亞硝酸鹽對水產動物毒性的影響

摘要 在水產養殖過程中，含氮類物質的產生和分解基本處于一個動態平衡狀態，但是現今的養殖模式很容易將這種平衡打破，造成亞硝酸鹽等含氮類物質的積累而引發一系列中毒效應。綜述了亞硝酸鹽對水產動物的致毒機理以及亞硝酸鹽對幾種典型水產動物毒性的影響。研究亞硝酸鹽對水產動物的毒性效應對水產養殖的理論研究以及提高經濟效益都具有一定的指導意義。

關鍵詞 亞硝酸鹽；水產動物；毒性效應

中圖分類號 S931.1 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2014）05-01398-03

Abstract The production and elimination of nitrogen compounds were usually in a dynamic equilibrium throughout aquaculture. However， the balance is easily broken by today’s culture model， leading the accumulation of nitrite， a kind of nitrogen compound， even triggering a sequence of toxic effect. This article reviews the toxigenicity mechanism of nitrite and the effect of several model aquatic animals by nitrite. Research on the aquaculture toxic effect of nitrite plays the role of guidance on the theoretical study and enhancing economic returns。

Key words Nitrite； Aquatic animals； Toxic effect

水產養殖就是水產動物（如魚類及甲殼類等）的養殖，我國是世界第一水產養殖大國。2004年我國水產養殖總產量占全國水產品總量的65%，20多年來養殖產量已經超過捕撈產量，水產養殖業已成為我國提高農民收入、保障食品供給、促進農村經濟發展的重要產業[1]。然而，由于單純經濟利益的驅動，在片面追求產量而采取大批量集約化養殖的驅使下，忽略了養殖水域的生態平衡和環境保護，致使水產養殖業在發展過程中不斷受到環境污染、病害等因素的影響而出現了大批量死亡的現象，很大程度上降低了水產養殖的經濟效益。這種高密度集約化的養殖水體中往往會因為投入過量餌料導致高蛋白殘餌和高含氮排泄物不斷沉積于池底，并被水中的微生物分解成含氮物，導致養殖水體中亞硝酸鹽等有害物質積

累，出現水體和底質富營養化，引起養殖水域生態環境惡化[2]。Phillips等研究表明我國每年突發性污染和水體富營養化事故導致的魚、蝦、貝類死亡損失超過1億元[3]?；诖?，筆者就亞硝酸鹽產生途徑以及亞硝酸鹽對典型水產動物毒性的影響進行了綜述。

1 亞硝酸鹽

不新鮮、變質的食物、蔬菜或腌制的肉類中都含有亞硝酸鹽。亞硝酸鹽主要是指亞硝酸鈉，亞硝酸鈉是白色至淡黃色粉末或顆粒狀，味道微咸，易溶于水，外觀和滋味都與食鹽相似，天然水環境中的亞硝酸濃度很低 ，但在集約化養殖過程中由于種種原因產生了大量亞硝酸鹽，使養殖水體水質迅速惡化，造成嚴重的自身污染，甚至使整個養殖生態環境都遭到破壞。

1.1 亞硝酸鹽的產生途徑

存在于水體中的亞硝酸鹽對魚類、軟體動物和甲殼類功物均有毒害作用，硝化細菌活性失調或脫氮作用過程的不平衡引起過量亞硝酸鹽的產生。在集約化養殖過程中，向養殖水體中投入過量餌料導致高蛋白殘餌和高含氮排泄物不斷沉積于池底，并被水中的微生物分解為含氮物，造成養殖水體中氨態氮和亞硝態氮等有害物質的累積。正常情況下，這些有害物質可以通過硝化細菌的硝化作用轉化成硝酸鹽等無毒物質或被水體中藻類生物利用形成氮氣排出體外，使水體中的環境處于一種自凈平衡的狀態。但是，水產養殖中定期使用消毒劑將有害的或有益菌體全部殺死，阻斷了整個過程中的消化和分解作用，而且水產養殖密度過高容易導致水中溶氧量不足，即使還存在一定量的硝化細菌，其硝化作用也會減弱[4-5]。

