水产养殖环境工程学第四章 养殖废水成分与性质
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（5）联合作用
当一种或数种物质同时存在于养殖水体中时，其中的 某些成分之间可能发生相加、拮抗、协同等联合作用，从 而影响各自的毒性。
部分金属离子在软水与硬水中的毒性比
金属 离子
钛
铬
铁
镍
铜
锌
镉
铅
毒性 比
14.6
15
77
15~
24
3~67 5.5
500
33
4.2 养殖废水的性质
4.2.1氨氮的毒性 氨氮来源： 外源；内源：尿液和粪便、残饵、动物尸体
水产养殖环境工程学第四章 养殖废 水成分与性质
• 无机无毒物：
如砂、土等颗粒状的污染物，和有机颗粒性污染物混合在一起，统称为悬 浮固体，使水变浑浊。还有酸、碱、无机盐类物质，特别是含有较为丰富的氮、 磷等营养物质。
• 无机有毒物：
非金属无机毒性物质如氰化物（CN）、砷（As）; 金属毒性物质如汞（Hg）、铅（Pb）、铬（Cr）、镉（Cd）、铜（Cu）、 镍（Ni）等。
4.1.2 影响毒物毒性的因素
（1）温度
一般认为，水温升高，Leabharlann Baidu毒物质的毒性增强。 当毒物的浓度一定时，温度每升高10℃，受害生物的 存活时间减少一半。
（2）溶解氧
温度及毒物浓度一定时，溶解氧减少，有毒物质的毒性 往往增强。
其原因是：溶氧不足时，生物为了获得足够氧气，呼吸 及循环系统加速运行，流过鳃丝的水量增加，进入体内的 毒物增多，并被血液迅速带至各敏感部位，产生毒害。
• 有机无毒物：
各种含有蛋白质、脂肪和碳水化合物等有机物质。
• 有机有毒物：
多属人工合成的有机物质，如一些水产药品，有机含氯化合物、醛、酮和 芳香族氨基化合物等。
在水产养殖环境中，对养殖对象具有较大危害，同时也是对环境产生较大 污染的养殖废水成分主要包括氨氮，亚硝酸盐，硝酸盐，固体颗粒和磷等。
4.1.1毒性参数
（3）pH值
pH值超出5-10的范围时，其本身就对水生生物不利。
即使pH在适宜范围内变动，也会改变某些毒物的毒性。 如pH升高，氨的毒性增强，而氰化物、硫化物的毒性降低， 多数金属盐类也会由于析出氢氧化物或碳酸盐等的沉淀或 络合物，导致金属离子浓度的降低，从而使毒性降低。
（4）硬度
许多金属离子的毒性，在软水中要比硬水中强得多。
mg-N/kg fish/h
80 60 40 20
0 0
2
4
6
8
10
Time after feeding(h）
摄食后鱼类的氨氮代谢变化规律
鱼类一般在摄食4小时后，氨氮代谢达到高峰，大概在8个 小时后，代谢量逐步下降。不同的鱼类氨氮的排泄率相差很 大，约为鱼类摄食量的30%左右。
种类
虹鳟 虹鳟 虹鳟 马哈鱼
• 半数致死剂量(median lethal dose，LD50) 是指引起一群受试对象50%个体死亡所需的剂量。 与LD50概念相同的剂量单位还有半致死浓度（LC50)
和半数抑制浓度或半数失能浓度（IC50)。 LC50 是指能引起一群受试对象50%个体死亡所需的浓度。 IC50是指一种毒物能将某种酶活力抑制50%所需的浓度。 • 绝对致死剂量（absolute lethal dose，LD100）
某试验总体的一组受试动物中不引起动物死亡的最大 剂量。
• 最小有作用剂量(minimal effective dose)
又称阈剂量或阈浓度，指在一定时间内，一种毒物 按一定方式或途径与机体接触，能使某项灵敏的观察指标 开始出现异常变化或使机体开始出现损害作用所需的最低 剂量，也称中毒阈剂量。
最小有作用剂量对机体造成的损害作用有一定的相对 性。最小有作用剂量严格地也称为最低观察到作用剂量或 最低观察到有害作用剂量。
养殖对象氮的排泄途径： 主要是通过鳃的渗透和离子交换作用等。
影响养殖对象氨氮排泄率的主要因素： 饲料的组成、投喂措施、养殖对象对饲料的消化吸收率、
水温、溶解氧以及一些其它因素。 • 养殖对象的氨氮排泄量可以表示为：
Kg TAN=WT×RF×ND×NM×NE
其中： WT，鱼体重 RF，每日投喂量 ND，饲料中氮的含量 NM，蛋白质的代谢率 NE，代谢的氮中氨氮的比例
