第1页：第三章水质指标概述
第三章水产养殖水质指标•水质：是水与水中杂质共同表现的综合特征，是水中杂质的具体衡量尺度，是对水体进行监测、评价、利用、治理的主要依据。
- 水质指标：物理指标、化学指标和生物指标
- 养殖污水水质指标：温度、盐度、PH值、溶解氧、生化需氧量、化学需氧量、总需氧量、悬浮物、总有机碳、氨氮、亚硝酸氮、硝酸氮、细菌总数、大肠菌数、有毒物质、重金属等
第2页：物理性指标概览
物理性指标概览：狭盐性鱼类适应盐度为海水 16-47、淡水 0.02-0.5，广盐性鱼类适应盐度 0.5-16。透明度大于 35 厘米说明水质太瘦应追肥；小于 25 厘米说明水质较肥，可少投饲料并加注新水。
第3页：水温与鱼类体温
第一节物理指标一、水温•鱼类是变温动物，体温随水环境温度的变动而变化。与恒温动物相比，鱼类的生热过程缓慢，生热量也较低，而且缺乏保持体温的结构。因此大多数鱼类的体温略高于周围的水温，通常不超过0.1-1℃。
- 少数鱼类如金枪鱼类，由于红肌中具有“血管网丛”，能够减低身体热量的散失，体温可比周围水温高出10℃以上。大多数鱼类的体温与环境水温相近这一点，说明水温对于鱼类生活具有重要的影响。
第4页：鱼类对水温的适应类型
（一）根据鱼类对水温适应的情况可将鱼类划分为三类
- 热带和亚热带性鱼类（狭温性鱼类）
- 冷水性鱼类（狭温性鱼类）
- 温水性鱼类（广温性鱼类）对于狭温性鱼类的增养殖，当地水温的变幅以及这些鱼类适宜水温的持续时间，具有决定性意义。
第5页：水温对鱼类生命活动的影响
(二)水温对鱼类生命活动的影响1．5个温区：致死低温区、亚致死低温区、适宜温度区、亚致死高温区、致死高温区。
- 最适温度区：在最适温度区内，鱼类的生命活动处于最佳状态。例如温水性鱼类通常的适宜温度区为15—30℃，最适温度区为24—28℃。
- 亚致死低温区或亚致死高温区：是指适宜温度区与致死温度区之间的水温范围。
- 致死温度：是指在一组实验鱼类中，有50％的个体死亡。50％的个体存活的水温，即TL50，其实际的含义为半致死的温度。
第6页：主要养殖鱼类的适宜温度
主要养殖鱼类的适宜与致死温度：
- 大菱鲆：适宜生长温度 14～17℃，最高致死温度 28～30℃，最低致死温度 1～2℃，最高生长温度 21～22℃
- 牙鲆：适宜生长温度 16～21℃
- 大黄鱼：最适水温 18～25℃
- 石斑鱼：最适水温 22～28℃
第7页：透明度与光照的间接影响
二、透明度•光照对鱼类的间接影响：浮游植物通过体内的叶绿素吸收太阳光能，将二氧化碳、水以及氮、磷等无机物合成有机物，把太阳能转化为有机物的化学能，从而使自身生长和繁殖。浮游植物是池中浮游动物、底栖动物等的食物，浮游植物、浮游动物和底栖动物等又都是养殖鱼类的天然饵料。因此，浮游植物作为池塘的初级生产力，直接或间接作为鱼类的饵料，其生产量的大小对鱼类的生长和渔产量有着密切的关系。浮游植物在进行光合作用制造有机物的同时还产生氧，每1千克浮游植物约产氧163克。
第8页：光照对鱼类的直接影响
- 光照对鱼类的直接影响光照时间的长短直接影响鱼类性腺的发育和成熟，改变日照时间可引起一些鱼类性腺发育速度和产卵时期的改变。例如延长光照时间可使春夏季产卵的鱼提早成熟产卵，而缩短光照时间则可使秋冬季产卵的鱼提早成熟产卵。
