ترکیب شیمیایی آب در آبزی پروری
علاقه مندی جهت آبزی پروری در آب های داخلی همواره در حال رشد می باشد، اما آب های داخلی، می توانند دارای ترکیبات یونی نامتوازن باشند و این موضوع ممکن است رشد و بقاء گونه های آبزیان پرورشی را تحت تاثیر قرار دهد.
مواد معدنی (غیر آلی) محلول در آب
نویسنده: Claude E. Boyd
مترجم: محمدیاری
منبع: Advocate, July/Agust2015
خلاصه:
یک سری از آنیون ها، کاتیون ها و اسیدهای سلیسی ناگسسته، بخش وسیعی از مواد معدنی (غیر آلی) محلول در آب را تشکیل می دهند. غلظت کل یون ها در ترکیب آب را شوری می نامند . غلظت کل مواد جامد محلول در آب شیرین ، تقریباً با شوری برابر است. بر خلاف آب شور، شوری و نسبت یون های انفرادی در آب شیرین به طور برجسته ای تغییر می یابد.در آب های سطحی نظیر رودخانه ها، یون های کلسیم و بی کربنات غالب اند ، ولی در آب شور، یون های کلرید و سدیم غالب می باشند. آب محتوی تعداد دیگر ی از مواد غیر آلی و همچنین تعدادی از عناصر کمیاب نیز می باشد.


با وجود موجود بودن آب دراکثر نقاط، این ماده دارای پیچیدگی های شیمیایی خاصی است که ندرتاً مورد توجه کامل قرار می گیرد.آب خالص تقریباً فقط در بخار آب یافت می شود و حتی آب باران نیز محتوی مواد محلول می باشند.
آب مورد استفاده برای آبزی پروری، معمولاً از منابع آب های سطحی (رودخانه ها ، جویبارها ) منابع زیر زمینی ، مخازن ذخیره، خورها و دریا ها تامین می شود.آب شیرین در تماس با خاک و دیگر تشکیلات زمین شناختی و همچنین اقلیم تحت تاثیر قرار می گیرد، بنابراین از نظر شیمیایی بیش از آب باران دارای ترکیبات مختلف و دستخوش تغییرات می باشند، همچنین آب شیرین از منظرترکیب شیمیایی از یک مکان به مکان دیگرنیز متفاوت است، ولی ترکیب آب شور پس از میلیون ها سال توسعه وتکامل وبه علت وسعت زیاد اقیانوس ها، ترگیبات شیمیایی آن از یک مکان به مکان دیگر تقریباً مشابه و کمتر دستخوش تغییرات است.
آب مورد استفاده در آبزی پروری از آرایش گازهای محلول،مواد جامد آلی و معدنی محلول و از ذرات مواد جامد آلی و معدنی غیرمحلول تشکیل شده است.ذرات و یا مواد جامد آلی شامل موجودات زنده(ارگانیزمهای زنده) و باقی مانده های تجزیه شده از آنان می باشد.تمام این مواد کیفیت آب رابرای استفاده در آبزی پروری تحت تاثیر قرار می دهند، بنابراین تمرکز این مقاله بر روی مواد معدنی (غیر آلی) محلول در آب قرار داده شده است.


  • شوری

یک سری از آنیون ها ( کربنات ، بی کربنات ،سولفات، کلراید) و کاتیون ها(کلسیم،منیزیم،سدیم، پتاسیم) و تا مقدار زیادی اسیدهای سلیسی ناگسسته بخش وسیعی از مواد جامد معدنی محلول در آب را تشکیل می دهند.غلظت کل یون های موجود در آب را شوری می نامند که معمولاً به صورت میلی گرم در لیتر و یا قسمت در هزار بیان می شود. اندازه گیری غلظت یون های اصلی آب و افزودن آن برای بدست آوردن شوری صحیح نیست.
شوری را می توان با استفاده از دستگاه هیدرومتر به دلیل اینکه چگالی آب در شوری بالا افزایش می یابد اندازه گیری کرد، همچنین شوری را می توان به واسطه نتیجه شاخص انکساری آب به وسیله شوری سنج (رفراکتومتر)اندازه گیری کرد. قابلیت آب برای هدایت الکتریکی با افزایش غلظت یون ها زیاد می شود ، بنابراین از ویژه گی هدایت الکتریکی آب نیز می توان شوری را مورد سنجش قرار داد.
میزان شوری آب شیرین از حداقل صفر تا هزار میلی گرم در لیتر متغییر است و میانگین شوری آب دریا در حدود ۳۴۵۰۰ میلی گرم در لیتر می باشد.آبهای شور داخلی و یا خورها ممکن است شوری پایین تر و یا بالاتر از شوری اقیانوس ها را دارا باشند.هدایت الکتریکی آب دریا در حدود ۵۰ هزار میکرو موس بر سانتی متر است ودر آب دریا و خورها ، میزان شوری تقریبی را می توان با ضرب میزان هدایت الکتریکی به عدد۰.۶۹ به واحد میلی گرم در لیتر بدست آورد.آب دریا محتوی نسبت ثابت یون های اصلی است ولی در آب شیرین و آب های شور داخلی این نسبت ها متغییر می باشد که به همین منظور برای سنجش شوری آب این منابع با استفاده ازفاکتور هدایت الکتریکی وبا استفاده ازضریب بین ۰.۵۵تا ۰.۸۰ که متغییر است به سنجش شوری پرداخته می شود. بنابراین استفاده از فاکتور هدایت الکتریکی برای برآورد شوری از این منابع بر خلاف آب دریا صحیح نیست.
تاثیر میزان شوری آب در رشد ماهی کپور معمولی
میزان شوری(قسمت در هزار) درصد انرژی غذا به رشد
۰.۵ ۳۳.۴
۲.۵ ۳۱.۸
۴.۵ ۲۲.۲
۶.۵ ۲۰.۱
۸.۵ ۱۰.۴
۱۰.۵ ۱-


