lqg 發(fā)表于 2014-9-26 10:00
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降解亞硝酸鹽的新舊途徑淺析
水產(chǎn)養(yǎng)殖水體中亞硝酸鹽中毒一直是養(yǎng)殖過(guò)程中碰到的比較棘手的問(wèn)題，往往給養(yǎng)殖戶帶來(lái)比較慘重的損失。當(dāng)前解決亞硝酸鹽問(wèn)題常規(guī)措施有：直接氧化法、直接還原法、物理吸附絡(luò)合法、微生物降解法、培藻法、直接換水法，措施雖然很多，很難徹底解決亞硝酸鹽問(wèn)題，讓許多魚(yú)病防治工作者和養(yǎng)殖戶在養(yǎng)殖水體亞硝酸鹽偏高時(shí)犯難。筆者根據(jù)多年的實(shí)踐和研究發(fā)現(xiàn)，養(yǎng)殖水體中亞硝酸鹽的常規(guī)控制方法，主要是忽略了水體中“多種含氮物質(zhì)是處于一種動(dòng)態(tài)平衡”，這一化學(xué)基本原理；并且對(duì)酶在降解亞硝酸鹽的作用研究開(kāi)發(fā)過(guò)少；造成亞硝酸鹽降解問(wèn)題進(jìn)入了死胡同�，F(xiàn)就亞硝酸鹽抑制法、亞硝酸鹽還原酶法兩種降解亞硝酸鹽的新途徑，與舊的亞硝酸鹽降解途徑進(jìn)行淺析對(duì)比，以期科研工作者和魚(yú)病防治工作者和從事水產(chǎn)養(yǎng)殖的工作者有所啟發(fā)。
一、降解亞硝酸鹽舊途徑
1、直接氧化法
亞硝酸根離子中的氮為中間價(jià)態(tài)，具有被氧化的特性。當(dāng)介質(zhì)中的NO2-遇強(qiáng)氧化劑時(shí)則會(huì)改變氮的價(jià)態(tài)，發(fā)生得失電子的變化而被氧化，生成NO3-離子變成無(wú)毒的物質(zhì)。用強(qiáng)氧化劑來(lái)氧化NO2-離子使其成為NO3-離子的優(yōu)越之處在于反應(yīng)速度快、成本低、氧化效率高。如折點(diǎn)氯氧化法，但在實(shí)際生產(chǎn)中很少采用這種方法來(lái)降解亞硝酸鹽，主要原因是在這些強(qiáng)氧化消毒劑在常規(guī)使用濃度下對(duì)亞硝酸鹽減降解率低，效果不明顯，高濃度下會(huì)造成藥害，破壞水體養(yǎng)殖環(huán)境，此外氧化法降解亞硝酸鹽還存在容易反彈的弱點(diǎn)。具有氧化亞硝酸根離子能力的物質(zhì)很多，如：二氧化氯、高鐵酸鉀螯合鹽、過(guò)一硫酸氫鉀復(fù)合鹽、過(guò)碳酸酰胺復(fù)合鹽、三氯異氰脲酸、臭氧、雙氧水、次氯酸鈉、二氯異氰脲酸、溴氯海因等很多物質(zhì)，其中只有過(guò)一硫酸氫鉀復(fù)合鹽、過(guò)碳酸酰胺復(fù)合鹽適合養(yǎng)殖水體，且不會(huì)對(duì)養(yǎng)殖水體造成破壞，但其使用成本較高。
2、直接還原法
近幾年來(lái)，有些專家在研究時(shí)，利用NO2-在酸性條件下具有氧化性而被還原的特點(diǎn)，考慮使用某種還原劑將NO2-還原降解為易揮發(fā)氣體而自動(dòng)脫離反應(yīng)體系。此法降解速度快，對(duì)水體污染小，但要求條件水體必須是酸性環(huán)境或需要加熱條件下效果才突出且反復(fù)較快。例用鑄鐵屑對(duì)NO2-有一定的脫除效果，且隨鑄鐵屑量的增加，脫除效果增加；采用銨鹽法在100℃下對(duì)含亞硝酸鈉的廢水處理1h后，廢水中NO2-含量達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)；類似的方法還有很多，但都不適合養(yǎng)殖水體。在此方法中值得一提的是有一種RH2具有對(duì)亞硝酸鹽專一降解性又無(wú)任何毒性，特別適合亞硝酸鹽中毒的急救，且不需任何條件即可與亞硝酸鹽反應(yīng)放出氮?dú)�，其反�?yīng)原理是：RH2+2NO2- →N2 ↑ + 2H2＋＋RO44-。RH2亞硝酸鹽降解劑在水產(chǎn)養(yǎng)殖中得到了驗(yàn)證，但水體中的氨態(tài)氮、硝酸態(tài)氮又能向亞硝酸態(tài)氮轉(zhuǎn)化，故易出現(xiàn)反復(fù)或用量大，并且水體中余氯對(duì)含量對(duì)其效果也有較大影響。