- 透明度是判断池水肥瘦程度的指标透明度的高低主要取决于水中浮游生物和有机碎屑的多少。根据透明度，结合水色观察，可大致判断水的肥瘦程度。一般肥水池塘透明度在25-40厘米之间，水中浮游生物和有机碎屑较多，水色较好，有利于鱼类的生长。透明度小于25厘米或大于40厘米，表示池水过肥或较瘦。
第9页：补偿深度与光照衰减
补偿深度：
- 精养鱼池在透明度为30～40厘米时，50厘米厚水层吸收了95%的光照，水深1米处的光照只剩下不到1%。由此可见，鱼池水中浮游植物的光合作用，主要在表面0-50厘米深的水层中进行。在水面1米以下的水层光合作用几乎为零，光合作用产生的氧不够抵偿浮游植物本身呼吸作用的耗氧量。
- 1米左右以下的水层主要进行着各种物质的耗氧过程，称为耗氧水层；而1米以上的水层，浮游植物密度大，光合作用强，产氧多，称为增氧水层，增氧水层的深度称为补偿深度。
第10页：水深与池塘溶氧
- 从池塘溶氧角度看，鱼池水并不是越深越好，因为增加了耗氧水层，对改善池塘溶氧条件是不利的。但适当加大水深可提高鱼的容纳量，增加放养密度。
- 在实际生产中也可采取增氧、搅水来增加池水的溶氧量，因此，适当加大池水深度是有利的。
- 生产实践证明，我国高产池塘的水深一般都在2-2.5米。
- 养鱼车间的水深一般在0.8米-1.5米
第11页：盐度与鱼类适应
三、盐度溶解于水中的盐类，通过渗透压对鱼体产生影响。鱼类对盐度的适应范围广，从纯淡水直到盐度为47的海水中均有鱼类分布。根据鱼类对盐度的适应情况，可将鱼类分为4大类群。
- （1）海水鱼类只适应生活于盐度较高的水域，终生生活在海洋内。海水的盐度一般为16～47，而海水硬骨鱼类体液盐分浓度一般比海水低，属于低渗性溶液。海水软骨鱼类与硬骨鱼不同，适应海水生活的代谢特点不同，其血液中所含的盐分稍高于海水硬骨鱼类，但血液中含有多量尿素，属微高渗透性溶液。
- （2）淡水鱼类只能适应极低的盐度，终生生活在淡水中。一般淡水的盐度为0.02～0.5。淡水鱼类体液中盐分的浓度通常比水环境高，属于高渗透压溶液。
第12页：洄游性鱼类的盐度适应
- （3）洄游性鱼类它们对盐度的适应有阶段性，属这一类型的鱼类又可分为两种情况：
- ①溯河鱼类:一生的大部分时间在高盐度的海水中生活，在生殖时期由海水经过河口区进入淡水水域产卵，如大麻哈鱼、鲥鱼等。
- ②降海鱼类:一生的大部分时间在淡水中生活，生殖期由江河下游至河口区，进入海中产卵，如鳗鲡。
- （4）河口性鱼类（又称咸淡水鱼类）它们适应于河口咸淡水水域，水的盐度在5～16之间。有一些海水鱼类在一定的阶段进入河口区生活，有一些淡水鱼类也能生活于河口区的低盐区段。如刀鲚、凤鲚及银鱼中的部分种类。
第13页：盐度调节的生理机制
鱼类生活水域的盐度差异甚大，各种鱼类能够在不同盐度的水域中正常生活，与其具有完善的生理调节机制有关，但这种调节作用只能局限于一定盐度范围内。在不适宜的盐度范围内，鱼类即使能够生存，也不能正常生长。
- 青、草、鲢、鳙等在盐度3以上的水中不能正常繁殖；
- 黑鲪在盐度3以上的水中，性腺才能正常发育和有较高的成熟率。
- 过河口鱼类追求适宜的盐度是决定其洄游路线的重要因素。
第14页：广盐性与狭盐性鱼类
按鱼类耐受盐度变化适应能力的大小，可将鱼类分为广盐性鱼类和狭盐性鱼类两类。
