氨氮對魚類的危害

高亞峰+孫洪杰

摘 要：氨氮是水產(chǎn)養(yǎng)殖中需要密切關(guān)注的水質(zhì)指標(biāo)。氨氮對魚類的毒害作用主要?dú)w因于其所包含的非離子氨（NH3-N）的毒性。研究表明：NH3-N能夠影響魚類的生長、滲透壓的平衡、代謝活動等，并能對魚類造成一定的損傷。本文就NH3-N的毒性做了詳細(xì)闡述。

關(guān)鍵詞：非離子氨；離子氨；魚類；毒性

氨氮是水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境中的一個環(huán)境污染的指標(biāo)。研究表明，高濃度氨氮能夠嚴(yán)重影響水生動物的正常生活。隨著水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)集約化、規(guī)模化的迅速發(fā)展，使得水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)中氨氮污染的問題變得日益嚴(yán)重。因?yàn)殡S著養(yǎng)殖規(guī)模的擴(kuò)大，大大降低了水體中水生生物的多樣性，減弱了池塘中的能量流動，導(dǎo)致投入的餌料、糞便及各種生物的尸體等含蛋白質(zhì)的物質(zhì)不能及時分解。當(dāng)池塘中所含的氨氮總量多余消散量時，隨著時間的遷移，池塘中氨氮的含量逐漸累積，達(dá)到一定程度后，就會對水生生物產(chǎn)生毒害作用，造成較大的危害。

1 氨氮的存在形式

作為水生生物的“頭號隱形殺手”，氨氮主要以兩種形式存在于水體中：非離子氨（NH3-N）和離子氨（NH4+）。二者在水體中存在一定的平衡：NH4+OH-NH3·H2ONH3+H2O[1]。 NH3-N和NH4+的相對濃度與pH值和溫度有密切的關(guān)系。通過Emerson， Russo， Lund and Thurston [1]的實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)：NH3=[NH3+NH4+]1+10（pKa-pH）：pKa=0.090 18+2 729.92/T， （T in Kelvin=273+T℃），在pH值和溫度一定的情況下，二者能夠按照一定比例而共存。通過近年來對氨氮毒性的研究可知：氨氮對水生動物的毒性，主要是它所包含的NH3-N起作用。NH3-N是具有毒性的，然而NH4+對水生動物的毒性很小，甚至可以忽略不計[2]。但是研究表明，NH4+對亞硝化單胞菌（Nitrosomonas）和硝化細(xì)菌（Nitrobacter）有一定的毒性，能夠抑制硝化反應(yīng)的進(jìn)行，進(jìn)而導(dǎo)致水體中NH3-N濃度的增加，增強(qiáng)了氨氮對水生動物的毒性[3]。

