亚硝酸盐对水产动物毒性的影响

张霞霞　李世森　胡艺珂等

摘要 在水产养殖过程中，含氮类物质的产生和分解基本处于一个动态平衡状态，但是现今的养殖模式很容易将这种平衡打破，造成亚硝酸盐等含氮类物质的积累而引发一系列中毒效应。综述了亚硝酸盐对水产动物的致毒机理以及亚硝酸盐对几种典型水产动物毒性的影响。研究亚硝酸盐对水产动物的毒性效应对水产养殖的理论研究以及提高经济效益都具有一定的指导意义。

关键词 亚硝酸盐；水产动物；毒性效应

中图分类号 S931.1 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2014）05-01398-03

Abstract The production and elimination of nitrogen compounds were usually in a dynamic equilibrium throughout aquaculture. However， the balance is easily broken by todays culture model， leading the accumulation of nitrite， a kind of nitrogen compound， even triggering a sequence of toxic effect. This article reviews the toxigenicity mechanism of nitrite and the effect of several model aquatic animals by nitrite. Research on the aquaculture toxic effect of nitrite plays the role of guidance on the theoretical study and enhancing economic returns。

Key words Nitrite； Aquatic animals； Toxic effect

水產养殖就是水产动物（如鱼类及甲壳类等）的养殖，我国是世界第一水产养殖大国。2004年我国水产养殖总产量占全国水产品总量的65%，20多年来养殖产量已经超过捕捞产量，水产养殖业已成为我国提高农民收入、保障食品供给、促进农村经济发展的重要产业[1]。然而，由于单纯经济利益的驱动，在片面追求产量而采取大批量集约化养殖的驱使下，忽略了养殖水域的生态平衡和环境保护，致使水产养殖业在发展过程中不断受到环境污染、病害等因素的影响而出现了大批量死亡的现象，很大程度上降低了水产养殖的经济效益。这种高密度集约化的养殖水体中往往会因为投入过量饵料导致高蛋白残饵和高含氮排泄物不断沉积于池底，并被水中的微生物分解成含氮物，导致养殖水体中亚硝酸盐等有害物质积

累，出现水体和底质富营养化，引起养殖水域生态环境恶化[2]。Phillips等研究表明我国每年突发性污染和水体富营养化事故导致的鱼、虾、贝类死亡损失超过1亿元[3]。基于此，笔者就亚硝酸盐产生途径以及亚硝酸盐对典型水产动物毒性的影响进行了综述。

1 亚硝酸盐

不新鲜、变质的食物、蔬菜或腌制的肉类中都含有亚硝酸盐。亚硝酸盐主要是指亚硝酸钠，亚硝酸钠是白色至淡黄色粉末或颗粒状，味道微咸，易溶于水，外观和滋味都与食盐相似，天然水环境中的亚硝酸浓度很低 ，但在集约化养殖过程中由于种种原因产生了大量亚硝酸盐，使养殖水体水质迅速恶化，造成严重的自身污染，甚至使整个养殖生态环境都遭到破坏。

1.1 亚硝酸盐的产生途径

存在于水体中的亚硝酸盐对鱼类、软体动物和甲壳类功物均有毒害作用，硝化细菌活性失调或脱氮作用过程的不平衡引起过量亚硝酸盐的产生。在集约化养殖过程中，向养殖水体中投入过量饵料导致高蛋白残饵和高含氮排泄物不断沉积于池底，并被水中的微生物分解为含氮物，造成养殖水体中氨态氮和亚硝态氮等有害物质的累积。正常情况下，这些有害物质可以通过硝化细菌的硝化作用转化成硝酸盐等无毒物质或被水体中藻类生物利用形成氮气排出体外，使水体中的环境处于一种自净平衡的状态。但是，水产养殖中定期使用消毒剂将有害的或有益菌体全部杀死，阻断了整个过程中的消化和分解作用，而且水产养殖密度过高容易导致水中溶氧量不足，即使还存在一定量的硝化细菌，其硝化作用也会减弱[4-5]。

