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环境中氨氮和亚硝酸盐氮对鱼类的影响
水产养殖以自然生态系统引入人工或半人工控
制的生态系统, 大幅度提高产量, 推动了水产养殖业 的发展。同时, 其自身所依赖的水环境的破坏日益 加剧。1993 年 , 我国半密集型对虾养殖产量大幅度 滑坡, 从 1992 年的 22 万 t 到 1993 年的 5 万 t, 降低 约 70 % 。其主要原因就是养殖场排放的污染物使 水源衰退。重庆的长寿湖、 贵州的红枫湖就是例证。 这种水质状况的多项指标中 , 氨氮和亚硝酸盐氮尤 为突出 , 氨氮和亚硝酸盐氮是水产养殖的水体中化 合态氮的两种存在形式, 对动物均有较大的毒性。 氨是鱼虾蛋白质代谢的重要终产物。如在甲壳 类动物的含氮排泄物中 , 氨大约 40 % ~ 90 % 。而 氨可以通过亚硝酸单胞菌 ( Nitrosomonas) 的硝化作用 被氧化为亚硝酸盐。水中浓度过高的氨对鱼虾体内 酶的催化作用和细胞膜的稳定性产生严重影响 , 并 破坏排泄系统和渗透平衡。水中亚硝酸盐浓度过高 对鱼虾也会产生毒害, 主要表现在影响鱼虾体内氧 的运输, 重要化合物的氧化及损坏器官。 2. 1 氨氮和亚硝酸盐氮在对虾养殖中的影响 Jayasankar 等 ( 1983) 研 究了氨氮对印 度对虾幼
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饲料研究
FEED RESEARCH NO. 9, 2004
水产养殖
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药物残留对鱼类养殖的影响
在水产养殖中, 抗生素及一些化学合成药物被
部分生长促进剂如乙烯雌酚类也具有较强的致癌作 用; 生产中经常使用霉变的饲料容易使黄曲霉素在 动物体内富集, 并最终到达人体内。虽然其本身不 具有生物活性 , 但是经代谢转化为活性的亲核物质 后, 易与大分子共价结合 , 引起癌变作用。 3. 5 水产品的其他副作用 在鱼用饲料中不法分子仍有使用违禁药物, 如 盐酸克伦特罗、 性激素等。这一类激素药物在人体 内蓄积后会使人的正常生理功能发生紊乱, 严重的 是致死中毒, 以及影响儿童的正常生长发育。此外 某些药物降解后易产生有害的分解产物, 如水产消 毒剂二氧异氰尿酸及三氯异氰尿酸的分解产物中含 有氰化合物, 在水生动物体内产生残留后危害极大。
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水产养殖
过氧化物酶( POD) 的影响, 并进行了体外试验, 结果 表明: 镉能直 接抑制 GPT 、 AKP、 GOT 的 活性 , 而对 ACP、 POD 不产生直接影响。 1. 2. 4 重金属对鱼类基因毒性作用的影响 Cu
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体的毒害。结果表明 , 幼体在急性试验中耐氨氮的 能力随幼体发育而增加。 Chen 等 ( 1998) 研究了亚硝 酸盐氮对斑节 对虾 幼体急性毒性 , 结果得出 , 斑节虾自无节幼体变态至 仔虾的发育过程中对亚硝酸盐氮的耐受力随幼体发 育而增加。 吴中华等 ( 1999) 进行了中国对虾慢性亚硝酸盐 和氨中毒的组织病理学研究, 并推测了亚硝酸盐对 虾组织伤害的机制。