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氧化還原電位ORP在養(yǎng)殖池塘水質(zhì)監(jiān)測的簡單介紹

氧化還原電位是非常重要的水質(zhì)指標之一,它雖然不能獨立反應(yīng)水質(zhì)的好壞,但是能夠綜合其他水質(zhì)指標來反應(yīng)水生系統(tǒng)中的生態(tài)環(huán)境。

氧化還原電位ORP在養(yǎng)殖池塘水質(zhì)監(jiān)測的詳細信息

氧化還原電位ORP在養(yǎng)殖池塘水質(zhì)監(jiān)測

我國農(nóng)業(yè)水產(chǎn)科研技術(shù)的不斷深入以及環(huán)境保護意識的不斷提高對水質(zhì)各參數(shù)的連續(xù)實時監(jiān)測提出了更高的要求,但目前我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)仍大都停留在傳統(tǒng)的依靠人工經(jīng)驗判斷的水平上,很少有實現(xiàn)自動化控制。水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境智能系統(tǒng),是水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)向現(xiàn)代化、企業(yè)化、規(guī)?;较虬l(fā)展過程中產(chǎn)生的一種新的養(yǎng)殖方式,實現(xiàn)高密度、高產(chǎn)量和高效率的漁業(yè)生產(chǎn)。智能化水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)監(jiān)控系統(tǒng)是面向水產(chǎn)養(yǎng)殖集約、高產(chǎn)、高效、生態(tài)、安全的發(fā)展需求,基于智能傳感、無線傳感網(wǎng)、通信、智能處理與智能控制等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),集水質(zhì)環(huán)境參數(shù)在線采集、智能組網(wǎng)、無線傳輸、智能處理、預(yù)警信息發(fā)布、決策支持、遠程與自動控制等功能于一體的水產(chǎn)養(yǎng)殖物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。

水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境智能系統(tǒng)是面向水產(chǎn)養(yǎng)殖集約、高產(chǎn)、高效、生態(tài)、安全的發(fā)展需求,基于智能傳感、無線傳感網(wǎng)、通信、智能處理與智能控制等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)開發(fā)的,集水質(zhì)環(huán)境參數(shù)在線采集、智能組網(wǎng)、無線傳輸、智能處理、預(yù)警信息發(fā)布、決策支持、遠程與自動控制等功能于一體的水產(chǎn)養(yǎng)殖物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。養(yǎng)殖戶可以通過公眾號、掌上電腦、計算機等信息終端,實時掌握養(yǎng)殖水質(zhì)環(huán)境信息,及時獲取異常報警信息及水質(zhì)預(yù)警信息,并可以根據(jù)水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果,實時自動地調(diào)整控制設(shè)備,實現(xiàn)水產(chǎn)養(yǎng)殖的科學(xué)養(yǎng)殖與管理,最終實現(xiàn)節(jié)能降耗、綠色環(huán)保、增產(chǎn)增收的目標。

養(yǎng)殖技術(shù)人員在監(jiān)控中心通過監(jiān)控系統(tǒng)可以實時掌握養(yǎng)殖水質(zhì)環(huán)境信息,及時獲取異常報警信息及水質(zhì)預(yù)警信息,并可以根據(jù)水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果,實時調(diào)整控制設(shè)備,實現(xiàn)水產(chǎn)養(yǎng)殖的科學(xué)養(yǎng)殖與管理,最終實現(xiàn)節(jié)能降耗、綠色環(huán)保、增產(chǎn)增收的目標,此外,用戶還可以通過網(wǎng)絡(luò)實時掌握分布在不同地點的養(yǎng)殖場的水質(zhì)信息與員工工作情況。

水質(zhì)監(jiān)測站可以選裝溶解氧傳感器、pH傳感器、水位傳感器、鹽度傳感器、濁度傳感器等,配合智能數(shù)據(jù)采集器,主要實現(xiàn)對養(yǎng)殖場水質(zhì)環(huán)境參數(shù)的在線采集、處理與傳輸。增氧控制站包括無線控制終端、配電箱、空氣壓縮機與曝氣增氧管道(或增氧機),無線控制終端匯聚水質(zhì)監(jiān)測站采集的信息,根據(jù)不同養(yǎng)殖品種對溶解氧的需求,通過算法模型控制增氧設(shè)備動作?,F(xiàn)場及遠程監(jiān)控中心包括WSN無線接入點和現(xiàn)場監(jiān)控計算機,無線控制終端匯聚的數(shù)據(jù)通過無線接入點匯總到現(xiàn)場監(jiān)控計算機,用戶可在本地查詢水質(zhì)參數(shù)數(shù)據(jù),同時監(jiān)控計算機對數(shù)據(jù)進行分析處理,做出控制決策,通過無線接入點向配電箱發(fā)送控制指令。

