文/華中農業大學陳昌福,武漢科研時代生物技術有限公司 周鑫軍
正文/6088字
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陳昌福有話說
為了采用二氧化氯(ClO2)作為水產養殖用消毒劑,能獲得更好的效果,本文在簡要地介紹不同劑型ClO2制劑特點的基礎上,采用不同水質水作為活化ClO2制劑用水,利用殺菌實驗方法,評價了活化ClO2制劑溶液對嗜水氣單胞菌和養殖池水中可培養細菌的殺菌功效。
結果初步證實了采用蒸餾水作為ClO2制劑活化水,可以避免采用養殖池水中有機物對ClO2的消耗,確保ClO2制劑消毒殺菌功效。但是,在水產養殖過程中使用ClO2制劑消毒時,要采用蒸餾水作為ClO2制劑的活化用水,是存在現實困難的。而就近取養殖池水活化ClO2制劑,對活化ClO2制劑的殺菌消毒功效并不存在顯著的影響。
不同水質水活化二氧化氯
制劑對殺菌功效的影響
摘要:本文報告了采用蒸餾水、自來水和養殖池塘水等三種不同水質的水活化二氧化氯(ClO2)制劑后,利用殺菌實驗方法比較了活化后ClO2制劑溶液,對嗜水氣單胞菌(
Aeromonas hydrophila)和養殖池水中可培養細菌的殺菌功效。結果證實,不同水質的水對ClO2制劑活化效果有一定的影響,但是對ClO2制劑的殺菌功效影響并不顯著。在水產養殖過程中,將ClO2制劑作為消毒劑使用時,就近采用一定量的養殖池水將ClO2制劑活化后,再潑灑到養殖水體中進行消毒,是可行、經濟而有效的。
關鍵詞:二氧化氯(ClO2)制劑;消毒劑;功效性實驗;可培養細菌;殺菌作用
二氧化氯(chlorine dioxide,ClO2)作為一種優質消毒劑,已經通過了世界衛生組織(world health organization,WHO)和聯合國糧食農業機構(food and agriculture organization,FAO),以及由這兩家機構組成的食品添加物專家委員會(the Joint FAO/WHO expert committee on food additives,JECFA)對其安全性進行的評估。利用實驗動物每日允許攝入量(acceptable daily intake,ADI)判定ClO2安全等級為AⅠ級消毒劑,是現有消毒劑中唯一獲此認證者。WHO、美國環境保護署(Environmental Protection Agency,EPA)和中國衛生部等,公認ClO2為新時代綠色消毒劑,具有無三致(無致癌、無致畸、無致突變性),有三效(多效、高效、速效)和除臭、保鮮、除藻、漂白的多種奇特功能,ClO2現已編入多國的衛生法規在進行推廣使用。
將ClO2制劑用作我國水產養殖業消毒劑的研究與應用,至今已經有了幾十年的歷史。在2004年在農業農村部對我國水產用獸藥地方標準,進行清理后上升為國家標準的過程中,一度將ClO2制劑納入水產用獸藥管理范疇。但是,因為ClO2制劑的制售企業始終不能提交能夠準確檢測ClO2的化學反應(chemical reactions)過程中,能穩定地檢測ClO2生發量的方法,不能滿足農業農村部對獸藥提出的“質量可控,安全有效”的基本要求。根據中華人民共和國農業部于2012年4月17日發布的第1759號公告,將ClO2制劑作為水產用獸藥的檢測標準廢止。農業農村部在當時發布的公告中給出的廢止該質量標準的理由是:“鑒于不同企業該類產品的處方和劑型、活化所需酸的比例、反應時間等均不一致,試行質量標準中一步碘量法也無法控制產品中二氧化氯的含量,廢止二氧化氯制劑的相關獸藥試行標準。”
因為將ClO2制劑作為水產養殖用消毒劑,的確是具有其他種類的消毒劑難以比擬的眾多優點之緣故,雖然ClO2制劑作為水產用獸藥質量標準被農業農村部廢止,但十多年來,ClO2制劑仍然以“非藥品”、“水質調節用品”等各種“角色”,一直在我國的水產養殖業被大量地使用著。
在我國水產養殖業使用的ClO2制劑有三種劑型:一是水劑、二是粉劑,三是片劑。在水產養殖業中使用ClO2水劑,雖然具有使用方便的優點,但是因為水劑中ClO2含量比較低,運輸費用高,還存在比較嚴重的安全性問題。現在我國水產用投入品市場上,已經很少見到ClO2水劑產品。
