硝化細(xì)菌——在線生物毒性預(yù)警

近年來，硝化細(xì)菌已逐漸成為水產(chǎn)養(yǎng)殖界的熱門話題，它在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的重要性開始引起廣泛的注意�？梢哉f，迄今為止，在大規(guī)模、集約化的水產(chǎn)養(yǎng)殖模式中，如果沒有硝化細(xì)菌參與其中的凈水作用，想獲得成功的養(yǎng)殖，是相當(dāng)困難的。

魚、蝦等水產(chǎn)動物吃、喝、排泄、生活、休息都是在水體中進(jìn)行的，那么，如何管理水體的水質(zhì)以便適合它的生長、生存、健壯就成了重要的問題。尤其是現(xiàn)代集約化養(yǎng)殖長期累積了大量養(yǎng)殖生物排泄物，所有有機(jī)物的排泄物，甚至其尸體，在異養(yǎng)性細(xì)菌的作用下，其中的蛋白質(zhì)及核酸會慢慢分解，產(chǎn)生大量氨等含氮有害物質(zhì)。氨在亞硝化菌或光合細(xì)菌作用下轉(zhuǎn)化成亞硝酸，亞硝酸與一些金屬離子結(jié)合以后可以形成亞硝酸鹽，而亞硝酸鹽又可以和胺類物質(zhì)結(jié)合，形成具有強(qiáng)烈致癌作用的亞硝胺。因此，亞硝酸鹽常與惡名昭彰的氨相提并論，由于亞硝酸鹽長期蓄積中毒，會使魚、蝦等抗病力降低，易招致各種病原菌的侵襲，故常被視為是魚、蝦的致病根源。然而，當(dāng)亞硝酸在硝化菌的硝化作用下轉(zhuǎn)變成硝酸后，很容易形成硝酸鹽，從而成為可以被植物吸收利用的營養(yǎng)物質(zhì)。所以說，硝化細(xì)菌與養(yǎng)殖環(huán)境的關(guān)系十分密切。

目前市面上宣稱具有硝化作用的一些異養(yǎng)菌及真菌，雖然也能將氨氧化成硝酸鹽，但通常只能利用有機(jī)碳源獲取能量，不能利用無機(jī)碳源，其對氨的氧化作用十分微弱，反應(yīng)速率遠(yuǎn)比自養(yǎng)性硝化細(xì)菌慢，不能被視為真正的硝化作用。

硝化作用必須依賴于自養(yǎng)性硝化細(xì)菌來完成。養(yǎng)殖池中有豐富的氮源，原本很適于硝化細(xì)菌生長，不過由于養(yǎng)殖池中存在大量的異養(yǎng)菌，受到異養(yǎng)性細(xì)菌的排斥作用，適合硝化細(xì)菌棲息的地方，相對自然環(huán)境顯然少得多，因此無足夠數(shù)量的自養(yǎng)性硝化細(xì)菌來消費(fèi)過量的亞硝酸氮，這就是問題所在。

一、硝化細(xì)菌基本概念

硝化細(xì)菌系指利用氨或亞硝酸鹽作為主要生存能源，以及能利用二氧化碳作為主要碳源的一類細(xì)菌。硝化細(xì)菌是古老的細(xì)菌之一，其廣泛分布于土壤、淡水、海水及污水處理系統(tǒng)中，卻在自然界鮮少大量出現(xiàn)，原因在于硝化細(xì)菌的分布會受到許多環(huán)境因素的影響，如氮源、溫度、氧氣濃度、滲透壓、酸堿度和鹽度等等。

硝化細(xì)菌分為亞硝化菌與硝化菌，亞硝化菌的主要功能是將氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽；硝化菌的主要功能是將亞硝酸鹽轉(zhuǎn)化為硝酸鹽。氨氮和亞硝酸鹽都是在水產(chǎn)養(yǎng)殖過程中產(chǎn)生的有毒物質(zhì)且亞硝酸鹽還是強(qiáng)烈的治癌物質(zhì)，因此如何降解這兩種物質(zhì)，是科學(xué)工作者近年來的工作重點(diǎn)，由于亞硝化菌的生長速度比較快且光合細(xì)菌也具有降解氨氮的作用，因此現(xiàn)代養(yǎng)殖已能成功地將氨氮控制在較低的水平上。而對于亞硝酸鹽，由于自然界中的硝化菌生長極慢且還沒有發(fā)現(xiàn)有其它的任何微生物可代替硝化菌的功能，所以養(yǎng)殖過程中產(chǎn)生的亞硝酸鹽就成為阻礙養(yǎng)殖發(fā)展的關(guān)鍵因素�？蒲腥藛T經(jīng)過多年努力，通過大量的實(shí)驗(yàn)篩選，最終研制成功一種新型的純化硝化菌制劑“硝化寶”，它能有效地將亞硝酸鹽降至規(guī)定的濃度。

