篇一：我国渔业水质监测系统应用现状与发展趋势分析

　　第34卷

　　第19期

　　农

　　业

　　工

　　程

　　学

　　报

　　Vol.34No.191842018年

　　10月

　　TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineeringOct.2018·农业生物环境与能源工程·光谱技术在水产养殖水质监测中的应用进展及趋势

　　李鑫星1,2，朱晨光1，周

　　婧1，孙龙清1，曹霞敏3，张小栓2,4※

　　（1.中国农业大学信息与电气工程学院，北京100083；2.食品质量与安全北京实验室，北京100083；

　　3.苏州大学基础医学与生物科学学院，苏州215200；4.中国农业大学工学院，北京100083）

　　摘

　　要：水产养殖的水质是关乎水产养殖经济效益和水产品品质的关键因素，与传统的水质检测方法相比,光谱技术具有无创性、快速性、可重复性、准确性等优点，已成为水质监测的重要发展方向。

　　该文总结和整理现有国内外研究文献，对基于光谱技术的水质重要参数监测、数据预处理方法、特征波段提取、预测模型算法进行了系统的分析与讨论。综述结果表明，实时在线的水产养殖水质监测将成为重点研究方向；多源光谱融合、多参数的水产养殖水质监测将会成为新的发展方向;对于光谱数据的处理，将多种数据处理算法相结合，仍将占据主导；而非线性建模将成为水产养殖水质数据分析的主流方法非线性数据建模，将成为光谱技术应用于水产养殖水质监测的主流建模发方法。

　　关键词：光谱技术；水产养殖；水质；监测模型

　　doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2018.19.024中图分类号：S959文献标志码：A文章编号：1002-6819(2018)-19-0184-11李鑫星，朱晨光，周婧，孙龙清，曹霞敏，张小栓.光谱技术在水产养殖水质监测中的应用进展及趋势[J].农业工程学报，2018，34(19)：184－194.doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2018.19.024http://www.tcsae.org

　　LiXinxing,ZhuChenguang,ZhouJing,SunLongqing,CaoXiamin,ZhangXiaoshuan.Reviewandtrendofwaterqualitydetectioninaquaculturebyspectroscopytechnique[J].TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering(TransactionsoftheCSAE),2018,34(19):184－194.(inChinesewithEnglishabstract)doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2018.19.024http://www.tcsae.org

　　0引言?

　　水产养殖已经成为中国发展最快的食品生产行业之一，为保障食物供给、促进经济增长做出了巨大贡献。水产养殖与其水质密切相关[1]，近年来，随着经济的发展,工业废水、生活污水的排放量大增,造成环境污染,养殖池塘水质遭到污染的情况时有发生。作为智能农业和农业物联网的重要研究内容，水产养殖水质信息的快速、准确获取，以求在环保、节能的同时达到高产、安全养殖的目的，成为学者们关心的问题。基于光谱分析的水质监测技术是水产养殖水质监测的一个重要发展方向,与传统的化学分析、电化学分析和色谱分析等方法相比,光谱分析技术更具有操作简便、消耗试剂量小、重复性好、测量精度高和检测快速的优点,非常适合对水质的快速在线监测。本文综述国内外光谱技术在水产养殖水质指标快速监测方面的应用，总结并展望其未来发展。

　　1水产养殖水质检测及监测技术现状研究水产养殖水质参数变化将直接影响水产品的生长，对于水产养殖业来说，水体溶解氧pH值、水温对水中生物的生存有着至关重要的影响。不同的养殖环境和养殖对象，对水质参数的要求不同。针对鱼类，水质指标控

　　收稿日期：2018-05-04修订日期：2018-09-03基金项目：国家重点研发计划项目（2017YFE0111200）；农村领域国家科技计划资助项目（2015BAD7B-5）

　　作者简介：李鑫星，副教授，主要研究方向为农业系统与知识工程。

　　Email:lxxcau@cau.edu.cn※通信作者：张小栓，教授，主要研究方向为农业经济和信息系统工程。Email:zhxshuan@cau.edu.cn制范围如下，pH值：淡水6.5～8.5，海水7.0～8.5。溶解氧连续24h中，16h以上必须大于5mg/L，其余任何时候不得低于3mg/L；氮元素，氨氮含量要低于0.2mg/L，凯氏氮不高于0.05mg/L，亚硝酸盐低于0.1mg/L，非离子氨不高于0.02mg/L；对于磷元素，黄磷不高于0.001mg/L；重金属，汞不高于0.0005mg/L，铬不高于0.005mg/L，铅不高于0.05mg/L，铜不高于0.1mg/L。