  • مواد جامد محلول کل (TDS)

میزان غلظت TDS در آب شیرین، اغلب به وسیه فلیتر ۰.۴۵ میکرونی پس از عبور آب و تبخیر آن و بر اساس توزین میزان باقی مانده ها پس از تبخیر حاصل می شود.غلظت مواد آلی محلول و مواد غیر یونیزه با توجه به تمایل آن به ازدست دادن دی اکسید کربن از بی کربنات پس از تبخیر آب از نظر وزنی کم می شود.
بنابراین غلظت TDS در آب شیرین تقریباً برابر و یا مساوی شوری می باشد . غلظت TDS در آب شیرین را نمی توان دقیقاً بر اساس وزن میزان باقی مانده ها پس از تبخیر آب در غلظت بالای ۲یا ۳ هزار میلی گرم در لیتر اندازه گیری و یا سنجش کرد.


  • یون های اصلی

میانگین جهانی غلظت یون های اصلی در آب رودخانه ها و آب دریا در جدول یک ارائه شده است.کلسیم و بی کربنات به عنوان یون های غالب آب رودخانه ها و کلرید و سدیم به عنوان یون های غالب آب دریا مطرح می باشند.برخلاف آب دریا ، آب شیرین از نظر شوری ونسبت یون های انفرادی متفاوت می باشد.پایین ترین میزان شوری در نواحی مرطوب با نفوذ پذیری بالا و بیشترین میزان شوری در نواحی با ذخایر سنگ آهکی و خشک پیدا می شود.در نواحی خشک میزان سولفات و کلرید اغلب بیش از بی کربنات می باشند.این موضوع مخصوصاًدر آبهای داخلی شور صحت بیشتری دارد و میزان سدیم در غلظت بالاتری از کلسیم قرار داشته و میزان منیزیم و پتاسیم اغلب دارای غلظت پایین تری می باشد.
میزان بی کربنات و کربنات در آب، اغلب از طریق تیتراسیون وبا استفاده از اسید سولفوریک استاندار دحاصل شده و به عنوان قلیائیت کل کربنات کلسیم به واحد میلی گرم در لیتر بیان می شود.غلظت کلسیم و منیزیم که اغلب بوسیه EDTAتیتر می شود به عنوان میزان کل سختی کربنات کلسیم نیز به واحد میلی گرم در لیتر بیان می شود.
ماهیان آب شیرین تمایل به رشد بهتر در آب های با شوری یک هزار میلی گرم درلیتر و کمتر از آن را دارند ولی برخی از گونه ها در شوری ۵ هزار میلی گرم در لیتر و یا بیشتر نیز رشدخوبی دارند.
گونه های مصبی نظیر میگو دریایی می تواند در محدوده وسیعی از شوری از یک قسمت در هزار تا آب دریایی با شوری های بالا به خوبی رشد نماید البته میگوهای دریایی در شوری full- strength seawaterبهتر رشد می نمایند.علاقه قابل توجه ای در پرورش گونه های میگو دریایی و گونه های مصبی در آب های شور داخلی به عنوان آب های غیر متعارف و شور غیر قابل استفاده در برخی از مناطق وجود دارد. برخی اوقات آب های داخلی به دلیل عدم توازن یونی ،رشد و بقاء گونه های پرورشی به ویژه میگو را به مخاطره می اندازد.معمول ترین عدم توازن یونی در این مناطق کمبود پتاسیم می باشد که نتیجه آن افزایش نسبت سدیم به پتاسیم است.هرچند میزان غلظت منیزیم نیز ممکن است خیلی پایین باشد ولی اصلاحات معدنی آب نظیر کلرید پتاسیم وسولفات منیزیم پتاسیم می تواند برای اصلاح و عدم موازنه یونی مورد استفاده قرار گیرد.قلیائیت و سختی می تواند در ارتباط با آب های اسیدی باشد و افزایش آهک اغلب برای افزایش و اصلاح آن انجام می شود. میزان قلیائیت در پرورش ماهیان آب شیرین بایستی بیش از ۶۰ میلی گرم در لیتر و در پرورش میگو و سایر سخت پوستان بیش از ۱۰۰ میلی گرم در لیتر باشد. میزان سختی آب بایستی برابر میزان قلیائیت و حتی بیشتر از آن نیز مورد قبول قرار گیرد.
تاثیر قلیائیت بر میزان تولید گربه ماهی روگاهی و Blue gill در استخرهای پرورش
میزان کل قلیائیت(میلی گرم /لیتر)به عنوان کربنات کلسیم تولید گربه ماهی(کیلوگرم/هکتار) تولید ماهیBlue gill (کیلوگرم/هکتار)
۲.۱ ۳۷۰۰ ۱۷۴
۵.۸ ۳۹۴۰ ۲۶۷
۴۶.۲ ۳۹۶۰ ۴۱۲


