水产养殖专用水质分析仪

在水产养殖圈内，几乎没有人不知道一句真理：“养鱼先养水”。水是水产品赖以生存的环境，环境的好坏，会对水产品的品质、产量、病死率有直接的影响，最终影响到养殖企业（户）的效益。同时，由于有些养殖户不重视水质，把治病防病的重点放在投加药物上，直接降低水产品品质、增加法律风险。 但怎样来保证水质？保证水质的道理很简单：首先要知道水质是什么情况，然后在知道某个水质指标有问题时采取相应纠正措施，最后再了解纠正后的水质是什么情况。如此往复，直至水质满足要求。 从这里看出，知道水质是什么情况是保证水质的基础，如果不能准确地了解水质情况，也就无从保证水质，更谈不上提高品质、产量、降低病死风险。 要了解水质的什么情况？这里要从水产品在水中会导致水质怎样的变化来考虑。养殖过程中，水产品需要呼吸，会对水中氧的含量有要求，如果水中溶解氧不足，严重会出现浮头、窒息死亡，轻者则影响水产品体质及生长速度，因此需要测定溶解氧；由于残饵、粪便、动植物尸体的沉积，在微生物的作用下分解产生大量有害物质如氨氮、亚硝氮、硫化氢，这些轻者会影响水产品生长速度，重者会使水产品中毒死亡，因此需要测定氨氮、亚硝酸盐、硫化氢，尤其是氨氮和亚硝酸盐；水产品在水中生存，会有最佳的适合水温，因此需要测定温度；每种水产品对水的酸碱度都有特定要求，因此需要检测pH值。由于水质是动态变化的，比如溶解氧，早上和傍晚水中溶解氧的是变化的，因此每天要多次测量水质。而对于同一养殖水体，不同位置、深度水质也不同，那么水质还需要多点测量。通过对水产养殖水质的重要指标多次、多点测量才能够清楚地掌握水质情况，只有对水质清楚地掌握，才能够针对性地采取行动来改善水质。才能在事前预防而非事后补救——一般事前预防的成本要远远低于事后补救的成本。 如何能够准确地了解水质情况？我国水产养殖行业正在经历一个从初级到高级、从粗放到科学、从散养到工厂化养殖的发展阶段。相对应，水质的检测方式也经历着眼观鼻闻、试剂盒、及现场检测仪器（便携仪器及在线仪器）的发展阶段。 眼观鼻闻的传统方式——对于小型粗放养殖户，用眼睛看水色及水产品行为状态、用鼻子闻气味的方式依然被沿用，但这种方式很难提前发现问题，当发现问题的时候已经对水产品多少都造成了伤害，尤其对于密度稍大的养殖，情况更严重； 试剂盒——目前有很多养殖户甚至养殖企业还主要依赖试剂盒，这种方式对于检测水质比眼观鼻闻稍有进步，但鉴于试剂盒的准确性有限，属于半定量测量，依然很难快速准确地了解水质情况。以氨氮检测作为例子，一般试剂盒，测试量程不连续，量程在这样一个范围：0.20－0.40－0.60－0.90－1.20－1.50mg/L，但对于一般水产品，水中氨氮在0.2mg/L以上已经对水产品有轻微毒性，超过0.5mg/L已经表示水质恶化。显然试剂盒的准确性不能满足对水质准确测量的要求； 水质检测仪器——由于养殖水平的提高，越来越多的企业开始使用仪器来检测水质。一般仪器有三种，一种是便携仪器，外观设计能够满足现场检测的需求，包括容易携带、防震防水、操作简便；一种是实验室仪器，要把水样取回实验室检测；第三种是在线仪器，将仪器安装在养殖场地，通过数据线实时传回到控制室，或者通过无线信号的方式将水质检测结果传输到用户的引动设备（如手机），实现不出门也对水质情况了如指掌。在现实的水产养殖中，便携仪器和在线仪器是养殖户或者养殖企业选择最多的方式。 便携仪器——便携仪器非常适合于巡塘使用。以水质检测方面的知名公司美国哈希的HQ30d便携式多参数水质测定仪为例，在巡塘过程中，直接将探头垂入水中，即可了解水温、pH、溶解氧等数据，避免了试剂盒的不准确，也避免了将水样取到实验室的过程中对各种参数的影响。在过去，仪器操作、维护相对复杂，对技术的要求一直是阻碍水产养殖行业使用仪器的一个原因。随着仪器技术的发展，维护变得越来越少，使用也越来越“傻瓜”，农户已经可以轻易地操作、使用这些仪器进行巡塘、检测水质，这无疑大大减轻了巡塘的工作量、提高的巡塘质量，为保证水质健康、提高水产品品质和产量打下基础。 在线仪器——对于规模稍大的养殖户，巡塘是一个大的工作量，同时增氧机的电耗也是一笔巨大支出，而如果有水质变化影响水产品产量甚至增大病死风险，养殖户的损失将是巨大的。