亞硝酸鹽對水產(chǎn)動物毒性的影響

張霞霞　李世森　胡藝珂等

摘要 在水產(chǎn)養(yǎng)殖過程中，含氮類物質(zhì)的產(chǎn)生和分解基本處于一個動態(tài)平衡狀態(tài)，但是現(xiàn)今的養(yǎng)殖模式很容易將這種平衡打破，造成亞硝酸鹽等含氮類物質(zhì)的積累而引發(fā)一系列中毒效應(yīng)。綜述了亞硝酸鹽對水產(chǎn)動物的致毒機(jī)理以及亞硝酸鹽對幾種典型水產(chǎn)動物毒性的影響。研究亞硝酸鹽對水產(chǎn)動物的毒性效應(yīng)對水產(chǎn)養(yǎng)殖的理論研究以及提高經(jīng)濟(jì)效益都具有一定的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞 亞硝酸鹽；水產(chǎn)動物；毒性效應(yīng)

中圖分類號 S931.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 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(chǎn)養(yǎng)殖就是水產(chǎn)動物（如魚類及甲殼類等）的養(yǎng)殖，我國是世界第一水產(chǎn)養(yǎng)殖大國。2004年我國水產(chǎn)養(yǎng)殖總產(chǎn)量占全國水產(chǎn)品總量的65%，20多年來養(yǎng)殖產(chǎn)量已經(jīng)超過捕撈產(chǎn)量，水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)已成為我國提高農(nóng)民收入、保障食品供給、促進(jìn)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要產(chǎn)業(yè)[1]。然而，由于單純經(jīng)濟(jì)利益的驅(qū)動，在片面追求產(chǎn)量而采取大批量集約化養(yǎng)殖的驅(qū)使下，忽略了養(yǎng)殖水域的生態(tài)平衡和環(huán)境保護(hù)，致使水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)在發(fā)展過程中不斷受到環(huán)境污染、病害等因素的影響而出現(xiàn)了大批量死亡的現(xiàn)象，很大程度上降低了水產(chǎn)養(yǎng)殖的經(jīng)濟(jì)效益。這種高密度集約化的養(yǎng)殖水體中往往會因?yàn)橥度脒^量餌料導(dǎo)致高蛋白殘餌和高含氮排泄物不斷沉積于池底，并被水中的微生物分解成含氮物，導(dǎo)致養(yǎng)殖水體中亞硝酸鹽等有害物質(zhì)積

累，出現(xiàn)水體和底質(zhì)富營養(yǎng)化，引起養(yǎng)殖水域生態(tài)環(huán)境惡化[2]。Phillips等研究表明我國每年突發(fā)性污染和水體富營養(yǎng)化事故導(dǎo)致的魚、蝦、貝類死亡損失超過1億元[3]?；诖?，筆者就亞硝酸鹽產(chǎn)生途徑以及亞硝酸鹽對典型水產(chǎn)動物毒性的影響進(jìn)行了綜述。

1 亞硝酸鹽

不新鮮、變質(zhì)的食物、蔬菜或腌制的肉類中都含有亞硝酸鹽。亞硝酸鹽主要是指亞硝酸鈉，亞硝酸鈉是白色至淡黃色粉末或顆粒狀，味道微咸，易溶于水，外觀和滋味都與食鹽相似，天然水環(huán)境中的亞硝酸濃度很低 ，但在集約化養(yǎng)殖過程中由于種種原因產(chǎn)生了大量亞硝酸鹽，使養(yǎng)殖水體水質(zhì)迅速惡化，造成嚴(yán)重的自身污染，甚至使整個養(yǎng)殖生態(tài)環(huán)境都遭到破壞。

1.1 亞硝酸鹽的產(chǎn)生途徑

存在于水體中的亞硝酸鹽對魚類、軟體動物和甲殼類功物均有毒害作用，硝化細(xì)菌活性失調(diào)或脫氮作用過程的不平衡引起過量亞硝酸鹽的產(chǎn)生。在集約化養(yǎng)殖過程中，向養(yǎng)殖水體中投入過量餌料導(dǎo)致高蛋白殘餌和高含氮排泄物不斷沉積于池底，并被水中的微生物分解為含氮物，造成養(yǎng)殖水體中氨態(tài)氮和亞硝態(tài)氮等有害物質(zhì)的累積。正常情況下，這些有害物質(zhì)可以通過硝化細(xì)菌的硝化作用轉(zhuǎn)化成硝酸鹽等無毒物質(zhì)或被水體中藻類生物利用形成氮?dú)馀懦鲶w外，使水體中的環(huán)境處于一種自凈平衡的狀態(tài)。但是，水產(chǎn)養(yǎng)殖中定期使用消毒劑將有害的或有益菌體全部殺死，阻斷了整個過程中的消化和分解作用，而且水產(chǎn)養(yǎng)殖密度過高容易導(dǎo)致水中溶氧量不足，即使還存在一定量的硝化細(xì)菌，其硝化作用也會減弱[4-5]。