遠程監(jiān)控中心通過GPRS遠程接入點接收無線控制終端匯聚的數(shù)據(jù)信息,用戶可以通過手機、掌上電腦、計算機等信息終端遠程查詢水質(zhì)信息,同時也可通過對數(shù)據(jù)進行分析處理,做出控制決策,遠程控制增氧設(shè)備。該水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)包含高精度傳感器探頭(即傳感器),數(shù)據(jù)采集分析終端,無線通訊終端,智能氧氣傳輸控制柜,智能移動顯示終端,互聯(lián)網(wǎng)云服務(wù)器,在線式移動端顯控軟件等全套軟硬件設(shè)施,為水產(chǎn)養(yǎng)殖的信息化、智能化的實現(xiàn)提供了強大的科技后盾。該系統(tǒng)可以讓相關(guān)領(lǐng)域管理人員在線查看各個監(jiān)測站點的探頭的采樣數(shù)據(jù)。同時提供短信提示功能,方便管理者及時了解水質(zhì)的各參數(shù)值,讓管理者能時間獲得水質(zhì)問題警報的消息。從而及時采取措施,避免損失。

氧化還原電位ORP在養(yǎng)殖池塘水質(zhì)監(jiān)測

你的養(yǎng)殖池有經(jīng)常出現(xiàn)死底層魚的狀況嗎?你的養(yǎng)殖池水面出現(xiàn)過不斷冒泡的現(xiàn)象?你的養(yǎng)殖池底泥有發(fā)黑發(fā)臭的問題嗎?如果有,那證明你的養(yǎng)殖池底泥已經(jīng)由氧化態(tài)變?yōu)檫€原態(tài),氧化還原電位逐漸降低,氧債開始增加,也預(yù)示著情況開始越來越糟糕。而如果你長期關(guān)注水體氧化還原電位變化,注重改底,則情況會大一樣。氧化還原電位(oxidationreduction potential ORP)是非常重要的水質(zhì)指標之一,它雖然不能獨立反應(yīng)水質(zhì)的好壞,但是能夠綜合其他水質(zhì)指標來反應(yīng)水生系統(tǒng)中的生態(tài)環(huán)境。

什么是氧化還原電位?在水中,每種物質(zhì)都有獨立的氧化還原特性,可以簡單理解為在微觀上,每一種不同物質(zhì)都有一定的氧化還原能力,這些氧化還原性不同的物質(zhì)能夠相互影響,最終構(gòu)成一定的宏觀氧化還原性。電位為正表示溶液顯示出一定的氧化性,為負則表示溶液顯示出一定的還原性。一般的pH值測定儀都能兼測氧化還原電位,但如果需要準確測定,則需要購買專門的氧化還原電位儀。

1. 淡水養(yǎng)殖環(huán)境中的ORP變化情況

從文獻報道和本研究室測定的結(jié)果來看,養(yǎng)殖池塘一般存在水體上下層交換,池塘泥水界面有比較高的氧化還原電位,在400mV以上,從水層溶氧也可以反映出來,只要溶氧達到1毫克/升以上就不存在還原態(tài)。而養(yǎng)殖池塘底泥則由于沉積物不同,氧化還原電位值變化情況不同,但都隨著底泥深度增加,氧化還原電位呈現(xiàn)降低趨勢。底泥0~250px深度為活性淤泥層,在這里可能看到ORP急劇下降,最終降到0mV以下,隨著深度繼續(xù)增加,ORP繼續(xù)減少,底泥開始完全呈現(xiàn)還原態(tài)。

隨著底泥中氧化還原電位的降低,各種微生物活性也隨之發(fā)生改變。隨著底泥深度增加,依次存活的微生物種類為好氧微生物、微氧微生物、兼性微生物、厭氧微生物。相應(yīng)表現(xiàn)在氮循環(huán)上,則先是氨化細菌與硝化細菌進行有氧呼吸,產(chǎn)生氨氮、亞硝酸鹽,好氧微生物一般生活在+100mV以上,以+300mV~+400mV為。隨著氧化還原電的降低,出現(xiàn)鐵錳呼吸,干塘?xí)裉習(xí)r被氧化成三價的鐵,此時逐漸被還原成二價鐵,這個過程耗氧產(chǎn)酸,所以底泥pH值下降。氧化還原電位繼續(xù)降低,當氧化還原電位環(huán)境為-200~-250mV,專性厭氧微生物出現(xiàn)生長,硫酸還原菌進行硫呼吸,原本存在的硫酸根被還原成硫化氫,硫化氫跟亞鐵離子、錳離子反應(yīng),生成FeS、MnS,土壤變黑(見圖2)。當氧化還原電位環(huán)境為-300~-400mV,底泥處于極度缺氧狀況,專性厭氧產(chǎn)甲烷菌即開始分解底泥中的有機質(zhì)產(chǎn)生甲烷。淤泥厚的池塘用竹竿捅了后水面冒氣泡,這種氣泡即是底泥產(chǎn)生的甲烷

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