水產(chǎn)養(yǎng)殖進(jìn)入了新的發(fā)展時(shí)期后，要以推進(jìn)漁業(yè)科技創(chuàng)新和推廣服務(wù)為手段，加強(qiáng)推廣體系建設(shè)和機(jī)制創(chuàng)新，促進(jìn)漁業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，提升綜合服務(wù)能力，促進(jìn)漁業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、提升質(zhì)量效益、保障健康安全、實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)展，為漁業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)和鄉(xiāng)村振興提供強(qiáng)有力的技術(shù)和服務(wù)支撐，為水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展保駕護(hù)航。

一、漁業(yè)發(fā)展背景

漁業(yè)生產(chǎn)需要從過去盲目追求高產(chǎn)量轉(zhuǎn)到高質(zhì)量、高品質(zhì)的綠色健康養(yǎng)殖上來。雖然我國(guó)在水產(chǎn)綠色健康養(yǎng)殖“五大行動(dòng)”中，提出了水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水治理模式和養(yǎng)殖魚藥量減少這兩大行動(dòng)，但目前集約化水產(chǎn)養(yǎng)殖仍普遍面臨著養(yǎng)殖水體調(diào)水困難、尾水治理難度大、魚病頻發(fā)、快速增氧難度大等問題，以及氨氮、硫化氫、亞硝酸鹽等危害和有毒有害病毒細(xì)菌的困擾。

二、微納米臭氧增氧殺菌改底機(jī)的誕生

微納米臭氧增氧殺菌改底機(jī)

為了適應(yīng)綠色生態(tài)漁業(yè)發(fā)展的需要，近年來，重慶市水產(chǎn)技術(shù)推廣總站聯(lián)合重慶鑫鄉(xiāng)科技有限公司，經(jīng)過多年的研發(fā)、試制、生產(chǎn)出了可移動(dòng)式微納米臭氧增氧殺菌改底機(jī)，該機(jī)能分別制造臭氧和氧氣，通過微納米氣泡溶入水中再循環(huán)交換到池塘養(yǎng)殖水體，起到增氧、消毒、殺菌和改底的作用，既能代替一部分增氧機(jī)的工作，又能取代部分消毒殺菌的魚藥，還能夠一機(jī)多塘輪流使用。該機(jī)具有節(jié)能、無毒、無藥殘、改底、凈化水體、增產(chǎn)增收、促進(jìn)養(yǎng)殖尾水達(dá)標(biāo)排放的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，是符合現(xiàn)代水產(chǎn)養(yǎng)殖要求頗具潛力的新型漁業(yè)機(jī)械之一。該技術(shù)2021 年獲得國(guó)家實(shí)用新型發(fā)明專利。

三、臭氧的作用及原理

科學(xué)研究表明，臭氧具有極強(qiáng)的滅菌作用。臭氧在常溫、常壓下分子結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，很快自行分解成氧氣（O）和單個(gè)氧原子（O）。臭氧能氧化分解細(xì)菌內(nèi)部氧化葡萄糖所必須的酶，也能作用于細(xì)菌細(xì)胞膜，增加細(xì)胞膜通透性導(dǎo)致細(xì)胞質(zhì)外流，最終將其殺死。多余的氧原子則會(huì)自行重新結(jié)合成為普通氧分子（O），不存在任何有毒有害殘留物，故稱為“無污染消毒劑”。它不但對(duì)各種細(xì)菌（包括肝炎病毒，大腸桿菌，綠濃桿菌及雜菌等）有極強(qiáng)的殺滅能力，且對(duì)殺死真菌也非常有效。

（一）臭氧的產(chǎn)生及特點(diǎn)

臭氧（O）又稱為超氧，是氧氣（O）的同素異形體。自然界中的臭氧主要分布在10～50 千米大氣高度的平流層大氣中，極大值在20～30 千米高度之間，可以吸收太陽光中的紫外線之類的光線，可以防止人體免受紫外線的傷害。臭氧也可以通過人工機(jī)械高壓電擊生產(chǎn)，氧氣通過電擊亦可變?yōu)槌粞?。臭氧是一種具有輕微的魚腥味或者青草氣味的淡藍(lán)色氣體，少量吸入對(duì)人體有益，過量吸入對(duì)人體健康有一定危害。臭氧不可燃，為純凈物。

臭氧在常溫常壓下，穩(wěn)定性較差，可自行分解為氧氣，是一種強(qiáng)氧化劑，也是強(qiáng)力漂白劑。臭氧可用于消毒和殺菌，凈化空氣，作為漂白劑多用于處理工業(yè)廢物。在日常生活中，臭氧經(jīng)常被用作漂白劑、凈化劑、消毒劑。在化工生產(chǎn)中也可以用臭氧的氧化代替許多的氧化、催化或者高溫氧化，提高生產(chǎn)能力。

