养殖池中硫化氢之成因及对策（来源网络）

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                                      养殖池中硫化氢之成因及对策
一、硫化氢是什么？
        硫化氢是由一个硫原子周围接有两个氢原子所组成的化合物，化学式为H 2 S，其分子结构与水(H 2O)相似，系一种具有腐蛋异臭的气体，易溶于水，其水溶液称为「硫氢酸」，可在水中解离如下：
        H2S←→H +－HS
        HS←→H +－H 2-
        硫氢酸的解离常数之逆对数值为PK 1＝7.02及PK 2＝14.00，pH7附近的天然水中溶存H 2 S，HS -及S 2-离子量的莫耳浓度比为〔H 2 S〕 ：〔HS -〕：〔S 2-〕＝1：1：10 -7，H 2S及HS等量存在，几无S 2-离子。
        H 2 S具有毒性，而HS -及S 2-则不具毒性。不过HS -及H 2-则不具毒性。不过HS -及S 2-在酸性水域中易于转化为H 2 S，故乃有潜在之高度危险性。普通温泉水中因溶有H 2 S，所以无法当做饮食用水或养殖用水。
        H 2 S的化学性质不稳定，在水中易被溶氧所氧化，析出硫黄而呈现混浊。HS -及S 2-也是极活泼的离子，可与许多重金属离子作用，生成不溶于水或酸的硫化物沉淀，因此若水中含有此类金属离子，可直接消耗HS -和S 2-两成份或间接降低H 2 S之浓度。


二、硫化氢对鱼虾的毒性及危害情形如何？
        硫化氢对鱼虾的毒性主要是由于它会破坏血液中蛋白质分子结构使然。当硫化氢透过鳃呼吸的气体交换系统进入血液中时，会迅速与血红蛋白结合，使之形成稳定的永久变性状态，而完全丧失其功能，鱼虾也因而受到严重的伤害。其轻者会降低血红素携带氧气之能力，其重者会导致鱼虾死亡。
        硫化氢的毒性与氨相似，皆为水产养殖中自生之剧毒物，大约在0.5ppm的浓度之下，就足以使一只健康的鱼产生急性中毒而死亡。但两者相较，显然硫化氢的危险性比氨低得多，主要理由是硫化氢的产量少以及硫化氢的性质不安定，易被水中的溶氧和重金属离子所消耗之故。
        硫化氢和氨同为微生物分解有机废物的最终代谢产物，两者虽有相似的生成过程，但因有机废物中的硫化物远比氮化物少得多，以致H 2 S的产量较NH 3为少，再加上H 2 S的反应性较强，不容易在水体中被累积，因而要达到使鱼虾发生中毒事件并不容易。这就是为何在水产养殖的中毒事件中，氨中毒时有所闻，而硫化氢中毒却很少发生的原因。
        一般言之，在管理完善的养殖池中，H 2 S的含量似不足为害，即使在受到较高有机污染的养殖池中，鱼虾在未受到H 2 S毒害之前，可能已先受到NH 3毒害而死亡。正因为如此，一般业者对H 2 S所引起之中毒事件的关切程度袁不如NH 3所受的重视。但是，养殖业者最好不要因此掉以轻心，因为H 2 S除了有一部份来源是得自于有机废物之自然分解产生外，另有一部份亦可能检自于硫酸盐受到硫酸还原菌(sulfate reducing bacteria )之作用而产生。为了区别其来源的差异性，前者称为「硫化氢的有机来源」，虽然在普通情形之下，一般养殖池的环境条件并不容易发生硫化氢的无机来源，惟若不幸发生，将较NH 2更易引发鱼虾集体中毒的死亡事件。


三、硫化氢之有机来源为何？
        有机硫化合物在天然水源或养殖池中都相当常见，其生化分解反应应更是相当重要的微生物反应程序。在分解产物中，常有难闻又有毒的硫化氢气体，对水质造成不良的影响。
        硫和氮在自然界营养元素之循环过程中有很多相似的地方，例如，在生命体中硫主要以还原态的硫氢基(－SH)存在，此点和氮以胺基(－NH 3 )存在于生命体内相似。当有机硫化物被细菌分解时会放在硫化氢气体，就如同有机氮化合物被细菌分解会产生氨一样。又如硫化氢可被硫化细菌氧化成硫酸，正如氨被硝化细菌氧化成硝酸一般。
         鱼虾饲料中常含有大量的蛋白质，这些蛋白质主要是由有机氮化合物--胺基酸所构成。但蛋白质所含的部份胺基酸中也含有硫官能基，如硫氢基(－SH)、二硫基(－S－S)、硫基(－S－)等，其分解产物中常含有硫化氢。例如，半胱胺酸〔cysteine，HOOCCHC (NH 2 ) CH 2 SH〕、胱胺酸(cystine，HOOCH (NH 2 ) CH 2 SSCH 2 CH (NH 2 ) COOH〕及蛋胺酸〔methionine，HOOCCH ( NH 2 ) CH 2 CH 2 SCH 3〕为三种常见的含硫胺基酸，都相当容易地被真菌及细菌所分解，并产生硫化氢。
        兹和含半胱胺酸的蛋白质之分解为例，说明其分解过程如下：首先由细菌产生蛋白质分解酵素于体外，将有机废物中的蛋白质分解成可吸收的半胱胺酸。然后再由细菌体内之半胱胺酸脱水化?(cysteine ​​desulfhydrase)作用，将半胱胺酸转变为其生理代谢所需要之丙酮酸(pyruvic acid)，并放出H 2 S。其反应式如下：
        HOOCCH (NH 2 ) CH 2 SH＋H 2 O→CH 3 COCOOH＋H 2 S＋NH 3
        由此可知，蛋白质中的含硫胺基酸经细菌分解后，可产生硫化氢，同时氨也是产物之一，两者均对水质产生相当大之影响。


