氨氮对水产动物的影响

养殖水体中产生的氨有 3 个方面:
1 )含氮有机物的分解产生氨;

2 )水中缺氧时,含氮有机物被反硝化细菌还原产生氨;

3 )水生动物的代谢以氨的形式排出体外。

氨氮是水生动物排泄物残饵以及动植物尸体等含氮有机物分解的终产物,在水体中以离子氨(NH 4+)和非离子氨(NH 3)两种形式存在。

非离子氨对鱼类养殖有其有利的一面,主要体现在:

1 )氨水清塘 :即利用氮的毒性去杀灭野杂鱼和其他有害生物。 一般使用浓度为10kg/667m2 。

2 )鱼病防治:例如,在水温25℃ 、pH7.2 条件下,用氨处理日本鳗鲡的拟指环虫病,18h即可完全驱虫。其中非离子氨不仅能阻止水生生物体内的氮向体外排出,使血液和组织中的浓度升高,造成体内正常代谢降级或滞,进而对机体产生一系列毒性影响,同时非离子氨因为不带电荷,具有较强的脂溶性,能够穿透细胞膜,引起包括鳃组织在内的一些重要器官的损伤,抑制其生长和发育,降低免疫力,甚至引起死亡。

1 氨氮毒性的本质

氨氮的急性毒性主要由于它对于脊椎动物中央神经系统的影响。氨氮急性中毒后,可能导致痉挛或者死亡。有证据表明,脑组织中高氨氮会导致由于增加谷氨酰胺释放并且降低谷氨酰胺突触重吸收而产生的细胞外谷氨酰胺浓度升高。也有人提出,氨氮毒性是由NMDA(N- 甲基-D-天冬氨酸)型谷氨酰胺受体的过度活化引起的。当生物暴露于高浓度氨氮环境中时,氨氮参与了体内的氧化还原循环,并产生大量的活性氧O2 、H2O2 、OH 等,从而导致机体DNA 断裂,脂质过氧化、酶失活等一系列氧化损害。氨氮的毒性主要体现在NH 4+使神经元去极化进而引起 NMDA受体的过度活化,最终导致细胞死亡。

养殖密度的图片 第1张

2 氨氮对水产动物的危害
2.1 氨氮对鱼类摄食和生长的影响

国内外已经有大量有关非离子氨和亚硝酸盐对鱼类摄食和生长的毒理研究,水中氨氮浓度高于7.44mg/L 时,虹鳟鱼苗生长和存活将受到影响;Foss等研究了非离子氨对大西洋鳕的影响,发现其生长明显受到抑制,摄食量减少;当非离子氨大于0.06mol/L 时,由于日摄食量减少,生长率明显降低。

2.2 氨氮对鱼类抗氧化酶系统的影响

氧化损伤是氨氮对水产动物的重要影响之一。胡毅等研究发现青鱼氨氮胁迫后,血清谷胱甘肽和总抗氧化力在96 h内且呈先下降后升高趋势,均低于对照组。李飞等研究了氨氮对南方鲶超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化酶(POD)和抗菌活力的影响,在浓度低于非离子氨时,SOD和POD活性没有明显变化, 随着非离子氨浓度升高,SOD和POD 被诱导增强;当体内氨氮浓度达到一定水平时,酶活性下降,代谢能力达到饱和。

2.3 氨氮对鱼类组织器官结构的影响

在高浓度氨氮环境中,鱼类组织会受到不同程度损伤。王琨等研究发现,高浓度氨氮处理组鲤幼鱼的鳃、心肌、肾脏、脾脏、肝脏和肠均受到不同程度损伤,表现出鳃小片呼吸上皮肿胀、鳃丝肿胀呈棍棒状;心肌出血、断裂和坏死;肝胰脏充血、永肿和坏死。

2.4 氨氮对鱼类血液指标的影响

氨氮慢性中毒可以使鱼体血液部分理化指标发生变化。印鲮在较高浓度氨氮(8.16 mg/L)作用下,成熟红细胞减少,总白细胞数量增加,在高浓度组血液部分红细胞壁受损。血糖(GLU)是机体重要的能源物质,对维持鱼类正常生命活动有重要作用。Remen等研究氨氮和溶氧对大西洋鳕的影响,结果表明,随着非离子氨的增加,血糖水平降低。但是 Palachek 等研究发现,随着非离子氨浓度升高,鲤鱼苗血浆中氨氮浓度升高,肝糖元浓度减少,而血糖增加。

