114 專技高考高等考試 水產養殖技師 魚池生態與管理 考古題詳解

核心觀念

本題考查氨在養殖水中的化學平衡，以及水質條件如何改變毒性較強的非離子氨比例。水中總氨氮（TAN）包含非離子氨氮與銨離子氮：

兩者的平衡可表示為：

其中，非離子氨 $\mathrm{NH_3}$ 較容易穿過魚類鰓部等生物膜，通常是氨對水產生物造成急性毒害的主要形式；銨離子 $\mathrm{NH_4^+}$ 毒性相對較低，但在高濃度下也可能造成傷害。

解題方法：先判斷平衡，再說明毒性

回答時要把「影響兩種形式比例的因子」與「影響生物實際受害程度的條件」分開說明。水中 pH 與溫度是決定 $\mathrm{NH_3}$ 與 $\mathrm{NH_4^+}$ 相對比例的主要因子；鹽度或離子強度也會影響平衡。溶氧、物種、發育階段與個體狀態則會影響實際毒性與耐受性，不能全都當成平衡比例的主要控制因子。

淡水中常用下式估算非離子氨占總氨的比例：

其中 $pK_a$ 受水溫影響，且在一般養殖溫度範圍內約為 9 左右。非離子氨氮濃度可由下式估算：

主要水質因子

• pH： pH 上升時，平衡向 $\mathrm{NH_3}$ 方向移動，非離子氨比例增加；pH 下降時，平衡偏向 $\mathrm{NH_4^+}$。因此，相同 TAN 濃度下，高 pH 水體通常有較高的非離子氨風險。養殖池白天藻類行光合作用消耗二氧化碳，可能使 pH 上升；氨風險因此可能在午後增加。

核心觀念

本題考查池塘微藻大量繁殖（藻華）對水質及養殖生物的影響，以及如何以日常管理預防、在藻華發生時降低損失。微藻並非一概有害：適量浮游植物可供應天然餌料、吸收水中養分並在白天行光合作用產氧；當藻量過高、藻種有害，或藻群突然衰亡時，才會形成養殖風險。

藻華常由氮、磷等養分累積，加上高水溫、日照充足、水體交換不足等條件促成。其危害主要可分為三類：

1. 溶氧劇烈波動與缺氧：白天藻類行光合作用，溶氧可能升高甚至過飽和；夜間停止光合作用，藻類、養殖生物及微生物仍持續呼吸，黎明前溶氧往往最低。大量藻體死亡後，細菌分解藻體也會大量耗氧，嚴重時造成泛池、魚蝦大量死亡。
2. 酸鹼值及氨毒性變化：白天藻類大量吸收二氧化碳，使水體酸鹼值升高；高酸鹼值會提高非離子氨（NH₃）的比例，增加對魚蝦的毒性。夜間二氧化碳累積，酸鹼值則可能下降，造成日夜變動。
3. 有害藻的直接傷害與生態影響：部分藍綠藻、甲藻等可產生藻毒素或刺激性物質；部分藻體、黏液或細胞構造會傷害、刺激鰓部。藻華也可能遮蔽光線、改變浮游生物組成與食物網；藻群崩解後，伴隨缺氧及分解產物累積，進一步惡化水質。

解題方法

申論作答宜按「成因與特性—環境危害—生物危害—預防—發生後處置」展開。題目問的是「微藻類爆發」，不宜只寫毒藻；應先交代一般藻華最常見的危害是溶氧日夜波動及藻體崩解耗氧，再補充高酸鹼值造成氨毒性升高，以及特定藻種的毒性、刺激或鰓損傷。

一、對養殖環境的危害

• 溶氧不穩定：藻類在白天大量產氧，但日落後轉為呼吸耗氧；藻密度越高，日夜溶氧振幅通常越大。陰雨或連續陰天會降低光合作用，亦可能使缺氧風險上升。
• 酸鹼值及氨風險升高：白天大量光合作用消耗二氧化碳，使酸鹼值上升。總氨氮中非離子氨比例隨酸鹼值及水溫升高而增加，因此即使總氨氮未明顯改變，高酸鹼值時氨的毒性也可能變強。
• 藻體衰亡後水質惡化：死亡藻體沉降及分解會消耗溶氧，並增加有機負荷；底層缺氧時，可能伴隨二氧化碳及硫化氫等不良分解產物累積。
• 水色及生態結構改變：藻華造成水色異常、透光度下降，可能影響水草及其他浮游生物，並使池塘生態系統較不穩定。

二、對養殖生物的危害

• 缺氧、浮頭及大量死亡：黎明前溶氧偏低，可能先出現攝食下降、游動異常、浮頭或靠近進水、增氧設備等現象；藻群大量崩解時，缺氧可迅速惡化。
• 氨毒性與生理壓力：高酸鹼值與高水溫提高非離子氨比例，可能傷害鰓部、抑制攝食與生長，並增加對疾病的易感性。
• 藻毒素、刺激性物質或鰓部損傷：特定有害藻可造成中毒、鰓部刺激或損傷；貝類等濾食性生物也可能攝入藻體或累積藻毒素。

