氨氮對白斑狗魚成魚的急性毒性研究

胡萍華，金一春，曲學偉，程 翠，尚曉莉，張 勇，張開岳，曲憲成

（1.上海海洋大學水產(chǎn)與生命學院，上海 201306；2.煙臺市牟平區(qū)漁業(yè)技術服務中心，山東 煙臺264100）

白斑狗魚是天然產(chǎn)地的主要魚類之一，生長速度快、肉味鮮美、營養(yǎng)豐富，肉質堅韌少刺，且觀賞性強，一直被中亞各國視為魚中“軟黃金”，具有很高的經(jīng)濟價值[1]。2001年上海海洋大學（原上海水產(chǎn)大學）與新疆生產(chǎn)建設兵團合作研究，在國內(nèi)率先突破了白斑狗魚的人工繁殖和夏花培育技術[2]，使其推廣養(yǎng)殖成為可能。目前，國內(nèi)外學者對白斑狗魚的研究更多的集中在白斑狗魚形態(tài)學、生物學及相關遺傳學和人工繁殖等方面。筆者對水體中氨氮對白斑狗魚的急性作用進行了研究，旨在找出氨氮在白斑狗魚養(yǎng)殖和運輸水質中的安全濃度，為其人工繁殖和活魚運輸中的水質管理提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

供試材料白斑狗魚由新疆奔騰生物技術有限公司提供，體重為 600～800 g，體長為 25～30 cm。實驗前飼養(yǎng)于上海海洋大學水產(chǎn)與生命學院，每天投喂餌料魚一次，所投餌料魚均為健康而有活力的小型雜魚。挑選其中規(guī)格相近，體色發(fā)亮、體表無明顯傷痕、有活力的健康個體作為實驗魚。魚體長28～30 cm，體重610～630 g，實驗前24 h停止喂食。

實驗用水為經(jīng)充分曝氣除氯的自來水，其水質指標如下：溫度 8±0.5℃，pH 7.85，DO8.6～9.5 mg/L，總硬度（CaCO3）113.6 mg/L；NH4+-N、NO2-N 均未檢出。毒性實驗容器為容積為90 L的矩形藍色塑料箱，實驗液為30 L。使用與上海海洋大學工程學院聯(lián)合設計的冷卻水循環(huán)裝置進行水浴恒溫控制。其中的冷水機組為DLA系列箱式風冷冷水機組（購自上海戴倫空調(diào)冷凍設備有限公司），功率3.1 kW，凍水流量25 L/min，冷凍水泵揚程16 m H2O，冷凍水箱容積90 L。

1.2 方法

進行預實驗，將NH4Cl（分析純）配制成N濃度為10 g/L的母液，實驗時按比例稀釋至實驗所需濃度。觀察白斑狗魚的行為及存活狀況，得到24 h 100%死亡質量濃度（LC100）和96 h 0%死亡質量濃度（96 h LC0），確定實驗液濃度區(qū)間。在此基礎上按以下公式r=（b/a）n-1等對數(shù)間距設立各實驗液的濃度。

實驗設8個處理，7個濃度梯度組和1個對照組，處理1至7氨氮濃度分別為13.08、17.29、22.86、30.21、39.94、52.79、69.78 mg/L，非離子氨濃度分別為 0.17、0.23、0.31、0.40、0.53、0.71、0.93 mg/L。處理 8（對照）均為0 mg/L。每組2個平行，各放實驗魚10尾。為保證每個容器中實驗期間藥液濃度的穩(wěn)定，實驗期間每24 h更換實驗液1次，每12 h測定1次水溫、溶解氧和pH值，實驗期間不喂食。

實驗開始后8 h連續(xù)觀察，并記錄24、48、72、96 h的中毒反應情況，實驗持續(xù)96 h，記錄內(nèi)容包括實驗魚的異常行為、體色變化、死亡個體數(shù)量。其死亡個體以細玻璃棒觸及腹部5 min內(nèi)不產(chǎn)生刺激反應為準。

1.3 數(shù)據(jù)處理

將實驗結果按急性毒性實驗統(tǒng)計方法—直線內(nèi)插法處理，求出氨氮（NH4+-N）和非離子氨（NH3-Nm）對白斑狗魚成魚的半致死濃度LC50，并按下式計算出安全濃度（SC）。

