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.上海海洋大學水產與生命學院，上海 201306；2.煙臺市牟平區漁業技術服務中心，山東 煙臺264100）

白斑狗魚是天然產地的主要魚類之一，生長速度快、肉味鮮美、營養豐富，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”，具有很高的經濟價值[1]。2001年上海海洋大學（原上海水產大學）與新疆生產建設兵團合作研究，在國內率先突破了白斑狗魚的人工繁殖和夏花培育技術[2]，使其推廣養殖成為可能。目前，國內外學者對白斑狗魚的研究更多的集中在白斑狗魚形態學、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。

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。實驗前飼養于上海海洋大學水產與生命學院，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。挑選其中規格相近，體色發亮、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合設計的冷卻水循環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），確定實驗液濃度區間。在此基礎上按以下公式r=（b/a）n-1等對數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連續觀察，并記錄24、48、72、96 h的中毒反應情況，實驗持續96 h，記錄內容包括實驗魚的異常行為、體色變化、死亡個體數量。其死亡個體以細玻璃棒觸及腹部5 min內不產生刺激反應為準。

1.3 數據處理

將實驗結果按急性毒性實驗統計方法—直線內插法處理，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致死濃度時還要考慮非離子氨的半數致死濃度，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境中的急性毒性表現

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，實驗用魚表現不安，沿著容器壁竄動，時有沖撞容器壁，部分實驗魚出現間歇性痙攣、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生明顯變化，由發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，無其他異常現象；13.08、17.29、22.86 mg/L3個較低濃度組的實驗魚均表現正常，表現出很好的活力。

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象，但對照組無死亡現象。在相同的染毒時間內，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 氨態氮對對白斑狗魚死亡率的影響

以氨氮濃度對數為橫坐標，死亡概率單位為縱坐標，作出濃度對數—死亡率變化趨勢圖（圖1），得到回歸方程，再用直線內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細菌分解、氨化作用而形成的終產物以及由水生生物（魚、甲殼類動物）含氮產物的排泄。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生明顯變化，由發亮的淡黃色逐漸變成暗黑色。

近年來，許多學者通過室內實驗得到了許多關于氨氮對水生生物毒性的相關數據。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。從上述數據可以看到，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，無法做到持續供氧，同時魚體自身所產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，這對于魚的生存產生了極大的危害，嚴重影響著活魚運輸的存活率。白斑狗魚僅產于新疆，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，對于白斑狗魚的產業化發展有著重要價值和意義。

[1] 李思發，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.白斑狗魚人工養殖技術的初步研究[J].科學養魚，2002，（5）：15-16.

[3] 雷衍之.淡水養殖水化學 [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，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，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].水產養殖，2002，（1）：23-25.