水產養殖─談水
水
水是所有生物在生命過程中所需的必要因素。同時它也是很好的化合物，可以溶解許多物質。但是，正因為這種特性，水也可以溶解一些對生物有害的物質。所以水是很溶易被污染的。
為了提高水產養殖業的產量，我們必須避免每一種污染來源。
水的高溶解度，致使水中的溶解物質的各地有很大的不同。所以我們才有各種不同的水質。通常，水質有下列幾點特性：物理感官特性、化學特性、生物學特性。
物理感官特性
水的物理感官特性就如同我們的五官可以直接感覺到的特性。(如：顏色、透明度、味道、氣味及溫度等等。)
化學特性
水的化學特性關係到溶解於其中之化合物的特性和數量。(如：鹽類、氣體和有機雜質。)
生物學特性
生物學特性的影響程度(有害)或大或小，與水中所含的細菌和微生物有關。
在水中影響生物作用的因素
很多理化因素都會影響控制水中的生物作用。如：光、溫度、氧、化學物質。
光
光在進行光合作用的葉綠體上，扮演非常重要的角色，它能將光能轉化成化學能，是一種光化學反應。光合作用產生了生物食物鏈中的基本要素。更重要的是光合作用過程中還產生了氧氣，而氧氣正是維持生命的必要物質。光的主要來源來自太陽。太陽光滲透度因光波波長，太陽的位置(入射角)，水的透光度，天候(如：陰天多雲)等因素而有所不同。
溫度
溫度對於生物有機體的生長和營養的吸收有很重要的影響。可分成以下兩種途徑來說：
--直接的影響：各種生化反應的反應速率跟溫度都有很大的關係；
--間接的影響：溶氧量與溫度成反比。(即溫度上升，則溶氧量就漸漸下降。)
水有很奇特的特性，如下所示：高氣化熱(582仟卡／公斤)、高凝固熱(約88仟卡／公斤)、高熱容量(1仟卡／公斤)
這些特性讓水有保持溫度的功能，可以調節溫度在一天之中或季節性的變化。
在酷熱的夏天裡，水由於吸熱反應而被蒸發了，同時也帶走了大量的熱。
在嚴寒的冬天裡，因為水的上層凍結了，所以沒有蒸發的現象。同時，在水與冰兩物之間的平衡，致使和冰接觸的水不會低於0℃。任何被外界帶走的熱，就由水凝固(一種放熱反應)所放出來的熱來補充。還有，水的高熱容量和對流效應可以避免突然發生的溫度變化。
水的密度在4℃時最高。這暗示我們，通常在池塘或水庫裡，水的溫度會隨著深度的增加而下降，直到4℃為止。然而，當有了光、在水面或水底的輻射熱、氣流和蒸發等干擾因素，以上結論就不一定成立了。而其中某些因素與時間有關，甚至一天可以變化好幾次。
在大水壩和水庫裡，太陽光的輻射只能照到表面。因為不能產生對流以達到在平衡，因此水有了分層化的現象，溫水在上層，冷水在下層。這種差異可能使溫度相差好幾度。
另一方面，在淺水池塘中，太陽光的輻射可以達到底部，並轉化成熱能。此時底部的水溫會上升，甚至比表面的水溫高。當然在這種情況下，對流也會平衡一點點水溫的差異。
在氣流很強的時候，蒸發就利用水的高氣化熱，熱走熱量。在這種環境下，即使有了對流，水面還是會變冷的。
注意！對流除了有把水面和水底的水混合的功能外，還有增加水底溶氧量的功能。
說到養殖業，我們也要注意到魚是變溫的動物，它們的體溫是隨著周遭環境而改變的。每一種魚都有適合生存的不同溫度範圍，同時也有最適合生長的溫度。
除了生長外，繁殖和疾病抵抗力，也都與溫度(日夜溫差和季節溫差)有密切的關係。
溫度上升的影響如下：
--正面的影響：它會加快魚類新陳代謝的速度和提高水的自清功能。
--負面的影響：它會降低水的溶氧量，同時也會使魚的需氧量加倍。
所以，很顯然地，我們可以採取的最好作法是：將水溫提高到該魚種所能忍受的最高限度，同時再謹慎地輔以人工加氧。
氧
氧是一種易溶於水的氣體。氧佔空氣比例的21％。同時它也在大多數的水中生物作用中，扮演一個極重要的角色。總而言之，氧的濃度是一個很重要的影響變數。
溫度和壓力都會影響溶氧度。
根據亨利定律，在一個溫度平衡不變的狀態下，水中的溶氧量，和水面所接觸的大氣中之氧氣分壓成正比。在這種狀況下，當時的濃度稱為「溶解度」，而這種溶液則稱之為「飽和溶液」。
舉例來說，氧氣在大氣中的分壓為0.21個大氣壓力，其在25℃時的相對溶解度為8.26PPM。通常溶氧往往無法達到平衡狀態，而溶氧量也低於溶解度。
有時溶液過飽和的話，會產生小的氧氣泡。溫度上升，會使氧氣的溶解度驟降。從0℃到30℃，氧氣的溶解度減半。
溶解在水中的氧，主要有兩種來源：
--直接由空氣中溶解進去。它是經由表面的接觸，將氧氣溶入水中。這個溶氧的過程和接觸的表面積很有關係。在這裡，水的流動情形也很重要，如水花、瀑布等現象。
--藉由光合作用的光化學反應產生。在這一方面，是一定要藉由水生植物或藻類的協助，在白天將二氧化碳吸入，然後製造釋出氧氣和其它光合作用的產物。
動物和植物的呼吸、生化氧化的反應、細菌分解廢物、水中氧的溶解度過飽和時逸散到空氣中……等許多過程，都會把溶解在水中的氧消耗掉。