3、物理吸附絡(luò)合法
物理吸附法是使用具有高吸附能力的物質(zhì)，如活性硅藻土、鈉基膨潤(rùn)土、腐植酸、沸石粉等，將亞硝酸根吸附或絡(luò)合在其結(jié)構(gòu)中。這種方法在生產(chǎn)中廣泛使用，許多底改產(chǎn)品均含有這些成分。其優(yōu)點(diǎn)是作用時(shí)間短、成本低，無(wú)毒無(wú)污染。缺點(diǎn)是用量大，如沸石粉，20—50kg/畝·米。
4、微生物降解法
目前我們知道的微生物有：光合細(xì)菌，硝化細(xì)菌、納豆（枯草）芽孢桿菌、乳酸菌等。經(jīng)中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院施大林研究發(fā)現(xiàn)各菌株降解亞硝酸鹽能力依次為：硝化細(xì)菌＞納豆（枯草）芽孢桿菌＞光合細(xì)菌＞乳酸菌，但需要5d才能將亞硝酸鹽去除48.3-87，市場(chǎng)上許多降亞硝酸鹽的微生物產(chǎn)品，都沒(méi)有在實(shí)踐中表現(xiàn)出理想的效果，只能說(shuō)起到預(yù)防和緩解作用。從理論上說(shuō)，微生物是能夠降低亞硝酸鹽的，但是因?yàn)樗鼈冇械囊?0h以上才能繁殖一代，生長(zhǎng)繁殖速度慢，加上菌類保存技術(shù)、投放后到水體成活率高低、水體環(huán)境等各方面影響，造成了硝化菌和反硝化菌降解亞硝酸鹽不理想。在此方法中值得推廣的是水處理中的納米固化微生物技術(shù)引入到水產(chǎn)養(yǎng)殖中實(shí)現(xiàn)了降解亞硝酸鹽的突破。它將能降解亞硝酸鹽的微生物進(jìn)行納米濃縮固化，使用時(shí)無(wú)需培養(yǎng)就能達(dá)到所需濃度，且受水質(zhì)和天氣影響相對(duì)較小，但該技術(shù)難度較大，目前國(guó)內(nèi)只有個(gè)別公司掌握。
4、培藻法
亞硝酸鹽富含氮肥，是有益藻類生長(zhǎng)繁殖的基本營(yíng)養(yǎng)。因此，加快水體有益藻類生長(zhǎng)繁殖速度，能有效降低亞硝酸鹽的濃度。生產(chǎn)上做法是使用單細(xì)胞植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑：藻類專用生長(zhǎng)素、黃腐酸、腐植酸鈉、氨基酸、維生素、微量元素、活性稀土、光合作用催化劑、磷肥等來(lái)實(shí)現(xiàn)的。值得注意的是當(dāng)水體亞硝酸鹽偏高，說(shuō)明氮肥是比較充足的，不要再使用氮肥，加重水體氮循環(huán)負(fù)擔(dān)，可以施加磷肥，達(dá)到“以磷促氮”的目的。肥水法降解亞硝酸鹽在現(xiàn)代生態(tài)養(yǎng)殖中值得推廣，但受以下條件制約：①水體透明度要求大于625px；②未來(lái)三天天氣晴好，氣溫適合藻類繁殖；③水體亞硝酸鹽濃度0.15mg/L以下，還未對(duì)養(yǎng)殖動(dòng)物造成影響時(shí)；④水體藻相均勻；⑤浮游動(dòng)物不能太多。
5、直接換水法
換水是生產(chǎn)中經(jīng)常使用的方法同時(shí)也是養(yǎng)殖管理的需要。直接換水法效果迅速，經(jīng)濟(jì)有效，但該方法只適合于水源充足、進(jìn)排水方便的小型養(yǎng)殖水體，要求遵循換水的基本技巧，切忌大排大進(jìn)。換水法控制亞硝酸鹽存在治標(biāo)不治本的弱點(diǎn)，宜結(jié)合使用底質(zhì)改良劑。
6、降低PH法
通過(guò)降低水體PH值可減少亞硝酸鹽的富集，此法降解不明顯，作為預(yù)防效果較好。（中漁海洋）
二、降解亞硝酸鹽的新途徑
1、亞硝酸鹽抑制法
