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過氧化物水質改良劑在水產養殖中的應用

發布時間:2017-7-7

  含有過氧基、 具有氧化能力且能改良養殖水環境的化學製劑通稱為過氧化物水質改良劑,常見的有過氧化氫、過氧化鈣、過碳酸鈉、過氧化尿素、過一硫酸氫鉀等,它們的主要特點是對水環境不產生二次汙染,其次是改良水質的作用高效與快速。
  在水產養殖業中過氧化物水質改良劑主要用於改良與淨化水質、改良底質、增加水體溶氧,其次還可用於殺菌消毒、解毒抗應激等。雖然過氧化物有多種用途,但不同品種有各自不同的特性,其表現的改良水質的作用與功效也是有所差別。
一、特性與用途
1、過氧化氫
  過氧化氫俗稱“雙氧水”,是一種用途非常廣泛的綠色化學品,是所有過氧化物加合物與衍生物合成的基本原料。一般來說氧化還原電位越高,其氧化能力就越強,過氧化氫在酸性溶液中氧化還原電位是1.77V,在中性溶液中氧化還原電位是1.1V,在堿性溶液中是0.87V。因此,過氧化氫在酸性溶液中的氧化能力要高於在堿性溶液中,但在酸性溶液中氧化反應速度要慢於在堿性溶液中。此外,過氧化氫在堿性溶液中比在酸性溶液中能顯示出更強的還原性,能被高錳酸鉀、臭氧、氯等氧化劑所氧化,生成水和氧氣。
  過氧化氫不論在酸性溶液還是堿性溶液中,都能自發地進行歧化分解反應,生成水和氧氣,尤其在堿性溶液中分解反應速度比在酸性溶液中更快,更易分解放出氧氣;此外,過氧化氫的分解還受一些其它因素的影響,如催化劑、溫度、光照、微量金屬離子等都會加速其分解。
過氧化氫在水產養殖業主要功能為:一是改良水質,通過氧化有機質而達到改良水質;二是解毒,氧化降解氨態氮、亞硝酸氮與降解有機無機硫化物、氯係消毒劑、殺蟲藥的殘留;三增氧,過氧化氫可作為增氧劑用於池塘增氧及缺氧急救;四是消毒殺菌劑,可作為水產養殖動物疾病防治的外用藥物或藥物增效劑。
  養殖水環境是一個非常複雜的生態係統,且水質理化指標時刻都處在動態變化之中,這決定了過氧化氫在使用過程中會因使用時間、天氣、水體pH值等物理化學因子的不同而導致使效果有所差異,如在pH值較高、硬度大的水體使用時主要表現為增氧作用,在中酸性水質條件下使用時以氧化有機質而改良水質為主。
2、過碳酸鈉
  過碳酸鈉是過氧化氫與碳酸鈉的加合物,溶水後生成過氧化氫與碳酸鈉。因過碳酸鈉在溶水後,過氧化氫分子處在一個強堿性微環境中,會很快分解為水和氧氣,因此,過碳酸鈉在水產養殖中主要用於池塘增氧及缺氧急救。
3、過氧化尿素
  過氧化尿素也稱過碳酰胺,是過氧化氫與尿素的加合物,溶水後生成過氧化氫與尿素,因溶液顯中性,釋氧速度慢於過碳酸鈉。在養殖水環境中過氧化尿素更多的是表現為過氧化氫的一些特性,因此,也具有改良水質、增氧等,其作用效果及側重點取決於使用時的各種理化條件因子。
4、過氧化鈣
  過氧化鈣因其溶水後的堿性作用與鈣離子的淨水作用,以及過氧化鈣在水中的低溶解度,在水產養殖業主要用於增氧和改良底質。
5、過一硫酸氫鉀
  過一硫酸氫鉀也稱單過硫酸氫鉀(KHS05),是一種酸性強氧化劑,在水中水解為過氧化氫和硫酸氫鉀,其氧化還原電位為1.776V,與酸性條件下的過氧化氫相同。過一硫酸氫鉀原料是由過一硫酸氫鉀(KHSO5)、硫酸氫鉀(KHSO4)、硫酸鉀(K2SO4)三種成分組成的酸性複合鹽,起氧化作用的活性物質是過一硫酸氫鉀KHSO5,其含量一般為42%-46%,折合活性氧(O)含量為4.5%-4.9%;其氧化功能主要來自於水解後產生的過氧化氫在高酸性條件下的強氧化作用。
  在水產養殖行業過一硫酸氫鉀複合鹽通常適宜做成片劑或顆粒劑,用於養殖水體的底質改良。過一硫酸氫鉀複合鹽製劑與其它氧化性水質改良劑相比,因使用成本太高、缺乏性價比,常用過碳酸鈉或亞氯酸鈉或氯酸鈉等替代。
二、功效比較
1、氧化作用的能力比較

表1  常見氧化劑的氧化還原電位比較


  一般來說,在氧化還原反應中,一種氧化性物質的氧化能力大小與其氧化還原電位相關,氧化還原電位越高,代表其氧化其它物質的能力越強,另外,同一種物質的氧化還原電位大小與反應的介質條件(如pH值)相關,在不同pH值條件下,其氧化還原電位也不同。
  此外,兩種物質間是否發生氧化還原反應,一是取決於二者間要有一定的氧化還原電位差,其次取決於反應速度。有些反應從理論上是可以進行的,但反應速度很慢,需要一定的外加條件如高溫、高壓或催化劑的作用才能進行。表1是常用氧化劑氧化還原電位比較。
2、氧化作用的功效比較

表2  質量100g的不同氧化性水質改良劑發生氧化還原反應的功效比較


  如何比較不同氧化劑的功效,主要是看相同質量的不同氧化劑在與某種物質發生氧化還原反應時,電子轉移的量,即電子轉移的摩爾數,也就是能氧化多少被氧化物質的數量。
  表2中100g氧化性物質電子轉移的摩爾數越大,說明其氧化作用的功效越大,按電子轉移的摩爾數大小排序是:康樂(1.6)﹥中博高、中博金珠(1.4)﹥50%三氯異氰尿酸(1.26)﹥30%溴氯海因(0.72)﹥8%二氧化氯(0.45)﹥10%高鐵酸鉀(0.15)﹥20%過一硫酸氫鉀複合粉(0.12)。
當然,表2僅是從質量100g的氧化性物質發生氧化還原反應後,電子轉移的摩爾數比較,其總的作用發揮,還要參照各種物質的特性及氧化還原電位來綜合比較。
  中國水產頻道獨家報道,轉載《水產前沿》雜誌