強調生態平衡的狀況是非常重要的，因為水裡一定有許多不同種類的動、植物生存著。水中的植物和浮游生物，白天製造氧，但晚上卻吸收氧。因此，水裡的植物一定不可以太多，否則到了晚上，氧氣的標準可能會降到最低標準以下，而導致嚴重窒息的結果。
就魚類而言，若一段時間處在高水溫的地方，那麼牠們將面臨非常大的危險。因為溫度上升後，氧的可溶解量會減少，而水中動物的需氧量卻增加。魚類處在缺氧的狀態下，將出現疲乏的現象，降低食慾，而且會很容易感染疾病和受傷。
這個問題對水產養殖業非常重要。在水產養殖中，通常採高密度的養殖方式，因此常會有有機廢料和未吃完的飼料殘渣堆積。而這些東西非常營養，造成極多藻類聚生(優養化)的現象。在這種狀況下，需氧量將會增加。如果氧氣的供應不足，就會發生一個悲慘的下場：魚類和藻類都會大量死亡。因此我們應該注意到，在分解這些腐爛物的過程中會消耗多少氧氣。
通常，所謂的「溫水魚」可以在含氧濃度2-3毫克／公升的水中生存一段很長的時間，而所謂的「冷水魚」則需要5-6毫克／公升的含氧量。很顯然地，最好的狀況是溶氧量接近飽和點。
當然，有機物和分解後的產物會溶解散佈在水中，造成污染和消耗氧氣，因此水質就可以由下列兩種指標來顯示：BOD(生物需氧量)和COD(化學需氧量)。BOD就是中和好氧細菌在分解有機物時所需要的溶氧量，而COD則是水中該物質完全氧化所需的溶氧量。
化學組成：溶解於水中的鹽類和氣體(除氧之外)
以下溶解於水中的離子，我們稱之為鹽類：
--陽離子：Na+，K+，Mg++，Ca++，Sr++
--陰離子：Cl，F，SO2-4，PO3-4，HCO-9，BO3-9
在水中還有其他一些元素的微量或少量離子，在生物的生命現象中，扮演著基本的角色。如：銅、鐵、鋅、鎂。此外還有生命來源的要素：矽、氮和磷。
除了氧外，空氣中的氮也溶解在水中。事實上，溶在水中的氣體，氧只占了35％，而氮卻占了65％。然而，基本上，氮的化學活性並不強，所以並不會影響到水的各種作用。
另外一種氣體，只占空氣中很小的百分比，但卻極易溶於水(相對於它的分壓來說)，這就是二氧化碳。通常，二氧化碳在水中的濃度很小。然而，它也扮演著基本的角色，因為它是光合作用的主要反應物。
在污水中，可能會有氨、它是由胺基酸的分解而產生的。還有，也可能會有硝酸鹽和亞硝酸鹽。
自然及人工機械式的水處理
以上的說明都清楚地顯示：保持水的最高溶氧量，對於魚類的生長和維持水的清潔都有益處。我們可以用機械處理的方式，增加空氣的溶解量，以達到這個目的。
增氧
增氧是以機械處理來溶處理，有海風、湖風造成的水波，有河中的急流和瀑布。人工增氧的方式，則可利用各種機械系統來處理。如：攪拌機、發泡機、空氣擴散機、和空氣幫浦等。正如以上的說明，我們知道經常會有氧氣不足的現象。養殖魚業需要以人工增氧的方式來補充氧氣，而對密集式養殖則更是不可或缺的。
在各種不同的增氧方式中，以機械系統增氧最容易達到需氧量，也是最省錢和最經濟的方式。
機械處理還有以下的功能：
--避免分層現象，使氧氣的分配和溫度更平均。如此可使魚的生活空間增大。
--除去沉澱物，並可使大部份的有機廢物氧化。
--限制甚或停止優養化的各種現象。
--可防止有害氣體的溶解(如：阿摩尼亞)。由於水與空氣接觸面積的增加，一方面可使水中的溶解量增加，另一方面則可促使有害氣體從水中分散到空氣中。
強行增氧對養殖漁業而言，無論在直接或間接方面，都有很大的利益。只要經常保持高度溶氧量，就可以安心地提高養殖溫度。進而促成：
--魚的營養吸收量加大，食物代謝加快，產量增加。
--生產循環加速，魚的密度增加，魚類的生存爭鬥減少。
--有減少用水量的潛能，特別是在旱季時，水可以在淨水後重複使用。
總之，我們不僅可以得到更大的收益，還可以得到更好的魚獲品質。
循環
循環最主要的目的是保持水中溫度及氧的濃度平均。
循環間接地增加溶氧量和溶氧的速度。
循環藉由不斷更新水面上與空氣接觸的水，使水溫一直比靜止時的水低，溶氧比也相對減少。
氧的溶解度會隨溫度的下降而上升，溶氧的速度在溶氧量低的時候反而高。
好的循環，可使水底減少或避免有機物的沉澱。這些沉澱物會促使消耗氧氣的「分解壓氧污泥」的形成。
因為沉澱會隨魚的數量相對增加，所以，循環對高密度的養殖漁業十分重要。養殖漁業的強行循環，可以是水平方向的，也可以和水平線形成一個角度。循環的速度，無論如何要剛好能將沉澱物慢慢移動，但決不能將池底的污泥揚起，以免造成混濁的現象。用這種方法分散的東西，會一直接觸含氧的水，而進行各種氧化反應。更進一步地使還沒有完全氧化的有機物和無機物被剔除分離。我們建議，循環速度最好調到6公分／秒以免造成分層現象，8公分／秒以除去有機沉澱物，15-18公分／秒以使揚起的沉澱物保持懸浮。
(資料來源：璟誼製藥)
飼料營養雜誌(p.101∼106)─資料室、九四年第一期