池塘里的那些事儿：总碱度之三、生石灰、藻类（106、107、108）
简介：林文辉，中国水产科学研究院珠江水产研究所研究员，并担任社会经济发展咨询委员会顾问。主要研究、探索健康养殖的环境问题，大力推广健康养殖，得到了行业的广泛认可。曾参与国家兽医协会《水产执业兽医考试指南》编写，翻译美国奥本大学池塘环境经典专著《池塘养殖水质》和《池塘养殖底质》，奠定了我国池塘生态研究理论基础。
以下文章来自于林文辉的QQ空间连载文章：池塘里的那些事儿！已出版成书，内容很多，西南渔业网经少许调整后将分批转载分享！
106总碱度(5)
生石灰清塘的思考（3）
由于使用生石灰处理，水体的pH非常高，大量的无机碳以碳酸的形式被沉淀，导致水体中的可溶解无机碳(DIC) 非常低，从纯淡水的8.070·10^-6 (摩尔/升)到盐度为5‰的水体9.762·10^-5(摩尔/升)。此时水体中溶解无机碳中的二氧化碳[CO2]组分几乎为0。在后续的时间内(大多数文献认为大约需要一周左右)，吸收二氧化碳、pH回落到可放鱼虾苗的8.2前后（严格来讲是回到pH原点前后）。
在空气二氧化碳和底泥有机物质分解产生的二氧化碳的作用下，被沉淀的碳酸钙又溶解。假设pH降低到8.2时有n摩尔的碳酸钙被溶解，同时，羟离子由于吸收二氧化碳而减少，水电离产生氢离子和羟离子，这些羟离子也会吸收二氧化碳产生碳酸氢根，并且碳酸钙也处于饱和状态，则水体中的钙离子浓度应该为（n + 残余钙）(摩尔/升)，DIC应该在原来的基础上增加2n + （原来羟离子 – 现有羟离子 + 现有氢离子 - 原来氢离子）(摩尔/升)。
根据[Ca] [CO3] = kSPCaCO3以及［CO3］=［DIC］k1k2/（10^-2pH + 10^-pHk1+ k1k2）
有[Ca] [CO3] = kSPCaCO3 = ([Ca]0+n)([DIC]0 + 10^-pH1 – 10^-pH0 + kW/10^-pH0- kW/10^-pH1 +2n)k1k2/(10^-2pH1+10^-pH1k1+k1k2)
即 2n^2 + ([DIC]0 - 10^-pH0 +10^-pH 1 + kW/10^-pH0 - kW/10^-pH1 + 2[Ca]0)n + [Ca]0(([[DIC]0 - 10^-pH0 + 10^-pH1 + kW/10^-pH0 - kW/10^-pH1) - kSPCaCO3(10^-2pH1+10^-pH1k1+k1k2)/( k1k2) = 0
其中pH0为处理后、平衡前的pH（即pH=11）；pH1为平衡后的pH（这里取pH=8.2）。
例1（低碱度、低硬度）
处理前：总碱度，10；钙硬度，10；盐度(S)～0‰；温度(t)，25℃；
处理时生石灰用量，33.81克生石灰/立方米；
处理后（pH 11）：钙硬度：49.866；总碱度：50.604；
平衡后（pH回落到8.2）:钙硬度：48.194；总碱度：48.277。
例2（低硬度、碱度适中）
处理前：总碱度，50；钙硬度，10；盐度，0.1‰；温度，25℃；
处理时生石灰用量，82.031克生石灰/立方米；
处理后（pH 11）：钙硬度：57.496；总碱度：58.476；
平衡后（pH回落到8.2）:钙硬度：46.565；总碱度：47.032。
例3（高碱度、低硬度）
处理前：总碱度，150；钙硬度，10；盐度，0.5‰；温度，25℃；
处理时生石灰用量，193.03克生石灰/立方米；
处理后（pH 11）：钙硬度：68.253；总碱度：69.631；
平衡后（pH回落到8.2）:钙硬度：48.671；总碱度：49.732。
例4（硬度适中、低碱度）
处理前：总碱度，10；钙硬度，40；盐度，0.5‰；温度，25℃；
处理时生石灰用量，26.93克生石灰/立方米；
处理后（pH 11）：钙硬度：68.253；总碱度：69.631；