- 狭盐性鱼类对于水的盐度要求较严格，只能耐受有限范围的盐度变化。包括绝大多数淡水鱼类和海水鱼类，如青、草、鲢、鳙、鲤、鲫、鳜、鲷、牙鲆、石斑鱼等。
- 广盐性鱼类对于水中盐度变化的适应能力强，能忍受的盐度幅度较广。包括洄游性鱼类、河口性鱼类以及少数淡水鱼类和海水鱼类，如罗非鱼、大麻哈鱼、虹鳟、鲈、遮目鱼、鲻、河鲀、石首鱼等。淡水鱼在海水中是脱水而死的。而海水鱼在淡水中是被撑死的。
第15页：盐度耐受性试验数据
- pH为8.00时鲢、鳙鱼种对盐度的96hLc50值分别为6.50与9.06。
- 海水贝类的不同发育阶段对盐度的适应性也有所不同，例如海湾扇贝D形幼虫生长的适应盐度范围为22～33，变态最佳盐度为21～37,最佳生长盐度21-35。
- 日本对虾幼体最适盐度范围为10.2～26.9，盐度20.3时增长率与增重率最大。
- 大菱鲆对盐度的适应范围12～40，最适宜盐度18以上。
第16页：固体颗粒的组成
四、固体颗粒•固体颗粒的组成：主要是有机物，残饵、施肥、鱼类粪便、动物尸体。
- 水中有机物的形态：溶解的、胶状的和悬浮等状态。其中以悬浮有机物为主，约占一半以上。悬浮有机物包括有机碎屑、细菌和浮游生物，在精养池塘中，有机碎屑和细菌占绝大部分。
- 水中有机物的作用：有机碎屑和附着在碎屑上的细菌以及水中的细菌群聚体，是鱼类的天然饵料。有机物的含量是肥水的重要指标之一。但有机物氧化过程中需消耗大量的氧，容易使水质恶化。
第17页：有机物含量的控制方法
•控制水中有机物的含量，防止有机污染的方法：池塘养殖：合理掌握投饵、施肥的数量和方法，适时加注新水并合理使用增氧机。工厂化养殖去除固体颗粒的方法：主要靠物理过滤，弧形筛、微滤机、砂滤、蛋白分离等方法，近年来还采用光合细菌来分解有机物质，取得了较好的效果。
第18页：溶解氧的来源
第二节化学指标一、溶解氧•水中氧气的来源1、空气的溶解影响因素：水中溶氧的不饱和程度；水面扰动状况；单位水体的表面积；风力；水深等。氧气在水中的不饱和程度大，水面风力大和水较浅时，空气溶解起的作用就大。
- 2、光合作用水生植物光合作用释放氧气，是池塘中氧气的主要来源。一般在晴天光合作用产氧约80%，空气中溶解约20%3、补水鱼池在补水的同时，可增加水体中氧气的含量，工厂化流水养鱼补水及充氧是氧气的主要来源。
- 4、机械增氧在循环水工厂化养殖中主要靠机械增氧。
第19页：水中氧气的消耗
- 水中氧气的消耗1、鱼类的呼吸
- 影响呼吸耗氧率的因素：种类；个体大小；发育阶段；水温等。鱼的呼吸耗氧率在63.5～665 mg/kg·h。计算流水养鱼的水交换速率时，常将鱼的呼吸耗氧率按200～300 mg/kg·h计算。
- 耗氧量：每尾鱼每小时消耗氧气的毫克数。（随个体增大而增加）。
- 耗氧率：单位时间内单位重量消耗氧气的毫克数。（随个体的增大而减小）。活动性强的鱼耗氧率较大。在适宜的温度范围内，水温升高，耗氧率增加。如23℃时日本对虾耗氧率：体重3.1 g的个体，静止为193 mg/kg·h，活动为626 mg/kg·h；体重16.1 g的个体，静止为110 mg/kg·h，活动为446 mg/kg·h。体长7.5 cm的中国对虾耗氧率:10℃为93.2 mg/kg·h，20℃为440mg/kg·h，28℃时为560 mg/kg·h。
第20页：微型生物耗氧
