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         水產養殖用水的臭氧殺菌

          隨著水產養殖業的發展,養殖魚類因病原微生物引起疾病時有發生,對養殖業危害極大。各養殖設施除加強管理外,在飼育水及使用的各類器具上如何消除病原微生物已成為一個重要的課題。從排除帶病采卵親魚開始,種卵消毒、養殖水殺菌、設施消毒等采取多種手段以防病原體的侵入。 

    1、養殖用水及排水的殺菌方法 
         通過紫外線、臭氧殺菌裝置對養殖用水殺菌,已在虹鱒、大馬哈魚等淡水養殖種廣泛應用,取得了防病效果。近幾年也使用紫外線、臭氧進行海水魚的防病殺菌。 
         魚類飼育用水的殺菌方法有很多,其中紫外線或臭氧殺菌是大量養殖水低成本殺菌的最佳方法。 

         臭氧殺菌是將高壓放電產生具有強氧化力的臭氧,通過處理槽將流經槽內養殖水的微生物殺滅,臭氧具有強力的殺菌作用,但對人體和養殖的魚也有損害,為此必須通過曝氣或活性炭將臭氧或臭氧合成物去處后再用于養殖用水。海水中含有多種微量元素,特別是溴離子與臭氧起反應生成強氧化劑,其毒性會長期殘留在魚體內。海水臭氧殺菌是于臭氧氣泡直接混合,經臭氧處理生成的強氧化劑具有較強的殺菌作用。表1為天然海水經臭氧處理的生成的強氧化劑對有代表性的魚類原菌、病毒及寄生蟲的殺滅效果。因低濃度強氧化劑于海水中的有機物反應后會消耗,故用天然海水時殺菌效果差異較大。經添加溴化物的人工海水中,臭氧處理產生0.1mg/L低濃度強氧化劑的殺菌效果如表2所示,它顯示了海水中魚類病原微生物對臭氧(嚴格講是海水中產生的強氧化劑)的反應程度。表眾所示,鰻弧菌等四種魚類病原菌通過臭氧殺滅,其細菌數減少99.9%以上,所需強氧化劑量為0.5mg/L、15秒。1mg/L則為30~60秒)。對魚病原病毒而言,鯽魚病毒性腹水癥病毒YAV,鮭科魚傳染性胰臟壞死癥病毒IPNV以及鮭科魚的呼腸弧病毒CSV,減少99%以上所需強氧化劑濃度為0.5mg/L,處理60秒(0.1mg/L也是60秒)。比目魚桿狀病毒HIRRV、鮭科皰疹病毒OMV及傳染性造血器壞死病病毒IHNV,其強化劑濃度為0.5mg/L,0.1mg/L時30秒,殺滅魚體寄生的纖毛蟲,則需0.8mg/L,30秒。 

    表1  海水中魚類病原微生物對強氧化劑的反應 

    微生物

    強化劑濃度

    mg/L

    處理時間

    (秒)

    殺菌效果

    %

    處理時菌數

    (㏒)

    病毒性腹水癥病毒(YAV

    比目魚桿狀病毒(HIRRV

    傳染性胰臟壞死癥病毒(IPNV

    傳染性造血器壞死病病毒(IHNV

    鮭科魚類呼腸弧病毒(CSV

    鮭科皰疹病毒(OMV

    0.5

    0.5

    0.5

    0.5

    0.5

    0.5

    60

    15

    60

    15

    60

    15

    99

    99

    99

    99

    99

    99

    4.3

    5.5

    4.0

    4.0

    4.0

    3.0

    鰻弧菌(Vibrio Anguillarum

    連鎖球菌(Streptococcus Sp.

    癤瘡病菌(Aeromouas Salmonicida

    運動性嗜水單胞菌(A.hydrophila

    大腸菌(Escherichia Coli

    0.5

    0.5

    0.5

    0.5

    0.5

    15

    15

    15

    15

    15

    99.9

    99.9

    100

    99.9

    99.9

    5.6

    5.8

    5.1

    4.6

    6.5

    纖毛蟲

    0.8

    30

    99.9

    5.3

    ※    TCID50ml.CUF/ ml蟲體個數。

    表2 添加溴人工海水中魚類病原微生物對強氧化劑的反應

    微生物

    強化劑濃度

    mg/L

    處理時間

    (秒)

    殺菌效果

    %

    處理時菌數

    (㏒)

