⽣命活动最基本的两个需求,摄⻝和呼吸。⻥类在不摄⻝的情况下可以存活1-2周,但是不呼吸最多能撑⼏分钟。作为循环⽔系统中最重要(没有之⼀)的指标,溶氧需要时刻进⾏监测。
1、⽔中溶氧饱和度
空⽓中虽然含有21%氧⽓,但是氧⽓在⽔中的溶解度却⾮常低,因此循环⽔供氧系统需要花费巨⼤成本。如下,⽔体溶氧饱和度与温度和盐度成反⽐,在盐度为25‰,温度为25摄⽒度⽔体溶氧饱和度为7.15mg/L。

2、⻥类对溶氧的需求
其实很难明确⻥类对溶氧具体需求,第⼀是因为⻥类对溶氧需求没有⼀个明确的阈值,⾼于这个值就存活,低于这个值就死亡,往往⻥类对低溶氧有耐受⼒。但⻓时间处于低溶氧情况下,其⽣⻓速度、抵抗⼒等⽅⾯会受到影响。第⼆是因为⻥类对溶氧需求依赖于时间、⻥体⼤⼩、健康情况、⽔温、⼆氧化碳浓度等等。通常⽽⾔,温⽔性⻥养殖需要保持溶氧在4-6mg/L以上,冷⽔性⻥类需要保持6-8mg/L以上。在循环⽔养殖中,会根据投喂量来估计⻥类对氧⽓需求量,⼀般每消耗1kg饲料,⻥类就会消耗250g氧⽓。对于温⽔⻥⽽⾔,每100kg幼⻥每⼩时需要消耗0.05kg氧⽓,成⻥消耗0.03kg氧⽓;对于冷⽔⻥⽽⾔,每100kg幼⻥每⼩时需要消耗0.03kg氧⽓,成⻥消耗0.02kg氧⽓。
3、溶氧的测量及原理
通常采⽤溶解氧传感器来测量和监测溶解氧浓度,溶解氧传感器根据原理可以分为电化学溶解氧传感器和光学溶解氧传感器。
(1)电化学溶解氧传感器原理
电化学溶解氧传感器分为电流式和极谱式两种,电流式的原理为将探头浸⼊⽔中时,由于电池作⽤在两个电极间产⽣电位差,使⾦属离⼦在阳极进⼊溶液,同时氧⽓通过薄膜扩散在阴极获得电⼦被还原,产⽣的电流与穿过薄膜和电解质层的氧的传递速度成正⽐,即在⼀定的温度下该电流与⽔中氧的分压(或浓度)成正⽐。极谱式的原理为将探头浸⼊⽔中时,通过外加电压使两个电极间产⽣电位差,使得阳极被氧化,同时氧⽓通过薄膜扩散在阴极获得电⼦被还原,产⽣的电流与穿过薄膜和电解质层的氧的传递速度成正⽐,即在⼀定的温度下该电流与⽔中氧的分压(或浓度)成正⽐。

(2)光学溶解氧传感器原理
荧光溶氧传感器根据氧分⼦对荧光物质的猝灭效应原理来测定⽔中溶解氧的含量。荧光法溶解氧测定仪探头前端是复合了荧光物质的箔⽚,表⾯涂了⼀层⿊⾊的隔光材料以避免⽇光和⽔中其他荧光物质的⼲扰,探头内部装有激发光源及感光部件。蓝光照射到荧光物质上使荧光物质激发并发出红光,由于氧分⼦可以带⾛能量从⽽降低荧光强度(猝灭效应),在⼀定的温度下,激发红光的时间和强度与氧分⼦的浓度成反⽐。通过测量激发红光与参⽐光的相位差,并与内部标定值对⽐,计算氧分⼦的浓度。

(3)三种传感器的⽐较
a、极谱式VS电流式
极谱式与电流式的区别在于,极谱式需要⼀个恒定电压,所以必须进⾏极化。相反,电流式由于电极材料的缘故能够⾃动极化(阳极:锌或铅,阴极:银),所以电流式在标定后可以⽴刻使⽤,⽽极谱式需预热⼏分钟。
b、荧光式VS电流式
荧光式和电流式具有相似的精度,不同点在于,电流式测量时需要⼀定⽔流,且受到硫化氢⼲扰,⽽荧光式不受影响,不过电流式在测量速度⽅⾯更快,⼤概是荧光式的2-5倍。
c、对⽐表