2、水中微型生物耗氧浮游动物、浮游植物、细菌呼吸耗氧、在细菌参与下有机物的分解耗氧。与耗氧生物种类、个体大小、水温和水中有机物的数量有关。浮游植物白天其光合作用产氧量远大于本身的呼吸耗氧量。据研究，处于迅速生长期的浮游植物，每天的呼吸耗氧量占其产氧量的10～20%。有机物耗氧主要决定于有机物的数量和有机物的种类通常把这一部分氧气的消耗叫做“水呼吸”耗氧。
- 3、底质耗氧底质耗氧比较复杂，主要包括：底栖生物呼吸耗氧；有机物分解耗氧；还原态的无机物氧化耗氧。
- 4、逸出当表层水中溶氧过饱和时，就会发生氧气的逸出。静止的条件下逸出速率是很慢的，风对水面的扰动可加速逸出。
第21页：饱和溶解氧浓度计算
图1水温与饱和溶解氧浓度的散点图《环境影响评价技术导则》中饱和溶解氧浓度计算公式为：根据散点图的特点，选用双曲线的函数关系式来模拟DOf随T的变化规律：式中：a,b——系数；T——水温，取值范围为0～40 ℃。
第22页：溶氧对鱼类的影响
- 溶氧对鱼类的影响
- 影响正常生命活动：鱼类为维持正常的生命活动，必须不断呼吸。水中溶氧含量偏低，虽未达到窒息点，不会引起急性反应，但有慢性危害。鱼、虾会游向水面，呼吸表层水溶氧，严重时吞咽空气，称为“浮头”。低氧条件下还容易产生H2S。
- 影响鱼虾的摄饵量、饵料系数及生长速度：溶氧不足，鱼类摄饵量下降。当溶氧从7～9 mg/L降到3～4 mg/L时，鲤鱼的摄饵量约减少一半。在低氧条件下，鱼类生长速度减慢，饲料系数增加。草鱼在溶氧2.7～2.8 mg/L条件下比在溶氧5.6 mg/L条件下养殖的生长速率低约10倍，饲料系数高4倍。
- 影响鱼类的发病率：鱼类长期生活在溶氧不足的水中，体质下降，对疾病抵抗力降低，发病率升高。在低氧环境下寄生虫病也易于蔓延。胚胎发育异常，易出现畸形，甚至引起胚胎死亡。溶氧低还会增加毒物的毒性。此外溶氧过饱和、饱和度太高又会引起气泡病。
第23页：溶氧对水质化学成分的影响
- 溶氧动态对水质化学成分的影响
- 在有氧条件下，有机物氧化较完全，最终产物为CO2、H2O、NO3-、SO42-等无毒物质。
- 氧气丰富的水环境中NO3-、Fe3+、SO42-、MnO2等是稳定的；
- 如水中缺氧，则被还原为NH4+、Fe2＋、S2-、Mn2+等；
- 在缺氧条件下，有机物氧化不完全，会有有机酸及胺类等有害物质产生。
- 当水体有温跃层存在时，上下水层被隔离，底层溶解氧可能很快耗尽，出现无氧环境，使底层水缺氧，呈黑色，有浓厚的H2S气味。相应地NO3-、NH4+、PO43-含量均有明显不同。
第24页：生化需氧量的两个阶段
有机污染物被好氧微生物氧化分解的过程，一般可分为两个阶段：
- 1、有机物被转化成二氧化碳、水和氨；
- 2、氨被转化为亚硝酸盐和硝酸盐。
- 污水的生化需氧量通常只指第一阶段有机物氧化所需的氧量，全部生物氧化需要20～100d完成。
- 通常以5d作为测定生化需氧量的标准时间，称5日生化需氧量（BOD5）；通常以20℃为测定的标准温度。BOD: biological oxygen demand（mg/L）在有氧条件下，由于微生物的作用，水中能分解的有机物质完全氧化分解时所需要氧的量反映水体中可被微生物分解的有机物总量二、生化需氧量（BOD）
第25页：化学需氧量COD
三、化学需氧量（COD）COD: chemical oxygen demand是指在一定条件下，用强氧化剂氧化水中有机物时所消耗的氧化剂相当于氧的量（O2）（mg/L）。
