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水体中的氮元素主要以有机氮和无机氮的形式存在。有机氮主要包括蛋白质、多肽、氨基酸和尿素等。无机氮主要包括氨氮、亚硝态氮和硝态氮,这三种无机氮统称为氮化合物。养殖水体中有机氮与无机氮, 及三种无机氮之间的转化过程主要由水体中的微生物介导完成。
有机氮首先在氨化作用下转化为氨氮,然后由亚硝化细菌转化为亚硝态氮,再进一步由硝化细菌转化为硝态氮, 最后再由反硝化细菌将硝态氮还原为亚硝态氮、一氧化氮、一氧化二氮和氮气,完成水体氮循环过程。在这个过程中,氨化反应的速度很快,受环境限制的影响小,不会对氮素的转化产生不利影响。在硝化过程中,由于亚硝化细菌生长速率较快,较能适应不利的环境条件。而硝化细菌的生长较慢,易受环境条件的影响,因此当硝化细菌受到抑制时,有可能出现NO2-的积累。在反硝化过程中,由于反硝化作用是一个生物耗能作用,而硝酸盐还原酶所催化的NO3-→NO2- 是整个过程的限速步骤, 因此当环境中作为反硝化作用电子供体的能源物质不足时,就易使反硝化作用停滞于NO2-,从而导致亚硝酸盐浓度的升高。
由此可以看出, 亚硝酸盐作为硝化反应和反硝化反应过程中的产物, 在水体氮循环过程中是不可避免的, 因此对它的防治应该是严格控制其在安全浓度以下。一般情况下,在生态健康的水体中,氮素循环良好,亚硝酸盐的浓度一般很低,不会成为水质问题。只有当水质恶化,pH、溶氧等环境因素的变化使氮素的自我转化受到影响, 就会出现亚硝酸盐的积累现象,成为严重的水质问题。 |
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