دانلود مقاله دی اکسید کربن محلول

دی اکسید کربن محلول ، PH ، قلیائیت ، سختی اگر چه Co2 بسیار محلول در آب می باشد در اتمسفر جزء کوچکی بحساب می آید .

کمتر از 1% دی اکسید کربن در آب به شکل اسید کربنیک می باشد و این اجزاء به سختی از هم تفکیک می شوند .

H2o + co2 = H2co3 H2co3 = (H+) + (Co3 - - ) در آب خالص در دمای c25 غلظت کل دی اکسید کربن حدود mgil 48% می باشد .

در غلظتهای بالای co2 ، PH کاهش می یابد .

در غلظت دی اکسید کربنی معادل mgil 30 ، ph حدود 8/4 می باشد .

دی اکسید کربن نباید سبب کاهش PH به زیر 5/4 شود .

PH استخرهای پرورش ماهی بدلیل فتوسنتز و تنفس در طی روز متغیر است .

از آنجا که بعد از غروب خورشید فتوسنتز متوقف می شود و نیز اینکه همه گیاهان و جانوران موجود در استخر پرورش ماهی مصرف کننده اکسیژن هستند لذا مقدار اکسیژن محلول در آب کاهش می یابد .

در استخرهایی که تراکم ماهی زیاد است ممکن است مقدار co2 حاصل از تنفس افزایش یابد .

این co2 با آب ترکیب شده و اسیدکربنیک بوجود می آید و در نتیجه PH کم می شود ( 3 ) .

اثر PH روی استخر ماهیان نقاط مرگ آور اسید و باز برای ماهیان در حدود PH 4 و 11 می باشد .

هر چند ، اگر آبها بیشتر از 5/6 اسیدی شوند و یا قلیایت آنها بیشتر از 5/9 _ 9 شود و این برای مدتهای طولانی صورت گیرد تولید مثل و رشد متوقف خواهد شد .

( 1973 , swingle , 1961 , mount ) مشکلات ناشی از PH دراستخرهای ماهیان غیرمعمول نیستند .

در نواحی که معدن وجود دارد تراوشهای ناشی از معدن که اسیدی هستند باعث اسیدی شدن جویبارها و دریاچه ها می شود .

اسیدی شدن طولانی مدت دریاچه ها و جویبارها باعث ایجاد بارانهای اسیدی خواهد شد که اثرات خطرناکی روی جمعیت ماهیان در نواحی اروپا و امریکای شمالی داشته است ( 1975 و همکاران , Beamish ) ( 6 ) .

یکی از عوامل عمده و مهم تغییر PH در استخرها ، وجود یا عدم وجود ترکیبات کلسیم در آب آنها می باشد .

کربنات کلسیم یکی از فراوانترین مواد معدنی طبیعی است که بصورت نسبتاً خالص و یا بصورت ذراتی در سنگها و خاک وجود دارد .

این ماده در آب خالص نسبتاً غیر محلول است و تنها به میزان 13 قسمت در میلیون در آب حل می شود .

آبیکه از کربنات کلسیم اشباع شده است دارای PH حدود 3/9 است ( 3 ) .

کربناتها و بیکربناتها می توانند با اسید ها و نیز بازها واکنش نشان داده و منجر به تغییر PH گردند .

زی شناوران گیاهی با تثبیت PH در قلیائیت 5/6 یا بیشتر توان تولید خود را بدلیل افزایش دسترسی به مواد معدنی ( مقدار فسفات محلول ) بهبود می دهند .

قلیائیت به مقدار لیتر / میلی گرم 20 یا بیشتر co2 را به دام می اندازد و به این ترتیب مقادیر co2 موجود برای فتوسنتز را افزایش می دهد ( 7 ) .

تغییر در سیستم کربنات بر اساس دما و PH و شوری 34.325 % درصد اجراء به صورت مولار آب شور Co3- - Hco3 - H2 co3 Temp .