（二）臭氧的作用

臭氧殺菌的機(jī)理是作用于細(xì)菌的細(xì)胞膜，使細(xì)胞膜構(gòu)造受到損壞，也能破壞細(xì)菌代謝過程，抑制其生長(zhǎng)，直至死亡；臭氧殺滅病毒的機(jī)理是通過直接破壞其核糖核酸或脫氧核糖核酸來完成的。臭氧的殺菌作用表現(xiàn)在臭氧能氧化分解細(xì)菌內(nèi)部氧化葡萄糖所必須的葡萄糖氧化酶，細(xì)菌的三羧酸循環(huán)受阻，最終起到殺滅細(xì)菌的作用；臭氧可以滲透細(xì)胞膜組織，侵入細(xì)胞膜內(nèi)作用于外膜脂蛋白和內(nèi)部的脂多糖，細(xì)胞膜內(nèi)外滲透壓發(fā)生變化，使細(xì)胞溶解死亡，并且將死亡菌體內(nèi)的遺傳基因、寄生菌種、寄生病毒粒子等溶解變性滅亡起到溶菌作用；臭氧可以直接與細(xì)菌、病毒發(fā)生作用，破壞其細(xì)胞器和核糖核酸，分解DNA、RNA、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)類和多糖等大分子聚合物，使細(xì)菌的物質(zhì)代謝生長(zhǎng)和繁殖過程遭到破壞起到殺菌作用。

臭氧與次氯酸類消毒劑不同，臭氧的殺菌能力不受pH 值變化和氨的影響,其殺菌能力比氯大600～3000 倍,它的滅菌、消毒作用幾乎是瞬時(shí)發(fā)生的。

由于臭氧的強(qiáng)氧化性使其對(duì)各種微生物均具有較好的殺滅效果。經(jīng)試驗(yàn)，在無菌罩通入臭氧經(jīng)臭氧作用20～30分鐘，大腸桿菌殺滅率為97.5%～100%，金黃色葡萄球菌殺滅率為84.6%～100%，綠膿桿菌84.6%～89.8%。在200℃的條件下將臭氧體通入流動(dòng)的水中，當(dāng)臭氧濃度達(dá)到0.43 毫克/升時(shí)可將大腸桿菌100%殺滅；濃度為1.5 毫克/升的臭氧溶液僅需1分鐘即可將黑曲霉素和酵母等真菌100%殺死。此外臭氧對(duì)原蟲及蟲卵也有較好的殺滅作用。

（三）臭氧在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的應(yīng)用

由于臭氧的強(qiáng)氧化性，養(yǎng)殖用淡水或海水中對(duì)魚類危害較大的亞硝酸鹽、硫化氫、氨態(tài)氰等均可被氧化成無毒的物質(zhì)；同時(shí)有機(jī)物也可被降解，從而減少水中的生物耗氧量和化學(xué)耗氧量。

臭氧可對(duì)水中存在的危害水生物健康的病原菌起到迅速有效的殺滅作用。臭氧、次氯酸、氯氣、氯氮等對(duì)殺滅隱孢子蟲卵所需的時(shí)間不同，1 毫克/千克的臭氧作用5 分鐘可滅活90%的蟲卵；而同樣濃度的次氯酸經(jīng)作用1 小時(shí)；氯氣和氯氮均需在濃度為80毫克/千克的條件下作用901.5小時(shí)才能達(dá)到此效果。

臭氧在氧化掉水中亞硝酸鹽、硫化氫等有毒有害物質(zhì)后轉(zhuǎn)化為氧，所以臭氧在水產(chǎn)養(yǎng)殖中既能消毒、殺菌，還能增加水中溶氧。

四、微納米氣泡在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的應(yīng)用效果

（一）產(chǎn)生大量的自由基

微納米氣泡破裂的瞬間，由于氣液界面消失的劇烈變化，界面上集聚的高濃度離子將積蓄的化學(xué)能一下釋放出來，此時(shí)激發(fā)產(chǎn)生大量的羥基自由基。羥基自由基具有超高的氧化還原電位，其產(chǎn)生的超強(qiáng)氧化作用能降解水中正常條件下難以氧化分解的污染物如苯酚等，起到凈化水體的作用。

（二）氣體溶解率高

微納米氣泡具有在水體中上升速度慢、自身增壓溶解的特點(diǎn)，微米氣泡在緩慢的上升過程中，逐步縮小成納米級(jí)，最后消減湮滅溶入水中，從而能夠大大的提高氣體（空氣、氧氣、臭氧、二氧化碳等）的溶解度。對(duì)于普通氣泡，氣體的溶解度往往受環(huán)境壓力的影響和限制，存在飽和溶解度。在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下，氣體的溶解度很難達(dá)到飽和溶解度以上。而微納米氣泡由于其內(nèi)部的壓力高于環(huán)境壓力，使得以大氣壓為假定條件計(jì)算的氣體過飽和溶解條件得以打破，從而獲得更佳更好的增氧效果。