2 氨氮對魚類的影響

由于氨氮是制約水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的重要因素，為了更好地了解氨氮的毒性，學(xué)者們對于NH3-N對魚的毒性進(jìn)行了深入的研究。大量的研究表明：NH3-N能夠影響魚類正常的生長。其中一些學(xué)者認(rèn)為，NH3-N能夠?qū)︳~類的正常生活形成脅迫作用，將會抑制它們的生長[4-5]。Foss， et al.[6]也證實(shí)了高濃度的NH3-N能夠抑制比目魚（Scophthalmus maximus）的生長，高濃度的NH3-N對魚有脅迫作用，抑制了魚的攝食，因此生長受到限制。然而也有一些學(xué)者認(rèn)為NH3-N能夠促進(jìn)魚的生長[7-8]，Sun， et al.[9]通過實(shí)驗(yàn)也證實(shí)了低濃度的NH3-N促進(jìn)鳙魚（Hypophthalmythys nobilis）仔魚的生長。并推測這可能是因?yàn)樽恤~機(jī)體能夠充分利用外界中NH3-N提供的氮源，考慮到NH3-N對魚體重影響的結(jié)論不一致，可能是因?yàn)镹H3-N對不同種類、不同時期的魚類的影響不同。此外，NH3-N還會對魚類產(chǎn)生其他影響?？寡趸到y(tǒng)，是魚體抵御環(huán)境脅迫的第一道屏障，能夠及時準(zhǔn)確地反映出機(jī)體受到的損害[10]?？寡趸割惖拇嬖趯︳~類適應(yīng)外界環(huán)境起到重要作用，研究表明：胚胎及孵化初期的仔魚就已經(jīng)形成了抗氧化系統(tǒng)，具備了清除體內(nèi)氧化自由基和過氧化物的能力[10-11]?？寡趸?，作為抗氧化系統(tǒng)的重要組成部分，對機(jī)體抵御環(huán)境脅迫有很重要的作用。Yang， et al. [12]研究指出：長期暴露在NH3-N（安全濃度）環(huán)境下，能夠影響鯽魚（Carassius carassius）的抗氧化酶類（CAT和SOD）的活性和抗氧化物質(zhì)（GSH）的含量。Hegazi， et al.[13]也通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：長期暴露NH3-N能夠影響羅非魚（Oreochromis niloticus）的抗氧化酶類。在NH3-N影響魚體的抗氧化系統(tǒng)的同時，降低了機(jī)體的免疫力，進(jìn)而導(dǎo)致機(jī)體更易感染一些細(xì)菌性或寄生性疾病。這是因?yàn)镹H3-N能夠?qū)C(jī)體造成氧化應(yīng)激，破壞機(jī)體的抗氧化系統(tǒng)，進(jìn)而降低機(jī)體的免疫能力[12，14]。除此之外，NH3-N還會對魚類的ATP產(chǎn)生影響。有研究指出：NH3-N能夠抑制ATP的產(chǎn)生，并能耗盡腦部的ATP。因?yàn)榘钡軌蛲ㄟ^激活NMDA 受體，進(jìn)而減少了對Na+、K+磷?；^程中起主要作用的蛋白激酶C[15-17]。另外，也有研究證實(shí)了，NH3-N能夠影響機(jī)體的滲透壓平衡，進(jìn)而對其肝臟和腎臟造成紊亂[18]。并可以影響魚體內(nèi)的糖酵解，抑制克氏循環(huán)并減弱了血液的攜氧能力。隨著NH3-N進(jìn)入到魚體內(nèi)，組織中氨濃度的提高抑制了機(jī)體的蛋白質(zhì)分解和氨基酸的水解來降低體內(nèi)氨的含量。與此同時磷酸果糖激酶被激活，進(jìn)而影響糖酵解過程。NH3-N對糖酵解過程的影響而導(dǎo)致敗血癥的產(chǎn)生，進(jìn)而對血液的攜氧能力產(chǎn)生影響[19-20]。NH3-N除了影響魚類體內(nèi)的正常代謝、生化反應(yīng)等，還對其生理造成損傷。NH3-N可以誘導(dǎo)魚類的許多組織發(fā)生病變[21-22]。Benli， et al.[23]通過慢性（6周）暴露實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，NH3-N能夠誘導(dǎo)羅非魚（Oreochromis niloticus L.）的鰓組織充血、肝組織腫脹、誘變腎炎等病變。Spencer， et al.[24]通過亞急性實(shí)驗(yàn)也證實(shí)了，21天的NH3-N暴露能夠?qū)е露鸥隔~（Cottus cognatus）的鰓組織發(fā)生病變。Miron， et al.[25]通過急性試驗(yàn)表明：短時間（96 h）的NH3-N暴露能夠促使鯰魚（Rhamdia quelen）的鰓組織發(fā)生病變。這表明NH3-N對魚類的危害性很大，能夠影響機(jī)體內(nèi)的抗氧化系統(tǒng)的平衡，并在短時間內(nèi)能夠誘導(dǎo)機(jī)體發(fā)生病變。

除此之外，研究還發(fā)現(xiàn)：NH3-N還具有神經(jīng)毒性[26-27]。NH3-N進(jìn)入血液中轉(zhuǎn)換成離子氨，NH4+能夠通過替代K+激活NMDA谷氨酸受體，進(jìn)而導(dǎo)致過多的Ca2+流失，最終導(dǎo)致神經(jīng)細(xì)胞死亡[27]。

綜上所述，NH3-N能夠?qū)︳~類造成多種危害，究其原因可能是：NH3-N能夠像O2、CO2一樣通過魚鰓的上皮細(xì)胞內(nèi)的水蛋白通道進(jìn)入到魚體內(nèi)，在血液中NH3-N被轉(zhuǎn)化成離子氨，帶電荷的NH4+影響了機(jī)體的滲透壓平衡，又因?yàn)槠渌鶐У碾姾捎绊憴C(jī)體內(nèi)正常的生化反應(yīng)，進(jìn)而可以對機(jī)體造成生理上的影響。

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