氨氮對魚類的毒性效應研究進展

熊小琴，王 嵐，史慶超1,，劉 浩，胡增譚，文業武，胡 鵬*

(1.內江師范學院 長江上游魚類資源保護與利用四川省重點實驗室，四川 內江 641000； 2.內江師范學院 生命科學學院，四川 內江 641000)

0 引言

1 氨氮對魚類的毒性效應

1.1 氨氮對魚類的急性毒性

水體中氨氮達到一定濃度后，非離子氨容易透過細胞膜進入體內，使水生動物自身的生理調節不能補償因高鐵血紅蛋白的含量升高而引起的體內組織缺氧，出現中毒癥狀[19]。大量研究顯示，氨氮急性中毒時，魚體反應劇烈，主要表現為浮頭、亢奮、亂游亂竄、失去平衡、側游、體表黏液增多、充血，最后喪失活力沉入水底死亡[20-22]。總氨氮和非離子氨對不同魚類的96h LC50因種類而異，一般海水魚類對氨氮的敏感性高于淡水魚類，此外，不同發育階段也會影響其毒性，通常幼魚期對氨氮更敏感。除生物自身因素外，氨氮毒性容易受多種環境因子的影響，難以比較不同魚類的氨氮耐受性。從表1看出，在相同試驗條件下，非離子氨對同一物種的96h LC50遠低于總氨氮，表明非離子氨的毒性遠大于總氨氮；氨氮對不同規格幼魚均有較強的致毒性，且非離子氨對幼魚的毒性強度遠高于總氨氮；相同條件下，同一物種魚體規格越大，96h LC50值越大，說明魚體對總氨氮和非離子氨的耐受性越強。

表1 非離子氨(NH3)和總氨氮對不同魚類96 h的LC50

1.2 氨氮對魚類的慢性毒性

魚類長期暴露在一定濃度的氨氮溶液中會影響其生理、生化指標以及生長狀況、甚至引起繁殖能力降低、減少懷卵量和卵的存活率等[4]。魚類氨氮慢性中毒主要表現為攝食量明顯減少、飼料利用率降低、損害鰓的離子交換功能、肝腎等組織損傷、免疫機能受損、各項生理生化指標出現異常等[21-23]。楊維[24]在氨對鯽魚幼魚的毒性效應研究中發現，長期氨氮脅迫條件下非離子氨會明顯影響鯽魚的特定生長率(SGR)、攝食率(FR)以及蛋白轉化率(PER)，且SGR、FR及PER與非離子氨呈負相關，其隨非離子氨濃度升高而降低。也有研究發現，鯽魚(Carassiusauratus)幼魚暴露在氨氮環境下，其血液紅細胞總數和血紅蛋白含量均降低，其中最高濃度組較對照組紅細胞總數和血紅蛋白含量降低30 %～40 %，原因可能是高濃度的氨氮引起血細胞溶解，造成攜帶氧的紅細胞減少，導致魚體組織缺氧[25]。SHIN 等[26]發現，隨著氨氮濃度的升高，許氏平鮋(Sebastesschlegelii)在第2周和第4周時血液中的紅細胞總數、白細胞總數、血紅蛋白數量和血細胞比容均顯著下降。姜會民[27]研究表明，黃河鯉魚(Cyprinuscarpio)遭受氨氮脅迫后，肝胰臟中SOD和GPX酶活性呈先升高后降低的趨勢，MDA含量則一直上升。大量研究結果表明，氨氮脅迫會破壞機體抗氧化酶系統，降低SOD等酶活性與含量并且增強脂質過氧化水平，如在尼羅羅非魚(Oreochromisniloticus)[28]、暗紋東方鲀(Takifuguobscurus)[29]和黃顙魚(Pelteobagrusfulvidraco)[30]中的研究也得到類似結果。

2 環境因子對氨氮毒性的影響

2.1 pH對氨氮毒性的影響

2.2 溫度對氨氮毒性的影響

溫度是影響氨氮毒性的環境因子之一，溫度與氨氮毒性呈正相關性，溫度越高則氨氮毒性越強。BARBIERI等[36]將溫度從15℃升高至25℃，24 h、48 h、72 h和96 h后，細鱗肥脂鯉(Piaractusmesopotamicus)對氨氮的敏感性分別升高21.80%、9.55%、31.92%和30.87%。這是因為溫度升高不僅加快了機體的新陳代謝，促進了魚體對氨的吸收，還能增加細胞膜的滲透性、加快內源性氨的產生[16]。

2.3 鹽度和溶氧對氨氮毒性的影響

此外，李波等[23]在不同溶氧水平下氨氮和亞硝酸鹽對黃顙魚的急性毒性研究中發現，在高溶氧、中等溶氧以及低溶氧水平下，氨氮對黃顙魚(Pelteobagrusfulvidraco)的96 h LC50值分別為148.1 mg/L、106.69 mg/L和68.03 mg/L；過飽和氧條件下，非離子氨對大菱鲆(Psettamaxima)的48 h LC50值和96 h LC50值分別為2.40 mg/L和1.73 mg/L，而正常溶氧條件下則分別為1.82 mg/L和1.14 mg/L[39]。在一定范圍內，溶氧與氨氮毒性呈負相關性，溶氧水平越高氨氮對魚類毒性越小，這是由于高濃度溶氧使魚類呼吸頻率下降，進入魚體的NH3含量減少；另一方面，魚類的排氨率隨水中溶氧的增加而增大，因此高濃度溶氧能促進NH3從水體溢出，從而減少NH3的含量，降低氨的毒性效應[17]。

3 氨氮對魚類的致毒機理及魚類自身的解毒機理

3.1 氨氮對魚類的致毒機理

3.2 魚類對氨氮的解毒機理

4 展望

大量研究表明，氨氮會對魚類產生急性和慢性毒性效應，并且容易受到環境因子的影響，但氨氮對魚類的致毒機制尚不明確，不同魚類緩解氨毒的能力也不盡相同。今后可從以下幾方面開展進一步研究。

1) 對于氨氮毒性研究的對象主要集中于幼魚，成魚相對較少，胚胎更少，但大量研究表明，魚類早期生活史階段對污染物敏感，故可進一步加強氨氮對胚胎的毒性研究，為優化育苗、育種提供有力的依據。

2) 生態系統中污染物復雜多變，目前有關氨氮與其他環境污染物的聯合作用對水生生物的毒性影響研究報道較少，應加強聯合毒性研究。

3) 從營養免疫學的角度，研究飼料營養素和添加劑對魚類抗氨氮脅迫能力的影響。