　　1.1化学需氧量水质检测技术化学需氧量,简称COD，是指在一定条件下,水体中还原性物质被强氧化剂氧化时，所消耗的氧化剂的量，是表征水中还原性物质的综合性指标。COD是评价水质极为重要的指标，它被用来衡量水体受还原性物质污染的程度，是水质检测时必须要检测的参数[2]。很多相关研究表明当水体中COD的浓度超过一定的限值时，会对水产品的生长造成影响，而且会增加水产养殖废水的处理成本。检测COD的常规方法主要是高锰酸盐指数法（CODMn）和重铬酸钾回流法（CODCr）。两者的适用范围不同，重铬酸钾法适用于生活废水和工业废水的测定。而高锰酸钾法更适用于清洁的水质，这些方法存在操作复杂、耗时长、消解时易造成附加污染等问题[3]。

　　1.2总氮水质检测技术氮是水体中的主要营养物质之一，水环境中氮的形态有氨氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、有机氮和总氮，前四者通过生物化学作用可以相互转化。总氮为前四者之和，是衡量水体受污染程度的重要指标[4]。总氮浓度检测方法主要有离子色谱法、化学滴定法、流动注射法、离子选择电极法以及光谱分析法等，其中，化学滴定法的分析精度最高，但此类方法过程繁复，耗时长，不适宜大范围使用[5]。

篇二：我国渔业水质监测系统应用现状与发展趋势分析

　　青岛农业大学

　　水环境化学论文

　　题

　　目：

　　渔业水质资源调查分析

　　学

　　号：20103528学生姓名：

　　刘方梅

　　指导教师：

　　王金叶

　　班

　　级：

　　水产养殖10012013.6.1摘要：通过对区域地表水（校内虹子湖）水质环境的调查与主要化学指标检测工作，基本掌握水环境调查和检测的基本程序和方法，结果计算和资料分析，并在此基础上对所检测水环境的水质现状作出科学评价和合理建议。

　　关键词：

　　地表水

　　水质

　　水环境

　　一、水环境质量评价

　　水环境质量评价就是通过一定的数理方法和其他手段，对水环境素质的优劣进行定量描述（或将量质变换为评语）的过程。水环境质量评价必须以监测资料为基础，经过数理统计得出统计量（特征数值）及环境的各种代表值，然后依据水环境质量评价方法及水环境质量分级分类标准进行环境质量评价。

　　二、检测项目的确立及其各项水质指标汇总

　　1.校内虹子湖调查点布设和水样采集

　　水样主要指标（t、PH、DO、ALK、NH4-N、NO2-N、PO4-P、COD）检测，通过检测结果进行环境质量现状分析。

　　2.样品采集与检测

　　根据水环境质量调查的目的和要求，布设四个采样点。每个小组负责一个采样点的采样工作，采样过程中记录水质的温度、PH等基本特性。取样后，对四个采样点所有的样品进行（DO、COD、NH4-N、亚硝氮、总磷）检测。

　　3.采样点布设

　　当水面宽小于50米时，只设一条中泓垂线；在一条垂线上，当水深小于或

　　等于5米时，只在水面下0.3-0.5米处设一个采样点。此次采样即0.5米处一个点。

　　4.实验前的准备

　　（1）玻璃过滤器用稀盐酸洗涤，在1-3Mol/L盐酸中浸泡一夜，0.45um滤膜用1％盐酸侵泡12h，用70℃纯水充分洗涤至中性后，侵泡过夜备用。

　　置备无氨纯水。

　　（2）便携式酸度计，温度计，轻便采水器，硫酸锰及碱性碘化钾固定剂一套，吸水纸若干，每小组500毫升纯净水2个，1.5-2升玻璃瓶一个，150毫升溶氧瓶两个。

　　（3）150毫升溶氧瓶用于DO测定，采样后立即加入硫酸盐及碱性碘化钾各6滴，反复摇匀。1.5-2升玻璃瓶水样用于COD、NH4-N、活性磷测定。500毫升纯净水瓶用于碱性测定。

