黄粉虫壳聚糖对鱼塘养殖水处理效果分析

马瑞仙 姜婕 穆天鸽 孔繁荣 沈禹颐

摘要：为了解黄粉虫壳聚糖对鱼塘养殖水（西二池、中三池、三角池）的处理效果，在水样中加入黄粉虫壳聚糖，对絮凝率、三氮、溶解氧进行了测定。结果表明：黄粉虫壳聚糖处理后水样絮凝率明显下降，三氮浓度微量下降，溶解氧浓度明显上升，壳聚糖处理水质絮凝率、溶解氧方面有一定的效果。在水产动物养殖方面可以起到增氧降絮的作用，且成本较低，能更好的代替一些降污剂，有利于环境保护。

关键词：黄粉虫壳聚糖;鱼塘水;处理效果

中图分类号：S949

文献标识码：B

doi： 10.3969/j.issn.2096-3637.2019.11 .001

引言

黄粉虫壳聚糖又称脱乙酰甲壳素，是一种白色或灰白色无臭、无味、无毒的粉末状|古I体，是由白然界中来源丰富的可再生天然高分子化合物甲壳素在强碱性条件下经过脱乙酰作用得到的。这种天然高分子的生物官能性和相容性、安全性、微生物降解性等优良性能被各行各业广泛关注。研究表明：从黄粉虫中提取的壳聚糖，石灰质及蜡质含量低，分子较低，提取较容易，可进一步用来制备低分子量、脱乙酰度较高的壳聚糖，在环境、医药、食品加T.等领域具有广阔应用前景[1-2]。

目前我国水产养殖业发展迅速，产量也逐年增加，经济发展的同时通常伴随生态环境的破坏。 “绿色发展”问题也逐渐凸显出来，如何更好的将养殖与环保相结合是努力的目标。鱼塘中养殖密度高、残饵腐烂、药物滥用等问题造成的水体污染，不仅影响水产养殖业健康发展，而且对环境也是挑战。试验主要以黄粉虫壳聚糖对鱼塘养殖水的处理效果进行探究，观察试验结果，运用于养殖水样的清洁，以便达到水质多次利用的效果，有利于环境环境保护。

试验材料与仪器

1.1材料

水样取白白银鱼类良种试验站鱼塘养殖水（西二池、中三池、三角池），黄粉虫（用于提取壳聚糖），0.12mol/L盐酸溶液、2.0mol/L氢氧化钠溶液、浓硫酸、0.5%淀粉溶液、0.025N硫代硫酸钠。

1.2仪器

恒温振荡器、搅拌仪、分光光度计、水浴锅、色列管、烧杯、漏斗、量筒。 方法

2.1 壳聚糖提取

（1）酸处理：酸处理去除样品中的无机盐，准确称取黄粉虫虫粉10.0000g，置于200mL烧杯中，每个烧杯中加0.12mol/L的盐酸溶液100mL浸泡，于烧杯中振荡24h，期间每2h对盐酸溶液进行更换。振荡24h后，取出过滤并洗涤至中性。

（2）碱处理：碱处理的目的是去除黃粉虫中的蛋白质和油脂。在酸处理后的样品中分别加入2.0mol/L的氢氧化钠溶液100mL，每2h更换氢氧化钠溶液连续振荡16h，取出洗涤至中性，得到黄粉虫壳聚糖。

（3）脱乙酰基处理：向得到的黄粉虫壳聚糖中加入60%氢氧化钠浓溶液50mL，连续浸泡6h于沸水浴中，而后过滤洗涤至中性，十燥。最终得到黄粉虫壳聚糖1.6836g。

2.2 鱼塘养殖水处理

用制备的黄粉虫壳聚糖处理鱼塘养殖水，进行絮凝率，三氮，溶解氧的测定并进行效果对比。

（1）絮凝率的测定。取一定的水样（自来水、西二池、中三池、三角池）悬浮液，每组水样分别加入0.015g的不同黄粉虫壳聚糖后（共8组），定容至50mL，置于搅拌仪上搅拌后静置5min，取上清液，与空白组作参比，在550 nm下测定吸光度。计算处理前后水样絮凝率的变化率。R-（A-B）/A×100%（式中：A和B分别为空白组和试验组的吸光度）。