一方面是亚硝酸盐导致了对虾 机体内的 PO、 SOD、 溶菌酶的活性下降 , 使虾体内的 自由基过氧化物增多 , 抵抗能力下 降, 导致代 谢紊 乱, 生理功能失调 ; 另一方面是破坏了血浆中的铜蓝 蛋白 , 从而失去携氧的功能, 导致耗氧量高的组织缺 氧, 膜通透性改变 , 组织浊肿 , 溶酶体膜裂解 , 组织自 溶性提高, 出现浊 肿、 空泡化 及坏死等组织病 理变 化。 2. 2 氨氮和亚硝酸盐氮在鱼类养殖中的影响 氨氮和亚硝酸盐氮对鲑科及其他鱼类, 如罗非 鱼、 彭 泽 鲫、 草 鱼 等的 毒 害 均 有 报道。魏 泰 莉 等 ( 2001) 测定亚硝酸盐氮对彭泽鲫血红蛋白的毒性影 响, 结果表明 , 鲫鱼血液中高铁血红蛋白随亚硝酸盐 氮浓度的增加呈指数递增关系。余瑞兰等( 1999) 研 究了氨氮和亚硝酸盐氮对鲫和鳜的毒性影响。结果 显示 , 养殖水体溶解氧低、 氨氮和亚硝酸盐氮浓度高 三者协同作用是诱发鱼类发病的主要原因。因此, 目前一般认为氨氮和亚硝酸盐氮对鱼的毒性是由于 它们进 入 血 液, 将 血 红 蛋 白 分 子 的 Fe2+ 氧 化 为 Fe 3+ , 抑制了血液的载氧能力所致, 严重时可引起鱼 类窒息、 死亡。 2. 3 氨氮和亚硝酸盐氮对河蟹、 鳖养殖中的影响 水环境中氨氮和亚硝酸盐氮过高同样对河蟹、 鳖有危害。何望等 ( 1999) 研究了亚硝酸盐氮对河蟹 蚤状幼体及大眼幼体的毒性影响。认为亚硝酸盐氮 能刺激和麻痹蚤状幼体及大眼幼体 , 并阻碍它们变 态, 引起死亡。卜伟绍 ( 1999) 报道了亚硝酸盐氮对 中华鳖的毒害及防治。温室养殖鳖当总氨含量超过 6 mL/ L以上时 , 会引起鳖的氨中毒症。表现为甲鱼 不愿下水 , 食欲差 , 身体干瘪、 瘦弱、 裙边上翘, 体色 发黑 ; 严重时四肢、 腹部出血、 溃疡或起水泡。同样, 亚硝酸盐氮对鳖也有较大的毒害作用。此外, 亚硝 酸盐氮还是一种致癌物质, 可影响甲鱼产品质量。
水产养殖
水产养殖的危害源分析
戴德渊 张学文 宋代军 摘 要 钟丽红 重庆市畜牧兽医研究院 昆明黄龙山( 饲料 ) 工贸有限公司 西南农业大学动科院
工业的 三废 , 农业的杀虫剂, 城市的废弃物, 以及水产养殖本身的微量元素超剂量
使用和药物的滥用, 使水环境与水产品受到污染。 主要危害源包括 : 重金属 、 氨氮亚硝酸盐氮, 以 及药物残留和矿物磷等。 这些危害不仅对水产养殖构成危害, 而且危及人类健康。 关键词 水产养殖 重金属 氨氮 亚硝酸盐氮 中图分类号 : X52 文献标识码 : B 文章编号: 1002- 2813( 2004) 09- 0041- 03 1. 2. 2 重金属对鱼类呼吸强度和呼吸运动的危害。 贾秀英 ( 2001) 、 周立 红等研 究了 Cu2+ 、 Pb2+ 、 Hg
、 Zn
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是生物必 需元素 , 它们是 生物体内
许多酶的辅酶, 参与生 物体内酶催化 的生化反应。 然而 , 一旦超过体内必需浓度 , 则会对细胞产生毒性 作用, 抑制细胞内酶的活 性, 同时 可产生大量活性 氧、 超氧阴离子自由基、 过氧化氢、 羟基自由基以及 单线态氧 , 引发细胞膜的脂质过氧化作用, 使得细胞 膜的完整性受到破坏 , 细胞结构和功 能受到影响。 镉、 铅为非生物必需元素 , 它们在低浓度时同样能产 生各种自 由 基, 这 些 自由 基 能攻 击 大 分子 , 引起 DNA 的伤害; 高浓度时影响核酸内切酶、 聚合酶的 活性 , 干扰复制的精确性, 以至引发 DNA 突变。重 金属元素能够抑 制 DNA 的合成 , 抑制细 胞代谢及 Na/ KATPase 等能量代谢 , 这在哺乳动物的研究中早 已得到证实。最近的研究表明重金属同样可以影响 鱼类 Na/ KATPase 的活性 , 对鱼类具有 基因毒性作 用。
