氮的循环及氨氮、亚硝酸盐对鱼体健康的影响

张绍波 李改娟 戴 欣

（1 榆树市水产技术推广站 吉林 榆树 130400）（2 吉林省水产科学研究院）（3 松辽流域水资源保护局 吉林 长春 130033）

鱼类进食、呼吸、粪便排泄、繁殖、吸收和排泄盐类等行为全部都发生在水中，因此水质的好坏直接影响着鱼类的健康程度和水产品的安全性。

1 氮的循环

氮的循环是水产养殖生态系统中物质循环的重要环节，养殖水体中氮的多少关系到水产养殖生态系统中物质能量的转化。氮是浮游植物生长所必需的，是组成蛋白质的重要成分，也是一些微生物参与生化反应的媒介。氮在水中存在的形式有：硝酸盐、亚硝酸盐、氨、铵及不同形式的有机氮。在养殖水体中，这些含氮化合物在水中经氨化、硝化、反硝化等作用，组成了氮的循环系统。

1.1 硝化作用

硝化作用：包括含氮有机物的氨化和氨的氧化过程。氨化作用可在有氧或厌氧条件下将含有氮的有机物氧化为氨氮。氨的氧化过程分两个阶段，首先是氨在亚硝化细菌的作用下被氧化为亚硝酸盐，亚硝化细菌主要有亚硝酸单胞菌属、亚硝酸球菌属等；然后亚硝酸盐在硝化细菌的作用下被氧化为硝酸盐，硝化细菌主要有硝化杆菌属、硝化球菌属等。硝化作用主要受水体中溶解氧、pH和温度的影响。硝化作用最适宜的pH范围为弱碱性，在一定pH值环境中，温度越高，溶解氧越丰富，硝化作用越快。硝化过程可用公式表示如下：

1.2 反硝化作用

反硝化作用又可称为硝酸盐呼吸或硝酸盐还原。硝酸盐还原又有同化性硝酸盐还原和异化性硝酸盐还原之分。大多数细菌、放线菌和真菌都能以硝酸氮为营养，将硝酸还原为氨，进而合成氨基酸、蛋白质和其他含氮有机物。这种硝酸盐还原是同化性质的，故称为同化性硝酸盐还原。另外一些微生物可将硝酸盐逐级还原为N2O和N2等气态产物而逸出水体，这是异化脱氮过程，故称为异化性硝酸盐还原。反硝化作用适宜的温度是20~35℃，反硝化速率一般随着温度的升高而增大。反硝化作用适宜的pH值为7.0~8.5之间。反硝化过程可用公式表示如下：

养殖水体中存在的各种形态的氮发生着某种程度的转化，这种转化构成了氮的一个复杂的动态循环，对于这些过程，贝哈拉诺归纳出了氮的循环过程如图1。

图1 氮的循环过程

2 氨氮对鱼体健康的影响

2.1 氨氮存在形式

氨氮是鱼类的排泄物、残饵、及动植物尸体等含氮有机物分解的终产物。在水体中氨氮（NH3-N）以非离子氨（NH3）或铵盐（NH4+）两种形态存在，并不断地按下式相互转化达成动态平衡。影响两者动态平衡的是水体的pH值和温度。

其中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，而表现出毒性效应，因此对鱼类构成危害的主要是非离子氨。而目前水质分析中所测氨氮为总氨氮。表1为非离子氨占总氨氮的百分比，受水温和pH影响的换算表。

表1 不同温度、不同pH值的溶液中NH3占总氨氮的百分含量

2.2 非离子氨（NH3）的毒性

不同品种、不同时期的鱼类对氨的耐受性有所不同。对大多数养殖的淡水鱼而言，水体中非离子氨NH3≤0.02mg/L是相对安全的，当氨含量超过某一临界值时会导致鱼类死亡。

水体中氨的浓度较低时，鱼类会发生氨的慢性中毒会造成鱼体肝、肾等组织损害，对于肝切片镜检可以发现肝细胞空泡化现象和肾组织损害，胆囊肿大，肠壁松软透明，有出血点。

较高浓度的氨接触鱼体粘膜或表皮时，可以吸收其水分，碱化脂肪，造成组织坏死，使深层组织受损，会使鱼的次级腮丝上皮肿胀，粘膜增生，柱状细胞完全分解，使原来排列整齐的鳃小片产生扭曲，鳃上皮增生，甚至出现鳃小片融合。由于对于鱼鳃的危害，使鱼从水中获取氧的能力降低，甚至使鱼窒息死亡。

