- 閱讀權(quán)限
- 200
- UID
- 4007
- 積分
- 2541
- 主題
- 129
- 帖子
- 1248
- 精華
- 15
- 經(jīng)驗(yàn)
- 2541 點(diǎn)
- 金幣
- 18350 元
- 注冊(cè)時(shí)間
- 2011-6-10
該用戶從未簽到 - 帖子
- 1248
- 精華
- 15
- 經(jīng)驗(yàn)
- 2541 點(diǎn)
- 金幣
- 18350 元
- 注冊(cè)時(shí)間
- 2011-6-10
|
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)槿绱耍话銟I(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(yíng)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(zhǎng)。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。
|
-
總評(píng)分: 金幣 + 5
查看全部評(píng)分
|