在线仪器在这方面则有其突出的优势。将在线探头（比如pH、溶解氧）放在水塘（自然水塘或者工厂化养殖车间）中选定地点，通过网络将探头信号传输至控制室或者通过无线信号传输给手机终端，并且将增氧机接入同一个网络中，根据设定的最佳溶解氧值，系统自动开停增氧机，在保证水中溶解氧最佳的情况下实现增氧机能耗费用最低，既节省电费、又增加产量和水产品质量。在线仪器的使用不是最近一两年才出现的。在四五年前就有企业尝试用在线的方式监测水质、控制增氧。但有一个技术问题一直制约着这种方式的效果，那就是以前的溶解氧探头是膜电极法的，需要频繁维护，并且维护相对复杂，这对水产养殖这个行业是个巨大障碍。如果维护缺少或者不当，则测定数值不准确，对增氧机的控制很难准确，整套设备的价值就大大地打了折扣。现在，技术的发展让这一障碍不复存在。以哈希溶解氧探头LDOII AQ为例，采用的是荧光法溶解氧技术，这种技术使得维护量大大降低，数据稳定，能够精确地实现自动监测和自动控制增氧。 通过运用分析仪器来精确掌握水质，能够提升水产养殖的技术水平，做到预先知道水质情况，把水质检测贯穿到整个水产养殖的过程中。实现科学地指导生产，减少甚至避免不必要的药品的使用，提高水产品的质量及单位水体的产量，最终实现科学养殖、增产增收。

养鱼(虾)即养水，这个道理已经被人们所公认。但是，什么样的水是好水,或者说，好水有什么标准，则不是所有的人知道的了。过去，养殖户和技术员判断水质的好坏仅凭肉眼。也总结出许多好的经验。但是，经验是有很大局限的。首先，要求你有丰富的经验，而且，有时候也不是那么可靠。比如，这个水中的溶氧到底是多少，就没有办法估计。这样，科学的水质检测和分析手段就应运而生。　　现在，水质分析的重要性和必要性已经被人们所认可。很多养殖户和技术员以及经销商均有水质测量盒乃至比较先进的水质测量仪器。但是很多人并不能正确的使用水质测量手段，分析水质测量结果，乃至将测量出的结果用来指导生产。现在，我们就这个问题探讨一下。　　要正确的进行水质测量分析以及运用，首先要了解所测量的水质指标的特点。我们就常见的水质测量指标来举例说明。　　溶解氧，是水质中最重要也是变化最大的指标。说最重要，他是任何养殖品种不可缺少的 。　　变化最大，溶解氧有明显的垂直、水平、时间的变化。在静水中表现的最明显。在有阳光的白天，表层的水的溶氧由于植物的光合作用，常常处于过饱和状态，而底层由于不能照射到阳光，不能进行光合作用，反而要耗氧，所以溶氧较低。白天植物光合作用放出氧，晚上生物呼吸作用消耗氧。白天和晚上的溶解氧区别也很大。　　溶解氧对于养殖品种来说，有窒息点，浮头点，最适点。当处于浮头点以下时，很明显养殖品种浮头或窒息死亡。但是，常常被人所忽视的是，当溶解氧处于浮头点之上，最适点之下的时候，养殖品种并无明显的症状，但又不能充分自由的呼吸，此时我们叫它是处于亚缺氧状态。长期处于亚缺氧状态下，养殖品种的体质下降，生长缓慢，饵料系数增高，更重要的是，很容易发生各种疾病。　　溶解氧的高低，对于水质的影响也是很大的 。在高溶解氧的水体中，有机质在好氧菌的作用下分解完全，其产物为二氧化碳、无机盐、硝酸盐等无毒无害物质。而在缺氧或低氧的时候，有机质主要靠厌氧菌分解，其产物为氨氮、亚硝酸盐、硫化氢、有机胺类、有机酸等。对养殖品种有很大的毒害作用。　　在高密度养殖的情况下，前期养殖品种小，对水体的压力小，水质一般正常，溶解氧比较高 或者白天在藻类光合作用下，溶解氧很高。此时多开增氧机常常是浪费电，增加不必要的成本。而养殖后期，或者水质比较差的时候，也许全开增氧机也不能保持水体中有充足的溶解氧。其时，可能需要采取额外的措施。所以，经常的，乃至24小时监测溶解氧是预防水体缺氧必要的措施。　　综上所叙，溶解氧测量，最好能够每天多次，不光测量表层的溶解氧，而且能够测量底层的溶解氧，而且最好能够在塘口就地测量。　　pH值。pH值同溶解氧一样，也有明显的垂直、水平、时间的变化，而且和溶解氧是一致的。pH值的变化，主要是由于浮游植物的光合作用消耗二氧化碳使pH升高，生物的呼吸作用放出二氧化碳，降低pH值，有机质的分解也会产生二氧化碳和有机酸从而降低pH值。