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研究整理 | 亚硝酸盐对水产动物的影响

 赢在优势 2022-07-27 发布于天津

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前言

亚硝酸盐广泛存在于自然环境中,是自然生态系统中细菌硝化作用与反硝化作用过程的中间产物。亚硝酸钠是最常见的亚硝酸盐。亚硝酸盐参与的生化反应如图1所示,通常情况下硝化和反硝化作用处于一个动态平衡。近年来,随着规模化人工养殖下饲养密度的加大,饲料投喂过多,残留下的高蛋白饵料和水产动物自身排泄物的不断沉积,再加上水体消毒剂和杀虫剂的过多使用,致使养殖水体环境日益恶化,细菌的硝化和反硝化作用这一平衡被打破,进而导致养殖水体中亚硝酸盐浓度不断增加。

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图1水体中亚硝酸盐氮的产生

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亚硝酸盐的致毒机理

有关亚硝酸盐对水产动物毒性影响、半致死浓度以及致毒机理,国内外已有大量研究。普遍认为,养殖水体中亚硝酸盐可以通过动物鳃或者小肠吸收等进入动物血淋巴中,因其较强的氧化性,可以竞争性的将血液中亚铁血红(蓝)蛋白(Fe2 )氧化为无载氧能力的高铁血红(蓝)蛋白(Fe3 ),因此血液对氧的承载力被降低,使得水产动物组织缺氧,生物膜通透性发生改变,组织自溶性提高或坏死,严重时室息而死亡。当水中亚硝酸盐浓度的升高时,日木沼虾和凡纳滨对虾的氧合血蓝蛋白含量呈显著下降趋势。

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亚硝酸盐对鱼类的毒性作用

已有大量文献报道养殖水体亚硝酸盐对鱼类毒性的影响(表1)。

表1亚硝酸盐对几种鱼类的96h半致死浓度(mg/L)

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亚硝酸盐对甲壳类的毒性作用

大量研究表明,不同甲壳类动物对水体亚硝酸盐的耐受也不同(表2)。甲壳类对亚硝酸盐氮的吸收机制与鱼类相类似,当动物处于一定浓度的亚硝酸盐胁迫水体中,亚硝酸盐竞争性结合氯离子在鲤上的吸收位点,从而跨过鲤的屏障作用,进而在血淋巴中累积,破坏甲壳动物血蓝蛋白对氧的承载能力。相关研究显示,日本囊对虾在不同浓度亚硝酸盐暴露48h后血淋巴氧合血蓝蛋白含量显著降低,且随着亚硝酸盐浓度的增加呈显著下降趋势。在对小龙虾的研究者中发现,将其暴露于0.8mM亚硝酸盐水体中48小时后,血淋巴中亚硝酸盐浓度达到8-10mM,同时观察到血淋巴中氯离子含量显著降低。随着水体亚硝酸盐浓度逐渐升高,凡纳滨对虾和罗氏沼虾幼体增重速率和存活率在亚硝酸盐作用下出现显著下降,变态发育缓慢。

亚硝酸盐不仅抑制甲壳动物的存活和生长,还对其免疫系统产生显著影响。甲壳类动物特异性免疫系统发育不完善,缺乏免疫球蛋白介导的特异性免疫,在面对环境胁迫刺激时主要依赖非特异性免疫来发挥作用,如抗菌肽、抗氧化系统、凝固系统等多种细胞免疫因子和体液免疫因子。因此甲壳类血淋巴中的血细胞及其抗氧化酶系统在应对环境胁迫的防御中起着十分重要的作用,能够很好的评价甲壳类动物健康情况和免疫功能。亚硝酸盐胁迫下罗氏沼虾对乳酸球菌的易感性显著提高,且随着亚硝酸盐氨浓度的升高,感染过程中罗氏沼虾的死亡率也呈显著升高趋势。

表2亚硝酸盐对几种甲壳类的96h半致死浓度(mg/L)

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本文来源:文献整理    丨本文整理:王建志

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