一、什么是重金屬
在水產養殖業,重金屬的說法可是非常的頻繁和廣泛,重金屬幾乎在每一次的解毒都會提到它。
對什么是重金屬,目前很難嚴格的統一定義,在化學上一般重金屬是指密度4.0g/cm3以上的60種元素或密度在5.0g/cm3以上的45種元素。由于砷、硒的毒性及某些性質與重金屬相似,所以環境衛生學將其列入重金屬污染物范圍內。在水環境中,重金屬污染物的存在,影響了水生生物的生長、繁殖及洄游等生物活動。但是對于生物體而言,重金屬不一定就是有害金屬,重金屬包括了必需金屬和非必需金屬,必需金屬是有機體進行正常生理活動不可缺少的金屬,這些許多就是可見于微量元素表里。然而,當重金屬濃度超過一定閾值就會產生毒害;非必需金屬不參加生理活動,少量就會對生物體產生危害。所以使用微量元素也要注意使用量的問題,不是拼命潑灑微量元素就是健康,微量元素使用多了或者本來這個養殖區域的底泥、水該微量元素已經豐富了,那一旦使用過量,這個微量元素就是有害金屬,也可能產生重金屬中毒。在環境衛生學上:重金屬主要是指汞(日本鬼子的水俁病病因)、鎘(日本鬼子的痛痛病病因)、鉛、鉻以及類金屬砷等生物毒性顯著的重元素。至于對具有一定毒性且環境中廣為分布的如鋅、銅、鈷、鎳、錫、鋁等金屬及它們化合物的環境行為研究,也歸入環境化學內容。水產養殖業的重金屬,按農業部的農業部出臺的《無公害食品-水產品中有毒有害物質限量》,重金屬也就是也就是汞、鎘、鉛、鉻,銅,已經刪除了硒、鋁、氟等3項指標。但是水產養殖業目前把重金屬說的那么廣泛,那應該可能就比較接近環境衛生學上的重金屬范疇了。主要是指汞、鎘、鉛、鉻以及類金屬砷等生物毒性顯著的重元素,具有一定毒性且環境中廣為分布的如鋅、銅、鈷、鎳、錫、鋁等金屬及它們化合物等等環境衛生學的重金屬概念了。
那在養殖生產過程中,重金屬的廣泛性到了什么地步呢?幾乎好像每天都可以聽到:解重金屬毒等等。這到底是在解那個重金屬?有沒有那么高濃度的重金屬在我們的養殖環境里?
相信上圖的這種說法許多朋友都遇到過,而且是一種非常非常普遍的說法。目前水產業的氨氮測定是采取納氏試劑比色測定,納氏試劑測定氨氮影響因素很多,會造成其測定結果有很大誤差。但是這種測定方法簡單、快速、方便攜帶的的確確是非常實用的,不過最好能夠了解其影響因素不導致誤判。
常用的納氏試劑測定氨氮影響因素有
1、pH值
pH太高或者太低都可能會出現紅色沉淀,影響程度結果。
2、余氯
剛剛使用氯制劑消毒的水存在余氯,如果余氯濃度超過1100mg/L以上時,余氯和氨氮可形成氯胺,對測定的氨氮結果產生正影響,氯離子濃度越高,正影響越大,將使測定的氨氮接近真實值。
3、鈣、鎂等金屬離子
在測定水樣時,鈣、鎂等金屬離子在堿性環境下生成沉淀,使水樣變得乳白色渾濁。
應對方法:使用酒石酸鉀鈉屏蔽。
4、鐵、銅、錳離子
當水樣中鐵離子濃度大于0.15mg/l、銅離子濃度大于0.10mg/l時,加入試劑后水樣會變得帶色的渾濁。
5、硫化物的影響
