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
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陳昌福有話說
在水產養殖過程中,利用各種消毒劑實施“四消(魚種消毒、餌料消毒、工具消毒、水體消毒)”是防控水產養殖動、植物疾病的基本措施。
為了水產養殖環境免受各種藥物的污染,對水產用消毒劑是有一些特別的要求的。作為水產用消毒劑,需要具有用量少、對致病性病毒、細菌、真菌和原生動物的殺滅效果好、致病生物不會對其產生耐藥性、消毒過程中無有毒害的物質生成、消毒后在養殖環境和水產動、植物體內不會有藥物殘留等特點。在我國水產養殖業中已經有大量的應用實踐結果證明,二氧化氯制劑正好具備作為水產用消毒劑的這些特點。
我們撰寫這篇小文章向廣大的水產養殖業者介紹二氧化氯制劑的目的,就是為了幫助廣大的水產養殖業者正確地選用水產用消毒劑,減少因為錯誤地選用消毒劑對養殖水體造成的藥物污染和養殖生產成本的增加。
二氧化氯為什么是最好的
水產養殖用消毒劑?
摘要:本文內容是從二氧化氯(ClO2)制劑的特性與殺菌功效角度,介紹了將ClO2制劑作為水產用消毒劑具有諸多優點的基礎上,提出了ClO2制劑是最好的水產養殖用消毒劑的結論。因為將ClO2制劑作為水產用消毒劑,具有用量少、對致病性病毒、細菌、真菌和原生動物的殺滅效果好、致病生物不會對ClO2產生耐藥性、消毒過程中無有毒害的物質生成、消毒后在環境和水產動、植物體內不會有藥物殘留等優點。采集同一來源的養殖池水,完成的對養殖池水中可培養細菌的殺滅效果,證明市售ClO2制劑較聚維酮碘、苯扎溴銨、過硫酸氫鉀等消毒劑,具有更好的殺菌效果。
關鍵詞:二氧化氯制劑;消毒劑;水產養殖;致病性生物;最小殺菌濃度
在水產養殖過程中,防控水產養殖動物各種疾病發生是十分重要的,所謂“養魚不瘟、富得發昏”的說法可謂是我國水產人的經驗之談。在千百年來的水產養殖實踐中,我國水產人總結出來的具有我國特色的水產養殖管理措施,大都是圍繞防控水產養殖動、植物疾病的目的而總結出來的。譬如水產人在水產養殖過程中堅持實施的“四消(池塘消毒、苗種消毒、餌料消毒和養殖工具消毒)”技術措施,就是為了預防水產養殖動、植物的疾病而制定的。在我國漫長的水產養殖歷史中,我國水產人曾經采用多種消毒劑完成水產養殖業中的“四消”措施。這篇小文章的內容是從水產養殖者對期待水產用消毒劑具有良好消毒功效的角度,簡要介紹部分水產用消毒劑的特性與殺菌功效的優劣。
1.ClO?的理化特性
在常溫條件下,二氧化氯(chlorine dioxide,ClO?)是一種黃綠色氣體,且帶有氯氣一樣的刺激性氣味。ClO?具有以下的理化特性:密度約為2.33 g/L(0°C,1 atm),比空氣重。沸點約為11°C。熔點約為-59°C。屬于強氧化劑,能氧化多種有機物和無機物。在光照或高溫條件下易分解為氯氣(Cl?)和氧氣(O?)。與水反應生成亞氯酸(HClO?)和氯酸(HClO?);與堿反應生成亞氯酸鹽和氯酸鹽。對金屬和某些塑料有腐蝕性。
在ClO?的濃度比較高的環境中,對操作者的呼吸系統有強烈刺激,甚至可能導致操作者出現肺水腫的病癥。當ClO?濃度超過10.0%時,遇熱或有機物還可能發生爆炸。ClO?制劑需要在低溫、避光、稀釋條件下儲存,需要避免與還原性物質接觸。
2.ClO?制劑作為水產用消毒劑的優點
ClO2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項安全性的認證者。WHO、美國環境保護署(environmental protection agency,EPA)和中國衛生部等公國衛生機構,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)的特性,并具有除臭、保鮮、除藻、漂白的多種奇特的功能,ClO2現已編入多國的衛生法規正在進行推廣使用。
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,曾經一度將ClO2制劑納入水產用獸藥管理范疇。但是,因為ClO2制劑的制售企業至今尚不能提交能夠準確檢測ClO2制劑在化學反應(chemical reactions)過程中,能穩定地檢測ClO2生發量的方法,因此而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。在中華人民共和國農業部于2012年4月17日發布的第1759號公告中,將ClO2制劑作為水產用獸藥的檢測標準廢止了。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諸多優點之緣故,雖然ClO2制劑作為水產用獸藥質量標準,已經被農業農村部頒布的第1759號公告中廢止了。但是,自廢止ClO2制劑的檢測標準以后的十多年來,各種劑型的ClO2制劑仍然先后以“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中被大量地使用著。已經有大量的應用實驗結果證明,采用ClO2制劑作為水產用消毒劑,的確是具有用量少、對危害水產養殖動物的致病性病毒、細菌、真菌和原生動物等的殺滅效果好、致病性生物不會對ClO2產生耐藥性、消毒過程中無有毒害的物質生成、消毒后在環境和水產動、植物體內不會有藥物殘留等諸多優點。