水產(chǎn)養(yǎng)殖水體中的亞硝酸鹽，不是單一存在的，它是與NH3·H2O、NH4-、NO3-等共同存在同一體系中，并保持一種動(dòng)態(tài)平衡，當(dāng)水體中的NO2-被降解后或濃度降低時(shí)，其它含氮物質(zhì)就會(huì)向亞硝酸鹽轉(zhuǎn)化達(dá)到另一種新的動(dòng)態(tài)平衡，這一化學(xué)基本原理化學(xué)原理解釋了為什么常規(guī)的降解亞硝酸鹽產(chǎn)品效果不明顯的原因。抑制法是將一種亞硝酸鹽生成抑制劑（YXY），加入到水體中，它可有效抑制亞硝酸鹽的生成，使NH3·H2O、NH4-、NO3-不向NO2-轉(zhuǎn)化，同時(shí)它又為有益藻類保存了良好的氮源，穩(wěn)定了水體藻相平衡，通過(guò)有益藻類對(duì)氮的吸收，使NO2-向其他含氮物質(zhì)轉(zhuǎn)化，從而降低亞硝酸鹽的含量。經(jīng)試驗(yàn)證明該抑制劑在水中2d內(nèi)開(kāi)始呈現(xiàn)抑制作用，亞硝酸鹽濃度開(kāi)始降低；7d達(dá)到抑制高峰，亞硝酸鹽濃度達(dá)到最低；15d以后抑制作用開(kāi)始減弱，亞硝酸鹽開(kāi)始回升；22d以后抑制作用消失，亞硝酸鹽濃度達(dá)到新的安全濃度平衡。它的優(yōu)點(diǎn)是效果突出，能長(zhǎng)時(shí)間將亞硝酸鹽維持較低濃度；缺點(diǎn)是降解速度慢，顯然對(duì)亞硝酸鹽已中毒的水產(chǎn)動(dòng)物不太適用。但如果我們將抑制劑與降解亞硝酸鹽的舊方法結(jié)合使用，就能很好的解決這一問(wèn)題，例如我們將直接還原法中不受水體酸堿度的影響、不受溫度影響，對(duì)水體無(wú)毒無(wú)污染，對(duì)魚(yú)無(wú)刺激，并對(duì)亞硝酸鹽具有專一性的亞硝酸鹽降解劑（RH2）與抑制劑完美結(jié)合，就可達(dá)到迅速解除亞硝酸鹽中毒，并能長(zhǎng)時(shí)間控制水體中亞硝酸鹽在安全濃度一下。抑制劑法達(dá)到了標(biāo)本兼治的目的，也為解決亞硝酸鹽問(wèn)題找到了最根本的新途徑。
2、亞硝酸鹽還原酶法
酶是生物界不可缺少的一種廣泛物質(zhì)，它在維持生態(tài)平衡、生長(zhǎng)機(jī)能中發(fā)揮著舉足輕重的作用，酶對(duì)水體無(wú)污染，無(wú)任何毒性，是綠色無(wú)公害水產(chǎn)養(yǎng)的首選。但酶在水產(chǎn)養(yǎng)殖方面應(yīng)用較少，特別是酶制劑在降解亞硝酸鹽性能方面國(guó)內(nèi)很少見(jiàn)有論文發(fā)表，國(guó)外已經(jīng)有不少研究發(fā)現(xiàn)某些酶對(duì)降解亞硝酸鹽效果突出，故此我們應(yīng)在這一領(lǐng)域投入科研資金、人力進(jìn)行科研攻關(guān)，為水產(chǎn)養(yǎng)殖的美好的未來(lái)做出貢獻(xiàn)。根據(jù)國(guó)外論述筆者經(jīng)過(guò)三年的篩選、純化、富集培養(yǎng)得到一種亞硝酸（鹽）還原酶（HM），它能在濃度1g/m3的濃度下，經(jīng)8h后即可將含0.25mg/L的水降解到0.125mg/L，經(jīng)12h后降解到0.08mg/L，經(jīng)24h后降解到0.04mg/L；同時(shí)對(duì)水中的氨氮也有不同程度的降解。HM的發(fā)現(xiàn)只是酶世界的冰山一角，也許還有更多的酶在水產(chǎn)養(yǎng)殖或其它方面有著更廣泛的用途，需要我們科技工作者深入的開(kāi)發(fā)研究。
總結(jié)：養(yǎng)殖水中的亞硝酸鹽不是單一存在的，它是處于氮元素相互轉(zhuǎn)化動(dòng)態(tài)平衡，認(rèn)識(shí)到這一本質(zhì)，就可找到解決亞硝酸鹽問(wèn)的各種新途徑。不過(guò)我們不能忽視平時(shí)的預(yù)防工作，在平時(shí)預(yù)防時(shí)要找到亞硝酸鹽產(chǎn)生的因素，影響亞硝酸鹽形成的因素很多（如氨氮的含量、硝酸態(tài)的氮、PH值、有機(jī)質(zhì)、有益藻、水草、養(yǎng)殖密度、投餌量、底質(zhì)）只要我們認(rèn)真分析原因，采取適當(dāng)控制措施，亞硝酸鹽問(wèn)題就可迎刃而解，就不會(huì)對(duì)我們水產(chǎn)養(yǎng)殖造成任何風(fēng)險(xiǎn).
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剛才還在傷心沒(méi)人理我呢！
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