摘要：研究自制硝化细菌制剂对水族箱水质的净化效果，试验结果表明：硝化细菌制剂对水族箱水质具有明显的净化效果，实验组水族箱水质氨氮、亚硝氮、COD等指标明显低于对照组。投加硝化细菌制剂后，水族箱内氨氧化细菌、亚硝酸盐氧化细菌可在短时间内形成优势，使氨氮、亚硝氮维持在较低浓度水平；在不投加茵剂的情况下，氨氧化细菌虽然可在一定时间内形成优势，使氨氮浓度降低，但由于亚硝酸氧化细菌生长缓慢，水族箱中亚硝酸积累问题严重。
关键词：硝化细菌 淡水水族箱 净化
水族箱和水产养殖系统中由于生物排泄，残饵、粪便分解，会造成氨氮、亚硝酸氮盐等有毒物质增加。因此，氨氮、亚硝酸氮是水族箱和水产养殖系统主要去除目标，如何控制系统中氮的存在形式和浓度，减少含氮化合物对鱼类的危害，是人工调控水族箱和水产养殖系统水质的重要手段和内容[1]。
采用生物法去除氨氮、亚硝酸盐的研究与应用最为广泛，在处理过程中，氨氮在氨氧化细菌(AOB)作用下转化为亚硝态氮，后者进一步被亚硝酸盐氧化菌(NOB)转化无毒的硝酸盐。通过投加硝化细菌制剂加快硝化系统建立时间，是目前研究水族箱和养殖系统水质污染控制的核心技术之一[2]。
本研究以实验室自行培养的硝化细菌制剂为研究对象，考察其对淡水水族箱水质的净化效果，为其实际应用提供依据。
1 材料与方法
1.1 观赏鱼
蓝鲨(Pangasius hypophthalnms)，购于青岛市南山花鸟鱼市场，体长9～250px，体重4～5g。选择该鱼种作为实验对象的主要原因是价格较低，且通过实验观察发现其对较差水质环境的耐受性较强。
1.2 实验器材
722型分光光度计；pHS一3C型酸度计；Orion835A型溶解氧测定仪；控温仪；自制水族箱，规格为1000px×1000px×500px，充氧泵，过滤器。
1.3 菌剂
硝化细菌制剂由本实验室自行培养，为氨氧化细菌和亚硝酸盐氧化细菌的混合培养物，培养方法参见文献[3]。
1.4 实验方法
实验水族箱由玻璃缸、过滤器、控温仪和曝气装置组成，底层铺厚度约50px的黑砂作为硝化细菌附着生长的载体。对照组和实验组水族箱各2个，盛水量均为10L，分别投加蓝鲨15条，控制水温(28±0．5)℃ ，DO 2—5 mg／L。在试验开始时向实验组水族箱中投加硝化细菌制剂10 mL，其后每隔7 d投加5 mL。整个实验过程中水族箱不换水，只在第7 d和13 d补充一定量水至10 L。每天9时及17时投加鱼饵0.5 g。实验期间定期监测氨氮、亚硝氮、硝氮、COD、TP、DO、pH等指标。
1.5 分析方法
水中氨氮采用纳氏试剂分光光度法测定，亚硝氮采用N一(1一萘基)一乙二胺光度法测定，硝氮采用紫外分光光度法测定，COD采用重铬酸钾法测定，TP采用钼锑抗分光光度法，测定方法参见文献[4]。溶解氧用Orion 835A型溶解氧仪测定；pH用pHS一3C型酸度计测定。
2 试验结果
2.1 硝化细菌对水族箱氨氮、亚硝氮、硝氮的影响
本实验共持续17 d，实验过程中对照组和实验组水族箱氨氮、亚硝氮、硝氮浓度变化情况，对照组和实验组水族箱水质氨氮、亚硝氮、硝氮浓度变化存在着较明显的差异。
2.1.1氨氮变化情况
在实验过程中，对照组和实验组水族箱氨氮浓度均呈现先增加后降低的趋势。对照组中，1—9 d氨氮浓度持续增加，到第九天达到峰值(33．6 mg／L)，随后开始降低，到第十二天降为0。实验组中，第一一五天氨氮浓度持续增加，到第五天达到峰值(22．6 mg／L)，随后开始降低，到9 d降为0。与对照组相比，实验组氨氮浓度出现峰值的时间比对照组短，且峰值比对照组低，说明投加的硝化细菌制剂发挥了明显作用。
2.1.2亚硝氮变化情况
对照组水族箱中，前8d亚硝氮含量很低(小于2 mg／L)，说明水族箱内硝化系统还没有完全形成；8 d后亚硝氮浓度逐渐升高，到第十七天已高达85．9 mg／L，说明该阶段水族箱中氨氧化细菌开始发挥作用并逐渐形成优势，但亚硝酸氧化细菌尚未形成优势。实验组前4 d亚硝氮含量较低(小于5 mg／L)，从第四天开始亚硝氮浓度不断升高，到第八天出现峰值(17．9mg／L)，表明该阶段氨氧化细菌发挥作用，从第八天起亚硝氮浓度开始下降，到第十五天时降至0，说明菌剂中亚硝酸盐氧化细菌开始发挥作用。
2.1.3硝氮变化情况
