浅谈过氧化物水质改良剂在水产养殖中的应用

  出处:水产前沿 作者:艾桃山 水产养殖网2014-08-06 00:04:00

  文/武汉中博水产生物技术有限公司、湖北省渔用药物工程技术研究中心 高祥林、李远国、艾桃山 含有过氧基、 具有氧化能力且能改良养殖水环境的化学制剂通称为过氧化物水质改良剂,常见的有过氧化氢、过氧化钙、过碳酸钠、过氧化尿素、过一硫酸氢钾等,它们的主要特点是对水环境不产生二次污染,其次是改良水质的作用高效与快速。 在水产养殖业中过氧化物水质改良剂主要用于改良与净化水质、改良底质、增加水体溶氧,其次还可用于杀菌消毒、解毒抗应激等。虽然过氧化物有多种用途,但不同品种有各自不同的特性,其表现的改良水质的作用与功效也是有所差别。 一、特性与用途 1、过氧化氢 过氧化氢俗称“双氧水”,是一种用途非常广泛的绿色化学品,是所有过氧化物加合物与衍生物合成的基本原料。一般来说氧化还原电位越高,其氧化能力就越强,过氧化氢在酸性溶液中氧化还原电位是1.77V,在中性溶液中氧化还原电位是1.1V,在碱性溶液中是0.87V。因此,过氧化氢在酸性溶液中的氧化能力要高于在碱性溶液中,但在酸性溶液中氧化反应速度要慢于在碱性溶液中。此外,过氧化氢在碱性溶液中比在酸性溶液中能显示出更强的还原性,能被高锰酸钾、臭氧、氯等氧化剂所氧化,生成水和氧气。 过氧化氢不论在酸性溶液还是碱性溶液中,都能自发地进行歧化分解反应,生成水和氧气,尤其在碱性溶液中分解反应速度比在酸性溶液中更快,更易分解放出氧气;此外,过氧化氢的分解还受一些其它因素的影响,如催化剂、温度、光照、微量金属离子等都会加速其分解。 过氧化氢在水产养殖业主要功能为:一是改良水质,通过氧化有机质而达到改良水质;二是解毒,氧化降解氨态氮、亚硝酸氮与降解有机无机硫化物、氯系消毒剂、杀虫药的残留;三增氧,过氧化氢可作为增氧剂用于池塘增氧及缺氧急救;四是消毒杀菌剂,可作为水产养殖动物疾病防治的外用药物或药物增效剂。 养殖水环境是一个非常复杂的生态系统,且水质理化指标时刻都处在动态变化之中,这决定了过氧化氢在使用过程中会因使用时间、天气、水体pH值等物理化学因子的不同而导致使效果有所差异,如在pH值较高、硬度大的水体使用时主要表现为增氧作用,在中酸性水质条件下使用时以氧化有机质而改良水质为主。 2、过碳酸钠 过碳酸钠是过氧化氢与碳酸钠的加合物,溶水后生成过氧化氢与碳酸钠。因过碳酸钠在溶水后,过氧化氢分子处在一个强碱性微环境中,会很快分解为水和氧气,因此,过碳酸钠在水产养殖中主要用于池塘增氧及缺氧急救。 3、过氧化尿素 过氧化尿素也称过碳酰胺,是过氧化氢与尿素的加合物,溶水后生成过氧化氢与尿素,因溶液显中性,释氧速度慢于过碳酸钠。在养殖水环境中过氧化尿素更多的是表现为过氧化氢的一些特性,因此,也具有改良水质、增氧等,其作用效果及侧重点取决于使用时的各种理化条件因子。 4、过氧化钙 过氧化钙因其溶水后的碱性作用与钙离子的净水作用,以及过氧化钙在水中的低溶解度,在水产养殖业主要用于增氧和改良底质。 5、过一硫酸氢钾 过一硫酸氢钾也称单过硫酸氢钾(KHS05),是一种酸性强氧化剂,在水中水解为过氧化氢和硫酸氢钾,其氧化还原电位为1.776V,与酸性条件下的过氧化氢相同。过一硫酸氢钾原料是由过一硫酸氢钾(KHSO5)、硫酸氢钾(KHSO4)、硫酸钾(K2SO4)三种成分组成的酸性复合盐,起氧化作用的活性物质是过一硫酸氢钾KHSO5,其含量一般为42%-46%,折合活性氧(O)含量为4.5%-4.9%;其氧化功能主要来自于水解后产生的过氧化氢在高酸性条件下的强氧化作用。 在水产养殖行业过一硫酸氢钾复合盐通常适宜做成片剂或颗粒剂,用于养殖水体的底质改良。过一硫酸氢钾复合盐制剂与其它氧化性水质改良剂相比,因使用成本太高、缺乏性价比,常用过碳酸钠或亚氯酸钠或氯酸钠等替代。 6、“中博高”和“中博金珠” “中博高”、“中博金珠”是以过氧化物为主要原料,并借鉴工业废水处理的现代氧化技术的原理,通过添加各种助剂,采用溶胶、凝胶技术开发的一种新型水质、底质改良剂,其性状分别为黄色胶状悬浮颗粒或固体缓释颗粒。 “中博高”或“中博金珠”可直接作用于池塘底质及中下层水体,为释放型不是溶解型底质改良剂,活性成分释放完毕后,其凝胶基质可有效吸附水体及底泥中的氨态氮,络合重金属离子,同时为底部自养微生物如硝化细菌提供理想的栖息场所,促进养殖水环境的氮循环。一粒释放完毕后的“中博金珠”,其吸附络合作用可维持3-6个月,之后载体基质完全降解为二氧化碳和水。 二、功效比较 1、氧化作用的能力比较 一般来说,在氧化还原反应中,一种氧化性物质的氧化能力大小与其氧化还原电位相关,氧化还原电位越高,代表其氧化其它物质的能力越强,另外,同一种物质的氧化还原电位大小与反应的介质条件(如pH值)相关,在不同pH值条件下,其氧化还原电位也不同。 此外,两种物质间是否发生氧化还原反应,一是取决于二者间要有一定的氧化还原电位差,其次取决于反应速度。有些反应从理论上是可以进行的,但反应速度很慢,需要一定的外加条件如高温、高压或催化剂的作用才能进行。表1是常用氧化剂氧化还原电位比较。 2、氧化作用的功效比较 [center]表1:常见氧化剂的氧化还原电位比较 [imG]upload/article/3.jpg[/imG][/center] 如何比较不同氧化剂的功效,主要是看相同质量的不同氧化剂在与某种物质发生氧化还原反应时,电子转移的量,即电子转移的摩尔数,也就是能氧化多少被氧化物质的数量。 [center]表2:质量100g的不同氧化性水质改良剂发生氧化还原反应的功效比较 [imG]upload/article/a7.jpg[/imG][/center] 表2中100g氧化性物质电子转移的摩尔数越大,说明其氧化作用的功效越大,按电子转移的摩尔数大小排序是:康乐(1.6)﹥中博高、中博金珠(1.4)﹥50%三氯异氰尿酸(1.26)﹥30%溴氯海因(0.72)﹥8%二氧化氯(0.45)﹥10%高铁酸钾(0.15)﹥20%过一硫酸氢钾复合粉(0.12)。 当然,表2仅是从质量100g的氧化性物质发生氧化还原反应后,电子转移的摩尔数比较,其总的作用发挥,还要参照各种物质的特性及氧化还原电位来综合比较。香港挂牌彩图网