水族中的氨氮

 水族中的氨氮 氮是藻类必需的一种常量元素。也是养殖水体中较常见的一种限制初级生产力的营养元素。对生产影响很大。 在人工池塘的养殖水体中,氮以分子态氮(N2)、无机态氮(NH3、NH4+、NO2G、NO3G)、及有机物(如尿素、氨基酸、蛋白质)等形式存在。在生物、非生物及人为因素的影响下,它们在水体中,不断地转化、迁移,不断地进行着动态循环。其中水中的氨态氮(NH3、NH4+)对生产影响最大,NH3与NH4+都是藻类必需的营养盐,几乎所有藻类都能直接、迅速而且优先利用NH3与NH4+。其不利的一面是由于氨态氮的存在抑制藻类对亚硝酸态氮(NO2G)和尿素的利用;而且氨态氮在转化成硝酸盐的过程中还要消耗水中溶氧,尤其是分子态氨(NH3)对鱼类及其他水生动物有很强的毒性,即使浓度很低,也会抑制生长,损害鳃组织,加重鱼病。对养殖生产造成不利影响。

池塘水体中氨氮的主要来源是池水和底泥中含氮有机物的分解及水生生物的代谢作用,这是水体氨含量增加的主要途径。尤其在高投入、高产出的池塘中人为的大量投饵、施肥使池塘中含氮有机废物数量增加;放养的密度大,生物代谢旺盛,排泄废物氨的数量增多。氨的增加速率大大超过了浮游植物利用极限,至使氨在水中集累。 氨态氮在水中以氨(NH3)和铵(NH4+)两种形态存在,并且在复杂的水环境条件下不断地按下式相互转化达成动态平衡。 NH3 + N+ ? NH4+ 影响NH3和NH4+的动态平衡的环境因子,主要是水的温度和pH值,在pH值小于7时,水中的氨几乎都以NH4+的形式存在,在pH大于11时,则几乎都以NH3的形式存在,温度升高NH3的比例增大。也就是说在碱性条件下,水温越高氨分子所占的比例越大毒性越强。近年来的研究表明,鱼类能长期忍受的最大限度的氨浓度为0.025毫克NH3/升。 在了解了上述氨在水中的一般变化规律后,我们就可以有针对性地制定具体的降氨措施,力求减少分子态氨对养殖生产的影响。 在生产中降氨和减少氨的危害常用的方法有以下几种。

一.改善换水条件,增加换水量这是降氨最有效的办法。

二.在池中一角围栏栽种水生植物如水浮莲或凤眼莲等飘浮植物,可有效地降低水中的氨。经试验证实当移植的凤眼莲复盖水面达10%时,五天后水中总氨可由8毫克/升降至3毫克/升,降氨效果明显。

三.控制浮游动物数量,可减少水中氨的来源。有资料介绍,甲壳类每天排出的代谢废物氨为1mg/g;蚤状蚤每天每千克可排出约为5.11克的氨。因此,适当地放养以浮游动物为食的鱼类,或适时杀灭水蚤可减少水中氨氮的来源。

四.改善水中溶氧状况,可促进氨的硝化使氨转化为硝酸态氮和亚硝酸态氮。研究表明由硝化细菌和亚硝化细菌形成的硝作用,在溶氧小于5~6毫克/升时,硝化速度随溶氧的增多而加快,硝化作用最适pH=8.4,在温度5~30℃范围内,温度升高硝化作用加快。测定结果表明,在溶氧多时有效氮以硝酸态氮为主,在缺氧状态下则以氨态氮为主。因而改善水体的溶氧状况在一定程度上可降低氨含量和氨的危害。

五.利用生物转盘和生物转筒去氨,该设备在工厂化养鱼和特种水产品的养殖中应用较多。其作用原理是利用生物转盘或转筒上附生的藻类和硝化细菌吸收和转化水中的氨,去除氨的效率可达80%以上。

六.使用斜发沸石粉,利用这一多孔铝硅酸盐具有的较高的离子交换和吸收有毒代谢物的能力降低水中的氨含量。当池塘中浮游植物同化作用降氨或其它降氨措施无法实施时,可在池塘中施用沸石粉,用量一般为25~50ppm,可达到使氨减少90~97%的良好效果。而且沸石并不吸收硝酸盐和亚硝酸盐也不影响水质的其它化学指标。此外在水产动物饲料中添加5%沸石粉也有降低水中的氨含量的作用。

七.利用光合细菌进行水质的改良。许多研究表明,养殖水质中施用光合细菌,可明显降低底质和水质的有机物含量。从而减少了矿物质分解产物氨的释放,从这一角度出发,施用光合细菌对降氨也有一定的辅助作用。

