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標(biāo)題: 養(yǎng)殖池中硫化氫之成因及對(duì)策（來源網(wǎng)絡(luò)） [打印本頁]

作者: 蟲子的悲哀 時(shí)間: 2013-4-11 15:55
標(biāo)題: 養(yǎng)殖池中硫化氫之成因及對(duì)策（來源網(wǎng)絡(luò)）
本帖最后由 syusuke 于 2013-4-11 16:33 編輯

                                    養(yǎng)殖池中硫化氫之成因及對(duì)策
一、硫化氫是什么？
      硫化氫是由一個(gè)硫原子周圍接有兩個(gè)氫原子所組成的化合物，化學(xué)式為H 2 S，其分子結(jié)構(gòu)與水(H 2O)相似，系一種具有腐蛋異臭的氣體，易溶于水，其水溶液稱為「硫氫酸」，可在水中解離如下：
      H2S←→H +－HS
      HS←→H +－H 2-
      硫氫酸的解離常數(shù)之逆對(duì)數(shù)值為PK 1＝7.02及PK 2＝14.00，pH7附近的天然水中溶存H 2 S，HS -及S 2-離子量的莫耳濃度比為〔H 2 S〕：〔HS -〕：〔S 2-〕＝1：1：10 -7，H 2S及HS等量存在，幾無S 2-離子。
      H 2 S具有毒性，而HS -及S 2-則不具毒性。不過HS -及H 2-則不具毒性。不過HS -及S 2-在酸性水域中易于轉(zhuǎn)化為H 2 S，故乃有潛在之高度危險(xiǎn)性。普通溫泉水中因溶有H 2 S，所以無法當(dāng)做飲食用水或養(yǎng)殖用水。
      H 2 S的化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，在水中易被溶氧所氧化，析出硫黃而呈現(xiàn)混濁。HS -及S 2-也是極活潑的離子，可與許多重金屬離子作用，生成不溶于水或酸的硫化物沉淀，因此若水中含有此類金屬離子，可直接消耗HS -和S 2-兩成份或間接降低H 2 S之濃度。

二、硫化氫對(duì)魚蝦的毒性及危害情形如何？
      硫化氫對(duì)魚蝦的毒性主要是由于它會(huì)破壞血液中蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)使然。當(dāng)硫化氫透過鰓呼吸的氣體交換系統(tǒng)進(jìn)入血液中時(shí)，會(huì)迅速與血紅蛋白結(jié)合，使之形成穩(wěn)定的永久變性狀態(tài)，而完全喪失其功能，魚蝦也因而受到嚴(yán)重的傷害。其輕者會(huì)降低血紅素?cái)y帶氧氣之能力，其重者會(huì)導(dǎo)致魚蝦死亡。
      硫化氫的毒性與氨相似，皆為水產(chǎn)養(yǎng)殖中自生之劇毒物，大約在0.5ppm的濃度之下，就足以使一只健康的魚產(chǎn)生急性中毒而死亡。但兩者相較，顯然硫化氫的危險(xiǎn)性比氨低得多，主要理由是硫化氫的產(chǎn)量少以及硫化氫的性質(zhì)不安定，易被水中的溶氧和重金屬離子所消耗之故。
      硫化氫和氨同為微生物分解有機(jī)廢物的最終代謝產(chǎn)物，兩者雖有相似的生成過程，但因有機(jī)廢物中的硫化物遠(yuǎn)比氮化物少得多，以致H 2 S的產(chǎn)量較NH 3為少，再加上H 2 S的反應(yīng)性較強(qiáng)，不容易在水體中被累積，因而要達(dá)到使魚蝦發(fā)生中毒事件并不容易。這就是為何在水產(chǎn)養(yǎng)殖的中毒事件中，氨中毒時(shí)有所聞，而硫化氫中毒卻很少發(fā)生的原因。
      一般言之，在管理完善的養(yǎng)殖池中，H 2 S的含量似不足為害，即使在受到較高有機(jī)污染的養(yǎng)殖池中，魚蝦在未受到H 2 S毒害之前，可能已先受到NH 3毒害而死亡。正因?yàn)槿绱�，一般業(yè)者對(duì)H 2 S所引起之中毒事件的關(guān)切程度袁不如NH 3所受的重視。但是，養(yǎng)殖業(yè)者最好不要因此掉以輕心，因?yàn)镠 2 S除了有一部份來源是得自于有機(jī)廢物之自然分解產(chǎn)生外，另有一部份亦可能檢自于硫酸鹽受到硫酸還原菌(sulfate reducing bacteria )之作用而產(chǎn)生。為了區(qū)別其來源的差異性，前者稱為「硫化氫的有機(jī)來源」，雖然在普通情形之下，一般養(yǎng)殖池的環(huán)境條件并不容易發(fā)生硫化氫的無機(jī)來源，惟若不幸發(fā)生，將較NH 2更易引發(fā)魚蝦集體中毒的死亡事件。