    病毒性腹水癥病毒

    比目魚桿狀病毒

    傳染性胰臟壞死癥病毒

    傳染性造血器壞死病病毒

    0.1

    0.1

    0.1

    0.1

    60

    30

    60

    30

    99.4

    99.9

    99.7

    99.9

    3.8

    3.8

    3.8

    3.3

    4.0

    鰻弧菌

    癤瘡病菌

    運動性嗜水單胞菌

    大腸菌O26

    0.1

    0.1

    0.1

    0.1

    60

    30

    60

    120

    99.9

    99.9

    99.9

    99.9

    5.6

    5.8

    4.6

    6.5


          為了了解臭氧氣泡本身對病毒的不活性效果,將臭氧在海水中曝氣,使之生成0.5mg/L強氧化劑,再在蒸餾水不用同樣的曝氣方法進行臭氧曝氣,對兩者病毒的不活性效果進行比較,因為蒸餾水不包含海水成份,故不會生成強氧化劑,則對病毒的活性效果僅僅是臭氧氣體本身作用所致,兩者結果大致相同。可以認為臭氧處理對病毒的不活性效果是由臭氧氣體本身與所生成的強氧化劑共同作用的結果,即兩者均對生物有殺滅性的作用。在淡水養殖中,很久以來就用臭氧對飼育用水進行殺菌。下圖是海、淡水養殖臭氧處理的模式圖,淡水是用曝氣處理除去氧氣體。,海水需經活性炭槽等將臭氧氣體及所生成的強氧化劑去除。 
    飼育用水:淡水   
    處理槽----曝氣罐----飼育槽 
    0.1~0.3mg/L 0.003mg/L 
    5~10分鐘以下 
    飼育用水:海水 
    處理槽----活性炭槽----飼育槽 
    0.1~0.5mg/L 0.003mg/L 
    5~10分鐘  以下或無法檢出 
    飼育用水的臭氧處理模式圖


    2、淡水養殖中的臭氧殺菌 
    用臭氧對魚類飼育水殺滅病例原體的研究是在70年代后半期,由美國Wedemeyer等學者開創。報告列舉了臭氧對虹鱒魚的毒性(以24小時后半數死亡為指標)為:臭氧氣體0.008~0.028mg/L。臭氧濃度必須在0.003mg/L以下魚才能正常飼育。對癤瘡病原菌、口赤病原菌、IPNV及IHNV的不活性效果則為0.01mg/L,處理60秒。圖中所示先以0.1~0.3mg/L濃度處理5~10分鐘,再曝氣到臭氧濃度0.003mg/L以下方可用作飼育水。華盛頓州和俄勒岡州許多孵化場都用臭氧處理裝置。俄勒岡州立孵化場的試驗結果表明,還可防治粘體蟲等寄生蟲感染病例。日本在靜岡縣水產試驗場也作了同樣的試驗,臭氧濃度為0.0083mg/L(體重7.0克組)及0.028mg/L(150克組),24小時后半數虹鱒魚死亡。在以銀鮫及虹鱒養殖場為主,廣泛使用低濃度臭氧通過散氣管直接吹入飼育水中,以達到殺菌及改善水質的目的。從飼育水中的臭氧濃度(以臭氧發生器的輸出計算,大致控制在0.005mg/L左右)來,不可能有較好的殺菌效果。但從飼育魚的流動狀態及飼育池狀況來看,因溶氧增加、氨氮減少、水質得以改善,整個飼育環境的改善效果則很好(必須對臭氧氣體濃度及活菌減少率作準確測定)。這也是目前對臭氧處理評價不一的原因之一。日本本州各地的鮭鱒養殖區,有的河水已被IHNV污染,為確保無病毒或不活性用水,還是應該采用上圖所示的臭氧處理方法。 
    3、海水養殖中臭氧的殺菌 
    與淡水不同,海水中存在許多微量元素。臭氧處理海水時,這些元素與溴離子起反應生成次亞溴酸離子BrO及溴酸離子(BrO3)會相當長時間殘留于魚體內,對魚造成危害。經測定,殘留的強氧化劑衰減一半的時間為22小時以上。強氧化劑濃度為0.03mg/L,經20~40分鐘曝氣處理,全長70 ~105cm的黑鯛在50~90分鐘死亡。當濃度為0.04mg/L時,經10分鐘曝氣處理,則在10分鐘后死亡。如將含有強氧化劑濃度0.3mg/L的海水稀釋10倍,飼育同樣大小的黑鯛,則在1小時后死亡。對比目魚、真鯛的試驗中,也有類似毒性報告。殘留強氧化劑濃度為0.2mg/L時,對大鯰魚有致命毒性;0.5mg/L濃度對星鰈有致命毒性。所以,除非采用無溴離子等微量元素的人工海水來循環飼育,否則必須用硫代硫酸鈉等還原劑除去臭氧處理后生成的強氧化劑。但要連續加入一定量的還原劑較困難。目前廣泛使用活性炭法,即通過活性炭將臭氧處理海水所生成的強強氧化劑清除后再用于飼育。



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