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微量元素、重金屬、鐵的缺乏與過量對生物的影響

最近在走訪各地高密度養殖時,經??吹胶芏喑躔B者幾乎天天拌料微量元素或者潑灑微量元素,這里就對微量元素、重金屬、鐵離子做一個簡單介紹。首先要明白適量,過則死,缺亦死,至于量慢慢道來。

微量元素

當生物由于缺乏某種元素影響其生長或不能完成其生命循環時,補充適量的這種元素非常必要。但當超過需要量時同一種元素又可能有毒害作用。(必需元素如Cu、Zn等)

此外,生物可能忍受低濃度的非必需元素,當濃度超過一定界限時,將對生物起明顯毒害作用。(非必需元素如Pb、Cd等)

微量元素,是指生物必需,但是需要量很少,含量過高對生物有害的一類元素。
以人體為例:
1.    必需微量元素,共8種,包括碘、鋅、硒、銅、鉬、鉻、鈷、鐵。
2.    可能必須的元素,共5中,包括錳、硅、硼、釩、鎳。
3.    具有潛在的毒性,但在低劑量時,可能具有必需功能的元素,共7種包括氟、鉛、鎘、汞、砷、鋁、錫。

重金屬:(目前尚無嚴格定義)

重金屬指比重大于4或5的金屬, 最終在工業上真正劃入重金屬的為10種金屬元素:銅、鉛、鋅、錫、鎳、鈷、銻、汞、鎘和鉍。
減小重金屬毒性:
1.    降低溫度(一般微量、重金屬污染物質毒性隨溫度升高而增大。通常溫度每升高10℃,生物存活時間可能減半)
2.    增加溶解氧(高溶解氧可以把一些微量、重金屬氧化成高價位,毒性往往較低)
3.    PH(對微量、重金屬而言,PH升高,會生成氫氧化物或碳酸鹽等難溶物質沉淀或配合物,使水中游離金屬離子濃度降低,毒性降低。反之。)
4.    增大堿度(堿度增大,因水中游離金屬離子可形成碳酸鹽沉淀,從而降低水中的游離金屬離子濃度,毒性因此降低)
5.    增大硬度(研究發現,多數重金屬離子在軟水中的毒性往往比在硬水中大)
6.    EDTA



鐵是動植物不可缺少的微量營養元素,是葉綠素、血紅素中的組成部分,也是某些酶的重要成分,在生物氧化還原過程中起重要作用。
含鐵過多的水有毒,其在天然水條件下,當水中含有溶解氧時,Fe2+不能穩定存在,會被氧化為Fe(OH)3,其溶解度很小,以致在天然水中的PH條件下,幾乎不可能存在Fe3+離子存在。
在PH=8的海水中,ρ(Fe3+)≤4*10^(-7)μg/L;
天然地面水中總鐵含量≤100μg/L;
地下水的含鐵量常較高,水質常PH較低,缺氧。

含有大量鐵的地下水大量注入魚池會出現
1.    水質變渾濁、PH降低(Fe2+ 被氧化Fe(OH)3)膠體微粒會堵塞養殖生物的呼吸系統,聚沉藻類。(我國北方魚類越冬池水源水的含Fe<1mg/L)
2.    生成的Fe(OH)3絮凝,將水中的藻類懸浮物一并混凝、下沉,使水又逐漸變清。
3.    幾天后浮游植物又會繁生,水色又漸漸變深,PH回升。

大量Fe2+氧化需要消耗水中的溶氧
1mg Fe2+氧化需0.14mgO2
因此,含大量鐵的地下水大量注入魚池,會導致DO、PH、堿度下降透明度和水色發生波動,活性磷酸鹽減少,含鐵高的水用于水產養殖有很大危害。
有反必有正,Fe2+可限制水中H2S含量,降低硫化物的毒性。
Fe2++ H2S=FeS↓+2 H+
2 Fe3++3 H2S =2FeS↓+S↓+6H+
當水質惡化時,有H2S產生時,潑灑含鐵藥劑可以起到解毒作用。
鐵的去除
1.    曝氣(水中氧化還原反應速度很慢,并且溫度直接影響化學反應速度,一定要考慮水溫的影響和保證足夠的處理時間)
2.    絮凝
3.    過濾或靜置
處理
Fe2+與 Fe3+易于一些有機物螯合或絡合,如檸檬酸、酒石酸、乳酸、氨基酸及腐殖酸等

缺鐵影響甲殼動物生長發育
1.    分別把對蝦蚤狀幼體(Ⅰ期)培養在含鐵量為0.40mg/L和無鐵海水中,在同樣條件下飼養兩天:
(一)含鐵海水中對蝦幼體大部分存活
(二)無鐵海水中對蝦幼體全部死亡
2.    海水缺鐵會影響生物的生長發育:在養殖生產中,用海水培育河蟹幼苗時,過缺鐵會導致河蟹幼苗不變態,最終育苗失敗。
3.    氫氧化鐵(Fe(OH)3)膠團凝聚形成粘性軟泥成績與淺海海底時,這樣的水域環境正適合幼蝦的生長繁殖。(對蝦滲透以一個膠團為單位)其最突出的特點是絡合物多,易吸附與富集。