1.2 亞硝酸鹽對水產動物的毒性機理

有關亞硝酸鹽對水產動物的危害機理在國內有大量報道。亞硝酸鹽對動物的致毒機理主要表現在以下方面：①亞硝酸鹽會影響魚、蝦、蛙等動物體內抗氧化酶活性，同時也影響溶菌酶的活力，脾細胞呼吸爆發力，從而降低兩棲動物的免疫能力[6]；②亞硝酸鹽會將動物體內血紅蛋白球中的血紅蛋白轉化為高鐵血紅蛋白，從而導致組織缺氧，膜通透性改變，組織自溶性提高及組織壞死等病理現象。目前，關于亞硝酸鹽對水生動物毒性效應方面的研究還多見于魚、蝦和鱉等[7]。

3 亞硝酸鹽對典型水產生物的影響

3.1 亞硝酸鹽對養殖魚類毒性的影響

亞硝酸鹽對魚類而言是一種有毒物質，養魚池塘內由于經常投餌，施肥及殘渣分解會產生大量的亞硝酸鹽[8]，近年來，國內外有關亞硝酸鹽對水產魚類的影響研究進行了大量研究。白秀

娟等研究表明文昌魚會表現出一定的環境應激反應，暴露在亞硝酸鹽條件下的試驗組文昌魚的體重、酸性磷酸酶（ACP）、堿性磷酸酶（ALP）與對照組無顯著差異，但當文昌魚在亞硝酸鹽濃度為12.07 mg/L時，其ACP 和ALP活性受到顯著抑制作用，受抑制的強度隨水體中亞硝酸鹽濃度升高而增大，結果表明亞硝酸鹽對魚類毒性效應確實存在[9]。魏泰莉等以彭澤鯽為試驗材料來研究亞硝酸鹽對血紅蛋白的毒性影響，結果表明彭澤鯽血液中的高鐵血紅蛋白隨著亞硝酸鹽濃度的增加呈指數遞增關系[10]。王學明等將團頭魴魚馴養在不同梯度濃度的亞硝酸鹽中24 h后發現魴魚的呼吸率呈拋物線，當亞硝酸鹽濃度大于2.5 mg/L時就呈下降趨勢，血液呈黑褐色，而且血液中的高鐵血紅蛋白濃度也明顯升高，說明團頭魴魚對亞硝酸鹽存在一定的耐受度，一旦超過耐受濃度，血液中血紅蛋白轉化成高鐵血紅蛋白，呼吸能力受阻，從而影響正常的生理機能[11]。趙元鳳等分別測定了暴露在高濃度亞硝酸鹽下96 h后尼羅羅非魚血液中高鐵血紅蛋白含量隨亞硝酸鹽濃度的升高而增大，而且血液中高鐵血紅蛋白濃度隨時間的推移而升高。這表明魚致毒是由于亞硝酸鹽從魚血液擴散至紅細胞，然后逐漸積累，將血紅蛋白中的亞鐵離子氧化成高價鐵離子，使血液喪失運載氧的功能[12]。