3 影响氨氮毒性的因素

3.1 pH 值、 水温及溶解氧对氨氮的影响

氨极易溶解于水,并在水中建立化学平衡:NH 3· H2O<=>NH 4+ +OH -,分子氨(NH 3)和离子铵(NH 4+)的总和称为总氨。NH3与NH 4+含量主要取决于水的 pH 值和温度。pH 值越高,水体总氨中非离子氨比例越大,氨氮毒性越强;温度越高,非离子氨的比例越大,氨氮毒性越强。Mc Cormick 等用绿太阳鱼做氨毒性试验,鱼苗 96h半致死浓度在 pH 值 6.6 、7.2 、7.7 和8.7 时NH 3分别为 0.50 、1.06、1.34 、1.73 mg/L。由此可知,随 pH 值升高,总氨的毒性降低,NH 3的毒性增加。氨氮对水生生物的毒性还受到溶氧的影响。 Remen等研究氨氮和溶氧对大西洋鳕幼鱼的影响,随着非离子氨浓度的增加,生长率、Na +和血糖下降;高溶氧的存在可以降低非离子氨对大西洋鳕的毒性作用。

3.2 盐度对氨氮的影响

水体中盐度越低,氨毒性越强。胡贤德等研究发现在盐度为25、 20 、15 、10和 5时,氨氮的安全浓度分别为 4.4 、3.2 、2.2 、2.1 和 1.3 mg/L。这说明盐度对氨氮的毒性有较大的影响,盐度越低,氨氮的安全浓度越小,毒性增强。

3.3 养殖密度对氨氮的影响

水产养殖系统是一个净化能力与代谢产物平衡的系统。突然增加放养密度,即增加代谢产物负载尽管最终可以通过降解达到平衡,但过多负载会使水质发生剧变,使氨氮浓度升高。对原池生长的养殖群体形成严重危害,这对系统养殖是很不利的。

3.4 浮游生物对氨氮的影响

浮游生物的含量必需保持在一个合适的水平上,既能够起到供饵作用,又可发挥光合作用,增加水中溶解氧。但当浮游生物群体增大,光合作用消耗加强,藻类细胞自溶与有机碎屑沉积物的矿化作用,使以颗粒状结合的有机氮以非离子氨形式释放到水体中,最终导致氨氮含量升高,毒性加大。

4 鱼类对环境氨氮升高的解毒机制
 4.1 将氨氮转化为谷氨酰胺许多鱼类通过将氨氮转化为谷氨酰胺来进行解毒。

当金鱼暴露在0.75 mmol/L NH 4Cl的环境中,其大脑内谷氨酰胺水平与外界氨氮水平具有线性相关。当暴露在上述环境中24~48 h时,金鱼脑内谷氨酰胺含量增加了10倍。鲤鱼、弹涂鱼是另外一些被报道的对于环境氨氮增加其脑中谷氨酰胺含量增加的鱼类。

4.2 将氨氮转化为尿素

有些鱼类能够通过尿素循环将氨氮转化为低毒性的尿素,但是这种机制在大多数硬骨鱼类中受到抑制,因为氨氮形式扩散到外界环境比以尿素的形式更高效并且消耗能量更少。软骨鱼类则是通过尿素循环产生尿素以增加体内的渗透压,他们通过鳃将大部分含氮废物排出体外。软骨鱼体内有很高的尿素浓度,从而防止了尿素通过鳃渗透到外界环境中,软骨鱼类的肾脏同样在保存尿素的过程中发挥了作用。

4.3 降低氨氮的生成

Wilson 等研究表明,虹鳟在pH 值为10的条件下降低了其氨氮生成速率,他们观察到氨氮的排泄速率有了显著地下降,并且计算出氨氮、尿素和谷氨酰胺在体内的积累并不能对氨氮排泄的减少产生影响。 由此可以得出结论,当处于高 pH 值水体时,虹鳟通过降低氨氮生成来减缓体内氨氮积累。

4.4 以NH 3气体形式挥发

当暴露在空气当中时,泥鳅能够将氨氮以NH 3气体形式排出体外,因此,它体内会积累并且能够耐受比其他鱼类更高浓度的氨氮。美国 环境保护署(USEPA)报道,大体上 32 种淡水鱼的平均急性毒性总氨氮浓度是2.79mg/L。在集约化养殖过程中,总氨氮浓度宜低于2.79 mg/L。控制投饵量、定期排污;连续充气,保证足够溶氧量;控制合理的养殖密度,定时换水保证氨氮含量在安全范围内,有利于水产动物的健康养殖。


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养殖密度的图片 第2张

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