常見的ClO2粉劑又分為一元和二元包裝的兩種劑型。無論的一元還是二元包裝的ClO2粉劑,在使用之前均需要在使用現場生發出ClO2后,再用于水產養殖業中“四消(池塘消毒、苗種消毒、餌料消毒和養殖工具消毒)”過程。ClO2粉劑在活化生發ClO2氣體時,會對操作者的呼吸系統造成的不同程度刺激,導致操作者感受到身體的不適。
也許是為了避免ClO2粉劑在生發ClO2的過程中,所產生ClO2氣體對操作者呼吸系統產生的刺激,一些ClO2制劑的生產企業將其制備成ClO2泡騰片,旨在便于水產養殖業者將ClO2泡騰片直接拋撒在水產養殖池塘中。直接拋撒ClO2泡騰片不僅可以避免在活化過程中,產生的ClO2氣體對操作者呼吸系統造成的刺激,而且還可以降低使用者的勞動強度。
然而,水產養殖業者購買ClO2制劑的唯一目的,就是為了將其作為消毒劑,能完成在水產養殖管理過程中的“四消”功效。因此,如何使用ClO2制劑才能獲得在水產養殖過程中得到“四消”的最佳功效?我們的實驗結果已經證明,采用直接向水產養殖池塘中拋撒ClO2泡騰片,是不可能實現“四消”的目的的(有興趣的讀者可參閱2025年05月03日,農財寶典大國漁業微信公眾號上題為“"一文)。
水產養殖業者在使用ClO2粉劑或者泡騰片作為消毒劑時,均需要首先用少量水活化ClO2制劑生發除足量ClO2氣體,再將含有ClO2氣體的水溶液潑灑到養殖水體中實施消毒。作為活化ClO2制劑水體的水質狀況對活化效果是否存在影響?至今尚無明確的結論。
本實驗是分別采用蒸餾水、自來水和養殖池塘水,在可以封閉的塑料瓶中將某公司生產的ClO2制劑活化后,檢測了對水產養殖動物致病性細菌的殺菌效果。先將實驗結果報告如下。
1.材料與方法
1.1供試ClO2制劑
用于本實驗的ClO2制劑,從武漢市新洲區水產養殖投入品市場上隨機采購,由某企業生產的ClO2制劑。生產批號為20250208(從生產到使用時間間隔為3個月內)。
1.2供試水生動物致病菌與池水中可培養細菌的來源與培養
嗜水氣單胞菌(
Aeromonas hydrophila)和黃顙魚養殖池塘水中的可培養細菌,被用作本試驗的供試細菌。本實驗室保存的嗜水氣單胞菌,將其接種在腦心浸液瓊脂培養基(BHIA,Difco)中,置于28℃恒溫培養箱中,培養24h后,在無菌條件下收集菌落,用滅菌生理鹽水調節菌體濃度為10 8 cfu/mL,冷藏備用。
1.3活化ClO2制劑的用水
本實驗中采用蒸餾水、自來水和由武漢市新洲區某養殖場的黃顙魚養殖池中采集的池水,分別作為ClO2制劑活化用水。
1.4盛裝池水容器及ClO2制劑活化
采用容量500.0mL的塑料瓶作為活化的ClO2制劑容器。分別在每個潔凈的塑料瓶中盛裝400.0mL的蒸餾水、自來水和養殖池水。在室溫23℃的條件下,向每個塑料瓶中放入精準稱量的ClO2制劑20.0g后,擰緊塑料瓶蓋并輕搖塑料瓶,使ClO2制劑均勻地溶解在水體中,靜置15min。
1.5 ClO2制劑的殺菌效果檢測
在超凈工作臺內無菌條件下,向每個玻璃燒杯中添加1.0mL濃度為108cfu/mL的嗜水氣單胞菌活菌液后,輕搖玻璃燒杯使菌體在水體中分布均勻。將盛裝ClO2制劑水溶液的塑料瓶移置于超凈工作臺內,從其中量取一定劑量分別添加在盛有經過高壓消毒后的添加有嗜水氣單胞菌活菌養殖池水的玻璃燒杯中,以及未經過高壓滅菌養殖池水的玻璃燒杯中,使不同燒杯中的ClO2制劑溶液濃度分別達到0.0mg/L(對照組)、1.0mg/L、5.0mg/L、10.0mg/L和20.0mg/L。
放置40分鐘后。從每個玻璃燒杯的水體中定量吸取50.0μL,均勻地涂布在盛有BHIA的培養皿中,最后將接種后的培養皿置于28℃恒溫培養箱中,連續培養24h后,取出經肉眼觀察證實培養皿中無細菌生長的最低藥物濃度,即為ClO2制劑溶液對水生動物致病菌和養殖水體中可培養細菌的最小殺菌濃度(minimum bactericidal concentration,MBC)。