八.据国外资料报导,Brewster 等人(1961年)根据他们的研究结果认为,甲醛在水中可以同氨反应生成环六亚甲基四胺和甲酰胺,氨与甲醛反应的这两种生成物是相当稳定的,在实验室处理的7天里,去氨效果明显。Allison(1962年)在室外试验证实,甲醛能杀死池中的浮游植物并引起溶解氧降低,在处理后的第二天,水中氨氮立即下降了40%,在以后几天里氨氮含量变化下大。十天后,用甲醛处理过的池塘,氨氮浓度为0.3mg/L而对照池为2.1mg/L。作者认为,在养殖池塘中使用20~25mg/L的甲醛对鱼池的病害处理是成功的。目前东南亚各国早已有用甲醛去除虾池中氨氮的作法。我国这方面的研究报导较少。施用前还应先通过试验。 总之降低水中氨还缺少定量的防治措施。此外,据报导利用水质净化池,科学地利用活性污泥法,厌氧消化法等生物化学方法循环处理养殖用水是很有前途的净化节水养鱼方法。这些课题在淡水资源不断减少的当前急待进行深入研究。

据国外资料报导,Brewster 等人(1961年)根据他们的研究结果认为,甲醛在水中可以同氨反应生成环六亚甲基四胺和甲酰胺,氨与甲醛反应的这两种生成物是相当稳定的,在实验室处理的7天里,去氨效果明显。Allison(1962年)在室外试验证实,甲醛能杀死池中的浮游植物并引起溶解氧降低,在处理后的第二天,水中氨氮立即下降了40%,在以后几天里氨氮含量变化下大。十天后,用甲醛处理过的池塘,氨氮浓度为0.3mg/L而对照池为2.1mg/L。作者认为,在养殖池塘中使用20~25mg/L的甲醛对鱼池的病害处理是成功的。目前东南亚各国早已有用甲醛去除虾池中氨氮的作法。我国这方面的研究报导较少。施用前还应先通过试验。

“在“老”水族箱中有上兆的细菌生存着,不同的细菌有着不同的工作和任务,它们会经过许多程序的氧化作用将有机营养盐分解或转化成水、二氧化碳以及各种无机盐类。蛋白质会被分解成为胺基酸而转化成无机盐的氨。鱼类会排泄出氨和尿液,而水质中的酵素会将它们分解成铵盐和二氧化碳。部份硝化细菌能借助溶解于水中的氧气将氨转化为亚硝酸盐,这些亚硝酸盐又被分解为无毒的硝酸盐,这整个过程--阿摩尼亚→亚硝酸盐→硝酸盐→称为“硝化作用”。大多数细菌进行细胞分裂生殖约需要20分钟时间,而氧化氨的硝化细菌进行分裂却需要2-3个小时,有的甚至需要20-30小时。因此,当其他种类细菌在大量繁衍时。

硝化细菌繁殖的速度会明显地落后,结果造成水质中非氮的有机物质会很快地分解掉,而氮化合物以及氨却分解缓慢。硝化细菌的繁殖速度和所需要的时间:刚开始硝化细菌数为1000,至结束时硝化细菌数量已经增加了100000倍,达到了十亿,其繁殖速率是每天增加一倍。或许有爱好者会认为不太客观,但事实就是如此,不过得有一个先决条件,就是水中必须要有充足的养份可以供细菌应用。

当然,我们也可以依此来假设:如果水中硝化细菌数量为十亿时就能处理水质中所有的氮化合物或铵化合物,以它们每天繁殖增长一倍的速度来看,到第20天就可以达到100%的硝化作用功能,以此往前推算,前一天(第19天)的硝化作用功能为50%,再前一天(第18天)的硝化作用功能为25%,以此类推。在推算的过程中,水中鱼类的数量和养份等其他因素都必须维持在一个定值。依照Mr.Kaspar Horst的主张,我们设置了一个全新的水族箱,它在开始的1、2天不含氮化合物,所含少量的氨在第3天被少数的硝化细菌所分解,此时便可以开始将鱼类放入,过了几天,水中氮化合物以及氨的含量会逐步增高,达到危险指数时,就得赶紧换掉50%的水,并定时投放饵料,促进鱼类以及植物的活动能力,即可有效地抑止氮化合物再度升高。如此反覆地进行2-3星期,水中的硝化细菌就已经繁衍足量,可以进行分解作用了!如此看来,马上将鱼类放入新建立的水族箱似乎也无不可。在此要提醒您的是:饵料不要喂食过量,以免水质浑浊,间接影响植物进行光合作用。

还有,水中如果缺氧的时候,硝化细菌也会无法发挥功效,所以当水中的氮化合物含量超过0.5ppm的时候,便会威胁到鱼类的生命安危,如果我使用全新设置的水族箱,但却从建立已久的“老”水族箱中汲取部分水来饲养鱼类,又会如何呢?如果您这样做,的确可以节省时间,但是仔细的观察和谨慎的放养工作仍然是不可忽略的。

Dr.Gottfried Schubert是一位有名的鱼类疾病研究专家,他在著作《鱼类的疾病》一书中也提到使用新的水族箱可能产生的状况,而他发现:要避免鱼类在新的水族箱内因氮化合物含量超高而死亡的最好方法就是同时在两个新旧水族箱中装备外挂式过滤器,经过一段时间再将两缸使用的过滤器的滤芯交换使用。这个方法的确不错,不过实行起来却尚有困难:一是这个方法至少得同时有两个以上的水族箱,而且还得一新一旧才行, 二是现在一般的水族箱都只适合沉水式过滤器。”