表面活性剂提高养殖水体溶氧量原理初探VIP免费

表面活性剂提高养殖水体溶氧量原理初探□文/武汉天辰生物科技有限公司姜鹰孙军目前表面活性剂一般在水产行业中可作为杀菌剂和消毒剂使用，还有一些表面活性剂应用于底质的改良等，但鲜有表面活性剂对水体溶氧影响的报道。表面活性剂品种繁多，商品牌号已达20000多个，产量达1200万吨，其用途非常广泛，涉及工农业及人民生活的各个领域，有“工业味精”的美称。而其中应用于水产养殖的很少，至于有关表面活性剂在水产养殖中的应用论文就更少了。表面活性剂(surfactant)，是指具有固定的亲水亲油基团，在溶液的表面能定向排列，并能使表面张力显著下降的物质。表面活性剂的分子结构具有两亲性：一端为亲水基团，另一端为憎水基团；亲水基团常为极性的基团，如羧酸、磺酸、硫酸、氨基或胺基及其盐，也可是羟基、酰胺基、醚键等；而憎水基团常为非极性烃链，如8个碳原子以上烃链。表面活性剂分为离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂等。表面活性剂由于具有润湿或抗粘、乳化或破乳、起泡或消泡以及增溶、分散、洗涤、防腐、抗静电等一系列物理化学作用及相应的实际应用，成为一类灵活多样、用途广泛的精细化工产品。目前表面活性剂一般在水产行业中可作为杀菌剂和消毒剂使用，其杀菌和消毒作用归结于它们与细菌生物膜蛋白质的强烈相互作用使之变性或失去功能，这些消毒剂在水中都有比较大的溶解度，如阳离子表面活性剂：季铵盐类用于池塘的杀菌消毒。还有一些表面活性剂应用于底质的改良等，但表面活性剂对水体溶氧的影响目前还没有相关报道。我们对此进行了相关的研究，研究表明表面活性剂对养殖水体溶氧的浓度和持续时间具有显著的影响，表面活性剂对氧在水体中溶解度及时间的变化如下：表面活性剂能增加氧在水体中的溶解度，氧在养殖水体中饱和溶解度一般不超过9mg/L。在养殖水体中加入特定的一类表面活性剂后，能使水体中氧的饱和溶解度超过20mg/L。整个过程需要的时间决定于不同的表面活性剂种类，差距非常大。我们筛选了200多种的表面活性剂，选用了16个500mm×500mm×500mm的标准水泥池，充满来自大面积湖泊（≧1Km2）的表层自然水体，使用精度为0.01mg/L的溶氧仪，在水温25±1℃时，检测池底水体的溶氧。使用表面活性剂前，池底水体的溶氧平均值4±0.3mg/L（n=16）。然后每池分别添加不同的表面活性剂，浓度为1mg/L。以上的实验结果表明部分表面活性剂增氧到6mg/L只需10分钟而部分表面活性剂增氧到6mg/L需150分钟，持续时间也各不相同，从只有8小时到最长的可达7天之久。相同时间时，不同表面活性剂对水体溶氧量的影响也差异显著，如在4小时时检测池底水体溶氧最大的超过20mg/L，最小的仅有5mg/L。以上的实验结果表明不同的表面活性剂均能增加氧在水体中的溶解度，差异在于表面活性剂的种类及用量、持续时间及溶氧量增加的大小。根据以上所得到的实验结果，表面活性剂对水体溶氧水平影响的作用机理进行了初步探讨：1、增加氧在水中饱和溶解度表面活性剂的增溶作用促使氧气分子在水体溶液中过饱和，相当于增加了氧在水体中饱和溶解度。氧在养殖水体中饱和溶解度一般不超过9mg/L，在养殖水体中加入表面活性剂后，能使养殖水体中的氧的饱和溶解度增大。根据水合物形成理论和双膜理论，由于氧气在水中的溶解度很小，所以在水体中水--氧合物一般首先在气--液界面形成，然后慢慢从气相向液相扩散。在含有表面活性剂的水体中，由于表面活性剂的增溶作用，水溶液中形成的表面活性剂胶束中溶解有大量的氧气，这样在表面活性剂水溶液中水--氧合物的形成不仅可以在气--液界面发生，也同时可以在水体内部发生，降低了水--氧合物形成时间，提高了氧在水体中溶解度。2、表面活性剂的起泡作用表面活性剂在水体中具有良好的起泡作用。由于泡沫是气体分散与液体中的分散体系，气体是分散相，液体是分散介子。含表面活性剂的水体在风、水流、水生动物游动等作用下会产生许多气泡，由于表面活性剂分子能够吸附在气--液界面上，定向排列形成一层坚固的膜使气泡保持稳定，同时表面活水体性剂具有分散性可使气泡均匀分散于液体中。在水体的扰动时产生泡沫的过程中，使得大量含有丰富氧的空气泡进入水...