جدول ۱ میانگین غلظت یون های اصلی و سیلیکات در آب رودخانه ها و آب های اقیانوسی
شاخص آب رودخانه(میلی گرم در لیتر) آب اقیانوسی(میلی گرم در لیتر)
بی کربنات/ کربنات ۵۸ ۱۴۲
سولفات ۱۱.۲ ۲۷۰۰
کلرید ۷.۸ ۱۹۰۰۰
کلسیم ۱۵ ۴۰۰
منیزیم ۴.۱ ۱۳۵۰
سدیم ۶.۲ ۱۰۵۰۰
پتاسیم ۲.۳ ۳۸۰
سیلیکات ۱۳.۱ ۶.۴


  • دیگر مواد معدنی محلول در آب

آب محتوی ، تعداد دیگری از مواد معدنی می باشند. مواد مغذی گیاهی نظیر فسفات ، آمونیوم و نیترات معمولاً در غلظت های پایین کمتر از ۰.۵ میلی گرم در لیتردر آب وجود دارند. ، فسفر – فسفاتی به میزان ۲ میلی گرم در لیتر ،نیتروژن آمونیومی و نیتراتی ۰.۵ میلی گرم در لیتر به عنوان عناصر مهم غذایی که تاثیر زیادی در رشد و باروری زی شناوران گیاهی دارند در آب وجود دارند. سلیس نیز به عنوان یک ماده معدنی مهم در رشد دیاتمه ها که غلظت آن بین ۲ تا ۱۰ میلی گرم در لیتر می باشد وجود دارد. کودهای نیتروژنه و فسفاتی اغلب برای رشد و ازدیاد زی شماوران گیاهی در استخرهای بدون غذادهی و یا در طول دوره پرورش آبزیان در استخرهای با غذادهی تکمیلی نیز کاربری دارد. کود با ترکیبات سلیسی نیز برخی مواقع در استخرهای پرورش میگو به منظور رشد و ازدیاد دیاتمه ها کاربرد دارد ولی منافع به کارگیری آن در عمل، هنوز روشن نشده است.


  • عناصر کمیاب

آب همچنین محتوی ،تعداد کثیری از عناصر کمیاب است. برخی از این عناصر نظیر آهن، منگنز،روی،مس،برون،کبالت،م ولیبدن و ید جزء مواد مغذی می باشند، ولی تعداد دیگری از این گروه نظیر سرب،کروم و کادمیم جزء مواد مغذی نیست و می توانند سمی باشند. عناصر کمیاب دارای ارزش مواد مغذی، در صورت بالا رفتن میزان غلظت آن می توانند سمی شوند. تعدادی از عناصر کمیاب به ویژه آهن در برخی اوقات به عنوان کود در استخرهای پرورشی آبزیان آب شور بهره گیری می شود، زیرا تصور می شود کمبود آهن می تواند در محدود کردن رشد زی شناوران گیاهی در محیط اقیانوسی تاثیر داشته باشد.


  • پ هاش

ملکول آب از اتم های هیدروژن و اکسیژن تشکیل شده است و این ماده تولید یون های هیدروژن و هیدروکسیل می نماید.این دو یون به طور معنی داری در شوری سهیم نیستند ولی در آبزی پروری از اهمیت ویژه ای به واسطه یون های مذکور برخوردار می باشند.معمولاً پ هاش به صورت منفی لگاریتم غلظت یون هیدروژن تعریف می شود. آب خالص دارای پ هاش ۷ و خنثی است و با کاهش آن پ هاش آب به سمت اسیدی و با بالارفتن از آن پ هاش آب بازی می شود. نکته مهم آن است که اغلب گونه های آبزی پروری در پ هاش محدوده بین ۶ تا ۸.۵ پرورش می یابند.


  • دورنما

طبیعت شیمیایی منابع آب، تاثیرات شدیدی بر مناسب بودن آن منابع برای آبزی پروری پروری دارد.به همین منظور ضروری است ترکیب شیمیایی منابع آبی برای آبزی پروری به خوبی شناخته شده و علاوه بر آن به صورت دوره ای تغییرات شیمیایی احتمالی منبع آبی نیز مورد بررسی و واکاوی قرار گیرد تا در صورت وقوع تغییرات احتمالی اقدامات خاص برای اصلاح آب در صورت ضرورت انجام گیرد.