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TA的每日心情 | 死哪去了 2013-9-3 08:27 |
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近兩年,養殖過程中因氨氮過高而導致的病害已屢見不鮮。傳統降氨氮方法效果往往不夠理想,利用鳥糞石法可達到徹底降低水體總氨氮的母的,相關產品具有推廣價值。
文/ 武漢萊格生物技術有限公司 徐志軍 姜鷹
隨著國內水產養殖業的蓬勃發展,水產養殖密度和產量逐年上升,拉動飼料的大量投喂,隨之而來的是養殖水體環境的富營養化,池塘養殖病害頻發,從而極大制約了養殖業的發展。特別是我國南方名特優養殖業,由于池塘水體環境惡化而導致的死亡更是給養殖業者造成了極大的損失。
前幾年,在亞硝酸鹽的毒性危害和治理方面探討的比較多,而忽略了氨氮的毒性和危害。最近兩年,在鱸魚、鱖魚、生魚等養殖過程中因氨氮過高而導致的病害已屢見不鮮。要想徹底找到解決之道,還得從水體中氮元素的循環說起。
一、氨氮的產生原理
在天然水體中,N元素以游離態氮、有機氮、硝酸態氮、亞硝酸態氮、總氨態氮等幾種形式存在,一般來說,硝酸態氮、亞硝酸態氮、氨(銨)態氮是一切藻類都能直接吸收利用的氮源。通常情況下,植物首先只吸收NH4+,而NO3-N 吸收能力相對較差,同時水體中的固氮菌也對N的吸收有一定作用。
無機氮被浮游植物吸收轉化為有機氮,并通過浮游植物的攝食,各級浮游動物之間及魚蝦類的捕食在食物鏈中傳遞,在這過程中相當一部分氮由于溶出、死亡代謝排出等重新回到水體中。
在高密度的水產養殖中,由于不斷的往池塘投入各種肥水產品和高蛋白飼料,水體中N元素不斷積累,造成水體富營養化,這就為亞硝酸鹽和氨氮的產生提供了足夠的氮源。
綜合整個N元素在水體中的循環,我們可以用一個圖表示(見上圖)
從圖中可以看出,由于如今養殖業大量使用高蛋白飼料,產生了豐富的有機態氮,在氨化作用下進而產生了大量的氨(銨)態氮,即我們常說的能夠測出來的總氨氮。
氨(銨)態氮是指在水中以NH4+和NH3形態存在的氮的含量之和,平常水質分析盒測試的氨氮都是兩者之和,未加以區別。兩者之間在水體中可以相互轉化:
NH4+ +H2O≒NH3+H3O+
由于NH4+和 NH3對水生生物的毒性有很大的區別,NH4+基本沒有毒,而 NH3毒性很大,所以兩者要區別。我們一般用符號NH4+-N來表示NH4+,又叫離子氨態氮,用NH3-N來表示NH3,又叫非離子氨態氮。
NH4+-N和NH3-N在總氨氮所占的比例隨著水體的pH而變,研究表明,他們之間存在一定經驗公式,如表1:
從表格中可以看出,隨著pH的升高,非離子氨態氮在總氨氮中的比例越高,毒性也就越大。而在海水中,由于海水離子強度高,非離子氨態氮占的比例比淡水偏低,所以毒性沒有那么大。這就是為什么在部分海水養池養殖中總氨氮偏高,但毒性任然比較低的原因。
二、氨氮的毒性危害
離子氨態氮(NH4+-N)因為帶電荷,通常不能滲過生物體表,一般對生物無害(Milne,1958),而且能夠被藻類直接吸收利用。但非離子氨態氮(NH3)能透過細胞膜,具有脂溶性,滲入量取決于水體與生物體內的pH差異。如果從水體滲入組織液內,生物就要中毒。
在pH 、溶氧、硬度等水質條件不同時,非離子氨態氮的毒性也不相同。pH越高,毒性越大。溶氧越低,毒性也越大。實際生產過程中,對溶氧和pH有針對性的控制,可以降低非離子氨態氮的毒性。
非離子銨態氮(NH3-N)的毒性表現在對水生生物生長的抑制,它能降低魚蝦貝類的產卵能力,損害腮組織以至引起死亡。我國的漁業水質標準(GB 11607-89)規定水中非離子氨態氮的最高限值為0.02mg/L 。汪心源等(1983) 的實驗表明,對蝦育苗的非離子氨態氮容許上限是0.023mg/L。國內外大量的實驗研究結果表明,非離子氨態氮達到一定濃度時,水生經濟動物都會不同程度受到損害,具體表現為攝食減弱、腮絲發紅、甚至大批中毒死亡。
三、傳統降氨氮方法
在水體藻類不夠豐富時,部分離子氨態氮可以通過光合作用被藻類大量的吸收而減少,從而促使非離子氨態氮向離子氨態氮轉化,氨氮毒性就隨之減弱。在藻類足夠豐富時,離子氨態氮總量偏高,這一方法無法根本解決。
從上圖可以發現,總氨氮在兩級硝化作用下,逐漸轉化成溶解氮(N2),而N2可以從水體中跑到大氣中去,從而徹底降低水體總氨氮的量。一些企業和研究機構通過先進工藝提取,從自然界獲得了高純度硝化細菌,通過繁殖復制,達到批量生產。因此,養殖過程中通過潑灑一定量的硝化細菌產品來降低養殖過程中氨氮總量,并同時控制pH值和增加溶氧,可以達到降低毒性的作用。但多年的實際應用效果證明,硝化細菌也有不少的缺陷,比如必須在池塘高溶氧的條件下進行,硝化細菌繁殖速度慢,特別是大多數硝化細菌產品本身有效含量太低,生產和保存工藝不過關,實際應用不甚理想。
四、鳥糞石法降氨氮
利用一種新型氨氮絡合劑殼聚糖復合鹽絡合水體中的NH4+,使其形成鳥糞石結晶沉淀結垢,從而達到徹底降低水體總氨氮的目的,同時具有降低亞硝酸鹽的功效。殼聚糖復合鹽對銨離子具有極強的捕捉能力,可在相當寬的pH范圍內發生螯合作用,形成較穩定的絡合物“鳥糞石”而沉淀結垢。鳥糞石是一種難溶于水的白色晶體,為磷酸鹽類礦物。
1.pH對螯合作用的影響
鳥糞石形成的最佳pH值是9.0-10.0,但養殖水體很難完全符合,故殼聚糖復合鹽采用了膠束多元絡合原理,使其在pH在5.0-11.0范圍內均能形成結晶沉淀。
2.水溫的影響
鳥糞石的形成與溫度有關,當水溫低于20℃時,結晶率低于50%,當水溫高于20℃時,不考慮溫度對結晶率的影響。
3.反應時間的影響
反應的時間與氨氮濃度有關。氨氮濃度越高,反應的時間越短,在5-24小時內反應即可達到平衡。若氨氮濃度未達到理想值,需繼續投放殼聚糖復合鹽,以求新的反應平衡點。
五、鳥糞石法的應用效果
一年多來,利用鳥糞石法研制的(殼聚糖復合鹽)氨氮絡合劑在順德生魚養殖,江門桂花養殖、珠三角對蝦養殖、福建龍海冬棚對蝦等養殖區域中大量應用的結果表明,這類產品對水產品本身沒有任何毒害,并且能夠從根本上大大降解氨氮的毒性,反彈慢,是目前國內領先且比較理想的降氨氮產品,具有一定的推廣價值和社會效益。
表1 淡水和海水中非離子氨態氮所占比率(%)(水溫25℃)
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