（三）快速提升溶氧濃度并延長(zhǎng)緩釋時(shí)間

微納米氣泡水中增氧基本原理不同于基本的微孔板橡膠軟管增氧辦法。在養(yǎng)殖池里引入微納米氣泡后，養(yǎng)殖水體含氧濃度可以迅速提高，微納米氣泡還可以自主擴(kuò)散魚塘中的每個(gè)角落，保證溶氧濃度均勻平衡，并可以較長(zhǎng)時(shí)間的保持較高的溶氧濃度。

（四）提升養(yǎng)殖密度

因?yàn)槲⒓{米氣泡能較長(zhǎng)時(shí)間停留在水里，保持養(yǎng)殖水體中充足的溶解氧，同時(shí)能改底和調(diào)節(jié)凈化水體，在同樣養(yǎng)殖條件下，使用微納米臭氧增氧改底機(jī)能有效的提高養(yǎng)殖密度、養(yǎng)殖產(chǎn)量，降低養(yǎng)殖風(fēng)險(xiǎn)。

（五）減少魚藥使用量

臭氧微納米氣泡水從本質(zhì)上不同于市場(chǎng)上的CaO(過氧化鈣)的功效，效果成倍增長(zhǎng)，成本更低；還可以在一定程度上抑制厭氧發(fā)酵病菌的滋長(zhǎng)，維持水質(zhì)清新，杜絕抗藥性的發(fā)生，減少藥殘和二次污染。

五、鑫鄉(xiāng)牌微納米臭氧增氧機(jī)的試驗(yàn)效果

2022 年1 月14 日，重慶 市水產(chǎn)技術(shù)推廣總站、合川區(qū)水產(chǎn)推廣站和重慶鑫鄉(xiāng)科技有限公司的技術(shù)人員，將試制生產(chǎn)的微納米臭氧增氧機(jī)在合川云門重慶楊記生態(tài)養(yǎng)殖有限公司一口6 畝的成魚養(yǎng)殖池塘進(jìn)行了安裝、調(diào)試，微納米臭氧增氧機(jī)交替輸出超飽和濃度臭氧和氧氣微納米氣泡水后，再經(jīng)過在池塘的投食臺(tái)底部鋪設(shè)鉆細(xì)孔的PVC 管道釋放出來，逐漸擴(kuò)散到全池，對(duì)魚體和養(yǎng)殖水體起到消毒殺菌和增氧的作用?，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)為：當(dāng)天，陰，氣溫12℃，池塘水溫度10.91℃，溶氧3.7 毫克/升，機(jī)器循環(huán)水溫度10.99℃，出水溶氧達(dá)到檢測(cè)儀器極限值30 毫克/升，1 小時(shí)后6 畝魚塘的平均溶氧7.83 毫克/升（六個(gè)點(diǎn)監(jiān)測(cè)平均值），在關(guān)機(jī)4 小時(shí)后池塘平均溶氧仍能達(dá)到5.3 毫克/升以上，說明溶氧度高、擴(kuò)散快、稀釋緩慢。

重慶鑫鄉(xiāng)科技有限公司生產(chǎn)的臭氧增氧氣機(jī)主要用于池塘養(yǎng)殖投餌臺(tái)底部、高位池養(yǎng)殖的增氧、殺菌、消毒和底改等水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境，也可以用于農(nóng)作物、果樹、蔬菜灌溉和養(yǎng)豬場(chǎng)等消毒使用?？梢杂猛栖嚨仍诔靥恋坦Ｉ弦苿?dòng)，實(shí)現(xiàn)一個(gè)養(yǎng)殖場(chǎng)多個(gè)養(yǎng)殖池塘或者高位池共用一套設(shè)備。

鑫鄉(xiāng)牌微納米臭氧增氧殺菌改底機(jī)在池塘水產(chǎn)養(yǎng)殖試驗(yàn)獲得了初步的成功。使用功率4 千瓦的臭氧增氧微納米改底機(jī)1 小時(shí)，能保證10 畝左右的池塘水體溶氧量保持在毫克/升左右4 小時(shí)以上，同時(shí)起到消毒、殺菌、改底、凈水的作用，減少魚病發(fā)生，提高養(yǎng)殖產(chǎn)量和水產(chǎn)品質(zhì)量安全水平。一臺(tái)微納米臭氧增氧殺菌改底機(jī)如果移動(dòng)循環(huán)使用可以保證40～60 畝的集約化養(yǎng)殖魚塘使用需求，能有效的節(jié)約能源、節(jié)約用水、節(jié)約成本，提高經(jīng)濟(jì)、生態(tài)效益和社會(huì)效益。

綜上，微納米臭氧增氧改底機(jī)在池塘養(yǎng)殖初步試驗(yàn)中，消毒、殺菌、調(diào)水、增氧的成效顯著，機(jī)器運(yùn)行狀況良好。預(yù)計(jì)在池塘尾水凈化方面也會(huì)有良好效果。臭氧在重慶水產(chǎn)養(yǎng)殖上的應(yīng)用才剛剛開始，目前還在試驗(yàn)階段，更多實(shí)際作用需要進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)結(jié)果支撐，如對(duì)于底泥改造，以及實(shí)際殺菌、抗病的效果和對(duì)池塘微生物-藻類群落的影響等。