1.2 亚硝酸盐对水产动物的毒性机理

有关亚硝酸盐对水产动物的危害机理在国内有大量报道。亚硝酸盐对动物的致毒机理主要表现在以下方面：①亚硝酸盐会影响鱼、虾、蛙等动物体内抗氧化酶活性，同时也影响溶菌酶的活力，脾细胞呼吸爆发力，从而降低两栖动物的免疫能力[6]；②亚硝酸盐会将动物体内血红蛋白球中的血红蛋白转化为高铁血红蛋白，从而导致组织缺氧，膜通透性改变，组织自溶性提高及组织坏死等病理现象。目前，关于亚硝酸盐对水生动物毒性效应方面的研究还多见于鱼、虾和鳖等[7]。

3 亚硝酸盐对典型水产生物的影响

3.1 亚硝酸盐对养殖鱼类毒性的影响

亚硝酸盐对鱼类而言是一种有毒物质，养鱼池塘内由于经常投饵，施肥及残渣分解会产生大量的亚硝酸盐[8]，近年来，国内外有关亚硝酸盐对水产鱼类的影响研究进行了大量研究。白秀

娟等研究表明文昌鱼会表现出一定的环境应激反应，暴露在亚硝酸盐条件下的试验组文昌鱼的体重、酸性磷酸酶（ACP）、碱性磷酸酶（ALP）与对照组无显著差异，但当文昌鱼在亚硝酸盐浓度为12.07 mg/L时，其ACP 和ALP活性受到显著抑制作用，受抑制的强度随水体中亚硝酸盐浓度升高而增大，结果表明亚硝酸盐对鱼类毒性效应确实存在[9]。魏泰莉等以彭泽鲫为试验材料来研究亚硝酸盐对血红蛋白的毒性影响，结果表明彭泽鲫血液中的高铁血红蛋白随着亚硝酸盐浓度的增加呈指数递增关系[10]。王学明等将团头鲂鱼驯养在不同梯度浓度的亚硝酸盐中24 h后发现鲂鱼的呼吸率呈抛物线，当亚硝酸盐浓度大于2.5 mg/L时就呈下降趋势，血液呈黑褐色，而且血液中的高铁血红蛋白浓度也明显升高，说明团头鲂鱼对亚硝酸盐存在一定的耐受度，一旦超过耐受浓度，血液中血红蛋白转化成高铁血红蛋白，呼吸能力受阻，从而影响正常的生理机能[11]。赵元凤等分别测定了暴露在高浓度亚硝酸盐下96 h后尼罗罗非鱼血液中高铁血红蛋白含量随亚硝酸盐浓度的升高而增大，而且血液中高铁血红蛋白浓度随时间的推移而升高。这表明鱼致毒是由于亚硝酸盐从鱼血液扩散至红细胞，然后逐渐积累，将血红蛋白中的亚铁离子氧化成高价铁离子，使血液丧失运载氧的功能[12]。

