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水質參數的測定

作者:中山伊沃特水產設備科技有限公司 瀏覽: 發表時間:2018-09-01 00:51:31

水質檢測的原理部分涉及到大量的專業術語和公式,艱澀難懂,實在讓人頭大。即便寫出來,要冒著很大的誤傳誤導的風險,大家看的也是一頭霧水,所以本文隻介紹測量方法和經驗分享。那些專有名詞被我用中英文標注出來,便於對原理感興趣的童鞋自行百度,oh shit~ 有條件的還是Google吧,或者試試360搜索。

 

正文來了哦~ 我們從水質最關鍵的三個指標開始撩~

 

溶解氧(DissolvedOxygen

在高密度循環水養殖系統裏,溶解氧可謂是最最要命的指標。短時間內溶氧就可以過山車似的從高溶氧掉到緻命的低濃度,除了溶氧還沒有哪一個水質參數可以短時間內把魚搞死的。因此,連續的不間斷的溶氧監測非常關鍵,除此之外,最好有緊急增氧設備以及應急備用電源,以確保各種情況下都可以應付的來。

 

目前溶解氧的測定有三種辦法,實驗室滴定碘量法(Winkler法),熒光淬滅光學法(Luminescent Dissolved Oxygen, LDO)和電化學法(Electrochemical

 

實驗室滴定碘量法,第一步把待測水樣裝入磨砂口的密封瓶,水要緩慢倒入,並要溢流出一定量,往裏面滴入硫酸錳和堿性碘化鉀試劑後蓋緊瓶蓋,要緊注意整個過程不能有氣泡~


想象一下,如果十個池子,就是十個封口瓶,二十個就是……我記得在我上學下養殖場那陣兒,成天價提溜一個小木筐,裏邊裝的滿滿的瓶瓶罐罐,叮叮當,叮叮當,我自己都覺得萌萌噠~

 

這種方法需要配備一定量的檢測人員,必須是頭腦清醒不犯二的那種,不能偷懶,對待重複性的勞動不厭煩。在現代這種集約化養殖場裏,這種實驗室檢測手段顯然已不合時宜,隻有在不需要經常檢測的某些大水體或作為驗證和校準的手段使用。現在市面上已有快速檢測試劑盒,質量參差不齊,精確度存疑。

 

後兩種方法都可以在線檢測。

第二種熒光淬滅光學法。簡單說來是測定熒光亮度,利用溶氧濃度和熒光淬滅的程度之間的線性關系來計算溶氧值,優點是對低濃度溶氧非常敏感,缺點是背景熒光的幹擾會影響讀數,加了矽塗層則會影響響應時間。該技術為基礎的探頭價格較高,但測量準確,維護較簡單。以哈希(HACH)家為代表。

 

第三種是電化學法,也稱電極法,包括極譜型(Polarographic)和原電池型(galvanic cell。這是目前最為常用的溶氧探頭技術。

 

既然是電池,就有陰陽極。極譜型陰極由白金或金製成,陽極為銀;原電池性陰極由白金、金或銀製成,陽極為鉛。此外,極譜型需額外加極化電壓。所以,僅說探頭的話,貴就貴在電極的材質上,非金即銀,用的金屬惰性和純度越高,探頭的壽命往往越長,當然價格也就越高。當然,製作工藝也很關鍵。

 

除此之外,由於檢測技術本身的緣故,溶氧的檢測還受水溫、氣壓和鹽度的影響,因此要做到精確檢測還需根據這三因素的數值進行一定的補償。能做到三因素補償的較少,以丹麥的歐士卡(OxyGuard為代表。

 

需要強調的是,探頭非常重要的一環是維護和校準。再好的探頭做不到維護和校準,那也等於白費;反過來說,稍差一點的探頭如果維護和校準做的到位,也可以得到結果。那為何價格有高低?電極的材質和壽命、膜的壽命、維護周期和複雜程度、應對工況等等一系列差距決定了價格的高低,也拉開了知名品牌與一般品牌的差距。當然,從使用者的角度沒時間也沒必要去關注那麼細。這裏我列舉一些衡量溶氧檢測設備的標準以供參考:

  • 精準度
  • 響應時間
  • 校準和維護的便捷性
  • 防水性
  • 結實耐用
  • 溫度、鹽度和氣壓補償
  • 溶氧測定範圍(飽和度0200%

還有

  • 屏幕不管是強光還是黑暗中都能讀數清晰
  • 防汙垢外殼
  • 校準時的放置管套
  • 測量值的數據存儲和調取功能
  • 充電器

等。


買東西大家都明白一分錢一分貨,所以關鍵還是根據自己口袋裏的銀子選擇物有所值的產品。在循環水養殖中,我還是建議直接上在線探頭,省去了繁瑣倒是其次,關鍵避免了因人工操作實驗造成的失誤和誤差。

 

pH

pH探頭的原理也是原電池,須含溫度補償,就不贅述。

 

溫度(Temperature

溫度測定一般都內置在溶氧或pH測定儀裏面,更沒什麼好說的。

 

氧化還原電位(ORPOxidation-ReductionPotential

這項指標應用的範圍很廣,它的原理介紹有一張A4臉那麼大。原理方面有興趣的可自行搜索了解,暫且不表。


ORP用電極法探頭檢測,在水產養殖中主要用來指示臭氧的殘留。ORP值會受溫度、溶氧、離子濃度等的影響,比如硫化氫(H2S)會極大的影響ORP電極的檢測,我們稱為“電極毒害”。因此在水產養殖中隻有當養殖水體整體水質波動不大時,該讀數才有參考意義。

 

鹽度(Salinity

鹽度很重要,一般的漁場水體鹽度都是恒定的。當然某些漁場在育苗和養殖時的鹽度會有所不同,鹽度的測定就顯必要了。最常用的恐怕是比重計,由比重推算出鹽度(網上有比重鹽度換算表格);其次是光學鹽度計,這個真心準確,用的時候像海盜船長一樣,碉堡了,就是用之前需要校對一下,還有注意溫度變化;再有就是電導率探頭,這個不用說,是最準的,直接讀數。


 

CO2Carbon Dioxide

CO2的測定可以選擇在線探頭也可以選擇手動檢測。CO2測定儀是通過測定二氧化碳在水中的分壓來測定含量。同樣帶有溫度補償。


氨氮(Ammonia

氨氮的測定有兩種,一種是經典的納氏比色法(Nesslerization),另一種是電極法。前者是取樣在實驗室裏完成的,後者是探頭在線測定。目前的電極法不管是靈敏度還是準確度都超過了納氏比色法。


然而故事的另一半是,市面上測氨氮的探頭通常不是單參數探頭,而是好幾種水質參數合並的多參數探頭,原因是氨氮的檢測受水體裏多種離子的影響,需要多因素補償,每多一種因素就意味著要多整合一種探頭,每多一種探頭就意味著多了一項維護。以E+H的探頭為例,它整合了氨氮、硝酸鹽、鉀離子和氯離子四種探頭,售價在十萬以上。所以目前電極法探頭既貴且維護繁瑣,所以大多數人還是選擇比色法,市面上已經有商用的快速檢測設備。

 

亞硝酸鹽(Nitrite

亞硝酸鹽的故事與氨氮類似。同樣是推薦經典比色法的商用檢測設備。隨著技術的逐漸成熟,我相信很快市面上就會有性價比高的在線氨氮/亞硝酸鹽探頭問世的。

 

固體顆粒物(Solids

這個家夥又來了,煩人~ 總固體顆粒物(TS, total solids)包括總懸浮顆粒物和總沉降顆粒物。它反應水體中顆粒物的多寡,某些時候對水處理效率的判斷有借鑒意義,但大部分時候不用管它,用肉眼就可以。實驗室法檢測起來頗為麻煩,需要抽濾,烘幹,稱重,操作繁瑣,對儀器的要求也高。目前市面上有手持檢測儀器可用,方便快捷,有點小貴。

 

堿度(Alkalinity

堿度很重要,常用硫酸滴定法。生產上用pH間接判斷就可以了。一般情況下也不需要特別注意。

 



終於寫完了,這篇稿子是我花費時間最長的一篇。寫作的過程即是不斷的刷新知識盲點的過程。從每一項參數的發現到探頭工業品的完成,無數的精英前輩們砥礪前行和積沙成塔才換來技術上的革新,每個過程都可以寫成厚厚的一本書。在這裏向這些前輩緻敬!同時深深體會到,了解的越多越覺得卑微~


囿於自身水平有限,所涉內容不免有錯誤或失準之處,還請個中高手不吝賜教。麻煩您給我在微信公眾號裏留言,刀客特金在這裏先謝過!



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