- 表示水中还原性物质多少的指标（各种有机物、亚硝酸盐、硫化物、亚铁盐等）
- 衡量水中有机物多少的指标
- 常用的氧化剂有：
- 重铬酸钾K2Cr2O7（称CODCr)（酸性或碱性条件下）
- 高锰酸钾KMnO4(称CODMn)（酸性条件下）重铬酸钾的氧化能力90-100%高于高锰酸钾50-59%，因此CODCr值高于CODMn值如果废水中有机物的组成相对稳定，则COD和BOD之间应有一定的比例关系一般CODCr＞BOD5＞CODMn
第26页：pH的适宜范围
海水养殖pH控制在7.5～8.5之间；淡水在6.5～9.0。
- pH值过低（5）使养殖物血液中的pH值下降，血液的载氧能力降低，造成养殖物自身患生理缺氧症,尽管水中的溶解氧较高,但鱼虾等仍常浮头。
- pH值过高（9.5)则可能腐蚀鱼虾鳃部组织，使鱼虾等失去呼吸能力而死亡。间接影响：
- NH4+、C1-等可能转化为具有强毒性的NH3、H2S、HCI
- 铜、铅等重金属离子的毒性与pH值有关
- pH值过低，弱酸阴离子（CO2-3、PO3-4、SiO2-3、S2-或有机酸根等）易转化为相应的分子；游离重金属离子浓度增大。在人工繁殖阶段，水体pH值以中性微偏碱为好在鱼苗培育阶段，水质以弱碱性为好养成阶段尚无统一范围，海水最高不超过8.5，保持相对稳定。
- 四、pH值及酸碱度
第27页：原核细胞微生物
第三节生物性指标•3.3.1微生物一、原核细胞微生物（1）细菌水产养殖环境中常见的细菌包括球菌类、杆菌类和螺旋菌类，例如硝化细菌、芽孢杆菌、弧菌等。
- （2）放线菌放线菌最主要的作用是能产生大量的、种类繁多的抗生素，在4000多种抗生素中，绝大多数由放线菌产生。放线菌可以分解许多有机物，包括芳香族化合物、纤维素等，所以在污水处理及环境修复中具有重要的应用价值。
第28页：光合型原核生物
（3）光合型原核生物1）蓝细菌蓝细菌过去归入藻类，称蓝藻或蓝绿藻，含有叶绿素，与高等植物和藻类一样可进行光合作用。其繁殖方式为裂殖，不进行有性繁殖，因此将其归入细菌类。考虑到生物界多年的习惯，有时仍沿用蓝藻及其以藻命名的属名。多数蓝细菌生存于淡水中，是水生生态系统食物链中的重要一环。某些种类大量繁殖时，可形成赤潮。2）光合细菌光合细菌（Photosynthetic bacteria，PSB），属螺菌科,以光为能源、以二氧化碳或有机物作为碳源进行繁殖的微生物。日本学者在60年代就发现了光合细菌对高浓度有机废水的分解净化作用。它以水中的有机物作为自身繁殖的营养源，并能迅速分解利用水中的氨态氮、亚硝酸、硫化氢等有害物质，能完全分解水产动物的残饵及粪便。
第29页：真核细胞微生物
- 3.3.2真核细胞微生物一、真菌1）霉菌2）酵母菌二、藻类三、原生动物四、微型后生动物在活性污泥废水处理系统中，原生动物以吞食细菌为生，对净化污水能起到一定的作用。废水生物处理中细菌起主要作用，其次为原生动物，并且原生动物可作为指示生物。在氧化塘中，细菌起主要作用，其次为藻类，第三为原生动物。
- 形体微小，在天然水体、水体底泥和污水生物处理构筑物中存在。
- 在水处理工作中常见的主要是多细胞的无脊椎动物，包括轮虫（微生物）、甲壳类动物和昆虫幼虫等。