C PH 2.1 94 3.9 8 7.5 6.6 92.2 1.2 8 8 3.2 93.9 2.9 24 7.5 8.4 90.7 0.9 24 8 آب شیرین 0 91.2 8.8 8 7.5 0.3 96.7 3 8 8 0.2 92.9 6.9 24 7.5 0.4 97.3 2.3 24 8 بدلیل استفاده زی شناوران گیاهی از Co2 در فتوسنتز ، PH آب استخر افزایش می یابد .

زیرا اسید کربنیک از بین می رود .

هم چنین ، زی شناوران گیاهی و سایر گیاهان می توانند جهت تشکیل Co2 برای فتوسنتز ، بیکربناتها را جذب کنند که در نتیجه کربناتها آزاد می شود .

آزاد سازی کربنات از بیکربناتها توسط اعمال حیاتی گیاهان می توانند PH را شدیداً افزایش داده و نیز از طریق شکوفائی زی شناوران در طول دوره فتوسنتز ، موجب افزایش بارز PH می گردد .

( بیش از 9 ) این افزایش PH می تواند در آبی با قلیائیت کم ( 20 تا 50 لیتر/میلی گرم ) و یا قلیائیت متوسط به بالا ( 75 تا200 میلی / لیتر ) که سختی آن از لیتر/ میلی گرم 25 کمتر است روی دهد ( 2 ) .

دی اکسید کربن به طور قابل ملاحظه ای ، برای ماهیان سمیتی ندارد .

بیشتر گونه ها در آبهای با غلظت لیتر / میلی گرم 60 از Co2 برای چندین روز به بقا خود ادامه می دهند .

هنگامیکه غلظت اکسیژن محلول پائین است درصد قابل قبولی از دی اکسید کربن از جذب اکسیژن بوسیله ماهی جلوگیری می کند .

متاسفانه ، غلظتهای دی اکسید کربن بطور نرمال به حد کافی بالاست وقتی که اکسیژن محلول کم است ( 1979 و Boyd ) .

هنگامیکه اکسیژن محلول پائین است فتوسنتز سریع صورت نمی گیرد .

بعلت رابطه دی اکسید کربن با فتوسنتز تنفس غلظت دی اکسید کربن در طول شب افزایش و در طول روز کاهش می یابد غلظتهای بالای دی اکسید کربن در استخرها بعد از مرگ فیتوپلانکتونها و بعد از کاهش لایه بندی دما و در طول روزهای ابری رخ می دهد ( 6 ) .

سمیت چندین آلوده کننده معمولی مانند آمونیاک و سیانید اثر روی تغییرات PH می گذارند .

سمیت PH هم چنین بستگی به محتوی مواد معدنی و ظرفیت باکتری آب دارد .

وجود فلزاتی مانند آهن می تواند خطر کاهش PH را زیاد کند بعلت اینکه نفوذ هیدرواکسید فریک روی آبشش ها سبب چنین حالتی می شود .

( EIFAC, 1969) برای مثال ، ماهیانی که 4/8 = PH را تحمل کردند در 5/6 = PH در وجود آهن معادل 09/0 گرم درلیتر همگی مردند .

آلومینیم در آبهای اسیدی به آبشش ماهیان آسیب می رساند و موکوس را پوشش می دهد .

اثرات PH در رنج های مختلف آن و تاثیر آن بر روی ماهیان در جدول زیر آورده شده است : ( 7 ) .

مقدار باز موجود در آب تحت عنوان قلیائیت کل شناخته می شود .

بازهائی که اغلب در استخرهای پرورش ماهی یافت می گردند شامل کربناتها ، بیکربناتها ، هیدرواکسیدها ، فسفات ، و بوراتها می باشند .

قلیائیت کل بر حسب میلی گرم در لیتر یا قیمت در میلیون کربنات کلسیم بیان می گردد .