三、硫化氫之有機(jī)來源為何？
      有機(jī)硫化合物在天然水源或養(yǎng)殖池中都相當(dāng)常見，其生化分解反應(yīng)應(yīng)更是相當(dāng)重要的微生物反應(yīng)程序。在分解產(chǎn)物中，常有難聞?dòng)钟卸镜牧蚧瘹錃怏w，對(duì)水質(zhì)造成不良的影響。
      硫和氮在自然界營養(yǎng)元素之循環(huán)過程中有很多相似的地方，例如，在生命體中硫主要以還原態(tài)的硫氫基(－SH)存在，此點(diǎn)和氮以胺基(－NH 3 )存在于生命體內(nèi)相似。當(dāng)有機(jī)硫化物被細(xì)菌分解時(shí)會(huì)放在硫化氫氣體，就如同有機(jī)氮化合物被細(xì)菌分解會(huì)產(chǎn)生氨一樣。又如硫化氫可被硫化細(xì)菌氧化成硫酸，正如氨被硝化細(xì)菌氧化成硝酸一般。
      魚蝦飼料中常含有大量的蛋白質(zhì)，這些蛋白質(zhì)主要是由有機(jī)氮化合物--胺基酸所構(gòu)成。但蛋白質(zhì)所含的部份胺基酸中也含有硫官能基，如硫氫基(－SH)、二硫基(－S－S)、硫基(－S－)等，其分解產(chǎn)物中常含有硫化氫。例如，半胱胺酸〔cysteine，HOOCCHC (NH 2 ) CH 2 SH〕、胱胺酸(cystine，HOOCH (NH 2 ) CH 2 SSCH 2 CH (NH 2 ) COOH〕及蛋胺酸〔methionine，HOOCCH ( NH 2 ) CH 2 CH 2 SCH 3〕為三種常見的含硫胺基酸，都相當(dāng)容易地被真菌及細(xì)菌所分解，并產(chǎn)生硫化氫。
      茲和含半胱胺酸的蛋白質(zhì)之分解為例，說明其分解過程如下：首先由細(xì)菌產(chǎn)生蛋白質(zhì)分解酵素于體外，將有機(jī)廢物中的蛋白質(zhì)分解成可吸收的半胱胺酸。然后再由細(xì)菌體內(nèi)之半胱胺酸脫水化?(cysteine desulfhydrase)作用，將半胱胺酸轉(zhuǎn)變?yōu)槠渖泶x所需要之丙酮酸(pyruvic acid)，并放出H 2 S。其反應(yīng)式如下：
      HOOCCH (NH 2 ) CH 2 SH＋H 2 O→CH 3 COCOOH＋H 2 S＋NH 3
      由此可知，蛋白質(zhì)中的含硫胺基酸經(jīng)細(xì)菌分解后，可產(chǎn)生硫化氫，同時(shí)氨也是產(chǎn)物之一，兩者均對(duì)水質(zhì)產(chǎn)生相當(dāng)大之影響。

四、硫化氫之無機(jī)來源為何？
      在自然界中存在有一種細(xì)菌叫硫酸鹽還原菌(sulfate reducing bacteria)，只要有硫酸鹽亦可以不靠氧氣生長。硫酸鹽是硫與氧方化合物(SO 4 2- )，這種特殊的生物可以解硫酸，利用其中的氧原子，同時(shí)消耗有機(jī)物，但代謝產(chǎn)物中含有硫化氫，其反應(yīng)如下：
      SO 4 2-＋2 (CH 2 O)＋2H + →H 2 S＋2CO 2＋2H 2 O
   硫酸鹽還原菌主要生存于厭氣污水或沉淀物中，對(duì)自然界硫元素之循環(huán)扮演重要的角色。它們可以在厭氣條件下分解及利用有機(jī)物，對(duì)水質(zhì)之凈化具有一定之貢獻(xiàn)。但是在養(yǎng)殖池中因會(huì)產(chǎn)生有毒的硫化氫，故它的形象好像不怎么好。
      硫酸鹽還原菌也有一個(gè)特殊名字，稱為「去硫菌」，因?yàn)樗鼈兛梢砸谱咚械牧蛩猁}。例如，去硫弧菌(Desulfovibrio)及去硫單胞菌(Desulfuromonas)都是典型的菌種。這類細(xì)菌在氧化有機(jī)物時(shí)，是以硫酸鹽當(dāng)作氧化劑而不是氧。
      去硫弧菌或去硫單胞菌所氧化之有機(jī)物，其末端之官能基常為羧基(－COOH)，而胺基酸中普遍含有這種官能基，因此胺基酸濃度高之厭氣水域，比較能滋生此類細(xì)菌。
      硫酸鹽還原菌在養(yǎng)殖池底層特別活躍，因?yàn)槟抢锸怯袡C(jī)廢物沉積的地方，也最容易形成厭氣條件，如果池水又含有高濃度之硫酸鹽，所產(chǎn)生的H 2 S污染問題將相當(dāng)嚴(yán)重。

