沸石
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是沸石族矿物的总称,是一种含水的碱金属或碱土金属的铝硅酸矿物。按沸石矿物特征分为架状、片状、纤维状及未分类四种,按孔道体系特征分为一维、二维、三维体系自然界已发现的沸石有30多种,较常见的有[2]方沸石、菱沸石、钙沸石、片沸石、钠沸石、丝光沸石、辉沸石等,都以含钙、钠为主。它们含水量的多少随外界温度和湿度的变化而变化。
沸石还具有“营养”价值。在饲料中添加5%的沸石粉,能使禽畜生长加快,体壮肉鲜,产蛋率高。
由于沸石的多孔性硅酸盐性质,小孔中存有一定量的空气,常被用于防暴沸。在加热时,小孔内的空气逸出,起到了气化核的作用,小气泡很容易在其边角上形成。
在禽畜业中,作饲料(猪、鸡)的添加剂和除臭剂等,可促进牲口成长,提高小鸡成活率。在环境保护方面,用来处理废气、废水,从废水废液中脱除或回收金属离子,脱除废水中放射性污染物。
沸石是碱金属或碱土金属的含水骨架状铝硅酸盐矿物。含有Si、Al、Na、K、Ca、Fe、Cu、Zn、Mn、I、Pb、Hg、Cd、As、F、V、Ba、Be、Ma、Zr、Ti、Sn、Cr、Ni、Mo、Y、Yb、No、La、S、Sr、Th、Ce等元素,具有大小均一的空腔和通道,具有离子交换性能、吸附性能、催化性能、热稳定性和耐酸性等。自然界中已发现的沸石矿物约有50多种,而具有应用价值的是斜发沸石、丝光沸石、菱沸石、毛沸石等。由于沸石具有独特的内部结构和结晶化学性质,因而沸石在饲料中具有独特的应用价值。自1959年日本将其应用于畜牧业之后,而且沸石是一种广泛存在、贮量丰富的矿产资源,在我国21个省分布,贮量达上百亿吨,其矿层在地面表层,容易开采,加工方便,价格低廉,在饲料中使用可降低饲料成本。国内外的大量试验表明,沸石不仅能够促进动物生长、提高生产性能、降低饲料消耗、增加经济效益,而且还具有防疫保健、除臭灭菌、改善环境等多种功能。
天然沸石的特性及其在饲料中的作用
天然沸石是一种架状结构矿物,其基本结构是由许多的硅氧四面体通过氧桥联接而成的特殊孔道体系H1。这一独特的晶体结构使沸石具有良好的选择吸附、阳离子交换、催化激活、耐酸、热稳定性和分子筛等物理化学性质和功能特性,已在包括饲料工业在内的许多领域中得到了广泛应用。大量试验表明,饲料中添加沸石可提高动物生产性能,改善动物对饲料养分的利用率,降低生产成本。沸石具有极强的吸附性,可有效吸附和固定饲料和饮水中存在的各种有毒有害环境污染物、动物消化道中的氨或胺、病原菌产生的内毒素等,以消除或缓解有毒有害物对动物产生的损伤作用和负面效应,减少动物的疾病发生率,改善动物健康状况。
天然沸石改善动物福利的途径
从天然沸石的特性及其在饲料中应用的研究结果可见,在动物体内主要是利用天然沸石的选择吸附与阳离子交换特性而产生一系列的作用。其改善动物福利的途径主要是:(1)沸石的晶体结构在动物胃肠道内不会被破坏而具有吸附和离子交换作用,可选择性地吸附动物诮化道内的NH,、H2S、C02等气体和Pb、As、cd和Hg等有害元素,从而改善消化道生理环境和机能;(2)沸石对NH,具有极强的吸附作用,可维持动物肠道较低的pH值,从而使消化道的NH,变成NH4+离子而被动物用来合成氨基酸和蛋白质,提高了氮的利用率;同时降低了NH,对消化道的有害刺激及毒性,减少其吸收,减轻肝、肾脏对氨的解毒负担,并可降低粪氨及水分排出,吸附畜舍环境中的NH,、H:S等气体,改善畜禽饲养环境,增加舍内氧气浓度,因此有益于动物的健康生长。研究结果表明,添加沸石粉,动物体内血氨、粪氨、粪水分、消化道内容物氨及舍内空中氨含量显著降低;(3)消除或缓解黄曲霉菌毒素