در استخرهای حاصلخیز پرورش ماهی ، قلیائیت کل معادل لیتر/میلی گرم 20 یا بیشتر مورد نیاز است .

دامنه مطلوب قلیائیت کل برای پرورش ماهی بین 75 تا 200 میلیگرم / لیتر کربنات کلسیم می باشد ( 2 ) .

آبهای طبیعی که محتوی لیتر / میلی گرم 40 یا بیشتر از قلیائیت باشند بیشتر برای آبزی پروری و تولید مورد نیاز هستند ، نسبت به آبهائیکه قلیائیت کمتری دارند ( 1966 و Mairs و 1945 و Moyle ) .

بر طبق ( 1946 ) Moyle تولیدات بیشتر در آبهای با قلیائیت بالا در نتیجه تاثیر مستقیم قلیائیت نیست بلکه بیشتر به علت فسفر و دیگر مواد غذایی است که با افزایش قلیائیت کل زیاد می شوند .

رابطه بین قلیائیت کل و محصول vitereum stizostedion در استخرهای کود دهی نشده در Minnasota آورده نشده است : محصول سالیانه ماهی فوق در استخرهائی که قلیایت ها کل آنها متفاوت است ( 1946 و Moyle ).

در استرهای کود دهی شده مقدار قلیائیت کل در بخشی حدود 120-20 لیتر / میلی گرم می باشد که اثر کمی روی تولید می گذارد ( 1975 و Boyle , Walley ) .

هر چند در استخرهای کود دهی شده محتوی قلیائیت کلی معادل لیتر / میلی گرم 20-0 تولید ماهی با افزایش قلیائیت افزایش می یابد ، بنابراین در استخرهایی بارور قلیائیت کلی معادل لیتر / میلی گرم 20 مناسب و مطلوب می باشد ( 6 ) .

میزان سختی آب برای پرورش ماهی مهم بوده و یکی از ویژگیهای کیفی آب است که معمولاً گزارش می گردد .

سختی عبارت است از مقدار کمی یونهای دو ظرفیتی مانند کلسیم ، منیزیم و یا آهن موجود در آب می باشد .

سختی ممکن است در نتیجه مخلوطی از یونهای دو ظرفیتی ایجاد گردد اما معمولی ترین منابع ایجاد سختی آب کلسیم و منیزیم می باشند .

سختی یک نمونه آب بر حسب میلی گرم در لیتر کربنات کلسیم گزارش می شود .

معمولاً سختی با قلیائیت اشتباه می شود .

این اشتباه بدلیل واحد میلی گرم در لیتر کربنات کلسیم است که برای هر دو مقدار سختی و قلیائیت بکار می رود .

چنانچه بی کربنات سدیم NaHCo3 عامل ایجاد قلیائیت باشد ممکن است آب دارای سختی کم و قلیائیت زیاد باشد .

کلسیم و منیزیم در فرایندهای بیولوژیک ضروری هستند .

ماهی می تواند کلسیم و منیزیم را به طور مستقیم از آب یا غذا جذب کند و کلسیم مهم ترین یون دو ظرفیتی موجود در محیط پرورش ماهی است .

در مورد بعضی از گونه ها مثل بس کانال red drum و بس راه راه stripped bass مقادیر نسبتاً زیاد سختی کلسیم برای بقا مورد نیاز است .

مقدار 25 تا 100 میلی گرم در لیتر کلسیم آزاد ( 63 تا 250 میلی گرم در لیتر سختی Ca Co3 ) برای آبهای مورد نظر جهت پرورش ماهی توصیه شده است .

قزل آلای رنگین کمان می تواند در PH بیش از 5/6 آبهای دارای مقادیر کم 10 میلی گرم / لیتر کلسیم آزاد را تحمل کند اما ممکن است تحت شرایطی که ذکر شد رشد به آهستگی انجام شود ( 2 ) .