硫化物會明顯干擾比色的測定結果,導致誤判氨氮過高。所以pH偏低的時候要注意是不是硫化氫在干擾了。那家伙可是危害更加大。
二、水產養殖常見重金屬污染
水生生物從環境中攝取重金屬,再通過大魚吃小魚,小魚吃蝦米的生物富集和食物鏈的生物放大作用,高級的生物體內通過富集重金屬會越多。所以別以為貝類、慮食性小魚臟不能夠吃,其實吃小魚和貝類的肉食性大魚才是重金屬污染最嚴重的高級生物。水產品中常見的重金屬污染主要有砷、鉛、汞、鎘、鉻等,已經中金屬超標的水產品,由于重金屬在生物體內存在著肝-腸循環這個現象,所以降低體內的重金屬比較慢、比較難。目前還沒有明確快速、有效果的重金屬脫毒方法。上一次一個磚家說:拌喂活菌就可以去除魚體內的重金屬,這個說法是比較磚家了,是一種想當然的、無依據磚家語言,肝-腸循環這個環節很難讓重金屬順利的排除消化道。
水生生物由于其攝食和生活習性不同,對不同重金屬的蓄積能力也不同,水產品中部分藻類、甲殼類、和貝類等重金屬蓄積能力較強,而更加高級的慮食性生物或者肉食性生物通過攝食藻類、甲殼類、和貝類把中金屬積累在體內,重金屬含量會慢慢升高,形成慢性中毒并且影響到人類。
三、什么是重金屬中毒,這就是中毒怎么處理
重金屬中毒分為慢性中毒和急性中毒
就以汞、銅、鋅(后兩個以上微量元素)為例子
1、汞
慢性中毒
汞也就是水銀,生活在汞超標的環境的魚蝦,體內可富集數千倍、甚至高達萬倍以上的汞,不過魚蝦即使這樣做也不一定會馬上死亡但是汞卻不易在體內降解,不易排出,而且魚體的汞含量主要以有機汞的形態儲存于體內。同時這些汞慢性中毒的魚,對魚類早期發育階段的胚胎期和仔魚期影響也較為嚴重,這些就是汞的慢性中毒危害。海南就有一個地方的池塘汞超標了許多,導致的結果是:對蝦養到200頭左右就不愿意大。最后解決方法是:鋪膜!其他方法就木有,有機酸的解毒方法對汞而言,基本上是毫無影響。
急性中毒
硝酸亞汞溶液為0.10mg/L時,2h開始死魚,6h死亡率達100%,濃度為0.056mg/L,3h時開始死魚,24h死亡率為90%,48h達100%魚苗死亡前體色逐漸變黑,呼吸困難,最后翻肚沉入水底死去,死后口和鰓蓋擴張。另外,對劍尾魚進行急性毒性實驗,結果表明:Hg2+對劍尾魚的24、48、96h的半數死亡率分別為1.71、1.35、0.84mg/L。這就是中金屬汞的急性中毒。
環境里有沒有那么高汞含量的自然水體?一般沒有的,尤其在附近有人口密集的養殖區域應該沒有這種可能(排除了意外嚴重工業污染),要是自然環境就有這么多汞,估計先出問題的不是魚蝦,該是居民了。一般不會有這種急性中毒量的存在D。
所以一般重金屬中毒的結論還是慎重一點下,別動不動就重金屬中毒。
2、銅
微量銅對藻類的生命活動起重要作用,是藻類細胞色素氧化酶等活動物質的構成成份,但過量的銅會抑制藻類酶的活性。在相同量級下,銅比鉛、鉻、鋅、鎳的毒性大。銅主要抑制藻類的生長和光合作用,影響原生質膜的滲透性,使鉀離子從細胞內流失。這就應該明白:為什么銅會殺藻了吧?
