腐殖酸钠为什么对蓝藻水华效果显著?

盼盼趣趣 2024-08-12 22:06:36

随着集约化养殖模式的深入推广,池塘养殖水体富营养化现象日趋严重,蓝藻水华频繁暴发,已成为制约淡水池塘养殖业健康发展的重要因素。

蓝藻水华在生长和消亡过程中释放的藻毒素会对养殖动物造成较严重和直接的危害,其中,以微囊藻毒素(MCs)危害最大。

自然水体中 MCs 质量浓度为1~80 μg/L,而某些养殖池塘可达2.5 mg/L。

自然环境中 MCs降解主要依赖于微生物降解和光化学降解两种途径,其中,光化学降解包括直接光降解和间接光降解两种方式。

MCs不仅可以在紫外光下发生直接光降解,还会在光敏剂作用下发生间接光降解。

溶解性有机质(DOM)是自然水体中普遍存在着的一类光敏性物质,主要由富里酸、腐殖酸、低分子量有机酸和碳水化合物等组成。

今天我们要说的腐殖酸钠里面的最主要成分就是腐殖酸和富里酸,这也是腐殖酸钠对蓝藻水华有效果的直接因子。

富里酸是腐植酸中易溶于水的部分,‌是腐殖质的主要成分之一,‌而腐植酸是腐殖质的主要组成部分,‌通常与一些金属离子结合成盐的形式而存在,市面上常见的就是我们水产上经常使用的腐殖酸钠。

作为 MCs 间接光降解的重要参与者,DOM 在自然水体 MCs光降解中发挥着重要作用。

在太阳光照射下 DOM 形成激发三重态(3DOM*),通过能量传递间接降解 MCs,还可吸收太阳光产生多种活性氧(ROS),如单线态氧(O2)、羟基自由基(·0H)、超氧阴离子(02-·)和过氧化氢(H202),这些活性氧物质可以与 MCs 发生氧化反应,促进 MCs 的光降解。

自然水体中 DOM 的含量一般低于 10 mg/L(以C计)。除了陆源性 DOM 经风、降雨和地表径流进入外,自然水体中 DOM 主要来自浮游植物代谢和死亡后的残骸。

在养殖池塘中,养殖动物排泄物、残饵及施入的有机肥也是内源性DOM 的重要来源。

因此当水体出现蓝藻水华爆发的时候,这些内源性的DOM就显得捉襟见肘了,因此这时及时外泼腐殖酸钠就是最有效的补充方式。

池塘养殖水环境复杂,水体pH、光照条件等因素都会对水中 MCs的降解产生一定影响。

MCs 具有 200 种以上异构体,微囊藻毒素-LR(MC-LR)是淡水养殖池塘中最常见、急性毒性最强的异构体 。

不同浓度富里酸对MC-LR 的光降解均有促进作用,且随着富里酸浓度升高,光降解作用呈现先升高后下降趋势。

当富里酸浓度较低时,主要以光敏剂形式产生’DOM*和ROS等物质与 MC-LR 产生反应,进而促进间接光降解反应发生;随着富里酸浓度不断增大,促进作用越发明显。

同时,因富里酸具有共轭发色团吸光而会产生光屏蔽效应,还会与 ROS 等相互淬灭。

随着富里酸浓度增加,其分子数变多、分子层变厚,使得MC-LR 在单位面积上接收到的光能辐射变弱。

此外,富里酸与 MC-LR 通过吸附或螯合作用,致使光能向富里酸转移,富里酸结构中包含的不饱和键也会与MC-LR 进行竞争,致使光降解效率降低。

随着富里酸浓度增加,其通过光屏蔽、淬灭等对 MC-LR 光化学反应的抑制作用亦逐渐增强。

因此,当FA浓度达到一定值时(7.5 mg/L)时,对 MC-LR 的降解效果最好。

在养殖池塘中,可适当种植水生植物,使其与蓝藻竞争营养盐、阳光和氧气等,限制蓝藻生长,从根源上降低了水体中 MC-LR 含量升高的风险,同时水生植物的茎、叶腐败后可增加水体中富里酸 的含量,有利于 MC-LR 的光降解。

在不同pH 条件下,MC-LR 降解率随着 pH 的升高呈下降趋势,MC-LR 在酸性条件下的降解效果好于碱性条件下。

酸性溶液更易产生·0H,而·0H能够促进MC-LR 的光降解。

Yan 等发现,在酸性条件下,富里酸表面电荷被中和,从而促进富里酸分子的自卷曲和聚集,形成胶束状构象,增强了与疏水化合物 MC-LR 的结合。

在碱性条件下,富里酸表面呈更多负电荷,同时 MC-LR 中的谷氨酸和甲基天冬氨酸基团去质子化。

负电荷增加了 MC-LR 和富里酸之间的排斥力,从而降低了吸附效果。

因此我们在使用腐殖酸钠的时候配合有机酸或者乳酸菌菌液一起使用效果更好一些。

用法与用量

一斤腐殖酸钠兑水稀释可用三亩左右,水库用量需增加,每隔20天左右施用一次,水质恶化时用量加倍,直接兑水稀释全塘均匀泼洒使用即可。

与增氧剂、有机酸、乳酸菌等配合使用效果更佳。一般老塘,池底恶化,蓝藻水华爆发、淤泥多的,久未清塘可以多用。

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