核心觀念

本題考查池底有機污泥在缺氧、低氧化還原電位環境下的分解，以及硫化氫的形成、毒性與池塘管理。池底長期累積殘餌、糞便、藻類殘體等含硫有機物，分解耗氧後會形成還原環境；硫酸鹽還原菌利用硫酸鹽進行厭氧呼吸，產生硫化物，並以硫化氫或硫氫根存在於池底與水中。

可用簡化反應式表示：

水中的硫化氫會依酸鹼度解離：

未解離的 $H_2S$ 較容易穿過魚蝦鰓部，干擾呼吸與細胞代謝，毒性較強。水體 $pH$ 越低，未解離 $H_2S$ 所占比例越高，毒性風險也越大。池底發黑、聞到腐蛋味，常是底泥處於強還原狀態的警訊。

解題方法

依「污染來源與環境條件 → 形成反應 → 生物危害 → 預防與緊急處置」作答。管理上要同時處理兩件事：減少進入池底的有機負荷，並維持底層有足夠氧化條件，使硫化物不易生成、已生成的硫化物能逐步氧化。

一、硫化氫形成原因

1. 養殖後期投餌量及生物排泄物增加，殘餌、糞便、藻類殘體等沉降池底，形成有機污泥。
2. 微生物分解有機物大量耗氧；池底水流弱、曝氣不足或污泥過厚時，氧氣無法補充，底泥氧化還原電位下降。
3. 在缺氧或厭氧環境中，硫酸鹽還原菌利用硫酸鹽分解有機物，生成 $H_2S$ 與 $HS^-$。
4. 底泥中的硫化物可擴散至水中；若翻動底泥，也可能使累積的硫化物突然釋出。低 $pH$ 會提高未解離 $H_2S$ 的比例，增加對養殖生物的危害。

二、預防作法

• **控制有機物來源：**依攝食狀況調整投餌量，避免過量投餌；定期清除殘餌與糞便，適度控制放養密度，減少池底有機負荷。
• **維持溶氧與水體循環：**依養殖密度及天候安排曝氣，避免底層長期缺氧；觀察清晨溶氧及池底狀況，及早增加曝氣或調整管理。

核心觀念

本題考查總鹼度的定義、緩衝水質與支持養殖生產的功能，以及池塘中總鹼度偏低或偏高時的調整方式。總鹼度通常以碳酸鈣當量表示，單位為 $\mathrm{mg/L\ as\ CaCO_3}$。

總鹼度是水中能中和強酸的鹼性物質總量，淡水養殖池主要由碳酸氫根（$\mathrm{HCO_3^-}$）、碳酸根（$\mathrm{CO_3^{2-}}$）及氫氧根（$\mathrm{OH^-}$）構成；在一般池塘水中，碳酸氫根通常占主要部分。硼酸鹽、磷酸鹽及有機弱酸鹽等也會貢獻鹼度。

需區分總鹼度與 pH：pH 表示水體當下的酸鹼狀態；總鹼度表示水體抵抗酸化的能力。兩者相關，但不能互相替代。

重要性

1. 緩衝 pH 變化：藻類白天行光合作用消耗二氧化碳，夜間呼吸作用及有機物分解則釋出二氧化碳。碳酸系統可緩和這些變化，使日夜 pH 起伏較小。總鹼度偏低時，池水較容易出現劇烈 pH 波動。
2. 支援藻類與天然餌料生產：碳酸氫根可作為無機碳來源之一，充足的鹼度有利於藻類生長，進而支持池塘天然餌料生產。
3. 影響養殖生物及水質處理：pH 劇烈變動會增加魚蝦的生理壓力，也會影響氨的毒性、金屬溶解狀態及微生物作用。總鹼度適宜且穩定，有助維持較穩定的池塘環境。
4. 反映水體抵抗酸負荷的能力：降雨、底泥及有機物分解等因素可能使水質酸化；總鹼度較高的水體通常較能抵抗這類變化。

總鹼度高不代表 pH 一定高，也不代表水質必然良好；仍須同時觀察 pH、溶氧、氨氮及養殖物種的需求。

解題方法

作答依「定義與單位—生態功能—低鹼度處理—高鹼度處理—管理原則」組織。調控時先測定總鹼度與 pH，判斷是緩衝能力不足，還是總鹼度過高或水體本身偏鹼，再選擇措施；不可僅憑 pH 推定總鹼度。

水質分析常以酸滴定測定總鹼度，結果以 $\mathrm{mg/L\ as\ CaCO_3}$ 表示。換算時，$1\ \mathrm{meq/L}$ 相當於 $50\ \mathrm{mg/L\ as\ CaCO_3}$。若以酸滴定至規定終點，總鹼度可按下式計算：