鱼类发生氨急性中毒，表现为严重不安，由于碱性水质具有较强的刺激性，使鱼类体表粘液增多，体表充血，鳃部及鳍条基部出血明显，鱼在水体表面游动，死亡前眼球突出，张大口挣扎。鱼体及血液有氨的蓄积。中毒初期的鱼放入清水中可恢复正常，对于鲤鱼类急性毒性范围在0.5~1.8mg/L，回避阀浓度约为1mg/L。

2.3 鱼类非离子氨中毒诊断特征

a.水面游动，张大口挣扎；b.眼球突出；c.体表粘液增多；d.鳃部受损、鳃盖张开；e.水体呈碱性；f.鱼体鳃部及水体有氨刺激气味。

2.4 水体内氨氮的调节

在养殖生产中，要定期检测并控制水中的氨氮指标，水体内氨氮的调节可以分为减少氨氮的来源和加速非离子氨的无害化处理。

2.4.1 减少氨氮来源的方法 调制氨基酸平衡的饲料和控制适宜的饲料蛋白质含量；投饵技术方面，应根据水环境的各项指标调整投饲率，以鱼吃八成饱为宜，投饵时间间隔上，仔鱼至少1~1.5h，成鱼至少2~2.5h；做好清除淤泥和残饵的工作，根据情况少施或不施氮肥。

2.4.2 加速非离子氨的无害化处理 包括如下措施，更换新水；下调pH或温度；利用化学吸附作用；培植藻类及浮萍等水生植物；向养殖水体加入有益微生物如光合细菌及益生康等。

3 亚硝酸盐对鱼体健康的影响

水中亚硝酸盐氮是标志水体被有机物污染的指标之一。亚硝酸盐是氨转化成硝酸过程中的中间产物，在这一过程中，一旦硝化过程受阻，亚硝酸盐就会在水体内积累，就会成为水产动物的致病根源。

3.1 亚硝酸盐的毒性

各国颁布的渔业水质标准中对亚硝酸盐安全浓度的规定差异很大，从0.01mg/L到0.1mg/L不等，一般亚硝酸盐安全浓度不超过0.1mg/L。

当养殖水体中存在亚硝酸盐时，鱼类血液中的亚铁血红蛋白被其氧化成高铁血红蛋白，从而抑制血液的载氧能力，最终使鱼呼吸困难,窒息而死。亚硝酸盐在水产养殖中是诱发暴发性疾病的重要环境因子。

当水中亚硝酸盐达到0.1mg/L时，鱼类红细胞数量和血红蛋白数量逐渐减少，血液载氧能力逐渐丧失，会造成鱼类慢性中毒。此时鱼类摄食量降低，鳃组织出现疾病，呼吸困难，骚动不安。

当亚硝酸盐达到0.5mg/L时，鱼类某些代谢器官的功能失常，体力衰退，此时很容易患病。很多情况下全池暴发疾病而死亡就是因为亚硝酸盐过高造成的。

3.2 鱼类亚硝酸盐中毒诊断特征

a.摄食量降低，活动力减弱，鱼体消瘦，体表无光泽，见人回避反应迟钝；b.病鱼体色发黑，成群浮在水面上，好似缺氧浮头，呼吸困难。

3.3 减少水体中亚硝酸盐的浓度或促进无害转化

亚硝酸盐是广泛存在于水体的一种物质，是水体氮循环的产物之一，要使水体中完全不存在是不可能的，只能在养殖过程中严格控制其浓度。从长远考虑，长期保持溶解氧在5-6mg/L，pH在7.0-8.5之间，有利于无害转化；调整微生态平衡（补充硝化细菌或亚硝化细菌）也是一种长效方式；对于急救，可以用强氧化剂强制氧化；如果有可能彻底换水也是一种很好的方法。

总之，在水产养殖过程中，了解养殖水体中氮的循环过程及存在形式，动态地控制和掌握水体中氮的含量，对调整和改善养殖水体生态结构、提高养殖产量和水产品质量无疑是相当重要的。