Arce و Boyd ( 1980 ) رابطه مثبتی بین سختی و قلیائیت در استخرهای آلباما پیدا کردند .

بیشتر آبهای با قلیائیت بالا آبهای سخت هستند ، اما این همیشه درست نیست .

سختی کل آب دریا در حدود 6600 میلی گرم در لیتر می باشد ( 7 ) .

قلیائیت و سختی کل در آبهای استخرهای مختلف : ( 6 ) .

ترکیبات نیتروژن : نیتروژن در محیطهای آبی به 6 شکل وجود دارد : بصورت گاز محلول N2 ( از اتمسفر ) بصورت گاز محلول NH3 ( بیشتر از مواد زائد که از متابوسیم جانوران بدست می آید ) یون آمونیوم NH4+ یون نیتریت NO2 – یون نیترات NO3 بصورت مقادیر تنوعی از ملوکولهای آلی در حلالها ، بافتهای زنده و غیره زنده مواد آلی کلمه “ ammonia” اغلب شامل هم NH3 و هم یون NH4+ است ولی بهتر است که یصورت آمونیاک کل محسوب شود .

مقدار نیتروژن موجود در محلولها بصورت NH3 _ N یا NH4_N بیان می گردد .

مقدار بدست آمده از عنصر نیتروژن موجود مقدار نیتروژن ملوکولی نیست .

این مقدار بصورت میلی گرم یا میکرو گرم در واحد حجم از آب بیان می شود .

ترکیبات نیتروژن با شوری و دما و PH در آبهای شور و شیرین فرق می کند .

در جدول زیر دقت کنید : N/a در دسترس نبوده است .

وابستگی بین ترکیبات نیتروژن در آب از طریق باکتریهای هتروتروفیک و اتروتروفیک می باشد ( 7 ) .

گیاهان سریعاً آمونیاک را جذب می کنند .

در استخرها جائیکه تراکم بالائی از ماهیان وجود دارد و غذاهای مکمل برای تعدیه ماهیان وجود دارد غلظت آمونیاک در سطوح نامطلوبی افزایش می یابد .

یون آمونیاک غیریونیزه سمیت بالائی برای ماهی دارد اما آمونیوم یونی نسبتاً غیر سمی است .

اثر PH روی فرم غیر یونی نیتروژن بیشتر از اثر دما می باشد .

بر طبق نظر Colt و Armstrong ( 1979 ) وقتی که سطح آمونیاک در آب افزایش می یابد دفع آمونیاک بوسیله ماهی کاهش می یابد و سطوح آمونیاک در خون و بافتها افزایش می یابد و در نتیجه PH خون زیاد می شود .

وقتی که غلظت آمونیوم بالا رود اثر آن بر روی نفوذ پذیری ماهی بوسیله آب و کاهش غلظتهای یونهای داخلی می باشد .

آمونیاک هم چنین مصرف اکسیژن بوسیله بافتها را افزایش می دهد و باعث تخریب آبشش ها و کاهش توانائی خون برای حمل اکسیژن می شود .

تغییرات هیستولوژیکی در کلیه و طحال و بافتهای تیروئید و خون صورت می گیرد وقتی که ماهی در معرض غلظتهای نزدیک به مرگ آمونیاک قرار گیرد .

در این شرایط ماهی مستعد برای مرگ می شود .

گزارش کمیسیون شیلات اروپا در سال 1973 بیان کرد که غلظت های سمیت آمونیاک در دوره های کوتاه مدت که در تماس مستقیم است بین 2 تا 6/0 لیتر / میلی گرم NH3_N در بیشتر گونه ها می باشد .

Herbert , lioyd ( 1960 ) نشان دادند که سمیت آمونیاک با افزایش غلظت دی اکسید کربن کاهش می یابد .

Tomasso و همکارانش ( 1980 ) آشکاراً اهمیت PH را در سمیت آمونیاک اثبات کردند .

مقادیر LC50 در 24 ساعت برای