平衡后（pH回落到8.2）:钙硬度：48.671；总碱度：49.732。
例5（碱度、硬度适中）
处理前：总碱度，40；钙硬度，40；盐度，1‰；温度，25℃；
处理时生石灰用量，64.72克生石灰/立方米；
处理后（pH 11）：钙硬度：77.363；总碱度：79.103；
平衡后（pH回落到8.2）:钙硬度：51.508；总碱度：53.115。
例6（高碱度、硬度适中）
处理前：总碱度，150；钙硬度，60；盐度，5‰；温度，25℃；
处理时生石灰用量，192.6克生石灰/立方米；
处理后（pH 11）：钙硬度：127.319；总碱度：131.096；
平衡后（pH回落到8.2）:钙硬度：67.864；总碱度：72.772。
以上例子虽然是理想条件，但可以发现一个事实：大剂量的生石灰处理不仅仅是消毒、清杂那么简单！大剂量的生石灰处理具有矫正水质属性的作用，使水质属性全部落到A区（钙硬度约等于总碱度）！此外，当pH高达11时，镁也几乎被转化为氢氧化镁沉淀，因此镁硬度也会大幅度降低；其三，大量的钙镁沉淀也会导致许多其它离子产生共沉淀，具有重要的重金属“解毒”作用。
107总碱度（5）
生石灰清塘的思考（4）
凡事都有例外！用简单的数学、化学模型分析使用生石灰清塘后对水质属性的影响时发现，用生石灰处理高钙硬度低总碱度的水体时根本得不到良性结果。
首先当然是模型所考虑的只是暂时硬度而没有考虑永久硬度（非碳酸盐钙硬度），因此难以确定水体中钙离子的总量。典型的高钙硬度的水，如酸性硫酸盐池塘的水体，由于钙含量非常高，限制了碳酸缓冲系统的总量，抗pH变化的能力小。也就是说，虽然水体pH低，但少量的生石灰就可以引起这种水的pH比较大的上升幅度。
虽然高钙硬度、低总碱度的水体使用生石灰可以在短时间内引起pH有较大幅度的上升，但当水体吸收二氧化碳后，碳酸含量提高，又将钙离子沉淀。使pH回到原来的位置，俗称“返酸”现象。
因此，即使再大剂量的生石灰也难以改变高钙硬度和低总碱度水体的属性。
如果按照生石灰通过提高水体pH，将水体中的碳酸碱度转化为碳酸根将钙沉淀的原理，是否可以考虑采用碳酸钠替代生石灰，将水体的pH提高到某个高水平，如11，将水体中的非碳酸盐钙离子转化为碳酸烟盐钙离子，是否也具有相当于生石灰的作用？有兴趣的读者可以试一试。（记得把试验结果告诉我）
108、藻类
藻类是池塘中的第一生产者，与池塘天然生产力关系十分密切。藻类具有许多功能：池塘天然饵料的来源；氧气的主要来源；氨氮净化（同化）；提供遮阴等等。
藻类是池塘生态系统能量流动和物质循环最初始、也是最重要的一个环节。此外，藻类的生产力要与池塘其它生态环节的生物量相匹配才能维持生态系统的稳定，各级生产力之间的相对平衡是池塘藻类生态稳定的基础。
池塘中藻类的种群结构遵从“物竞天择，适者生存”的原则。主导藻类的品种由水质属性、营养元素、气候条件（温度和光强）等因素所决定。同时，也受下游捕食生物的种类和摄食压力所影响。营养条件、气候条件或下游捕食生物等因素变化时，也会出现种群演替。
通过光合作用，将太阳辐射转化为生物质能输入池塘，以驱动池塘生态系统运行，是藻类的主要功能。通常评价池塘生产力的指标是单位面积在单位时间内氧的产量或碳的产量，如多少克氧/平方米/天，或多少克碳/平方米/天。由于光合作用的产物，碳水化合物和氧气在摩尔上是相等的，即每固定 1 摩尔碳的同时产生 1 摩尔氧。所以，两种生产力的关系是 8克氧/平方米/天相当于 3克碳/平方米/天（氧的分子量与碳的原子量的比值）。
影响藻类光合作用效率的因素很多。其中最主要的因素有：无机碳、光强、温度、微量元素和藻龄等。根据池塘的不同养殖阶段的需要去调节藻类光合作用效率是池塘养殖管理核心技术之一（这句话不大好理解，但如果理解了，就是高手，也只有理解这句话，才能真正理解传统养殖管理的原理）。
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