水产养殖品种对pH值的有一个最佳适应范围。一般是7.5-8.5之间。水体自身有一定的缓冲能力，能保持水体pH值不会升的太高，也不会下降的太低。但是，当pH的升高和降低超过了水的缓冲能力或者水体本身的缓冲能力比较差的时候，过高或过低的pH值就会影响到水产养殖动物的生长乃至生存。我们检测水体pH值，就是为了能够保持水体pH值在一个适合的范围以内，并且通过了解pH值了解水质的变化。比如，如果pH早晚的差别太大，可能水体的缓冲能力比较差，或者藻类繁殖过剩。pH早晚差别太小，可能是水体藻类老化，光合作用能力下降。pH太低，可能是水体有机质过低，水体酸化或者是酸性土。pH太高，可能土质是碱性土或者长期施用无机化肥，藻类繁殖过剩，消耗大量的二氧化碳，造成pH升高。可以施用适当的有机肥结合活菌，或者用有机酸调节。　　而且pH值的高低还和其他一些水质指标的毒性有关系。pH越高，则总氮中氨氮的含量越高，而氨氮对养殖品种是有剧毒的。而pH越低，则硫化氢的毒性越大。　　亚硝酸盐的产生通常不是突然的。亚硝酸盐是由有机质在溶氧不足的时候，分解不充分的产物。所以，防止亚硝酸盐的最好办法就是随时保持水体中的充足溶解氧，尤其是底层由充足的溶解氧。　　硫化氢也是同样，只要水体中由充足的溶解氧，就不会由硫化氢的产生。　　水产养殖过程的水质分析，不是说等发生了疾病以后在去测量，或者偶尔测量一下。而应该贯彻在整个养殖的过程中。通过水质的测量，以随时把握水质的情况以及变化趋势，能够及时做调整，保持水质的稳定良好。并且作详细的记录。真正能够指导养殖的生产，为养殖的成功作出贡献。

仪器信息网讯 2014年11月25日-26日，由中国仪器仪表学会分析仪器分会、中国仪器仪表行业协会分析仪器分会联合主办的&ldquo 第七届中国在线分析仪器应用及发展国际论坛暨展览会(简称 CIOAE 2014)&rdquo 在国家会议中心举行。仪器信息网作为战略支持媒体参加了此次会议。　　在本次会议的大会报告上，哈希公司程立做了《在线水质分析仪器发展现状及未来展望》的报告。哈希公司程立　　发展现状　　在市场研究公司Research and Markets 2013年发布的《2018年中国水质分析仪器市场展望与机遇》报告中，提到中国是全球最大的水质分析仪器市场之一，并已成为亚太地区的主导者。预计未来5年内，中国水质分析仪器市场增长速度惊人，2018年该市场将超过5.5亿美元。　　如此巨大的市场一方面来自于严格的政策法规。我国目前已将发展在线监测作为政府控制水污染和保障水安全的重要技术路线，国控和地方控制的污染源排放口自动监测以及分布在各地的江河湖泊的水质自动监测站，提供了大量的水质分析仪器应用机会。　　另一方面，中国作为一个制造大国，拥有全世界最为齐全的工业门类，工业的发展也促使着对于在线水质分析仪器的需求。目前无论是火电、石化、煤化工等传统的高耗水行业 还是在电子、医药等一些对于水质要求极为严格的新兴行业，都为在线水质分析仪器带来了普遍的应用机会。　　程立表示根据应用目的的不同，在线水质分析仪器可以分为监测型和过程型两类。其中监测型主要用于单纯的水质监测，以判断水质是否达到法规的要求，以及环境水质和饮用水质的预警，不参与水处理工艺过程控制。它监测的水质参数主要是COD、氨氮、总磷、总氮和重金属等。而且对于数据的准确度要求更高，数据可以作为有关部门执法管理的衣服。　　而过程型在线水质监测仪器主要用于水处理工艺或者用水过程中的水质监测，所测量的水质参数参与过程控制，以实现优化水处理工艺，提升水处理效率的目的。同时，在保证水质达标的前提下，实现水处理过程节能降耗的目的。同时根据不同的水处理工艺需要监测的水质参数各不相同，总计可以超过数十种水质参数。过程型在线水质监测仪对于仪器的可靠性和稳定性要求更高，它要求仪器能够可靠的反映水质变化趋势，为水处理过程控制提供依据。另外，对过程型分析仪器响应时间的要求也明显高于监测型仪器。　　目前，在我国过程型在线水质分析仪在的典型应用有：石油化工行业，在线TOC分析仪已经成为凝结水回用所采用的标准配置 在自来水行业，采用氯及氯胺工艺的水厂采用在线消毒剂分析仪，如余氯、氯胺分析仪，从而实现节省水处理化学品，降低运行费用。