总结
鱼类的氨氮排泄率
氨氮排泄率 （g TAN-N/kg diet/day)
60.4-78.5 20-30 38 32
20-78.5
备注
Fycon(1977) Wester(1981) Gunther(1981) Speece(1973)
关于氨氮对鱼类的慢性和急性毒性浓度问题， 迄今为止还存在着很多争议，特别是各种毒性试 验数据报道，即使是对同种鱼类，也可能相差几 倍。但是不管怎样，较高浓度的氨氮会对养殖对 象产生一定的毒性，还是一个共识。
• 最大无作用剂量(maximal no-effective dose)
指在一定时间内，一种外源化学物按一定方式或途径 与机体接触，根据目前水平，用最灵敏的实验方法和观察指 标，未能观察到任何对机体的损害作用的最高剂量，也称为 未观察到损害作用的剂量。
理论上讲，最大无作用剂量与最小有作用剂量应该相差 极微，但实际中由于受到对损害作用观察指标和检测方法灵 敏度的限制，两者之间存在有一定的剂量差距。
指某试验总体中引起一组受试动物全部死亡的最低剂量。
• 最小致死剂量（minimal lethal dose，MLD或MLC或 LD01） 指某试验总体的一组受试动物中仅引起个别动物死亡的 剂量，其低一档的剂量即不再引起动物死亡。
• 最大耐受剂量（maximal tolerance dose，MTD或LD0或 LC0）
最大无作用剂量是根据亚慢性试验的结果确定的，是评 定毒物对机体损害作用的主要依据。
• 安全浓度
长期、连续接触仍对生物的生存、生长、繁殖都无不 良影响的浓度。（10、100）
• 亚慢性毒性：指机体在相当于1/20左右生 命期间，少量反复接触某种有害化学和生 物因素所引起的损害作用。
• 慢性毒性：指外源化学物质长时间少量反 复作用于机体后所引起的损害作用。
• 氨氮的毒性表现主要包括：
引起渗透压失衡；肾脏坏死；内源性氨氮代 谢困难引起的生理和神经问题；鳃丝损伤；生长 缓慢和引起死亡。
• 氨氮的96h-LC50致死浓度报道范围为：
0.32-3.10 mg/L NH3-N。
影响氨氮毒性的因素：
1、pH的影响
当一种或数种物质同时存在于养殖水体中时，其中的 某些成分之间可能发生相加、拮抗、协同等联合作用，从 而影响各自的毒性。
部分金属离子在软水与硬水中的毒性比
金属 离子
钛
铬
铁
镍
铜
锌
镉
铅
毒性 比
14.6
15
77
15~
24
3~67 5.5
500
33
4.2 养殖废水的性质
4.2.1氨氮的毒性 氨氮来源： 外源；内源：尿液和粪便、残饵、动物尸体
水产养殖环境工程学第四章 养殖废 水成分与性质
• 无机无毒物：
如砂、土等颗粒状的污染物，和有机颗粒性污染物混合在一起，统称为悬 浮固体，使水变浑浊。还有酸、碱、无机盐类物质，特别是含有较为丰富的氮、 磷等营养物质。
• 无机有毒物：
非金属无机毒性物质如氰化物（CN）、砷（As）; 金属毒性物质如汞（Hg）、铅（Pb）、铬（Cr）、镉（Cd）、铜（Cu）、 镍（Ni）等。
4.1.2 影响毒物毒性的因素
（1）温度
一般认为，水温升高，Leabharlann Baidu毒物质的毒性增强。 当毒物的浓度一定时，温度每升高10℃，受害生物的 存活时间减少一半。
（2）溶解氧
温度及毒物浓度一定时，溶解氧减少，有毒物质的毒性 往往增强。
其原因是：溶氧不足时，生物为了获得足够氧气，呼吸 及循环系统加速运行，流过鳃丝的水量增加，进入体内的 毒物增多，并被血液迅速带至各敏感部位，产生毒害。
• 有机无毒物：
各种含有蛋白质、脂肪和碳水化合物等有机物质。
• 有机有毒物：
多属人工合成的有机物质，如一些水产药品，有机含氯化合物、醛、酮和 芳香族氨基化合物等。
在水产养殖环境中，对养殖对象具有较大危害，同时也是对环境产生较大 污染的养殖废水成分主要包括氨氮，亚硝酸盐，硝酸盐，固体颗粒和磷等。
4.1.1毒性参数
（3）pH值
pH值超出5-10的范围时，其本身就对水生生物不利。
即使pH在适宜范围内变动，也会改变某些毒物的毒性。 如pH升高，氨的毒性增强，而氰化物、硫化物的毒性降低， 多数金属盐类也会由于析出氢氧化物或碳酸盐等的沉淀或 络合物，导致金属离子浓度的降低，从而使毒性降低。
