第四講二氧化碳與硫化氫

1、水產(chǎn)養(yǎng)殖技術(shù)水產(chǎn)養(yǎng)殖技術(shù)水環(huán)境化學(xué)與水質(zhì)管理水環(huán)境化學(xué)與水質(zhì)管理水中二氧化碳與硫化氫水中二氧化碳與硫化氫一、二氧化碳在養(yǎng)殖水體的作用一、二氧化碳在養(yǎng)殖水體的作用1、水生植物光合作用的原料、水生植物光合作用的原料;2、構(gòu)成一個(gè)復(fù)雜的二氧化碳平衡系統(tǒng)、構(gòu)成一個(gè)復(fù)雜的二氧化碳平衡系統(tǒng),影響影響pH值和堿度值和堿度;3、高濃度二氧化碳對(duì)魚類有麻痹和毒、高濃度二氧化碳對(duì)魚類有麻痹和毒害作用。害作用。二氧化碳二氧化碳主要是水生動(dòng)植物的呼吸作用和有機(jī)物的氧化分解作用；其次為空氣溶解而來(lái),一般水中二氧化碳為0.5毫克/升.二、二氧化碳來(lái)源二、二氧化碳來(lái)源1、二氧化碳主要形態(tài)1) 游離二氧化碳，包括溶解二氧化碳

2、和水合二氧化碳(H2CO3);2) 碳酸鹽碳酸:主要碳酸鈣,碳酸鎂;3) 堿式碳酸鹽碳酸:主要有碳酸氫鈣,碳酸氫鎂.三、水中二氧化碳的平衡系統(tǒng)三、水中二氧化碳的平衡系統(tǒng)2、二氧化碳主要平衡1)氣態(tài)二氧化碳溶解平衡：2)二氧化碳水合平衡：3)碳酸電離平衡：4)中和與水解平衡：5)碳酸鹽溶解與沉淀平衡：CO2+H2O=H2CO3 H2CO3=H+ HCO3- HCO3-= H+ CO32- CO32-+Ca2+(Mg2+) = CaCO3 CO2 CO2 HCO3-48.312HCO3-CO32-CO32-Ca2+，Mg2+對(duì)二氧化碳平衡系統(tǒng)對(duì)二氧化碳平衡系統(tǒng)有緩沖作用。有緩沖作用。四、二氧化碳與

3、水生生物的關(guān)系四、二氧化碳與水生生物的關(guān)系 1、水中二氧化碳是水生植物光合作用的原料、水中二氧化碳是水生植物光合作用的原料;2、適量的二氧化碳對(duì)動(dòng)物的呼吸有刺激促進(jìn)、適量的二氧化碳對(duì)動(dòng)物的呼吸有刺激促進(jìn)作用作用;過多則有麻痹毒害作用；過多則有麻痹毒害作用；刺激促進(jìn)作用：水中二氧化碳升高，魚類血液中二氧化刺激促進(jìn)作用：水中二氧化碳升高，魚類血液中二氧化碳濃度升高，血液中碳濃度升高，血液中pH下降，降低血紅蛋白對(duì)氧的親和力下降，降低血紅蛋白對(duì)氧的親和力,促使魚類呼吸加快。促使魚類呼吸加快。麻痹毒害作用麻痹毒害作用：當(dāng)水中二氧化碳濃度過高：當(dāng)水中二氧化碳濃度過高(游離二氧化碳游離二氧化碳含量超過含量

4、超過200毫克毫克/升升)時(shí)時(shí),魚類昏迷死亡魚類昏迷死亡;超過超過80毫克毫克/升時(shí)升時(shí),魚魚類呼吸困難類呼吸困難,夏天水中二氧化碳超過夏天水中二氧化碳超過40毫克毫克/升時(shí)升時(shí),說明水體已說明水體已經(jīng)污染到危險(xiǎn)的程度經(jīng)污染到危險(xiǎn)的程度.3、對(duì)堿度和硬度偏低的水體施加生石灰以提高二、對(duì)堿度和硬度偏低的水體施加生石灰以提高二氧化碳的儲(chǔ)備量氧化碳的儲(chǔ)備量;水中二氧化碳過高主要是由水中水中二氧化碳過高主要是由水中有機(jī)質(zhì)過多或者水底淤泥過多引清淤和防治有機(jī)物有機(jī)質(zhì)過多或者水底淤泥過多引清淤和防治有機(jī)物污染。污染。二氧化碳二氧化碳一、來(lái)源一、來(lái)源 缺氧條件下，含硫有機(jī)物經(jīng)嫌氣細(xì)菌分解產(chǎn)生；或者硫酸鹽在硫

