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被我们忽视的氨氮才是水质败坏的根源

水体中氮的存在形态

天然水域中,氮的存在形态可粗略分为五种,溶解游离态氮气,氨态氮,硝酸态氮,亚硝酸态氮以及有机氮化合物。有机氮化合物包括尿素,氨基酸,蛋白质,腐殖酸等及其分解产物。这类物质的含量相对较少,性质比较复杂。

a溶解游离态氮气,天然水中氮的最丰富形态是溶解游离态氮气,它主要来自空气的溶解,水中的游离态氮含量为近饱和值,由于脱氮作用以及固氮作用可能改变其含量,但其影响不大。

b硝酸态氮,在通气良好的水域中,硝酸态氮是含氮化合物的稳定形态,在各种无机化合态氮中占优势,他是含氮物质氧化的最终产物,但在缺氧水体中,可受反硝化细菌的作用而被还原。

c亚硝酸态氮,水体中亚硝酸态氮通常比其他形态的无机氮的含量要低很多,亚硝酸态氮是氨态氮和硝酸态之间的一种中间氧化状态,它可以作为氨态氮的氧化和硝酸态氮的还原的一种过渡形态,而且在自然条件下,这两种过程受微生物的作用而活化,因此它是一种不稳定的形态。

d氨态氮,水体的氨态氮是指在水中以氨气和氨离子形态存在的氮的含量之和。由于氨气和氨离子对水生养殖动物的毒性有很大的差异,氨离子基本没有毒性氨气的毒性很大。在研究毒性时,需要将两者区别。水质分析测定的氨氮都是两者之和。

氨气和氨离子在总氨氮中所占比例,随着水体的PH值而变化,氨气不带电荷,有较强的脂溶性,易透过细胞膜对水生动物有很强的毒性。我国目前的渔业水质标准中规定,非离子氨含量不得超过0.02毫克每升。

1、水体中的氮是怎么来的? 

水体中化合态氮的来源很广,包括大气降水,下落过程从大气中的淋溶,地下径流,从岩石土壤的溶解,水体中水生动物的代谢,水中生物的固氮作用,以及沉积物中氮的释放,另外,随着工业农业生产发展,生活污水排放,造成对环境的污染日益严重,污染成了天然水体中化合态氮的重要来源。含有无机氮肥产品使用、残饵、动植物尸体被池塘中的微生物菌分解生成氨氮。当氧气不足时,水体发生反硝化反应,亚硝酸盐、硝酸盐在反硝化细菌的作用下分解而产生氨氮。水生动物(养殖动物,小白虫)可通过鳃和尿液、甲壳类能通过鳃和触角腺向水中排出体内的氨氮。

2、水体中氮的转化

水体中各种形态的氮在生物及非生物的因素的共同作用下不断的迁移转化,构成一个复杂的动态循环图,藻类的同化作用,微生物的氨化作用,硝化作用和脱氮作用,在各种形态氮的相互转化过程中起着极其重要的作用。

a氨化作用,含氮有机物在微生物作用下分解释放氨态氮的过程,就是氨化作用。养殖水体中,各类生物的代谢废物及其尸体残骸还经过氨化作用,把含氮有机物中的氨释放到水中是重要的有效氮来源,沉积于底质中的含氮有机物,在适当的条件下会被异氧微生物分解,矿化转变成氨氮,然后通过扩散到水体中。

b同化作用,水生植物通过吸收利用天然水中的氨氮,硝酸态氮,亚硝酸态氮,等合成自身的物质就叫做同化作用。

水体中的氨氮,硝酸态氮,亚硝酸态氮等无机氮化合物是藻类能直接吸收利用的氮的形态,某些特殊藻类甚至可以直接以游离氮作为氮源,不同种类的水生植物吸收有效氮的形态可能有所不同,但对一般藻类而言,有效氮的主要是无机氮化合物,有机氮,如果不经脱氨基作用分解所含氨元素,一般不能为植物直接吸收,只能附着于植物表面的细菌的作用下,被间接利用。

实验表明,绝大多数藻类总是优先吸收氨态氮,在氨态氮消耗以后才开始利用硝酸态氮。

实验证明,在不同类型的生物体内,糖类,脂肪和蛋白质的比例可以有相当大的差别,平均而言,生物有机体都有相对固定的元素组成,构成藻类原生质的碳,氮,磷三种元素的平均组成,按其原子个数之比为碳比氮比磷等于106比16比1,一般认为,浮游植物对营养要素的吸收也是按照这样的比例进行的。

c硝化作用在通气良好的水体中,经硝化细菌的作用,氨可进一步被氧化为硝态氮,这一过程称为硝化。硝化过程中对水体中的溶解氧和碱度有较大的影响,所以在处理氨氮时需要考虑补给氧气,碳源和碱度。养殖水体中硝化作用主要是溶解氧,PH值等因素的影响,硝化速度随着溶解氧含量升高而增大。

d脱氮作用,脱氮作用是在微生物的作用下,硝酸盐或亚硝酸盐被还原为氮气的过程,参与这一过程的微生物称为反硝化菌,脱氮菌大部分都是条件性厌氧细菌,在缺氧条件下,通过厌氧细菌的活动进行脱氮作用,据估计,进入生物圈的固定态氮有90%以上都是经脱氮作用,而离开生物圈以气态氮形态回到大气。

氨氮对水生动物的危害

1、氨氮的中毒机理 

氨氮以两种形式存在于水中,一种是氨(NH3),对水生生物有毒,另一种是铵(NH4 ),对水生生物无毒。氨氮毒性随PH升高氨氮的毒性随之升高。

当氨(NH3)通过鳃进入水生生物体内时,降低血液的输氧能力,破坏鳃表皮组织。水中氨浓度高也影响水对水生生物的渗透性,降低内部离子浓度。

2、氨氮对水生动物的危害 

摄食降低,生长减慢;组织损伤,导致黑鳃,烂鳃,降低氧在组织间的输送。水生生物长期处于应激状态,增加动物对疾病的易感性,降低生长速度。

急性中毒表现为亢奋、在水中丧失平衡、抽搐,严重者甚至死亡。

氨氮的控制方法

1、换水

更换的新水水质良好,是消除氨氮改善水质最快的最有效的方法,之后使用“靓水可乐”或者“碧水安”解毒。

2、 增加水体活菌数量,吸收氨氮,亚盐

定期7-10天使用“赛伏活菌”3-4亩/袋或者“水碧净”“益水素”补充水体活菌数量,促进水体氮元素物质循环。

3、增加水体中的溶氧 

使用“利藻素”(氮元素含量低)8-12亩/袋配合赛伏活菌3-4亩/袋培养绿藻硅藻使水体溶氧充足,加快硝化反应,降低氨氮的毒性。

4、定期7~10天使用,单过硫(10袋/桶)30亩/桶,或者池底安10亩/袋,分解残饵粪便,降低氨氮。

本文来源:王洋    本文编辑:段跃杰

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