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水培/充气

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微气泡充气

充氧对于水培 生态系统可持续性至关重要。植物根系、需氧细菌、水生植物、鱼类或其他需氧生物和组织都需要充氧。

水体或基质中氧气不足 (环境缺氧) 可能会为 需氧生物和组织创造一个危险的环境。脱氧会增加 厌氧生物(如某些 细菌)的相对数量,导致根腐、鱼类死亡和其他不利事件。增加需氧条件的浓度可以提供一个健康的 水培生态系统

在遭受缺氧条件的水体中需要进行水体充气。充气可以通过使用带扩散器的空气泵,或通过喷泉或类似喷雾的装置进行表面搅拌来实现,以允许表面进行氧气交换并释放二氧化碳、甲烷或硫化氢等有害气体。

溶解氧 (DO)是水质的主要贡献者。不仅鱼类和其他水生动物需要它,而且氧呼吸的需氧细菌还会分解有机物。当氧气浓度变低时,可能会出现缺氧条件,从而降低水体支持生命的能力。

缺氧,或氧气耗竭,是一种发生在水生环境中的现象,其中溶解氧 (DO; 溶解在水中的分子氧) 的浓度降低到对生活在该系统中的水生生物有害的程度。溶解氧通常以水在特定温度和盐度下可以溶解的氧气的百分比来表示(温度和盐度都会影响氧气在水中的溶解度;参见氧饱和度水下)。缺乏溶解氧 (0% 饱和度) 的水生系统被称为厌氧、还原缺氧;低浓度系统——介于 1% 到 30% 饱和度之间——被称为缺氧低氧。大多数鱼类无法在低于 30% 饱和度的情况下生存。“健康”的水生环境应该很少出现低于 80% 的情况。过氧区域位于缺氧和低氧区域的边界。

充气方法

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以下是将空气注入营养液和水培鱼缸的方法。此外,将植物根系悬浮在营养液之上是有益的,因为水中的氧气饱和度是有限的。

喷泉通过从水面抽取水并将其喷射到空中来进行充气。

此过程利用空气与水的接触来转移氧气。当水被喷射到空中时,它会分解成小水滴。总的来说,这些小水滴具有很大的 表面积,氧气可以通过该表面积进行转移。返回后,这些水滴与剩余的水混合,从而将它们的氧气转移回生态系统。

喷泉是一种流行的表面充气方法,因为它们具有美观的外观。然而,大多数喷泉无法产生大面积的充氧水。[1]

微气泡充气

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微气泡充气是一种将氧气转移到水中的有效方法。在装置上连接了许多扩散器。这些气泡被称为微气泡美国环保署将直径小于 2 毫米的气泡定义为微气泡。[2]

微气泡扩散充气能够最大限度地提高气泡的表面积,从而使每个气泡将更多氧气转移到水中。此外,较小的气泡到达水面需要更多时间,因此不仅表面积最大化,而且每个气泡在水中的停留时间也最大化,使其有更多时间将氧气转移到水中。一般来说,更小的气泡和更深的释放点会产生更大的氧气转移速率。[3]

然而,几乎所有溶解在气泡中的氧气都发生在气泡形成时。在气泡向水面转移过程中,只有少量的氧气溶解。这就是为什么产生许多小气泡的充气过程比产生更少的大气泡的过程更好的原因。将较大的气泡分解成较小的气泡也会重复这种形成和转移过程。 [4]

微气泡充气的一个缺点是,陶瓷扩散器膜有时会堵塞,必须进行清洁才能保持其最佳效率。此外,它们不像其他充气技术(如粗气泡充气)那样具有良好的混合能力。[1]

在某些类型的水培中,如涨落系统,水可以循环以频繁地从水培系统中排出。悬浮在空气中的植物根系可以提供它们在水中浸泡时无法获得的充气。

水生环境中,氧饱和度是溶解在水中的氧气 (O2) 量的相对测量值。过饱和有时会对生物体有害,并会导致减压病溶解氧 (DO) 用标准溶液单位测量,如毫升 O2 每升 (ml/L)、毫摩尔 O2 每升 (mmol/L)、毫克 O2 每升 (mg/L) 和摩尔 O2 每立方米 (mol/m3)。例如,在 20°C 的大气压下的淡水中,O2 饱和度为 9.1 mg/L。

参考文献

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  1. a b Tucker, Craig. "Pond Aeration." 池塘充气 SRAC 事实说明书 3007
  2. "湖泊充气和循环" (PDF). 伊利诺伊州环境保护署. 检索于 2009 年 9 月 13 日.
  3. Taparhudee, Wara. “封闭式虾养殖系统中桨轮曝气机和扩散空气系统的应用。” 2002 年。
  4. http://users.vcnet.com/rrenshaw/do.html
华夏公益教科书