（2）氨氮的测定。水样中氨氮浓度按照家畜环境卫生学中的方法，测定处理前后水样中的氨氮浓度，计算水样中氨氮的去除率。

（3）硝酸盐氮的测定。水样中硝酸盐氮浓度按照家畜环境卫生学中的方法，测定处理前后水样中的硝酸盐氮浓度，计算水样中硝酸盐氮的去除率。

（4）亚硝酸盐氮的测定。水样中亚硝酸盐氮浓度按照家畜环境卫生学中的方法，测定处理前后水样中的亚硝酸盐氮浓度，计算水样中亚硝酸盐氮的去除率。

（5）溶解氧的测定。将采集来的水样（自来水、西二池、中三池、三角池）加以振荡，在沉淀物完全沉至瓶底之前，加入2mL浓硫酸，盖好瓶塞，摇匀至沉淀物全部溶解为止。吸取100mL处理的水样，分别注入250mL碘量瓶中（共8只），用0.025N硫代硫酸钠标准液进行滴定，溶液呈淡黄色时，加入0.5%淀粉溶液1mL，而后继续滴定至蓝色褪尽为止，记录每只碘量瓶所用总量（V）[3]。计算水样处理前后溶解氧的变化率。溶解氧（O2，mg/L） -Vx 0.025×16/2×1000/100

结果与分析

3.1 水样絮凝率的测定

不同水样（自来水、西二池、中三池、三角池）经黄粉虫壳聚糖处理后的絮凝率，见图1。从图1可看出加入黄粉虫壳聚糖水样絮凝率下降值为自来水0.5%、西二池

2l.9%、中三池23.5%、三角池24.5%。

3.2水样“三氮”的测定

不同水样（自来水、西二池、中三池、三角池）经黄粉虫壳聚糖处理后的“三氮”浓度见图2、图3、图4。

从图2可看出加入黄粉虫壳聚糖水样氨氮浓度下降为自来水0.25%、西二池5. 1%、中三池4.8%、三角池3.4%。

图2 黄粉虫壳聚糖处理后水样氨氮浓度（чg/mL）

从图3可以看出加入黄粉虫壳聚糖水样硝酸盐氮浓度下降为白来水0.47%、西二池0 51%、中三池3.8g%、三角池4.79%，

图3 黄粉虫壳聚糖处理后水样硝酸盐氮浓度（чg/mL）

从图4可以看出加入黄粉虫壳聚糖水样亚硝酸盐氮浓度下降为自来水0.92%、西二池0.99%、中三池1.64%、三角池1.50% -

图4 黄粉虫壳聚糖处理后水样亚硝酸盐氮浓度（чg/mL）

3.3水样溶解氧测定

不同水样（白来水、西二池、中三池、三角池）经黄粉虫壳聚糖处理后溶解氧的值见图5。加入黄粉虫壳聚糖水样溶解氧上升值为自来水0 .46%、西二池23.7%、中三池26.8%、三角池33.8%

图5黄粉虫壳聚糖处理后水样溶解氧（mg/L）

讨论

4.1 水中絮凝率的变化

水中絮凝率是测定水质的一项重要指标，絮凝率指溶液中分子量的大小，分子量越大，絮凝率越高。通过测定水中絮凝率为水质的变化提供依据不同水样经黄粉虫壳聚糖处理后絮凝率较未处理的均有所下降，说明黄粉虫壳聚糖对处理水质絮凝率有作用。因黄粉虫壳聚糖为阳离子型絮凝剂，当黄粉虫壳聚糖过量时，体系带过多正电荷，相同电荷间的排斥作用使絮体再分散，架桥困难因而降低絮凝效果。黄粉虫壳聚糖浓度小于15 mg/L时，絮凝效果随黄粉虫壳聚糖浓度增大而增强，当浓度大于15 mg/L时，黄粉虫壳聚糖浓度增加，絮凝率下降[4]。试验中添加黄粉虫壳聚糖的量为300mg/L，远超过15 mg/L，故水样絮凝率下降明显。由于養殖鱼种的不同水样浑浊度顺序：西二池<中三池<三角池。对比图1中水样处理前后絮凝率的变化可以得出一定范围内黄粉虫壳聚糖对絮凝率的作用与水样的浑浊程度有关，水样越浑浊絮凝率下降的越多。经过处理前后的对照，发现黄粉虫壳聚糖处理养殖水有一定的效果。