5、酸鹽細(xì)菌作用下生成硫化物之后生成硫化氫.二者都有毒性，其中硫化氫毒性最強(qiáng).一般水體中H2S含量在2.0ug/L時(shí)，對(duì)大多數(shù)魚類及其他生物是無(wú)害的。 二、硫在水中轉(zhuǎn)化二、硫在水中轉(zhuǎn)化 1、硫在水中存在形態(tài)：、硫在水中存在形態(tài)：SO42- 、HS、H2S、含硫、含硫蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)、SO32-、S2O32-、單質(zhì)硫等。、單質(zhì)硫等。（1）蛋白質(zhì)分解作用：）蛋白質(zhì)分解作用： 硫在蛋白質(zhì)中以巰基形式存在。在微生物作用下，無(wú)論有氧或無(wú)氧環(huán)境，蛋白質(zhì)中的硫，首先分解為-2價(jià)硫（ H2S 、 HS-等）。在無(wú)游離氧的環(huán)境中HS-可穩(wěn)定存在，在有游離氧的環(huán)境中HS-能迅速被氧化為高價(jià)形態(tài)。（2）氧化作用）氧化作用

6、在有氧氣的環(huán)境中，硫磺細(xì)菌和硫細(xì)菌可把元素硫或還原態(tài)的硫（包括硫化物、硫代硫酸鹽等）氧化為元素硫或SO42- ： 2H2SO2-2S2H2OH2S也可發(fā)生化學(xué)氧化作用，但在水環(huán)境中更重要的是生物氧化。（3）還原作用）還原作用在缺氧環(huán)境中，各種硫酸鹽還原菌可以把SO42-作為受氫體而還原為硫化物。硫酸鹽還原作用的條件：（1）缺乏溶氧。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，當(dāng)溶氧量超過0.16mg/L時(shí)，硫酸鹽還原作用便停止。（2）含有豐富的有機(jī)物。硫酸鹽還原菌利用SO42-氧化有機(jī)物而獲得其生命活動(dòng)所需能量（ SO42-被還原H2S ）。在其他條件相同時(shí)，有機(jī)物增多，被還原產(chǎn)生的H2S的量也就增多。（3）有微生物參與。水中

7、應(yīng)沒有阻礙微生物增殖的物質(zhì)存在，這在天然水體中一般是滿足的。（4）硫酸根離子的含量。在其他條件滿足時(shí)，硫酸根離子含量多，還原作用就活躍，產(chǎn)生硫化氫的量就多。后三個(gè)條件在養(yǎng)魚水體中通常都會(huì)存在。鑒于H2S對(duì)養(yǎng)殖生物的強(qiáng)烈毒性，為防止SO42-被還原為H2S ，應(yīng)注意保持水中豐富的溶氧。養(yǎng)魚池要促進(jìn)池水的上下流轉(zhuǎn)，防止分層。尤其是SO42-含量豐富的半咸水或海水魚蝦養(yǎng)殖池更應(yīng)注意。一旦有溫躍層形成，下層水很易缺氧，發(fā)生硫酸鹽還原作用，造成危害。（4）沉淀與吸附作用）沉淀與吸附作用Fe2+可限制水中可限制水中H2S含量，降低硫化物的毒性，因含量，降低硫化物的毒性，因?yàn)橛邢铝蟹磻?yīng)為有下列反應(yīng)Fe2+

8、H2S FeS+2H+Fe3+也可以與也可以與H2S反應(yīng)：反應(yīng)：2Fe3+3H2S 2FeS + S6H當(dāng)水質(zhì)惡化，有當(dāng)水質(zhì)惡化，有H2S產(chǎn)生時(shí)，潑灑含鐵藥劑可以起產(chǎn)生時(shí)，潑灑含鐵藥劑可以起到解毒作用。到解毒作用。SO42-也可以被也可以被CaCO3、粘土礦物等以、粘土礦物等以CaSO4形式形式吸附共沉淀。吸附共沉淀。（5）同化作用）同化作用硫是合成蛋白質(zhì)必須的元素，許多植物、藻類、細(xì)硫是合成蛋白質(zhì)必須的元素，許多植物、藻類、細(xì)菌可以吸收利用菌可以吸收利用SO42-中的硫合成蛋白質(zhì)。中的硫合成蛋白質(zhì)。 H2S不不被吸收，只有某些特殊細(xì)菌可以利用被吸收，只有某些特殊細(xì)菌可以利用H2S進(jìn)行光合進(jìn)行光合作用，將作用，將H2S轉(zhuǎn)變成轉(zhuǎn)變成S或或SO42- ，同時(shí)合成有機(jī)物，同時(shí)合成有機(jī)物，類似綠色植物的光合作用，只是前者不釋放類似綠色植物的光合作用，只是前者不釋放O2。三、消除水中硫化氫的措施三、消除水中硫化氫的措施:1)提高溶氧量提高溶氧量,促進(jìn)水的垂直流動(dòng)促