      在水分变化过程中被清除了
死亡 



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