　　（4）五个采样点采样工作全部结束后，将样品带回实验室，立即进行测定。

　　（5）本次实验因为都是立即测定，所以样品不需加酸处理，如不能马上测定，需保存处理。

　　5.实验数据汇总

　　校内虹子湖水质指标汇总表（2013.6.8）

　　采样采样地点

　　时刻

　　天气

　　TDOPH目视水色

　　(℃)(mg/L)(mg/采样器水色

　　L)风向、水流

　　其他

　　ALK(mg/L)NH4-N(mg/L)NO2-NT(mgCOD(mg/L)/L)P(mg/L)实验人员

　　1-19：19晴、水体静23.59.162晨样

　　止、水色墨绿色、无风

　　水面垃圾多

　　8.130.1280.1160.333一组成员

　　0.287二组成员

　　0.263三组成员

　　0.267四组成员

　　0.3959五组成员

　　1-29：45水面清洁

　　26.512.7258.340.2560.125晨样

　　晴，微风

　　水体深绿色

　　采水器水体浑浊

　　1-39：57水流缓慢，晨样

　　深绿色，水样透明

　　27.012.4818.320.2560.1911-410：08采样器水样25.012.0548.370.3490.219晨样

　　透明，绿色

　　水流缓慢

　　悬浮物多

　　1-510：30水体浑浊

　　晨样

　　墨绿色，停止流淌，透明度极低

　　24.08.1008.100.2380.17三．水质评价方法

　　1.渔业用水水质

　　PH：对虾育苗：8.5；河蟹育苗：8.0-8.5；淡水养殖：6.5-9.0；海水养殖：7.5-8.5；

　　PH值超过8.5，水中氨的毒性增大，硫化氢毒性减小。PH值超过9.5大多数水产动物不能存活。

　　PH值低于6，水产的氨无毒性，但硫化氢毒性增大。鱼虾在PH低于6.5时易缺氧浮头。PH值低于5时，对水产动物有严重危险。

　　亚硝酸盐（NO2-）

　　技术指标

　　亚硝酸盐是水产动物致病的根源。养殖水质中的亚硝酸盐氮应控制在0.2pp以下，在0.5ppm时会引起死亡或患病。高于0.8ppm会引起大批死亡。

　　河蟹,对虾育苗水质的亚硝酸盐氮应控制在0.1ppm以下.0.3ppm时轻度死亡,超过0.5ppm将引起大量死亡

　　溶解氧

　　淡水6.5～8.5，海水7.0～8.52.地表水环境质量标准（mg/L）

　　溶解氧

　　≥

　　一类

　　7.515二类

　　615三类

　　520四类

　　330五类

　　240化学需氧≤

　　量

　　总磷

　　氨氮

　　≤

　　≤

　　0.020.150.10.50.21.00.31.50.42.0根据此表，可得虹子湖水属于溶氧一类，氨氮是一类。

　　3.相关指数联系

　　CO2越多，光合作用越强，打破水体缓冲系统，从而PH越高，由于光合作用强，水体DO的含量也增多，从而水中生物的耗氧量也因此增加。

　　水中的磷氮含量多，水体富营养化，水体有机物含量多，水体肥度增加，透明度低。

　　四．各实验项目注意事项

　　1.每个实验需做平行实验，取平均值。滴定实验注意滴定速度和锥形瓶震荡速度。

　　2.比色实验注意测定波长，比色管和比色皿的清洁，勿忘比色皿的平行性比较。

　　3.比色管禁止用洗衣粉涮洗。

　　4.显色时间与水温有关，水样和曲线加入显色剂后加入温水杯中显色15分钟。

　　5.煮沸时，控制温度不要太高，防止溶液溅出。

　　6.严格控制煮沸时间，也即氧化-还原反应进行的时间，才能得到较好的重现型。

　　参考文献：

　　1.国家渔业水质标准GB11607-8963062.地表水环境质量标准(GB3838-20023.水环境化学课本

篇三：我国渔业水质监测系统应用现状与发展趋势分析

　　我国渔业水质相关标准制定现状及发展方向

　　我国渔业水质相关标准制定现状：目前，我国渔业水质相关标准主要包括《渔业用水水质标准》、《渔业水域环境质量标准》、《渔业用水水源地保护区水质标准》等。这些标准主要针对渔业生产过程中的水质要求和水域环境质量进行规定，包括水质指标、限值、监测方法等方面。发展方向：未来，我国渔业水质相关标准的发展方向主要包括以下几个方面：1.完善标准体系：建立完整的渔业水质标准体系，包括渔业用水水质标准、渔业水域环境质量标准、渔业用水水源地保护区水质标准等，形成相互衔接、协调一致的标准体系。2.加强监测和评估：加强对渔业水质的监测和评估，建立健全的监测网络和评估体系，及时发现和解决渔业水质问题。3.提高标准科学性：加强标准制定的科学性和可操作性，充分考虑渔业生产的实际情况和技术水平，确保标准的科学性和可操作性。4.强化标准执行力度：加强标准的执行力度，建立健全的标准执行机制和监督体系，确保标准的有效实施。5.推动标准国际化：积极参与国际标准制定和交流，推动我国渔业水质标准国际化，提高我国渔业水质标准的国际影响力和竞争力。