- 多以细菌、霉菌、酵母菌、小的原生动物、藻类及有机颗粒为食物，属杂食营养，在废水处理过程中有一定的净化作用。分解有机物
第30页：微生物的生物修复作用
- 3.3.4微生物的生物修复作用微生物在水产养殖环境中能起到的作用主要是生物修复。生物修复是利用微生物(细菌,真菌、酵母菌或提取物)对环境污染物的吸收、代谢、降解等功能,在环境中对污染物的降解起催化作用,从而去除或消除环境污染的过程。
- 一、微生物在碳循环中作用在水中，微生物参与碳循环的转化，主要是通过对各种含碳化合物的作用而进行，其主要作用是发酵和氧化作用。
- 在表层进行氧化作用，有机物被各种细菌和真菌分解后转化为CO2。
- 在深水区和淤泥中则是无氧区，进行无氧发酵，产生有机酸，CH4，H2和CO2。生成的CO2再被植物光合作用合成复杂有机物，形成一个复杂的动态循环。
第31页：微生物在氮循环中的作用
二、微生物在氮循环中的作用(1)氨化作用：含氮有机物经微生物分解而产生氨。常见的氨化微生物很多，包括细菌，放线菌和真菌。
- (2)硝化作用：亚硝化细菌和硝化细菌。
- (3)反硝化作用：硝酸盐还原为较简单的氮化物的所有过程。许多细菌真菌能起反硝化作用。
- (4)固氮作用：使游离分子氮活化成氮化物的作用。水体中的某些微生物，能把一般生物不能利用的单质氮转化为生物能利用的化合物形式，许多放线菌，真菌和藻类具有这种功能。
第32页：微生物在磷循环中的作用
三、微生物在磷循环中的作用磷作为浮游植物生长的限制营养元素，其需要量比氮少，对水体初级生产力的限制作用往往比氮更强。P的三种形式：溶解无机磷(DIP)溶解有机磷(DOP)颗粒磷(PP)三种形式的转化在微生物的作用下构成磷的一个重要复杂的动态循环。磷的动态循环可以看成是增磷作用与耗磷作用的矛盾运动过程，而养殖水体中含磷量的变化即增加或减少量就是由这对矛盾决定的。
第33页：微生物在硫循环中的作用
四、微生物在硫循环中的作用微生物在自然界的硫循环中，参与了各个过程1．脱硫作用动植物尸体中的含硫有机物被微生物降解成H2S的过程称为脱硫作用。
- 2．硫化作用即硫的氧化作用，是指硫化氢、元素硫或硫化亚铁等在微生物的作用下被氧化生成硫酸的过程。自然界能氧化无机硫化物的微生物主要是硫细菌。
- 3．同化作用由植物和微生物引起。可把硫酸盐转变成还原态的硫化物，然后再固定到蛋白质等成分中。
- 4．反硫化作用硫酸盐在厌氧条件下被微生物还原成H2S的过程。
第34页：微生物在养殖环境中的作用
微生物在养殖环境中的作用C循环：微生物分解有机物释放CO2，经植物的光合作用合成复杂的有机物，为底栖动物，鱼虾提供O2和多糖类物质；N循环：微生物通过氨化、硝化、反硝化，固氮作用把N2变为有机氮，为水产养殖提供饵料和肥料，生成硝酸盐为藻类所利用，从而降低氨氮与亚硝酸氮；P循环：微生物使溶解态的磷被吸咐形成颗粒态磷，经凝絮沉淀，降低了水体的磷元素，同时也为动物提供需要P元素；S循环：在微生物的作用下产生硫酸盐和H2S等，其中H2S对许多需氧微生物有毒害作用，同时H2S与金属生成沉淀，降低了有害的H2S，硫酸盐可为动物提供需要的含硫氨基酸等。总之，微生物在C、N、P和S循环中都起了非常重要的作用，可以促进四大元素在生态链中转化，保持了水产环境的动态平衡，从而抑制有害生物，形成有益微生物菌落，分解有机物，降解NH3,H2S,过量的N，P等，净化水质。
