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与溶氧相关的一个重要指标--ORP氧化还原电位,你了解吗?

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发表于 2021-10-18 11:34:46 | 显示全部楼层 |阅读模式
与溶氧相关的一个重要指标--ORP氧化还原电位,你了解吗?

氧化还原电位(ORP,即Oxidation-Reduction Potential的缩写)是还原剂和氧化剂之间的电位差,它可以作为一个综合评估指标来衡量水体的氧化还原能力,从而了解养殖系统水质的好坏和变化趋势。目前在网上都可买到专测氧化还原电位的测试仪器,使用很方便。

在水质指标中还有个与溶氧相关的一个指标——氧化还原电位,有的叫电子活度,是电子浓度的负对数:

pe=—log(e)
氧化还原电位Eh,则Eh=pe×0.0592。水中不存大游离的电子,氧化还原反应必须同时进行,一种物质被氧化的同时,必定有一种物质被还原,被氧化物提供电子,称为电子供体,被还原物接受电子,称为电子受体。

在自然界中的生物除了光能自养的生物外,都是靠氧化还原性物质获得能量的,如鱼虾蟹通过氧化碳水化合物获得能量:

CH2O+O2→CO2+H2O
上面反应,碳水化合物是电子供体,氧是电子受体。分解式子如下:

CH2O+H2O→CO2+4e-+4H+
O2+4e-+4H+→H2O(Eh。=1.27v)

在氧化碳水化合物所产生的电子和氢离子必须有受体,好氧生物以氧做电子受体和氢受体,Eh值大小为1.27v,鱼虾蟹消化吸收所需的电位还是比较高的。

厌氧生物同样也需要氧化还原物质以获得能量,只不过它们的电子受体不是氧,一般有硝酸,氧化铁,氧化锰,硫酸等。

对于硫化氢来说,pH值影响硫化氢的氧化还原电位,海水中电位低到什么时候会产生硫化氢不好说的,因为水质条件是千变万化的。

硫化氢抑制动物细胞色素a3 被分子氧的再氧化,这阻断了电子转移系统并使得氧化呼吸停止。血液乳酸浓度也会提高,有利于无氧糖酵解而不利于有氧呼吸。

所以,硫化氢的毒性作用主要是使组织缺氧。总硫物中,硫化氢的百分比随pH下降而增加。因此,沿海酸性硫酸盐土壤的池塘硫酸含量高而 pH又低的情况下, 防止硫化氢危害是很重要的。

塑壳ORP电极OD-101_02.jpg


在养殖水环境中的化学变化里,氧化还原反应是氧化剂和还原剂之间在水中进行的电子交换过程。

在水中,每一种物质都有其独特的氧化还原特性。而氧化还原电位是多种氧化物质和还原物质发生氧化反应后的综合结果,它反映养殖水环境体系氧化还原能力的相对程度。

氧化还原电位越高,表示水体氧化性越强;氧化还原电位越低,水体氧化性越弱。而微生物生长要求适宜的Eh值。好氧微生物在Eh值0.1V以上均可生长,以0.3V~0.4V为宜;厌氧微生物需Eh值<0.1V才能生长;兼性厌氧微生物在0.1V以上进行好氧呼吸,在0.1V以下进行厌氧呼吸,代谢途径不同,产物因此而异。

通过往微生物培养基中通入空气或降低pH,加氧化剂,均可提高Eh;反之,提高pH值或加入还原性物质,可降低Eh。如微生物代谢活动耗氧,产生还原性物质如H2S和半胱氨酸等,可使Eh降低。





那么氧化还原电位的概念在实际应用中有何意义呢?
氧化还原电位可以反映水环境系统中生物多样性及氧化效率。在养殖系统中,微生物可以利用自己获得的能量来维持自身及周围环境处于较高的氧化还原电位上。

所以,系统的氧化还原电位越高,微生物的氧化效率越高,微生物的数量、微藻、水生植物的数量以及生物释放氧化性物质的效率也越充足。这也是我们真正期待的“水肥”。通过肥水的方式培养水环境中的多样性生物如藻类和微生物,可以提高水环境的ORP值,进一步使水环境的代谢循环向净化方向良性变化。

肥水的概念不应该仅仅是针对水环境中的藻类的,还包括非常重要的内源微生物的培养。通过施加特殊“肥料”,例如添加微生物培养基限制性元素来改良环境并解除微生物生长的限制性因子,它可以起到比直接施加使用微生物更加事半功倍的效果。

PH-1186_01.jpg



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