在对照组水族箱中，1 8d硝氮浓度保持在较低水平(小于5mg／L)，从第八天起硝氮浓度开始不断升高，但升高的速度较慢，到第十七天达到24．4 mg／L。实验组水族箱的硝氮前4 d保持在较低水平(小于5 mg／L)，从第四天开始上升，并且硝氮浓度明显高于对照组，到第十一天出现峰值(78．5 mg／L)，随后略有下降。
2.2 硝化细菌对水族箱COD的影响
考察实验过程中对照组和实验组水族箱水质COD的变化情况，随着实验的进行，鱼体代谢产物剩余饵料分解使得水中有机物含量不断增多，实验组和对照组水族箱内COD均呈增高趋势，但实验组COD明显低于对照组。刘瑞兰[5]利用硝化细菌处理温室养鳖池水质时，也发现了类似的现象。由于硝化细菌为化能自养菌，利用无机作为碳源，不直接参与有机物的降解。实验组水族箱中COD低于对照组，可能是由于投加了硝化细菌制剂后，水质的理化因子(如oH、DO等)发生改变，进而影响到有机物的降解过程。
2.3 硝化细菌对水族箱TP的影响
考察实验过程中对照组和实验组水族箱TP的变化，在实验过程中对照组和实验组水族箱水质的TP均呈现出先升高后降低的趋势，但二者的TP浓度差异没有规律性，说明投加硝化细菌制剂对水族箱中TP浓度变化没有影响。
2.4 硝化细菌对水族箱pH的影响
实验期间对照组和实验组水族箱pH均呈下降趋势。在1—5 d，对照组和实验组pH差别不明显，从第五天起，实验组pH明显低于对照组。
2.5 硝化细菌对水族箱浊度的影响
实验期间对照组和实验组水族箱浊度存在明显差异，实验组浊度明显低于对照组，特别是在实验后期，对照组浊度显著增大，而实验组浊度基本稳定。
2.6 蓝鲨生长状况
实验过程中，对照组水族箱内氨氮(第五一十二天)、亚硝氮(第十一一十七天)浓度均处在较高水平，水质较差，蓝鲨生长状况不佳，至实验结束时共有8条蓝鲨死亡，死亡蓝鲨呈通体微红、腹胀等症状。实验组在1 5 d，水质略有浑浊，从第六天起逐渐清澈，蓝鲨生长状况良好，在实验期间仅有1条蓝鲨死亡。
3 讨论
微生物是氮循环的驱动泵，水族箱和养殖水体氮循环需要氨化细菌、亚硝化细菌、硝化细菌和反硝化细菌的共同作用来完成。从本实验研究可以看出，无论是实验组还是对照组，水族箱中硝氮浓度的增加较亚硝氮滞后，这是由于氨氮和亚硝酸盐的去除是由氨氧化细菌和亚硝酸盐氧化细菌分别完成的，当水体中的氨氮累积到一定程度时氨氧化细菌首先作用，将氨氮氧化为亚硝氮，进而出现亚硝氮积累，然后由亚硝酸氧化细菌发挥作用，将其氧化为硝氮，完成硝化过程。
对照组水族箱内虽然没有人工投加硝化细菌制剂，但氨氮从第九天开始下降，到十二天时氨氮浓度降为0，说明系统中氨氧化细菌可以在一定时间内形成优势并发挥作用。亚硝氮浓度变化情况则有较大不同，对照组在实验过程中亚硝氮持续增加，而实验组亚硝氮从第八天开始降低，到第十五天降至0，说明实验组硝化细菌制剂中亚硝酸盐氧化细菌发挥了重要作用，而对照组中亚硝酸盐氧化细菌未形成优势，这也反映了在不投加硝化细菌制剂的情况下，亚硝酸盐氧化细菌和氨氧化细菌相比，其在水族箱中自然形成优势的过程更为缓慢。
4 结论
4.1 富集培养的硝化细菌制剂对水族箱水质具有明显的净化效果
投加菌剂实验组水族箱水质氨氮、亚硝氮、COD等指标明显低于对照组。
4.2 氨氧化细菌、亚硝酸盐氧化细菌可在短时间内形成优势
投加硝化细菌制剂后，水族箱内氨氧化细菌、亚硝酸盐氧化细菌可在短时间内形成优势，使氨氮、亚硝氮维持在较低浓度水平。
4.3 具有很好的实际应用价值
水族箱投加硝化细菌制剂后，水质较为清澈，没有异味，蓝鲨死亡率低，证明硝化细菌在水族观赏中具有很好的实际应用价值。
参考文献
[1]刘瑜．海水养殖水体模块净化技术[J]．中国水产，2002(9)：68—69
[2]王春光．复合硝化细菌制剂降低亚硝酸盐浓度的应用．科学养鱼，2006(1o)：20—2l[3]王玮，谭潇也，孙贤风，等．海洋硝化细菌富集培养过程研究[J]．青岛理工大学学报，2006，27(3)：65—70
[4]国家环保局“水和废水监测分析方法”编委会．水和废水监测分析方法，第三版[M]．北京：中国环境科学出版社，1989
[5]刘瑞兰．硝化细菌富集、保存及其在养殖水体中处理效果的研究[硕士学位论文].重庆：西南师范大学．2005
