论文部分内容阅读
高浓度有害态氮对水生动物的危害已有大量研究,但主要以急性毒性实验和亚慢性研究为主。由于实验系统的构成简单、时空尺度较小,其结果可能难以反映真实水生态系统中氮对动物的影响。本研究通过室内急性实验和全生态系统慢性实验,综合评价高氮对几种淡水鱼类的影响。主要结果如下: 实验Ⅰ进行氨氮对异育银鲫(Carassius auratus gibelio)、鲢(Hypophthalmichthysmolitrix)、鳙(Hypophthalmichthys nobilis)和草鱼(Ctenopharyngodon idellus)的急性毒性实验。结果表明,氨氮毒性与氨氮浓度呈正相关。水温19.9±0.2℃,pH7.18±0.02,溶解氧7.45±0.15 mg/L时,异育银鲫幼鱼(1.96±0.04 g)96 h的氨氮(TA)半致死浓度为103.37 mg/L,分子氨(NH3)半致死浓度为0.62 mg/L。水温19±0.1℃,pH8.63±0.10,溶解氧7.65±0.15 mg/L时,氨氮对鲢仔鱼(5 dph)96 h的半致死浓度为3.59 mg/L,分子氨半致死浓度为0.48 mg/L。水温23.0±0.3℃,pH8.85±0.05,溶解氧7.55±0.05 mg/L时,氨氮对鳙仔鱼(5 dph)96 h半致死浓度为1.63 mg/L,分子氨半致死浓度为0.35 mg/L。水温23.0±0.3℃,pH8.65±0.03,溶解氧7.45±0.05 mg/L时,草鱼仔鱼(5 dph)氨氮半致死浓度为69.36 mg/L,分子氨半致死浓度为0.38 mg/L。 实验Ⅱ将三种鲤科鱼类暴露于5个不同氮浓度的实验池塘(全生态系统)一周年,研究高氮对鱼类生长性能及组织结构的影响。总氮的周年平均浓度分别为:0.96,1.29,6.33,15.99,41.46 mg/L,氨氮的周年平均浓度分别为:0.35,0.50,2.48,6.98,19.36mg/L。在氨氮浓度高于2.48 mg/L的各处理组中,三种鱼的肝组织表现出不同程度的脂肪空泡;鳃组织出现了融合现象,鳃小片出现毛细血管扩张。但是,三种鱼的生长良好。鳙和鲢的特定生长率随氨氮浓度升高而升高,而异育银鲫生长与氨氮浓度无关。 传统的急慢性毒性实验结果表明:随着实验时间尺度的增加,鱼类对氨的耐受性降低。但是,本研究的急性和慢性实验结果与此趋势相反。在本研究中,全系统高氮实验的年均NH3浓度(0.01~0.54 mg/L)已达到或者超过鲢、鳙或鲫的NH396 h LC50浓度(0.35~0.62 mg/L),但是三种鱼均生长良好,并且在最高氮浓度(35.47~41.16mg/L)池塘中鲢和鳙生长最好。比较表明,氨毒性的测定结果受实验尺度的影响,即在简单的中小实验系统中氨对鱼类的毒性随时间尺度增大而升高,但在复杂的全生态系统中氨的毒性大幅度降低。这说明氨的毒性与系统的空间尺度和复杂性密切相关。 氨毒性的空间尺度依赖性有四种可能的机制:(1)在自然条件下,水生藻类和大型水生植物可以吸收和转化水体中的氨氮供其生长所用;(2)死亡后的藻类会分解沉降,以有机质的形式吸附到底泥中,同时底泥对氨氮有很强的物理吸附作用;(3)硝化—反硝化作用可将氨氮转化为氮气(N2)或氨气(NH3)释放到空气中,也可在一定程度上降低水体氨氮浓度;(4)鱼类具有自我保护和适应机制,可有效抵御环境中氨的毒性。 本研究的全系统实验表明,在水体分子氨(NH3)浓度不高于0.52~0.54 mg/L、总氨(TA)浓度不高于19.36 mg/L、总氮(TN)浓度不高于41.46 mg/L时,鲢、鳙和异育银鲫可以生长良好。在相同的实验条件下另一研究结果表明,沉水植物在总氮浓度低于12 mg/L的环境中生长良好。综合两个研究的结果,本文将总氮的安全浓度初步确定为12 mg/L。