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我国水 产养殖业与臭氧的应用


随着我 国水产养殖业的迅猛发展,各种先 进的水处理技术得以广泛应用,如砂滤、微生物净化、紫外线杀菌消毒、泡沫分离等。但随着 工业化封闭式循环水养殖设备在实际生产中的推广的应用,高密度、小水体 的生产条件对水质的要求也更加严格。因此,应用具有高效、快速特 点的臭氧进行水质处理的技术也就应运而生。
1臭氧的特性
臭氧(O3 )又名活性氧,是氧气的同素异构体,易溶于水,在水中 即刻发生还原反应,产生中 间物质单原子氧和羟基(0H) 单原子 氧氧化能力极强,羟基也是强氧化剂、催化剂,因此,臭氧具 有较强的消毒效果,并可以 分解一般氧化剂难以破坏的有机物单原子氧和 羟基消 毒作用的机理为:(1)臭氧可 以分解细菌的细胞壁,扩散进人细胞内,氧化破 坏细胞室内的酶而杀死病菌;(2)臭氧可与细菌细胞壁 脂类舣键反应,进人细菌体内

部,作用于 脂蛋削白和脂多糖,改变细胞的通透性,从而导致细胞溶解。臭氧杀菌消毒、分解水 中有机质及无机物的能力比常用的氯高出几百倍。而且由于臭氧不稳定,反应过 后易生成氧和水,从而 不会造成二次污染。
2 臭氧可 以净化水质的依据由于臭氧的强氧化性,使得它 对水中的各种微生物均具有较好的杀灭效果。伍学洲等在无菌罩(0.7m )通人臭氧,发现经臭氧作用20min和30min时大肠杆菌杀灭率为97.5% 和l00% ;对金黄 色葡萄球菌杀灭率为93 7% 和l00% ;对绿脓 杆菌的杀灭率为84.6% 和89.8% 。Herbokd等报道20℃条件下 将臭氧气体通人流动的水中, 当水中臭氧浓度达0.43mg/L时可将大肠杆菌100% 杀灭翟发林等报道在34℃ ±1℃时, 浓度为50mg/m 的臭氧可以在45min内将100ml塑料瓶 内滴染的枯草杆菌黑色变种芽孢全部杀灭白希尧等报道,浓度为1.5mg/L的臭氧溶液仅需lmin即可将 试验中的黑曲霉和酵母等真菌100%,杀死,此外,臭氧对 原虫及其卵也有较好的杀灭作用。
3 臭氧净化水质的特点
(1) 由于臭氧的强氧化性,养殖用 淡水或海水中对鱼类危害较大的亚硝酸盐、硫化氢、氨态氰 等均可被氧化为无毒的NO 、SO 、N,等有机物,同时无 机物也可被降解生成对生物无毒的物质,从而降 低水中的生物耗氧量(BOD) 和化学耗氧量(COD)
(2)臭氧的 强氧化性可对藻类等原生动植物起到迅速的杀灭作用,据孙晓红等报道,取赤潮海水进行30min臭氧处理后,红色赤 潮海水完全氧化变为无色透明状,水中的 夜光虫全部被杀死呈粉碎状。
(3)臭氧可 对水中存在的危害水牛生物健康的病原菌起到迅速有效的杀灭作用Kofich等比较了臭氧、CIO,、CI,、氯氮等 对微笑隐孢子虫卵的杀灭作用. 结果表明lrng/kg的臭氧作用5min可灭活90% 的虫囊.而同浓度的CIO,经作用lh,CI,和氯氮均在浓度为80mg/kg且作用90rain后才达 到了同样的作用效果。
(4)由于臭 氧在水中易分解为0,,所以不 但可起到杀菌消毒的作用,而且可使水体增氧,直到一举两得的作用
(5)臭氧在 净化水质的过程中,不会改 变水中的原有成分.能保持 水中所含的对水生动物有益的矿物质一
(6)通过臭 氧净化水源的同时,还可起 到减少动物肠道内以宿主营养为生的细菌数 .降低幼菌营养消耗,而且使 有益菌分泌的淀粉酶活性增强,提高了 动物对食物营养成分的利用效果,促使动物健康的生长
(7)臭氧通 过氧化絮凝作用对水质起到净化作用,不会产生二次污染物,消毒过 程中产生的氧化物是无毒、无味能 生物降解的物质。
4 影响臭 氧作用效果的因素
(1)臭氧的 浓度任允许浓度内,一般加 臭氧的浓度越高,杀灭细 菌等的速度越快,作用效果越好,但应注意勿使其过量
(2)水的温 度相同的臭氧浓度,在不同的水温下,溶于水中的量不同。水温越 低水中的溶解度越高如30 时,溶解度为22% ,lO 时为54% .0cc为69%
(3)水中的 无机离子当水中存在较多无机离子时,会加速臭氧的分解,从而使 臭氧的浓度降低,妨碍杀菌的效率一
(4)水中的浑浊度据报道,当水的浑浊度在5mg/L以下时,对臭氧 杀菌效果的影响不大,但当浑浊度在5mg/L以上时,则有影响。因为此 时有很大一部分的臭氧用于对有机物及无机物的氧化分解上
(5)水中残 余臭氧对水生生物的毒副作用
姜国良等(2001)在臭氧 对牙鲆和对虾的急性毒性试验中表明,当残余臭氧浓度为0.2~0.4mg/LH~经过l2h,牙鲆存活65% ;24h时为47% ;48h时为23% ;当浓度增加至0.5~0.8ml/L时,任何时段无一存活,Reid.B(1994)研究表明,l-5mg/1 的臭氧 浓度是虾的致死浓度。Hubbs研究发 现鱼类在残留臭氧浓度较高时的毒性反应,主要是 运动和呼吸异常,随之失去平衡,鱼时而乱游时而静止,静止时 鱼的侧面或肚皮朝上,最终导 致鱼类死亡因此,虽然臭 氧可显著净化水质,增加鱼虾产量,然而其 对鱼虾等水生生物的毒性作用也不可忽视,实际应 用中应根据实际情况加以涮整一当用于臭氧再循环水时,要使用小剂量(一般为0.05~0.3mg/L)和短时间(O.3~2min)接触一综上所述,由于臭 氧本身所具有的优点,如杀菌谱广.作用效果快而彻底,片且无二次污染.可通过分解无机物、有机质等来净化水质,并可增加溶氧因此,臭氧是 一种理想的杀菌消毒剂,可广泛 地应用于养殖及生活用水水质处理上而且臭氧可明显地改善水质,用于循 环养殖系统中时,可大量地节约用水,降低用 于温度控制所消耗的热能一因此,从长远来看,应用臭 氧进行水质处理不失为~ 种经济、有效的水处理方法。

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