二、硝化菌制劑的生物學(xué)特性

生物為了生長和繁殖，除了需要可用于構(gòu)建細(xì)胞成分的基本物質(zhì)外，也須獲得能量。硝化菌是一種化能自養(yǎng)菌，是利用無機(jī)物質(zhì)獲得能量的，硝化菌利用亞硝態(tài)氮獲得合成反應(yīng)所需的化學(xué)能，在體內(nèi)制造糖類，而制造糖類需要相當(dāng)長的時間，不像其它異養(yǎng)性細(xì)菌可從有機(jī)物中直接分解及攝取所需要的糖類，因此硝化菌生長和繁殖速率遠(yuǎn)比一般異養(yǎng)性細(xì)菌來得慢，自然條件下，硝化和脫氮效果不能滿足正常養(yǎng)殖的需要。溫度、酸堿度和水中的溶解氧濃度對硝化細(xì)菌的生長均具有重要影響。

硝化菌是生物脫氮過程中起主要作用的微生物，水中硝化菌的數(shù)量直接影響硝化效果和生物脫氮效率，硝化菌制劑的濃度與硝化效率成正比。

水族箱中如果沒有硝化細(xì)菌的存在，必然會面臨氨含量的激增的危險，不論您采用何種方法或任何水族用品用品都不能徹底解決這個問題。當(dāng)水中的氨濃度達(dá)到水族生物致命濃度時，對于任何一種水族生物而言，結(jié)果可能都是一樣的--那就是死亡，這時您一定會心疚不已。但如果水中含有足夠數(shù)量的硝化細(xì)菌為您不斷地解除水中的氨，則整個水族生態(tài)平衡系統(tǒng)的穩(wěn)定性將獲得確保，并使水族生物安全地生活于水族箱中。

德國拉爾ToxAlarm 在線預(yù)警系統(tǒng)即用來測量氧氣消耗情況。試樣中的有毒物質(zhì)可抑制細(xì)菌呼吸，從而降低氧氣消耗量。因此，硝化細(xì)菌對氧氣的消耗使得我們能夠得出試樣毒性的結(jié)論。

 

硝化細(xì)菌是一種好氧細(xì)菌，能在有氧氣的水中或砂礫中生長，并在氮循環(huán)水質(zhì)凈化過程中扮演著重要的角色。它們包括形態(tài)互異類型的一種桿菌、球菌以及螺旋型細(xì)菌，屬于絕對自營性微生物的一類，包括兩個完全不同代謝群：

 

1.亞硝酸菌屬（Nitrosomonas）：在水中生態(tài)系統(tǒng)中將氨消除（經(jīng)氧化作用）并生成亞硝酸的細(xì)菌類；亞硝酸菌屬細(xì)菌，一般被稱為“氨的氧化者”，因其所維生的食物來源是氨，氨和氧化合所生成的化學(xué)能足以使其生存。

 

2.硝酸菌屬（Nitrobacter）：可將亞硝酸分子氧化再轉(zhuǎn)化為硝酸分子的細(xì)菌類。硝酸菌屬細(xì)菌，一般被稱為“亞硝酸的氧化者”，因其所維生的食物來源是亞硝酸（但也不一定是亞硝酸，其他有機(jī)物亦有可能），它和氧化合可產(chǎn)生硝酸，所生成的化學(xué)能足以使其生存。

 

因這些硝化細(xì)菌能將水中的有毒的化學(xué)物質(zhì)（氨和亞硝酸）加以分解去除，故有凈化水質(zhì)的功能。不過需要注意：硝化細(xì)菌在水質(zhì)pH中性、弱堿性的環(huán)境下發(fā)揮效果最佳，在酸性水質(zhì)中發(fā)揮效果最差。

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