1.2 亞硝酸鹽對水產(chǎn)動物的毒性機(jī)理

有關(guān)亞硝酸鹽對水產(chǎn)動物的危害機(jī)理在國內(nèi)有大量報道。亞硝酸鹽對動物的致毒機(jī)理主要表現(xiàn)在以下方面：①亞硝酸鹽會影響魚、蝦、蛙等動物體內(nèi)抗氧化酶活性，同時也影響溶菌酶的活力，脾細(xì)胞呼吸爆發(fā)力，從而降低兩棲動物的免疫能力[6]；②亞硝酸鹽會將動物體內(nèi)血紅蛋白球中的血紅蛋白轉(zhuǎn)化為高鐵血紅蛋白，從而導(dǎo)致組織缺氧，膜通透性改變，組織自溶性提高及組織壞死等病理現(xiàn)象。目前，關(guān)于亞硝酸鹽對水生動物毒性效應(yīng)方面的研究還多見于魚、蝦和鱉等[7]。

3 亞硝酸鹽對典型水產(chǎn)生物的影響

3.1 亞硝酸鹽對養(yǎng)殖魚類毒性的影響

亞硝酸鹽對魚類而言是一種有毒物質(zhì)，養(yǎng)魚池塘內(nèi)由于經(jīng)常投餌，施肥及殘渣分解會產(chǎn)生大量的亞硝酸鹽[8]，近年來，國內(nèi)外有關(guān)亞硝酸鹽對水產(chǎn)魚類的影響研究進(jìn)行了大量研究。白秀

娟等研究表明文昌魚會表現(xiàn)出一定的環(huán)境應(yīng)激反應(yīng)，暴露在亞硝酸鹽條件下的試驗(yàn)組文昌魚的體重、酸性磷酸酶（ACP）、堿性磷酸酶（ALP）與對照組無顯著差異，但當(dāng)文昌魚在亞硝酸鹽濃度為12.07 mg/L時，其ACP 和ALP活性受到顯著抑制作用，受抑制的強(qiáng)度隨水體中亞硝酸鹽濃度升高而增大，結(jié)果表明亞硝酸鹽對魚類毒性效應(yīng)確實(shí)存在[9]。魏泰莉等以彭澤鯽為試驗(yàn)材料來研究亞硝酸鹽對血紅蛋白的毒性影響，結(jié)果表明彭澤鯽血液中的高鐵血紅蛋白隨著亞硝酸鹽濃度的增加呈指數(shù)遞增關(guān)系[10]。王學(xué)明等將團(tuán)頭魴魚馴養(yǎng)在不同梯度濃度的亞硝酸鹽中24 h后發(fā)現(xiàn)魴魚的呼吸率呈拋物線，當(dāng)亞硝酸鹽濃度大于2.5 mg/L時就呈下降趨勢，血液呈黑褐色，而且血液中的高鐵血紅蛋白濃度也明顯升高，說明團(tuán)頭魴魚對亞硝酸鹽存在一定的耐受度，一旦超過耐受濃度，血液中血紅蛋白轉(zhuǎn)化成高鐵血紅蛋白，呼吸能力受阻，從而影響正常的生理機(jī)能[11]。趙元鳳等分別測定了暴露在高濃度亞硝酸鹽下96 h后尼羅羅非魚血液中高鐵血紅蛋白含量隨亞硝酸鹽濃度的升高而增大，而且血液中高鐵血紅蛋白濃度隨時間的推移而升高。這表明魚致毒是由于亞硝酸鹽從魚血液擴(kuò)散至紅細(xì)胞，然后逐漸積累，將血紅蛋白中的亞鐵離子氧化成高價鐵離子，使血液喪失運(yùn)載氧的功能[12]。

