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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(yǎng)殖過程中因氨氮過高而導致的病害已屢見不鮮。傳統(tǒng)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(chǎn)品具有推廣價值。
文/ 武漢萊格生物技術(shù)有限公司 徐志軍 姜鷹
隨著國內(nèi)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的蓬勃發(fā)展,水產(chǎn)養(yǎng)殖密度和產(chǎn)量逐年上升,拉動飼料的大量投喂,隨之而來的是養(yǎng)殖水體環(huán)境的富營養(yǎng)化,池塘養(yǎng)殖病害頻發(fā),從而極大制約了養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展。特別是我國南方名特優(yōu)養(yǎng)殖業(yè),由于池塘水體環(huán)境惡化而導致的死亡更是給養(yǎng)殖業(yè)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(yǎng)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(huán)說起。
一、氨氮的產(chǎn)生原理
在天然水體中,N元素以游離態(tài)氮、有機氮、硝酸態(tài)氮、亞硝酸態(tài)氮、總氨態(tài)氮等幾種形式存在,一般來說,硝酸態(tài)氮、亞硝酸態(tài)氮、氨(銨)態(tài)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(zhuǎn)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(chǎn)養(yǎng)殖中,由于不斷的往池塘投入各種肥水產(chǎn)品和高蛋白飼料,水體中N元素不斷積累,造成水體富營養(yǎng)化,這就為亞硝酸鹽和氨氮的產(chǎn)生提供了足夠的氮源。
綜合整個N元素在水體中的循環(huán),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(yǎng)殖業(yè)大量使用高蛋白飼料,產(chǎn)生了豐富的有機態(tài)氮,在氨化作用下進而產(chǎn)生了大量的氨(銨)態(tài)氮,即我們常說的能夠測出來的總氨氮。
氨(銨)態(tài)氮是指在水中以NH4+和NH3形態(tài)存在的氮的含量之和,平常水質(zhì)分析盒測試的氨氮都是兩者之和,未加以區(qū)別。兩者之間在水體中可以相互轉(zhuǎn)化:
NH4+ +H2O≒NH3+H3O+
由于NH4+和 NH3對水生生物的毒性有很大的區(qū)別,NH4+基本沒有毒,而 NH3毒性很大,所以兩者要區(qū)別。我們一般用符號NH4+-N來表示NH4+,又叫離子氨態(tài)氮,用NH3-N來表示NH3,又叫非離子氨態(tài)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(jīng)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(tài)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(tài)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(yǎng)池養(yǎng)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(tài)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(tài)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(nèi)的pH差異。如果從水體滲入組織液內(nèi),生物就要中毒。
在pH 、溶氧、硬度等水質(zhì)條件不同時,非離子氨態(tài)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(chǎn)過程中,對溶氧和pH有針對性的控制,可以降低非離子氨態(tài)氮的毒性。
非離子銨態(tài)氮(NH3-N)的毒性表現(xiàn)在對水生生物生長的抑制,它能降低魚蝦貝類的產(chǎn)卵能力,損害腮組織以至引起死亡。我國的漁業(yè)水質(zhì)標準(GB 11607-89)規(guī)定水中非離子氨態(tài)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(tài)氮容許上限是0.023mg/L。國內(nèi)外大量的實驗研究結(jié)果表明,非離子氨態(tài)氮達到一定濃度時,水生經(jīng)濟動物都會不同程度受到損害,具體表現(xiàn)為攝食減弱、腮絲發(fā)紅、甚至大批中毒死亡。
三、傳統(tǒng)降氨氮方法
在水體藻類不夠豐富時,部分離子氨態(tài)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(tài)氮向離子氨態(tài)氮轉(zhuǎn)化,氨氮毒性就隨之減弱。在藻類足夠豐富時,離子氨態(tài)氮總量偏高,這一方法無法根本解決。
從上圖可以發(fā)現(xiàn),總氨氮在兩級硝化作用下,逐漸轉(zhuǎn)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(yè)和研究機構(gòu)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(chǎn)。因此,養(yǎng)殖過程中通過潑灑一定量的硝化細菌產(chǎn)品來降低養(yǎng)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(shù)硝化細菌產(chǎn)品本身有效含量太低,生產(chǎn)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(jié)晶沉淀結(jié)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(nèi)發(fā)生螯合作用,形成較穩(wěn)定的絡合物“鳥糞石”而沉淀結(jié)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(yǎng)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(nèi)均能形成結(jié)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(jié)晶率低于50%,當水溫高于20℃時,不考慮溫度對結(jié)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(nèi)反應即可達到平衡。若氨氮濃度未達到理想值,需繼續(xù)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(yǎng)殖,江門桂花養(yǎng)殖、珠三角對蝦養(yǎng)殖、福建龍海冬棚對蝦等養(yǎng)殖區(qū)域中大量應用的結(jié)果表明,這類產(chǎn)品對水產(chǎn)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(nèi)領先且比較理想的降氨氮產(chǎn)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(tài)氮所占比率(%)(水溫25℃)
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