制药工业，在线TOC分析仪的使用也成为了制药用水有机杂质监测和控制的重要手段 在市政污水处理行业及水产养殖行业，溶解氧的在线监测降低了能耗和运行费用，同时保证了水质的达标 目前营养盐在线分析仪器也逐步开始应用，以帮助污水处理厂实现除磷脱氯工艺的优化控制，提升污水排放标准 另外还有在线硬度、在线钠离子分析仪用于优化锅炉的进水处理工艺等。　　程立表示，中国在线水质分析仪器市场发展迅速，政府的巨大投入使得监测型在线水质分析仪器得到了快速的发展。过程型在线水质分析仪器开始大量采用，为水工业的产业升级、水处理工艺优化控制、降低能耗提供技术支撑。但目前也存在不少问题，如：在线水质分析仪目前主要采用传统分析原理，新测量原理应用较少，监测型仪器所获得的数据是各自独立的，关联性不强 基础水质数据库的建立刚刚起步，数据的后处理和分析缺失，使得数据的价值没有得到充分体现，无法为水环境预测预警提供支持。单纯的依靠监测型分析技术，对数据造假缺乏更有效的手段，在线水质分析仪器的价值没有得到充分的体现。　　未来展望　　新测量原理、新材料、新算法等的出现也推动者水质分析仪器的发展。如新的测量原理：LIBS(激光诱导击穿光谱)、HMA(混合多光谱分析)、MWDXRF(单波长色散X射线荧光分析)，生物技术等逐渐被在线水质分析仪器采用，因而将出现更多能够实现在线分析的水质参数。　　石墨烯、纳米材料、生物芯片等新材料也为新测量原理在线水质分析仪器的应用提供了物质支撑。化学计量学将会在水质分析中得到越来越多的应用 各种新算法及水质模型的出现，也将提升各种新型在线水质分析仪器的功能及完善数据后处理，提供更多的有价值的水质信息和数据。　　对于水质分析仪器未来的发展，程立表示主要有：智能化将成为在线水质分析仪控制器的主流，将具有网络功能，具有更多人机互动方式，如手势、语音控制 通过云计算可实现仪器间数据共享和数据再处理。　　其传感器将主要朝小型化、低成本化发展，将可实现数据直接传输，更多的水质参数可以实现在线监测。软件方面，除了仪器本身的控制软件和数据分析软件，各种通讯、数据分析及处理的应用软件出现，水质识别软件将成为现实。　　此外，在线水质分析仪器将具有自学习和自我管理、自适应功能，能够根据环境和操作者的变化，以及仪器自身状态做出主动调整或预警 仪器能够记录和提醒各种使用维护信息，引导仪器使用人员做好仪器主动维护、备品备件管理以及仪器使用寿命预测等工作，提高工作效率。　　程立介绍说，不仅是仪器硬件和分析技术，软件和数据处理技术也将是在线水质分析仪器的重要组成部分。随着，大数据技术和云计算的出现，将改变以前分布在不同部门、不同个体的数据管理和信息的使用方式 来自于在线水质分析仪器的大量数据可以迅速得到处理和分析，建立区域或流域水质基线，建立目标地区的水质基础数据库 构建以水质预测以及安全预警为目的的算法和数学模型，指导政府水务管理和人们的用水行为。　　未来，我们是否可以在目前基于数学模型算法的创新技术基础上，利用大数据云计算的方式，进行例如流域等大区域的水质综合预测预警，都是值得期待的。　　此外，程立特别介绍了移动水质分析技术。移动水质分析设备包括便携式分析仪器和预制试剂。移动分析作为一种&ldquo 非连续实时分析技术&rdquo ，在未来将成为传统在线水质分析技术的补充和发展。　　程立介绍说，在仪器小型化的基础上，移动水质分析设备还会增加无线通讯以及GPS等功能，各种数据处理分析及传输的APP会大量出现，为大数据处理中心提供更多的数据信息。现有的移动终端会增加水质分析功能，实现移动水质分析技术的民用化。　　移动互联网的普及和云计算的出现，使得移动水质分析的数据共享成为现实 在适当的移动载体支持下，可以获得区域范围内大量的实时水质数据 移动分析可以比传统固定式在线分析提供成本更低、覆盖范围更广、信息量更大的数据。由于大数据和云计算的出现，能够由非专业分析人员提供非传统意义的水质相关数据，对水质综合评估会变得越来越有价值。　　最后，程立表示：&ldquo 未来，包括移动分析在内的在线水质分析仪器具有广泛的应用前景，在智慧水务、智能水工厂、智慧农业以及个人水质检测、水安全管理等领域都会得到普遍的应用。&rdquo