3.2 亚硝酸盐对虾类毒性的影响

已有研究表明在有机胁迫环境中虾体内与抗病有关的酶活力明显下降，对病原体的易感性也有所提高[13]，在这些有机胁迫因子中对水体和底质富营养化起主要作用的含氮有机物亚硝酸盐就是对虾养殖系统中主要的胁迫因子之一。孙舰军报道高浓度氨氮可以降低中国对虾与抗病力相关酶的活力[14]。曾红對日本对虾急性毒理试验结果同时也表明了96 h半致死浓度会随着亚硝酸盐浓度的升高而增加，在水体亚硝酸盐胁迫下虾的免疫功能会下降[15]。黄翔鹄等研究不同浓度的亚硝酸盐对凡纳滨对虾毒性的影响，结果表明在亚硝酸盐胁迫下，凡纳滨对虾的血细胞数、超氧化物歧化酶（SOD）活力、酚氧化酶（PO）活力、抗菌活力（Ua）、溶菌活力（UL）和血清蛋白含量均显著低于对照组，结果表明亚硝酸盐可以降低凡纳滨对虾抗病能力，亚硝酸盐浓度越高，其抗病能力越弱[16]。艾春香研究也表明暴露在浓度1 mg/L 的亚硝态氮水体中 1、4、7和10 d 后，罗氏沼虾血清和肌肉中酚氧化酶（PO）活性均有所降低，而肝胰腺中PO活性则略有增高；各组织、器官中SOD活性先增高后降低，而磷酸酶活性则有不同程度的增高。这说明亚硝酸盐胁迫下，随着时间的推移，存在亚硝酸盐的积累效应，导致罗氏沼虾体内各种酶活性有不同程度的升高[17]。吴中华等利用浓度逐渐升高的亚硝酸盐梯度对中国对虾进行组织病理学研究，从组织切片中发现培养在亚硝酸盐中的试验组的虾肝胰脏由透明状向淡黄色浊状转变，鳃有肿胀状，上皮层增厚，局部细胞还有空泡、坏死等一系列组织坏死病理学变化[18-20]。亚硝酸盐既可以引起虾类中毒，又会降低虾蟹类自身的免疫抗病力，降低养殖虾对病原体的抵抗力，很大程度上降低了虾类水产养殖的经济效益。

3.3 亚硝酸盐对蟹类毒性的影响

甲壳动物的特异性免疫发展还不够完善，因此在正常环境刺激中主要是依靠非特异性免疫来发挥重要作用，因此甲壳动物血淋巴中的血细胞及抗氧化酶在机体行使免疫功能时起着相当大的作用，可用于评价机体免疫状况和健康状况的重要指标。洪美玲等分别鉴定了在不同浓度梯度亚硝酸盐暴露下中华螯蟹的血细胞总数（Total hemocyte counts，THC）、超氧化物歧化酶（SOD）活力、丙二醛（MDA）含量的变化情况，高浓度亚硝酸盐暴露亦可使血细胞总数显著下降，低浓度的亚硝酸盐暴露在短期内提高了SOD活性，但高浓度的亚硝酸盐暴露却抑制了SOD活性，说明甲壳动物对亚硝酸盐还有一定的毒性抵制效应，所以SOD活性呈现先降低后升高的状态，肝胰腺丙二醛含量随着水中亚硝酸盐浓度的升高而增加，并随着时间的延长，在体内的累积量不断增加，说明造成亚硝酸盐中毒的原因之一就是存在积累效应，当积累到生物体自身无法解除时就会中毒[21]。何望等对河蟹幼体投喂一定亚硝酸盐后观察其幼体生长情况，结果发现随着亚硝酸盐浓度的升高，幼体浮躁不安，尾巴卷曲，身体不灵活、类似于中毒症状亦随之加重，结果表明亚硝酸盐对河蟹幼体的生长及变态发育有着极大的危害，能刺激和麻醉幼体的神经，阻碍它们的生长和变态发育[22]。

4 展望

随着养殖水平的不断提高和养殖密度的不断加大，对池塘的投入也在不断增加，水体的负载都达到或超过饱和程度，进而使水体的理化条件不断恶化，水体的氨氮、亚硝态氮等有毒、有害物质大量产生，致使养殖水产生物容易生病甚至中毒死亡，造成较大的损失。水产养殖业在我国乃至全世界都是重要的食品供给部门，所以加强水产养殖的经济研究对于促进其健康、持续、稳定发展，保障全球食物供给、促进经济发展、提高从业者收入水平和消费者福利水平都有重要作用，希望能有更多的亚硝酸盐对水产动物毒性影响方面的研究，虽然亚硝酸盐对典型水产动物毒性影响的慢性试验具有一定的挑战性，但可行性还是很大的。

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