2.結果
2.1對嗜水氣單胞菌的殺菌功效
將某企業生產的ClO2制劑,采用蒸餾水、自來水和養殖池塘水等不同水質的水活化后,對嗜水氣單胞菌的殺菌活性見圖1。由圖1所示結果可以看出,當ClO2制劑濃度達到1.0mg/L時,與未用ClO2制劑的對照組相比,已經顯示出一定的殺菌效果。隨著ClO2制劑濃度的逐漸升高,殺菌效果越來越明顯,當ClO2制劑濃度達到20.0mg/L時,培養皿中已經未見菌落出現,說明該濃度ClO2制劑已經將供試嗜水氣單胞菌徹底殺滅了。但是,用三種水質水活化的ClO2制劑,則未顯示出顯著的差異。
圖1 不同水質水活化ClO2制劑對嗜水氣單胞菌殺菌功效實驗比較
2.2對養殖池水中可培養細菌的殺菌功效
將ClO2制劑采用不同水質的水活化后,對養殖池水中可培養細菌的殺菌活性見圖2。由圖2所示結果可以看出,當ClO2制劑濃度為1.0mg/L范圍內,ClO2制劑未顯示出對養殖池水中可培養細菌的殺菌功效,當ClO2制劑濃度達到5.0mg/L時,用蒸餾水活化的實驗組已經顯示出一定的殺菌效果,用自來水和池塘水活化的實驗組尚未顯示出殺菌效果。隨著ClO2制劑濃度的逐漸升高,殺菌功效越來越明顯,當ClO2制劑濃度達到20.0mg/L時,培養皿中只出現少量可培養細菌的菌落了。
圖2 不同水質水活化ClO2制劑對養殖池水中可培養細菌的殺菌功效實驗比較
2.3對供試培養皿中菌落數量計數
將各個培養皿拍照后,采用計數APP將培養皿中嗜水氣單胞菌菌落數量統計出來,對菌落數量統計結果見表1。由表1所示對嗜水氣單胞菌經ClO2制劑殺滅后培養出來的細菌數據表明,隨著ClO2制劑濃度增加,培養皿中的菌落數量出現明顯減少的趨勢。但是,不同水質的水對活化ClO2制劑溶液殺菌功效的影響并不顯著。
表1 不同水質水活化ClO2制劑對嗜水氣單胞菌殺滅后活菌菌落統計(個)
由表2所示不同活化水對ClO2制劑對養殖池水中可培養細菌殺滅效果影響實驗結果證明,培養養殖池水中可培養細菌經不同濃度ClO2制劑溶液,完成殺滅處理后能培養出來的細菌菌落數量表明,隨著ClO2制劑濃度的增加,培養皿中的菌落數量出現了減少的趨勢。對未經高壓滅菌的池塘水消毒時,用三種水質水活化的ClO2制劑,在5.0mg/L都未顯示出顯著的殺菌功效差異,在10.0mg/L和20.0mg/L濃度時,使用蒸餾水活化的實驗組顯示出更好的殺菌效果。
表2 不同水質水活化ClO2制劑對養殖池水中可培養細菌殺滅后活菌菌落統計(個)
注:“*”標示菌落數量過多,無法計數。
3.討論
眾所周知,在市場上購買的無論是ClO2粉劑或ClO2泡騰片,實際上都只是ClO2生發劑,都需要在一定條件下經過化學反應的活化過程,才能生發出具有消毒殺菌功效的ClO2氣體。
本實驗中采用不同水質的水作為活化ClO2制劑的用水,對活化ClO2制劑后生發出含有ClO2溶液,采用殺菌實驗的方法,比較了不同水質水作為活化ClO2制劑的用水,對活化后ClO2制劑溶液殺菌功效的影響。
利用活化后ClO2制劑溶液,對養殖池水中可培養細菌的殺菌效果,在活化ClO2制劑溶液的濃度達到20.0mg/L時,殺菌功效顯示出了一定差異。這種差異是否意味著采用蒸餾水活化ClO2制劑時,因為避免了養殖水體中存在的不同程度的有機物,消耗了ClO2制劑溶液存在的ClO2的緣故?尚值得進一步實驗驗證。
不過,水產養殖業者在利用ClO2制劑實施水產養殖過程中的“四消”措施時,要采用蒸餾水活化ClO2制劑后,再實施在養殖水體中的“四消”措施,的確是存在現實困難的,也就是難以做到的,而直接采取少量研制池水完成ClO2制劑活化過程,不僅方便,而且對活化后ClO2制劑溶液的殺菌消毒功效,沒有顯著的影響。
投稿聯系鄭記者
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作者:華中農業大學陳昌福;武漢科研時代生物技術有限公司周鑫軍。
編輯:鄭燕云
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