دانلود مقاله در مورد دی اکسید کربن محلول ، PH ، قلیائیت ، سختی 19 ص

دسته بندي : مقاله » مقالات فارسی مختلف
لینک دانلود و خرید پایین توضیحات
دسته بندی : وورد
نوع فایل :  word (..doc) ( قابل ويرايش و آماده پرينت )
تعداد صفحه : 17 صفحه

 قسمتی از متن word (..doc) : 
 

‏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 % ‏ . ( 7 ) .
‏درصد اجراء به صورت مولار
‏آب شور
Co3- -
Hco3 -
H2 co3
Temp . C
PH
‏2.1
‏94.0
‏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
‏0.0
‏91.2
‏8.8
‏8
‏7.5
‏0.3
‏96.7
‏3.0
‏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 ) .
‏رنج
‏اثر بر ماهی
‏3.5-3
‏مرگ بیشتر گونه های ماهی به سرعت صورت می گیرد .
‏4.5-4
‏احتمالاً به بیشتر گونه ها آسیب می رسد ولی باعث سازگار شدن آنها نمی شود . پایداری ماهی با سن و اندازه بیشتر می شود .
‏6-5
‏آسیبها متفاوت هستند گر اینکه Co2‏ آزاد بیشتر از لیتر/میلی گرم 20 باشد یا نمکهای آهن موجود باشند . تغذیه در بعضی از گونه های دریازی کاهش و ممکن است سبب مرگ و میر شود .
‏6.5-6
‏آبهای مربوط به ماهی متفاوت هستند گر اینکه Co2‏ آزاد بیشتر از میلی گرم / لیتر 100 شود .
‏8-6.5
‏آسیبی وجود ندارد . اگر چه تغییرات درون این رنج ممکن است اثر مستقیم داشته باشد . سمیت دیگر سم ها تغییر می یابد .
‏9-8
‏تعدیه ممکن است روی ماهیان دریا اثر کند بخصوص لارو آنها . اگر چه جوانها سازگار می شوند .
‏9.5-9
‏احتمالاً آسیبها روی لارو ماهیان دریایی است .
‏10.5-9.5
‏مرگ ماهیان دریایی در طولانی مدت صورت می گیرد ، اما ممکن است برای دوره ای کوتاه مقاومت ایجاد بشود .
‏11-10.5
‏تماس طولانی مدت در محدودیت های بالا در این رنج مرگ و میر ایجاد می کند بخصوص در کپور ماهیان .
‏11.5-11
‏مرگ و میر سریع در تمام گونه های ماهی صورت می گیرد .
‏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 ).
‏هکتار/کیلو متوسط محصول
‏شماره استخر
‏قلیائیت کل
‏19
‏7
‏20-8
‏32
‏7
‏40-21
‏71
‏20
‏80-41
‏70
‏15
‏120-81
‏54
‏20
‏120
‏
‏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 ) .
‏سختی کل
‏قلیائیت کل
‏نوع آب
‏12.9
‏13.2
‏استخر با خاک شنی
‏12.3
‏11.6
‏استخر اسیدی با خاک رسی
‏55.5
‏51.1
‏استخر با خاک کلسیمی
‏15.1
‏93.0
‏استخری که با خاک نرم پوشش داده شده اما آب آن اسیدی است
‏708
‏346
‏استخری که در ناحیه خشک نباشد
‏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 .
PH
‏دما
‏9
‏8
‏7
‏6
‏آب شیرین
‏11.1
‏1.2
‏12/0
‏01/0
‏5
‏21.4
‏2.7
‏27/0
‏03/0
‏15
‏36.2
‏5.4
‏56/0
‏06/0
‏25
‏52.9
‏10.1
‏1.11
‏11/0
‏35
‏آب شور
‏6.4
‏68/0
‏07/0
n/a
‏5
‏13.1
‏05/0
‏15/0
n/a
‏15
‏23.9
‏3.1
‏31/0
n/a
‏25
‏38.6
‏5.9
‏62/0
n/a
‏35
‏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