SC=0.1×96 h LC50

實驗中所提及的氨氮是指水體中的總氨氮濃度，由離子氨和非離子氨組成。非離子氨由于不帶電荷，對機體的毒害作用最強，其濃度受水體中pH值和溫度的影響，通常在計算氨氮的半數(shù)致死濃度時還要考慮非離子氨的半數(shù)致死濃度，非離子氨的計算采用雷衍之[3]的方法：

[NH3]=[NH4++NH3]/[10（pKa-pH）+1]，其中 pKa=0.090 18+2 729.92/T（T為絕對溫度）

2 結果與分析

2.1 白斑狗魚在氨氮毒性環(huán)境中的急性毒性表現(xiàn)

氨氮對白斑狗魚的24 h 100%死亡質量濃度（24 hLC100）和 96 h 0%死亡質量濃度（96 hLC0）分別為69.78 mg/L和13.08 mg/L。實驗開始3 h，氨氮濃度分別為52.79 mg/L和69.78 mg/L的2個濃度組實驗魚表現(xiàn)異常，鰓開啟大，鰓蓋處偶有氣泡冒出，呼吸頻率變快，間斷浮出水面進行大口呼吸；實驗5 h后，實驗用魚表現(xiàn)不安，沿著容器壁竄動，時有沖撞容器壁，部分實驗魚出現(xiàn)間歇性痙攣、魚體擺動幅度很大，并有較多粘液分泌；實驗8 h后，大部分實驗魚欲沖出容器，嘴部開啟很大，眼圈和嘴部充血嚴重，隨后失去平衡，腹部朝上，漂浮于水面，停止呼吸，死亡個體身體僵直或呈弓形。在此過程中受試個體體色發(fā)生明顯變化，由發(fā)亮的淡黃色逐漸變成暗黑色。而這期間，30.21 mg/L和39.94 mg/L濃度組除了鰓蓋相對于對照組開啟要稍大和分泌少部分的粘液外，無其他異?，F(xiàn)象；13.08、17.29、22.86 mg/L3個較低濃度組的實驗魚均表現(xiàn)正常，表現(xiàn)出很好的活力。

2.2 氨氮對白斑狗魚的急性毒性效應

從表1可以看出，隨著氨氮濃度的增加，其毒性作用不斷增強，白斑狗魚死亡率逐漸增加。隨著時間的延長，同一濃度組對白斑狗魚毒性作用亦隨之增強；各濃度組均有不同程度的中毒死亡現(xiàn)象，但對照組無死亡現(xiàn)象。在相同的染毒時間內(nèi)，濃度越高白斑狗魚死亡率越大；在相同濃度下，染毒時間越長，白斑狗魚的死亡率越高。

圖1 氨態(tài)氮對對白斑狗魚死亡率的影響

以氨氮濃度對數(shù)為橫坐標，死亡概率單位為縱坐標，作出濃度對數(shù)—死亡率變化趨勢圖（圖1），得到回歸方程，再用直線內(nèi)插法求出氨氮對白斑狗魚 的 24、48、72、96 h LC50及 安 全 濃 度 分 別 為45.80、35.26、27.24、24.92 、2.49 mg/L，其相應的非離 子 氨 濃 度 非 別 為 0.613、0.471、0.364、0.333 、0.033 mg/L（表2）。

表2 氨氮對白斑狗魚的半致死濃度（LC50）和安全濃度（SC）

3 討 論

水中的氨氮主要來自含氮有機物經(jīng)細菌分解、氨化作用而形成的終產(chǎn)物以及由水生生物（魚、甲殼類動物）含氮產(chǎn)物的排泄。通常氨氮分為兩部分，即離子氨（NH4+）和非離子氨（NH3），其中非離子氨（NH3）是氨氮中主要毒性物質[3]。在本試驗中選用了白斑狗魚成魚作為實驗對象，其中毒癥狀主要表現(xiàn)為3個階段：中毒初段，白斑狗魚鰓開啟較大，鰓蓋處偶有氣泡冒出，呼吸頻率逐漸加快，間斷浮出水面進行大口呼吸；中毒中段，實驗魚開始沿著容器壁急速竄動，時有沖撞容器壁，并開始出現(xiàn)間歇性痙攣、魚體擺動幅度很大，并有較多粘液分泌；中毒后段，實驗魚嘴部開啟很大，眼圈和嘴部及體表充血嚴重，欲沖出容器水面，反復2～3次后失去平衡，腹部朝上，漂浮于水面，停止呼吸，死亡個體身體僵直或呈弓形。在此過程中受試個體體色發(fā)生明顯變化，由發(fā)亮的淡黃色逐漸變成暗黑色。