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在染毒 10 min 时 , 4 种重金属影响下的泥鳅幼鱼的 呼吸强度明显高于对照组。说明泥鳅幼鱼对重金属 污染的影响十分敏感 , 致使呼吸强度在短时间内增 加, 这可能是由于幼鱼在短时间内急性中毒反映强 烈, 大量消耗瓶中氧气, 因而短时间内染毒幼鱼呼吸 强度增强 , 并表现在随着浓度的增高, 呼吸强度逐渐 增大的趋势。重金属离子铝、 锌、 镍、 镉均可与鳃的 分泌物结合起来, 填塞鳃丝间隙, 使鱼呼吸困难。柴 民娟等研究表明, 提高 Hg 对鱼呼吸运动有明显的 抑制作用 , Zn2+ 浓度明显影响鱼的呼吸频率变化和 咳嗽反映。Hg + 的作用机制可能是 Hg + 可以抑制鳃 上 Ca 2+
+ +
水体中 重 金 属离 子 Zn 、 Cu 、 Mn 、 Mg 、 2+ 2+ Hg 、 Pb 等达到一定浓度就会对鱼类造成一定的 毒害作用。对鱼类免疫、 呼吸强度、 呼吸运动、 生理 生化以及基因毒性等方面产生危害。 1. 2. 1 重金属对鱼类免疫机能的影响危害 近年来, 众多学者注意到重金属离子对鱼类免 疫机能的影 响。由于 Zn 2+ 、 Cu2+ 、 Mn2+ 、 Mg2+ 等是 鱼类必需的微量元素和常量元素, 研究表明, 在低浓 度状态下 , 这些元素可促进鱼类的抗菌能力, 高浓度 则起毒害作用。有关 Zn2+ 、 Cu2+ 的研究最多。An derson 等测得 Cu2+ 可使虹鳟脾脏抗体分泌细胞的活 性受到抑制。Cd 是许多水体污染物的重要成分 , 是一种致癌因子和免疫毒害物。对于鱼类 Cd2+ 达 到2 10- 6 即可抑制巨噬细胞的活性。而水体中极 微量的 Hg + 便可产生毒性作用。
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重金属污染来源与危害
重金属的污染来源 重金属作为一类的主要的污染物, 对鱼类的毒
、 Zn
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4 种重金属对泥鳅幼鱼呼吸强度的影响,
害作用, 日益受到人们的关注。其来源有两方面: 一 方面是工业中的废水、 废渣, 以及城市的废弃物 ; 另 一方面则是来源于畜禽、 鱼类养殖本身 , 由于生产实 际中片面追求表观生产性能 , 大剂量使用各种微量 元素, 有的微量元素使用量超过自身营养需要的 10 倍以上。造成 大量的微量元素通 过排泄物进入土 壤, 进入水环境。 1. 2 重金属对鱼类的危害
收稿日期 : 2004- 03- 23
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ATP 酶的活性 , 从而使鳃 益运动受阻 , 同
时 Hg 可以刺激鳃对黏液的分泌 , 并可以和黏液蛋 白结合形成一种不溶性的金属蛋白质化合物, 阻碍 鳃上皮的气体交换 , 从而抑制了鱼呼吸。 1. 2. 3 重金属对鱼类生理生化的影响 蓝伟光 ( 1993) 研究表明 : 适量的 Cu2+ 、 Fe2+ 能 激活真鲷肝脏 Alpase 的活性 , 过量时真 鲷肝脏 Al pase 的活性又会受到明显的抑制; 硒本身的影响很 小, 但硒和铜之间的交互效应却降低了过量铜对真 鲷肝脏 Alpase 的活性抑制作用; 不同浓度的铬对 Al pase 活性没有明显的影响。贾秀英等研究了重金属 镉对鲤鱼、 鲫鱼的酸 性磷酸酶 ( ACP) 、 碱 性磷酸 酶 ( AKP) 、 谷丙转氨酶 ( GPT ) 、 谷草转氨酶 ( GOT ) 以及