（4）硬度
许多金属离子的毒性，在软水中要比硬水中强得多。
mg-N/kg fish/h
80 60 40 20
0 0
2
4
6
8
10
Time after feeding(h）
摄食后鱼类的氨氮代谢变化规律
鱼类一般在摄食4小时后，氨氮代谢达到高峰，大概在8个 小时后，代谢量逐步下降。不同的鱼类氨氮的排泄率相差很 大，约为鱼类摄食量的30%左右。
种类
虹鳟 虹鳟 虹鳟 马哈鱼
• 半数致死剂量(median lethal dose，LD50) 是指引起一群受试对象50%个体死亡所需的剂量。 与LD50概念相同的剂量单位还有半致死浓度（LC50)
和半数抑制浓度或半数失能浓度（IC50)。 LC50 是指能引起一群受试对象50%个体死亡所需的浓度。 IC50是指一种毒物能将某种酶活力抑制50%所需的浓度。 • 绝对致死剂量（absolute lethal dose，LD100）
某试验总体的一组受试动物中不引起动物死亡的最大 剂量。
• 最小有作用剂量(minimal effective dose)
又称阈剂量或阈浓度，指在一定时间内，一种毒物 按一定方式或途径与机体接触，能使某项灵敏的观察指标 开始出现异常变化或使机体开始出现损害作用所需的最低 剂量，也称中毒阈剂量。
最小有作用剂量对机体造成的损害作用有一定的相对 性。最小有作用剂量严格地也称为最低观察到作用剂量或 最低观察到有害作用剂量。
养殖对象氮的排泄途径： 主要是通过鳃的渗透和离子交换作用等。
影响养殖对象氨氮排泄率的主要因素： 饲料的组成、投喂措施、养殖对象对饲料的消化吸收率、
水温、溶解氧以及一些其它因素。 • 养殖对象的氨氮排泄量可以表示为：
Kg TAN=WT×RF×ND×NM×NE
其中： WT，鱼体重 RF，每日投喂量 ND，饲料中氮的含量 NM，蛋白质的代谢率 NE，代谢的氮中氨氮的比例
总结
鱼类的氨氮排泄率
氨氮排泄率 （g TAN-N/kg diet/day)
60.4-78.5 20-30 38 32
20-78.5
备注
Fycon(1977) Wester(1981) Gunther(1981) Speece(1973)
关于氨氮对鱼类的慢性和急性毒性浓度问题， 迄今为止还存在着很多争议，特别是各种毒性试 验数据报道，即使是对同种鱼类，也可能相差几 倍。但是不管怎样，较高浓度的氨氮会对养殖对 象产生一定的毒性，还是一个共识。
• 最大无作用剂量(maximal no-effective dose)
指在一定时间内，一种外源化学物按一定方式或途径 与机体接触，根据目前水平，用最灵敏的实验方法和观察指 标，未能观察到任何对机体的损害作用的最高剂量，也称为 未观察到损害作用的剂量。
理论上讲，最大无作用剂量与最小有作用剂量应该相差 极微，但实际中由于受到对损害作用观察指标和检测方法灵 敏度的限制，两者之间存在有一定的剂量差距。
指某试验总体中引起一组受试动物全部死亡的最低剂量。
• 最小致死剂量（minimal lethal dose，MLD或MLC或 LD01） 指某试验总体的一组受试动物中仅引起个别动物死亡的 剂量，其低一档的剂量即不再引起动物死亡。
• 最大耐受剂量（maximal tolerance dose，MTD或LD0或 LC0）
最大无作用剂量是根据亚慢性试验的结果确定的，是评 定毒物对机体损害作用的主要依据。
• 安全浓度
长期、连续接触仍对生物的生存、生长、繁殖都无不 良影响的浓度。（10、100）
• 亚慢性毒性：指机体在相当于1/20左右生 命期间，少量反复接触某种有害化学和生 物因素所引起的损害作用。
• 慢性毒性：指外源化学物质长时间少量反 复作用于机体后所引起的损害作用。
• 氨氮的毒性表现主要包括：
引起渗透压失衡；肾脏坏死；内源性氨氮代 谢困难引起的生理和神经问题；鳃丝损伤；生长 缓慢和引起死亡。
• 氨氮的96h-LC50致死浓度报道范围为：
0.32-3.10 mg/L NH3-N。
影响氨氮毒性的因素：
1、pH的影响