四、硫化氢之无机来源为何？
        在自然界中存在有一种细菌叫硫酸盐还原菌(sulfate reducing bacteria)，只要有硫酸盐亦可以不靠氧气生长。硫酸盐是硫与氧方化合物(SO 4 2- )，这种特殊的生物可以解硫酸，利用其中的氧原子，同时消耗有机物，但代谢产物中含有硫化氢，其反应如下：
        SO 4 2-＋2 (CH 2 O)＋2H + →H 2 S＋2CO 2＋2H 2 O
       硫酸盐还原菌主要生存于厌气污水或沉淀物中，对自然界硫元素之循环扮演重要的角色。它们可以在厌气条件下分解及利用有机物，对水质之净化具有一定之贡献。但是在养殖池中因会产生有毒的硫化氢，故它的形象好像不怎么好。
        硫酸盐还原菌也有一个特殊名字，称为「去硫菌」，因为它们可以移走水中的硫酸盐。例如，去硫弧菌(Desulfovibrio)及去硫单胞菌(Desulfuromonas)都是典型的菌种。这类细菌在氧化有机物时，是以硫酸盐当作氧化剂而不是氧。
        去硫弧菌或去硫单胞菌所氧化之有机物，其末端之官能基常为羧基(－COOH)，而胺基酸中普遍含有这种官能基，因此胺基酸浓度高之厌气水域，比较能滋生此类细菌。
        硫酸盐还原菌在养殖池底层特别活跃，因为那里是有机废物沉积的地方，也最容易形成厌气条件，如果池水又含有高浓度之硫酸盐，所产生的H 2 S污染问题将相当严重。

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五、硫化氢含量如何检测？
        硫化氢含量可透过化学分析方法获知可靠的数据。最简单的方法是简易型的比色分析法，不过此法通常会同时定量H 2 S、HS、S 2-及酸可溶性悬浮金属硫化物，所以测定值不能单以H 2 S含量表示之，尤其当酸可溶性悬浮金属硫化物含量较多时将会产生很大的误差。
        利用比色法定量硫化氢，很难排除HS及S 2-之干扰，故若用分析滤纸除去酸可溶性悬浮金属硫化物时，其滤液的检测值将包括H 2 S、HS -及H 2-等含量之总和，故仍不能视为H 2 S之真正浓度，必须经过校正之后才能获知其浓度。
        因为H 2 S、HS -及S 2-三者浓度的平衡关系受到pH值影响很大，所以H 2 S的毒性在不同pH水质中也有很大的不同。这主要是由于有毒的H 2 S占总测定值的百分比不同之故。由此可知，海水养殖受到H 2 S之危害机会将较淡水为小，因海水的pH值较高，有毒的H 2 S所占的百分比较少。
        事实上，在一般养殖池中H 2 S之来源主要经由有机途径，而非无机途径，复因H 2 S的有机来源产量并不多，再加上池水中的溶氧及好气性硫化细菌均可以将不稳定的H 2 S氧化，很快就能使它转化为无毒性的硫酸盐，故H 2 S应不足危害，若业者已有定期在做氨含量之检测工作，则硫化氢之检测似可省略。


六、防止硫化氢含量过高的方法如何？
        硫化氢是一种剧毒性气体，在养殖池中的含量当然是越少越好。至于应如何防止硫化氢含量过高呢？一般言之，约有下列三种方法：
       1.充份曝气维持好气状态：池水充分曝气可增加溶氧的含量，此举不仅为水产养殖的必要手段，而且也是防止硫化氢含量过高的最有效方法。盖高溶氧量可消耗硫化氢，并可抑制硫酸盐还原菌之生长及繁衍，使它们在好气状态下，无法将硫酸盐还原为硫化氢。
       2.控制pH值： pH值越低，硫化氢的相对含量就越多，发生H 2 S中毒的机会也越大，故可利用各种pH值控制方法，将水质的pH值提高(例如可在池水中散布沸石粉)，以降低H 2 S之相对含量，不过此种方式最好已经证实H 2 S确有偏高的现象再使用，不宜冒然使用，因为在高pH值的水域中氨的毒性会增强，若盲目将pH值大幅提高反而可能引起氨中毒之危险。
        3.经常定期实施局部换水：定期实施局部换水不仅可以改善水质，使池水中有机污染物质的浓度降低，同时新水中可能含有少量的矿物离子，可以和H 2 S作用产生无毒性的硫化物沉淀。例如，一般地下水中通常含有铁与锰等金属离子可以和H 2 S作用产黑色的硫化物沉淀，若能定期用地下水施予局部换水，亦能有效抑制H 2 S浓度，使之无法增加，而被限制在一个安全的浓度范围之内。

                                                                                        养鱼世界(p.36～39)－柯清水、八十八年三期

syusuke

帮楼主标了标重点，话说，这帖子，不学化学的朋友  看起来很吃力

菜鸟新手

虫子的悲哀 发表于 2013-4-11 15:55
五、硫化氢含量如何检测？
        硫化氢含量可透过化学分析方法获知可靠的数据。最简单的方法是简易型的 ...

拜读了！可惜理解有限.

liaowang738

前面的都不重要，最后一条的解决方法才关键！