3.2 亞硝酸鹽對蝦類毒性的影響

已有研究表明在有機脅迫環境中蝦體內與抗病有關的酶活力明顯下降，對病原體的易感性也有所提高[13]，在這些有機脅迫因子中對水體和底質富營養化起主要作用的含氮有機物亞硝酸鹽就是對蝦養殖系統中主要的脅迫因子之一。孫艦軍報道高濃度氨氮可以降低中國對蝦與抗病力相關酶的活力[14]。曾紅對日本對蝦急性毒理試驗結果同時也表明了96 h半致死濃度會隨著亞硝酸鹽濃度的升高而增加，在水體亞硝酸鹽脅迫下蝦的免疫功能會下降[15]。黃翔鵠等研究不同濃度的亞硝酸鹽對凡納濱對蝦毒性的影響，結果表明在亞硝酸鹽脅迫下，凡納濱對蝦的血細胞數、超氧化物歧化酶（SOD）活力、酚氧化酶（PO）活力、抗菌活力（Ua）、溶菌活力（UL）和血清蛋白含量均顯著低于對照組，結果表明亞硝酸鹽可以降低凡納濱對蝦抗病能力，亞硝酸鹽濃度越高，其抗病能力越弱[16]。艾春香研究也表明暴露在濃度1 mg/L 的亞硝態氮水體中 1、4、7和10 d 后，羅氏沼蝦血清和肌肉中酚氧化酶（PO）活性均有所降低，而肝胰腺中PO活性則略有增高；各組織、器官中SOD活性先增高后降低，而磷酸酶活性則有不同程度的增高。這說明亞硝酸鹽脅迫下，隨著時間的推移，存在亞硝酸鹽的積累效應，導致羅氏沼蝦體內各種酶活性有不同程度的升高[17]。吳中華等利用濃度逐漸升高的亞硝酸鹽梯度對中國對蝦進行組織病理學研究，從組織切片中發現培養在亞硝酸鹽中的試驗組的蝦肝胰臟由透明狀向淡黃色濁狀轉變，鰓有腫脹狀，上皮層增厚，局部細胞還有空泡、壞死等一系列組織壞死病理學變化[18-20]。亞硝酸鹽既可以引起蝦類中毒，又會降低蝦蟹類自身的免疫抗病力，降低養殖蝦對病原體的抵抗力，很大程度上降低了蝦類水產養殖的經濟效益。

3.3 亞硝酸鹽對蟹類毒性的影響

甲殼動物的特異性免疫發展還不夠完善，因此在正常環境刺激中主要是依靠非特異性免疫來發揮重要作用，因此甲殼動物血淋巴中的血細胞及抗氧化酶在機體行使免疫功能時起著相當大的作用，可用于評價機體免疫狀況和健康狀況的重要指標。洪美玲等分別鑒定了在不同濃度梯度亞硝酸鹽暴露下中華螯蟹的血細胞總數（Total hemocyte counts，THC）、超氧化物歧化酶（SOD）活力、丙二醛（MDA）含量的變化情況，高濃度亞硝酸鹽暴露亦可使血細胞總數顯著下降，低濃度的亞硝酸鹽暴露在短期內提高了SOD活性，但高濃度的亞硝酸鹽暴露卻抑制了SOD活性，說明甲殼動物對亞硝酸鹽還有一定的毒性抵制效應，所以SOD活性呈現先降低后升高的狀態，肝胰腺丙二醛含量隨著水中亞硝酸鹽濃度的升高而增加，并隨著時間的延長，在體內的累積量不斷增加，說明造成亞硝酸鹽中毒的原因之一就是存在積累效應，當積累到生物體自身無法解除時就會中毒[21]。何望等對河蟹幼體投喂一定亞硝酸鹽后觀察其幼體生長情況，結果發現隨著亞硝酸鹽濃度的升高，幼體浮躁不安，尾巴卷曲，身體不靈活、類似于中毒癥狀亦隨之加重，結果表明亞硝酸鹽對河蟹幼體的生長及變態發育有著極大的危害，能刺激和麻醉幼體的神經，阻礙它們的生長和變態發育[22]。

4 展望

隨著養殖水平的不斷提高和養殖密度的不斷加大，對池塘的投入也在不斷增加，水體的負載都達到或超過飽和程度，進而使水體的理化條件不斷惡化，水體的氨氮、亞硝態氮等有毒、有害物質大量產生，致使養殖水產生物容易生病甚至中毒死亡，造成較大的損失。水產養殖業在我國乃至全世界都是重要的食品供給部門，所以加強水產養殖的經濟研究對于促進其健康、持續、穩定發展，保障全球食物供給、促進經濟發展、提高從業者收入水平和消費者福利水平都有重要作用，希望能有更多的亞硝酸鹽對水產動物毒性影響方面的研究，雖然亞硝酸鹽對典型水產動物毒性影響的慢性試驗具有一定的挑戰性，但可行性還是很大的。

參考文獻

[1]苗衛，江敏.我國水產養殖對環境的影響及其可持續發展[J].農業環境科學學報，2007，26（S1）：319-323.