經銅處理過的黑色鞘絲藻的呼吸率增加,細胞內出現許多分散異物。銅離子濃度為10-8mol/L時聚合角毛藻的生長速度很慢;銅離子為1-9mol/L時渦邊毛藻的細胞全部失去活動能力;銅離子為10-11mol/L時,海鏈藻生長率降低30%。當銅濃度為6g/L時會抑制巨藻的光合作用。過量的銅還可引起小球藻和水華束絲藻為優勢種的天然浮游植物的光合色素消失。裸藻的光合作用明顯地受到銅的抑制,它在含銅0.5mg/L水中光合作用抑制率達到60%。海洋藻類在50g/L銅濃度中暴露5天后,其代謝作用受阻,細胞內淀粉消失。此外,在酸性水體中和處于最適溫度時,銅離子毒性相應增加,而在硬度較大水體中,銅離子對藻類毒性降低。保持養殖水體有一定的硬度,對重金屬的干擾會有一定的作用。
淡水草魚魚苗對銅的96小時LC50急性值為0.131mg/L,
草魚魚種LC50急性值值為0.O47mg/L,白鏈魚種對銅的96LC50急性值為0.071mg/L。白鏈在含銅0.047mg/L水中染毒20分鐘后,呼吸頻率從每分鐘108次降至每分鐘84次。
重金屬銅的中毒一般是用藥失誤引起的,比如濫用硫酸銅殺蟲劑、殺藻劑等等。
解毒方法:盡快的降低水體的銅含量,主要是撒EDTA-Na2和大蘇打。
3、鋅
鋅是生物生長所必需元素,藻類也不例外。如裸藻在缺鋅條件下,蛋白核消失,當添加適量鋅后,蛋白核又得以恢復。但鋅含量過高又會導致藻類生長不良,影響光合作用及葉綠素含量降低,使葉綠素與類胡蘿卜素比例失調。但過低濃度濃鋅也會影響到藻類的光合作用。鋅濃度為20ppm時,小球藻完全停止生長;鋅濃度為2.4ppm時,普通小球藻生長率下降一半。但鋅過高會導致藻類滲透壓增高,電解質漏失,最終導致藻類形態發生變異。鋅與銅、鎘、汞等金屬產生協同作用對水生生物毒性較大。
從這里也看得到:微量元素使用必須達到微量,多了就是金屬中毒的意思了。
重金屬鋅的中毒一般是用藥失誤引起的。
四、重金屬對南美白對蝦肝的危害
下面以銅(Cu2+)、鋅(Zn2+)鎘(Cd2+)為例子說說重金屬的危害:
通過對Cu2+、Zn2+、Cd2+在96h內對凡納濱對蝦對肝胰臟、鰓絲和血液超氧化物歧化酶(SOD)活力的影響的實驗觀察,結果表明,當Cu2+濃度在每升0.1毫克、Zn2+每升10毫克、Cd2+每升0.5毫克,南美白對蝦的SOD活力隨時間延長均呈現先升高后下降的趨勢。這三種重金屬離子對凡納濱對蝦肝胰臟、鰓絲、血液SOD活力的影響大小順序為肝胰臟>鰓絲>血液,3種重金屬離子對凡納濱對蝦傷害大小順序為Cd2+>Cu2+>Zn2+。
重金屬中毒是有明確的致病因素和致病機理的,不會模模糊糊的用水體的毒說不清楚來表達,同時要搞清楚重金屬是來源于底泥還是外水源,是急性中毒還是慢性中毒。重金屬的急性中毒一般不會出現,出現了也就只有放棄并且涉及到需要上報相關部門找污染源的問題了。在人類頻繁活動的地方,而且該區域很少地方性疾病、地方性畸胎等等地方性疾病的區域,一般也不會有重金屬慢性中毒的現象。目前水產業里對重金屬的畏懼可能和總硬度、鐵、錳的影響有一點關系。
五、水體中重金屬化學形態和重金屬中毒
水體中重金屬的總量是不一定能很好地揭示重金屬的生物毒性及其在環境中的化學活性和再遷移性,并不是凡是重金屬就是有害物質。重金屬元素的生物毒性在更大程度上是由其形態分布決定的效應。比如Cr3+是維持生物體內葡萄糖平衡以及脂肪蛋白質代謝的必需元素之一,而Cr6+則是水體中的重要污染物。
水中銅的毒性形態有:Cu2+,Cu(OH)+,Cu(OH)2,還有其他不穩定的絡合物和與膠體結合的不穩定金屬狀態,通常被認為是主要的毒性形態。
而水中銅的無毒性形態有CuHCO3,CuEDTA。大分子重金屬穩定絡合物被截留,毒性相對較低。所以:硫酸銅中毒第一件事就是撒EDTA而不要傻瓜傻瓜的去找有機酸等等萬能解毒藥,依據就在這里:CuEDTA是水中銅的無毒性形態。
對于深水井的過高總硬度、海灘的鐵、錳,可以通過適當調整pH后,將水中的不同金屬離子變為膠態,采用沉淀、過濾的方法、也可以采取撒EDTA的方法,都會取得一定降低金屬離子的效果。
文/廣州市勝維飼料有限公司高級工程師施衛民