3.2 亞硝酸鹽對蝦類毒性的影響

已有研究表明在有機(jī)脅迫環(huán)境中蝦體內(nèi)與抗病有關(guān)的酶活力明顯下降，對病原體的易感性也有所提高[13]，在這些有機(jī)脅迫因子中對水體和底質(zhì)富營養(yǎng)化起主要作用的含氮有機(jī)物亞硝酸鹽就是對蝦養(yǎng)殖系統(tǒng)中主要的脅迫因子之一。孫艦軍報道高濃度氨氮可以降低中國對蝦與抗病力相關(guān)酶的活力[14]。曾紅對日本對蝦急性毒理試驗(yàn)結(jié)果同時也表明了96 h半致死濃度會隨著亞硝酸鹽濃度的升高而增加，在水體亞硝酸鹽脅迫下蝦的免疫功能會下降[15]。黃翔鵠等研究不同濃度的亞硝酸鹽對凡納濱對蝦毒性的影響，結(jié)果表明在亞硝酸鹽脅迫下，凡納濱對蝦的血細(xì)胞數(shù)、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）和血清蛋白含量均顯著低于對照組，結(jié)果表明亞硝酸鹽可以降低凡納濱對蝦抗病能力，亞硝酸鹽濃度越高，其抗病能力越弱[16]。艾春香研究也表明暴露在濃度1 mg/L 的亞硝態(tài)氮水體中 1、4、7和10 d 后，羅氏沼蝦血清和肌肉中酚氧化酶（PO）活性均有所降低，而肝胰腺中PO活性則略有增高；各組織、器官中SOD活性先增高后降低，而磷酸酶活性則有不同程度的增高。這說明亞硝酸鹽脅迫下，隨著時間的推移，存在亞硝酸鹽的積累效應(yīng)，導(dǎo)致羅氏沼蝦體內(nèi)各種酶活性有不同程度的升高[17]。吳中華等利用濃度逐漸升高的亞硝酸鹽梯度對中國對蝦進(jìn)行組織病理學(xué)研究，從組織切片中發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)在亞硝酸鹽中的試驗(yàn)組的蝦肝胰臟由透明狀向淡黃色濁狀轉(zhuǎn)變，鰓有腫脹狀，上皮層增厚，局部細(xì)胞還有空泡、壞死等一系列組織壞死病理學(xué)變化[18-20]。亞硝酸鹽既可以引起蝦類中毒，又會降低蝦蟹類自身的免疫抗病力，降低養(yǎng)殖蝦對病原體的抵抗力，很大程度上降低了蝦類水產(chǎn)養(yǎng)殖的經(jīng)濟(jì)效益。

3.3 亞硝酸鹽對蟹類毒性的影響

甲殼動物的特異性免疫發(fā)展還不夠完善，因此在正常環(huán)境刺激中主要是依靠非特異性免疫來發(fā)揮重要作用，因此甲殼動物血淋巴中的血細(xì)胞及抗氧化酶在機(jī)體行使免疫功能時起著相當(dāng)大的作用，可用于評價機(jī)體免疫狀況和健康狀況的重要指標(biāo)。洪美玲等分別鑒定了在不同濃度梯度亞硝酸鹽暴露下中華螯蟹的血細(xì)胞總數(shù)（Total hemocyte counts，THC）、超氧化物歧化酶（SOD）活力、丙二醛（MDA）含量的變化情況，高濃度亞硝酸鹽暴露亦可使血細(xì)胞總數(shù)顯著下降，低濃度的亞硝酸鹽暴露在短期內(nèi)提高了SOD活性，但高濃度的亞硝酸鹽暴露卻抑制了SOD活性，說明甲殼動物對亞硝酸鹽還有一定的毒性抵制效應(yīng)，所以SOD活性呈現(xiàn)先降低后升高的狀態(tài)，肝胰腺丙二醛含量隨著水中亞硝酸鹽濃度的升高而增加，并隨著時間的延長，在體內(nèi)的累積量不斷增加，說明造成亞硝酸鹽中毒的原因之一就是存在積累效應(yīng)，當(dāng)積累到生物體自身無法解除時就會中毒[21]。何望等對河蟹幼體投喂一定亞硝酸鹽后觀察其幼體生長情況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)隨著亞硝酸鹽濃度的升高，幼體浮躁不安，尾巴卷曲，身體不靈活、類似于中毒癥狀亦隨之加重，結(jié)果表明亞硝酸鹽對河蟹幼體的生長及變態(tài)發(fā)育有著極大的危害，能刺激和麻醉幼體的神經(jīng)，阻礙它們的生長和變態(tài)發(fā)育[22]。

4 展望

隨著養(yǎng)殖水平的不斷提高和養(yǎng)殖密度的不斷加大，對池塘的投入也在不斷增加，水體的負(fù)載都達(dá)到或超過飽和程度，進(jìn)而使水體的理化條件不斷惡化，水體的氨氮、亞硝態(tài)氮等有毒、有害物質(zhì)大量產(chǎn)生，致使養(yǎng)殖水產(chǎn)生物容易生病甚至中毒死亡，造成較大的損失。水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)在我國乃至全世界都是重要的食品供給部門，所以加強(qiáng)水產(chǎn)養(yǎng)殖的經(jīng)濟(jì)研究對于促進(jìn)其健康、持續(xù)、穩(wěn)定發(fā)展，保障全球食物供給、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高從業(yè)者收入水平和消費(fèi)者福利水平都有重要作用，希望能有更多的亞硝酸鹽對水產(chǎn)動物毒性影響方面的研究，雖然亞硝酸鹽對典型水產(chǎn)動物毒性影響的慢性試驗(yàn)具有一定的挑戰(zhàn)性，但可行性還是很大的。

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