[2] 陳丁，鄭愛榕.網箱養殖的氮、磷和有機物的污染及估算[J].福建農業學報，2005，20（S1） ：57-62.

[3] PHILLIPS M J，BEVERIDGE M C，ROSS L G.The environmental impact of salmonid cage culture on inland fisheries：Present and future trends[J].Fish Biol，1985，27：123-137.

[4] 亞硝酸鹽的產生過程及對水產養殖的影響[J].科學養魚，2005（9）：78-79.

[5] 余瑞蘭，聶湘平，魏泰莉，等.分子氦和亞硝酸鹽對魚類的危害及其對策的研究[J].中國水產科學，1999，6（3）：73-77.

[6] 王娜，邵晨，頡志剛，等.低溫脅迫下虎紋蛙的生存力及免疫和抗氧化能力[J].生態學報，2012，32（11）：3538-3545.

[7] 谷序文，龔珞軍，劉全禮，等.亞硝酸鹽在水產養殖中的危害及解決方法[J].漁業致富指南，2011（22）：78-79.

[8] 王鴻泰，胡德高.池塘中亞硝酸鹽對草魚種的毒害及防洽[J].水產學報，1989，13（3）：208-212.

[9] 白秀娟，盧伙勝，張冰.亞硝酸鹽對茂名海域文昌魚生長及磷酸酶的影響[J].水產科技，2008（5）：6-9.

[10] 魏泰莉，余瑞蘭，聶湘平，等.水中亞硝酸鹽對彭澤鯽血紅蛋白及高鐵血紅蛋白的影響[J].大連水產學院學院，2001，16（1）：68-70.

[11] 王明學，劉福軍，周志剛，等.亞硝酸鹽對團頭魷魚種血紅蛋白和耗氧率的影響[J].淡水漁業，1997，27（1）：14-16.

[12] 趙元鳳，祝國芹，呂景才.亞硝酸鹽對尼羅羅非魚的毒性及其機理的研究[J].大連水產學院學報，1991，1（6）：62-65.

[13] 丁美麗，林林，李光友，等.有機污染對中國對蝦體內外環境影響的研究[J].海洋與湖沼，1997，28（1）：7-12.

[14] 孫艦軍，丁美麗.氨氮對中國對蝦抗病力的影響[J].海洋與湖沼，1999，30（3）：267-272.

[15] 曾 紅，林能鋒，張文煥，等.亞硝酸氮對日本對幼蝦的急性毒性試驗[J].福建畜牧獸醫，2006，28（5）：13-14.

[16] 黃翔鵠，李長玲，劉楚吾，等.亞硝酸鹽氮對凡納濱對蝦毒性和抗病相關因子影響[J].水生生物學報，2006，30（4）：466-469.

[17] 艾春香，李少菁，王桂忠.幾種環境因子對蝦蟹類非特異性免疫的影響[J].海洋通報，2007，26（5）：103-106.

[18] 吳中華，劉昌彬，劉存仁，等.中國對蝦慢性亞硝酸鹽和氨中毒的組織病理學研究[J].華中師范大學學報，1999（1）：119-122.

[19] CHEN J C，LEE Y.Effects of nitrite exposure on acid-base balance，respiratory prot ein，and ion concentrations of giant freshwater prawn Macrobrachium rosenbergii at low pH [J].Arch Environ ContamToxicol，1997，33：290-297.

[20] CHENG S Y，CHEN J C.Effects of nitrite exposure on the haemolymph electrolyte respiratory protein and free amino acid l evels and water content of Penaeus japonicus [J].Aquat Toxicol ，1998，44：129-139.

[21] 洪美玲，陳立僑，孫新謹，等.亞硝酸鹽急性脅迫對中華絨螯蟹幼體相關免疫指標和應激蛋白（HSP70）表達的影響[J].應用與環境生物學報，2011，17（5）：688-693.

[22] 何望，楊品紅.亞硝酸鹽對河蟹蚤狀幼體及蟹苗毒性試驗[J].內陸水產，1999（7）：5-7.