4.2 水中“三氮”浓度的变化

水样中“三氮”含量的变化能有效反映水样的污染程度，不同阶段相应的“三氮”含量也不同，初期氨氮含量高，中期是硝化阶段，则亚硝酸盐氮含量高，末期硝酸盐氮含量高[5]。通过对比罔2、3、4可知三角池中“三氮”含量最高，水样污染程度处于初期氨氮的含量较高。通过向水样中加入黄粉虫壳聚糖可以降低“三氮”的含量，其中对氨氮的处理效果最为明显，说明黄粉虫壳聚糖对污染初期的水样有作用。通过比较处理前后水样“三氮”的下降数值，可以看JH{黄粉虫壳聚糖对养殖水处理具有一定的作用。

4.3水中溶解氧浓度的变化

水样中溶解氧的变化是衡量水样白净能力的一个指标，主要受水温的影响，水温越低溶解氧的含量越高。水中溶解氧的含量直接影响水产动物的健康，因此对鱼塘养殖水溶解氧是非常重要得指标。通过图5可看出溶解氧的值普遍很低，三角池中由于主要养殖中下层鱼类且数量过多造成溶解氧浓度最低。通过加入黄粉虫壳聚糖，水样中溶解氧的含量明显升高，说明黄粉虫壳聚糖对提升水样溶解氧有很大作用。对比数据后可得水样溶解氧浓度越低黄粉虫壳聚糖的处理效果就越明显，适宜作为鱼塘增氧剂添加。

4.4 鱼塘养殖水的污染及危害

随着我国养渔业的不断发展，养殖密度不断加大，一味追求高产高效的养殖措施对养殖水环境造成极大的破坏，破坏了水体原有的生态平衡，使池塘水体中养殖鱼类长期处于应激状态，导致其生长缓慢、生理功能紊乱、免疫功能下降，并严重感染鱼类疾病，甚至死亡[6]。同时这些养殖水对环境也是一种破坏，若直接排放会造成水体絮凝率升高，三氮浓度升高，溶解氧能力下降，水体富营养化，诱发水生植物生长对水体造成严重破坏继而影响周围环境[7]。

结束语

试验是一个探究性试验，试验中用黄粉虫制得的壳聚糖对鱼塘养殖水进行处理，通过对比处理前后试验数据得到以下结论：黄粉虫壳聚糖对鱼塘养殖水均有增氧降絮的效果;但对于“三氮”的处理效果不太明显。黄粉虫壳聚糖作用鱼塘养殖水的增氧降絮效果，对水产动物的养殖具有很大的帮助，能更好提升水产动物的产品质量。由于黄粉虫壳聚糖来源广泛，经济价值低，无二次污染的特性，用于水质处理，可降低其他降污剂的使用，进而更好地保护环境。

参考文献：

[l]王丙丽，王洪亮，赵志强，等.黄粉虫虫蜕中甲壳素的提取条件研究[J].广东农业科，学，2011，38（1）：118-119

[2]窦珍伟、刘宝、孟宪武等黄粉虫中甲壳素和壳聚糖的提取T艺研究[J]山东大学学报（工学版），2008（5）：107-112. 116.

[3]颜培实，李如治.家畜环境卫生学[M].北京：高等教育出版社，2011：317-319

[4]唐宏科，周鹏刚阳离了淀粉一丙烯酰胺接枝共聚物絮凝剂的制备及其絮凝性能[J].化T环保，2006（3）：246-249

[5]熊晓莉，陈小蓉，邵承斌，等.黄粉虫壳聚糖处理养殖废水[J].环境工程学报，2016，10（3）：1 475-1479.

[6]赵纪先，高云翔.水质三氮与细菌指标的相关检验分析[J]广东卫生防疫资料，1984 （2）：7-10.

[7]纪红艳.对鱼塘养殖污染防治技术的思考[J].农民致富之

友，2013（9）：133