3.ClO?制劑及其使用方法
現在我國水產養殖業中使用的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,運輸成本比較高,也存在比較嚴重的安全性問題。現在我國水產養殖用投入品市場上,已經鮮少見到ClO2水劑產品了。
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,在使用之前均需要將ClO2粉劑用少量水在消毒現場生發出ClO2后,再將含有用ClO2的水溶液用于水產養殖業中“四消”過程中。由于ClO2粉劑在加水活化過程中生發出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舒適。
也許是為了避免ClO2粉劑在生發ClO2的過程中,所產生ClO2氣體對消毒過程操作者的呼吸系統產生刺激,一些ClO2制劑的生產企業將ClO2粉劑制備成了ClO2泡騰片,旨在使用ClO2粉劑消毒的操作者避免遭受ClO2氣體的刺激,而可以將ClO2泡騰片直接拋撒在水產養殖池塘中。直接向養殖水體中拋撒ClO2泡騰片,不僅可以避免在活化過程中生發的ClO2氣體對操作者呼吸系統造成的刺激,而且也可以降低消毒操作者的勞動強度。
然而,水產養殖業者購買ClO2制劑的唯一目的,就是要利用ClO2制劑的良好消毒殺菌功效,達成在水產養殖管理過程中的“四消”目的。因此,如何使用ClO2制劑才能獲得在水產養殖過程中“四消”的最佳功效?我們完成的相關實驗結果已經證明,采用直接向水產養殖池塘中拋撒ClO2泡騰片,是不可能達成“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”微信公眾號上發布的題為“”一文)。
水產養殖業者無論是采用ClO2粉劑還是ClO2泡騰片作為水產養殖過程中的消毒劑時,均需要首先用少量水活化ClO2制劑生發出ClO2氣體后,再將含有ClO2氣體的水溶液潑灑到養殖水體中實施消毒殺菌過程。作為活化ClO2制劑用水的水質狀況,對活化ClO2制劑的效果是否有影響?也是我們已經采用實驗的方法給予了實驗驗證的結果(有興趣的讀者可參閱2025年05月22日,“農財寶典·大國漁業”微信公眾號上題為“”一文)。
4.幾種水產用消毒劑殺菌功效比較
迄今為止,經過農業農村部批準的水產用消毒劑種類較多。為了比較不同種類的水產用消毒劑對養殖水體中可培養細菌的殺菌功效,我們從武漢市新洲區汪集鎮的水產用獸藥店,采購了聚維酮碘、苯扎溴銨、過硫酸氫鉀和ClO2粉劑作為供試水產用消毒劑。從武漢市新洲區長江新區倉埠街道金崗村黃顙魚(
Pelteobagrus fulvidraco)養殖池中吸取養殖池水,采用殺菌實驗方法,比較了不同消毒劑對養殖池水中可培養細菌的殺滅功效。具體做法如下:
將從養殖池中吸取養殖池水分裝在潔凈的玻璃三角瓶中,并置于超凈工作臺內(圖1)。將聚維酮碘、苯扎溴銨、過硫酸氫鉀、ClO2粉劑和ClO2泡騰片用蒸餾水稀釋(活化)至一定的濃度,作為供試藥物母液(圖2)。
圖1 將養殖池中吸取養殖池水分裝在潔凈的玻璃三角瓶的情景
圖2 用蒸餾水稀釋(活化)后的供試消毒劑母液
從不同種類消毒劑母液中吸取定量的溶液,逐步添加在盛裝養殖池水的玻璃三角瓶中,使玻璃三角瓶中的藥業濃度分別達到0.00mg/L(對照)、0.30mg/L、0.6mg/L、0.90mg/L、1.2mg/L、1.50mg/L、1.80mg/L、2.10mg/L、2.40mg/L、2.70mg/L和3.00mg/L,輕輕搖動玻璃三角瓶數次后,再靜置40min。
最后從每個玻璃三角瓶中吸取50.0μL已經過消毒的池塘水,涂布在鋪有腦心浸液瓊脂(BHIS,difco)培養基平皿中,再將其置于28℃恒溫培養箱中,連續培養24h后,取出培養皿經肉眼觀察證實有無細菌生長的最低藥物濃度,即為水產用消毒劑對養殖池塘水體中可培養細菌的最小殺菌濃度(minimum bactericidal concentration,MBC)(圖3)。由圖3所示結果可以看出,2種ClO2制劑在養殖池水種均顯示出了較好的殺菌效果,而其他幾種水產用消毒劑在本實驗采用的用藥濃度范圍內,對養殖水體中可培養細菌的殺菌效果則很差。
圖3幾種水產用消毒劑對養殖池水中可培養細菌的殺滅效果
注:由上至下,第1排,ClO2粉劑,第2排,ClO2泡騰片,第3排,聚維酮碘,第4排,苯扎溴銨,第5排,過硫酸氫鉀。
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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