作者: 蟲子的悲哀 時(shí)間: 2013-4-11 15:55
本帖最后由 syusuke 于 2013-4-11 16:29 編輯

五、硫化氫含量如何檢測？
      硫化氫含量可透過化學(xué)分析方法獲知可靠的數(shù)據(jù)。最簡單的方法是簡易型的比色分析法，不過此法通常會(huì)同時(shí)定量H 2 S、HS、S 2-及酸可溶性懸浮金屬硫化物，所以測定值不能單以H 2 S含量表示之，尤其當(dāng)酸可溶性懸浮金屬硫化物含量較多時(shí)將會(huì)產(chǎn)生很大的誤差。
      利用比色法定量硫化氫，很難排除HS及S 2-之干擾，故若用分析濾紙除去酸可溶性懸浮金屬硫化物時(shí)，其濾液的檢測值將包括H 2 S、HS -及H 2-等含量之總和，故仍不能視為H 2 S之真正濃度，必須經(jīng)過校正之后才能獲知其濃度。
      因?yàn)镠 2 S、HS -及S 2-三者濃度的平衡關(guān)系受到pH值影響很大，所以H 2 S的毒性在不同pH水質(zhì)中也有很大的不同。這主要是由于有毒的H 2 S占總測定值的百分比不同之故。由此可知，海水養(yǎng)殖受到H 2 S之危害機(jī)會(huì)將較淡水為小，因海水的pH值較高，有毒的H 2 S所占的百分比較少。
      事實(shí)上，在一般養(yǎng)殖池中H 2 S之來源主要經(jīng)由有機(jī)途徑，而非無機(jī)途徑，復(fù)因H 2 S的有機(jī)來源產(chǎn)量并不多，再加上池水中的溶氧及好氣性硫化細(xì)菌均可以將不穩(wěn)定的H 2 S氧化，很快就能使它轉(zhuǎn)化為無毒性的硫酸鹽，故H 2 S應(yīng)不足危害，若業(yè)者已有定期在做氨含量之檢測工作，則硫化氫之檢測似可省略。

六、防止硫化氫含量過高的方法如何？
      硫化氫是一種劇毒性氣體，在養(yǎng)殖池中的含量當(dāng)然是越少越好。至于應(yīng)如何防止硫化氫含量過高呢？一般言之，約有下列三種方法：
   1.充份曝氣維持好氣狀態(tài)：池水充分曝氣可增加溶氧的含量，此舉不僅為水產(chǎn)養(yǎng)殖的必要手段，而且也是防止硫化氫含量過高的最有效方法。蓋高溶氧量可消耗硫化氫，并可抑制硫酸鹽還原菌之生長及繁衍，使它們?cè)诤脷鉅顟B(tài)下，無法將硫酸鹽還原為硫化氫。
   2.控制pH值： pH值越低，硫化氫的相對(duì)含量就越多，發(fā)生H 2 S中毒的機(jī)會(huì)也越大，故可利用各種pH值控制方法，將水質(zhì)的pH值提高(例如可在池水中散布沸石粉)，以降低H 2 S之相對(duì)含量，不過此種方式最好已經(jīng)證實(shí)H 2 S確有偏高的現(xiàn)象再使用，不宜冒然使用，因?yàn)樵诟遬H值的水域中氨的毒性會(huì)增強(qiáng)，若盲目將pH值大幅提高反而可能引起氨中毒之危險(xiǎn)。
      3.經(jīng)常定期實(shí)施局部換水：定期實(shí)施局部換水不僅可以改善水質(zhì)，使池水中有機(jī)污染物質(zhì)的濃度降低，同時(shí)新水中可能含有少量的礦物離子，可以和H 2 S作用產(chǎn)生無毒性的硫化物沉淀。例如，一般地下水中通常含有鐵與錳等金屬離子可以和H 2 S作用產(chǎn)黑色的硫化物沉淀，若能定期用地下水施予局部換水，亦能有效抑制H 2 S濃度，使之無法增加，而被限制在一個(gè)安全的濃度范圍之內(nèi)。

                                                                                    養(yǎng)魚世界(p.36～39)－柯清水、八十八年三期

作者: syusuke 時(shí)間: 2013-4-11 16:34
幫樓主標(biāo)了標(biāo)重點(diǎn)，話說，這帖子，不學(xué)化學(xué)的朋友看起來很吃力

作者: 菜鳥新手 時(shí)間: 2013-4-11 19:16

蟲子的悲哀發(fā)表于 2013-4-11 15:55
五、硫化氫含量如何檢測？
硫化氫含量可透過化學(xué)分析方法獲知可靠的數(shù)據(jù)。最簡單的方法是簡易型的 ...

拜讀了！可惜理解有限.

作者: liaowang738 時(shí)間: 2013-4-11 20:06
前面的都不重要，最后一條的解決方法才關(guān)鍵！

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