等霉菌毒素对动物的损伤,促进动物健康
天然沸石对霉菌毒素的吸附作用
自上世纪90年代起,已就沸石及其改性产品对霉菌毒素的吸附作用和控制霉菌毒素对动物的损伤进行了许多研究,取得了一些成果。在含有2.5 ms/kg黄曲霉菌毒素的饲料中添加1.5%和2.5%的斜发沸石,结果表明,沸石明显缓解了黄曲霉菌毒素对肉鸡产生的毒副作用,提高了肉鸡摄入黄曲霉菌毒素后的代谢能力和免疫力;减少了黄曲霉菌毒素对肝脏和肾脏的损伤,降低了器官的病变率。肉鸡暴露于低剂量黄曲霉菌毒素(饲料中含量为0.05和0.10 ms/kg)时,饲料中添加1.5%的斜发沸石可改善因霉菌毒素造成的肉鸡生产性能下降,降低肉鸡死亡率¨“;并显著提高血清钠、天冬氨酸转氨酶和丙氨酸转氨酶活性u“。即使摄入低剂量黄曲霉菌毒素,斜发沸石亦可显著降低黄曲霉菌毒素造成的肉鸡组织器官病变。天然斜发沸石缓解了饲料中的玉米赤霉烯酮引起的母猪生殖器官病变,并可提高其繁殖性能天然沸石将在消除或缓解霉菌毒素对动物福利的损害方面发挥重要作用。
沸石在养猪生产上的应用
1.促生长性能
一些相关研究已经证明,沸石作为饲料添加剂可以促进猪生长的性能,并且不会对猪的健康产生负面影响。含有沸石的饲料可以改善猪的平均日增重和/或者饲料转化率,也可以提高母猪的生产性能。饲料中加人沸石可以减缓食物通过消化道的速度,从而提高营养的利用率。沸石的作用效果主要与以下各参数相关:沸石的种类、纯度、地理来源、理化性质、在饲料中占有的比例以及使沸石的功能持续作用于动物所需要的饲料和环境条件等。
2.疾病防治
大量试验已经证明,沸石能够缓解及预防一些化合物、重金属以及氨的毒害作用,这对畜产品的食品安全具有重要意义。沸石用于毒枝菌素的结合吸附是一个近年来很热门的研究课题。另外,也有一些研究表明,饲料中加人沸石对猪腹泻综合征发病率的降低和病情的缓解都起到了积极的作用,但是沸石作用的确切机理并不明朗。沸石预防猪特定疾病的可能机理,
3.减少氨气排放
由于猪的排泄物内含有NH3和N凡十等原因,集约化养猪生产中会产生大量氨气,过量的氨气排放会引起环境的污染,猪的生长环境中NH3水平也经常会超标,猪通常会长时间地暴露于高浓度NH3的条件下,这样会引起猪的嗅觉敏感度发生暂时或者持久的改变,从而进一步影响猪的个体识别、社会关系、采食行为以及其他诸如信号激素等相关气味的识别,这些在一定程度上都会对猪的生
4.产和福利产生不利影响
在饲料中添加沸石能够吸附胃肠道内的NH4+,使大部分原本要以尿的方式排出体外的氮转化为以粪便的方式排出体外,从而在降低了大气内氨气的浓度。
沸石作为饲料添加剂具有很高的安全性,对于提高猪的生长性能以及疾病的预防都具有很积极的作用,沸石又具有分布量大、易于开采等特点,因此,作为一种高效低廉的饲料添加剂可以更广泛的应用于养猪生产。同时,沸石又可以改善养猪生产中的食品安全、环境保护以及动物福利等社会问题,从而使养猪生产更加符合时代的要求。存在的问题:不同种类、纯度的沸石在饲料中所占有的比例与猪的生长和疾病预防的关系,以及沸石在预防疾病过程中阻碍各种毒素的具体生理机制等问题有待于今后进一步研究。
沸石在水产养殖中的妙用
1.作鱼、虾、蟹的饲料添加剂。沸石含有鱼、虾、蟹生长发育所必需的多种常量元素和微量元素,这些元素多以可交换离子状态和可溶性盐基形式存在,较易被吸收利用,同时