近年來，許多學者通過室內(nèi)實驗得到了許多關于氨氮對水生生物毒性的相關數(shù)據(jù)。在25℃時非離子氨對鳙魚苗、鰱魚苗24 h LC50值分別為0.91、0.46 mg/L[4]。周永欣等[5]實驗得出全長1.73 cm的草魚其非離子氨的96 h LC50值為0.469 mg/L，全長為2.62 cm的草魚其非離子氨的96 h LC50值為1.325 mg/L，全長為7.07 cm的草魚其非離子氨的96 h LC50值為1.386 mg/L。據(jù)報道，非離子氨對凡納對蝦幼蝦[6]、羅氏沼蝦幼體[7]、日本對蝦幼蝦[6]、南美白對蝦[8]96 h LC50值分別為 0.48、1.39、1.38、2.01 mg/L。在本實驗中，在pH值為7.85，水溫8±0.5℃條件下，氨氮對白斑狗魚的 24、48、72、96 h LC50及安全濃度SC 分別為 45.85、35.26、27.24、24.92、2.49 mg/L，其相應的非離子氨濃度非別為 0.613、0.471、0.364、0.333、0.033 mg/L。從上述數(shù)據(jù)可以看到，白斑狗魚對氨氮的忍耐力相對于鳙魚要低，但比鰱魚要稍高，同時魚類相對于蝦類來說均要低很多。由此可見，氨氮對魚類的威脅要大于蝦類的。

在養(yǎng)殖水體中通常采用大型充氧曝氣裝置來減小水體中氨氮的積累，水體中足夠的溶氧可以有效的防止水中氨氮的過度積累，避免造成對魚蝦的毒害。但是在活魚運輸水體中，由于運輸工具的限制性，無法做到持續(xù)供氧，同時魚體自身所產(chǎn)生的排泄物也不能及時的處理，空間的封閉性也影響著水體中非離子氨的排出，這些局限性都造成了水體中氨氮濃度的快速上升，這對于魚的生存產(chǎn)生了極大的危害，嚴重影響著活魚運輸?shù)拇婊盥?。白斑狗魚僅產(chǎn)于新疆，運輸存活率對于使其利用價值達到最大化有著至關重要的意義，氨氮又是關乎白斑狗魚運輸存活率高低的重要因素，因此研究白斑狗魚氨氮急性毒性是極其必要的，對于白斑狗魚的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展有著重要價值和意義。

[1] 李思發(fā)，喬德亮，凌去非，等.白斑狗魚和黑斑狗魚遺傳關系初步研究[J].上海水產(chǎn)大學學報，2004，13（2）：97-102.

[2] 喬德亮，凌去非，姚化章，等.白斑狗魚人工養(yǎng)殖技術的初步研究[J].科學養(yǎng)魚，2002，（5）：15-16.

[3] 雷衍之.淡水養(yǎng)殖水化學 [M].南寧：廣西科學技術出版社，1993.

[4] 雷衍之，金送笛.關于氨對魚苗的毒性的初步試驗[J].遼寧淡水漁業(yè)，1979，（3）：11.

[5] 周永欣.氨對草魚的急性和亞急性毒性 [J].水生生物學報，1986，10（1）：32-38.

[6] 姚慶禎，臧維玲，戴習林，等.亞硝酸鹽和氨對凡納對蝦和日本對蝦幼體的毒性作用[J].水利漁業(yè)，2001，（1）：11-12.

[7] 孫振中，劉淑梅，戚雋淵，等.非離子氨氮對羅氏沼蝦幼體的毒性研究[J].水產(chǎn)科技情報，1999，26（4）：174-176.

[8] 孫國銘，湯建華，仲霞銘.氨氮和亞硝酸鹽氮對南美白對蝦的毒性研究[J].水產(chǎn)養(yǎng)殖，2002，（1）：23-25.