水产环境改良剂与消毒药物:醛类消毒剂
水产养殖中常用的醛类消毒剂为甲醛与戊二醛。醛类消毒剂对微生物作用主要靠醛基。其作用于菌体蛋白(包括酶)的巯基、羟基、羧基、氨基,使之烷基化,引起蛋白质变性、凝固,造成微生物死亡。
(一)理化性状
1.甲醛(Formaldehyde)
别名福尔马林(Formalin)。甲醛是一种无色、具有强烈刺激性臭味的气体,沸点为-21℃,可以燃烧,燃点为300℃,相对密度为1.067。甲醛气体只有在80℃以上才稳定,在常温下凝聚为固体聚合体。可溶于水和醇,在常温下的水中溶解度为37%,并与水形成水合物,其水合物易失水形成多聚甲醛。
福尔马林为无色或几乎无色澄清液体,有强烈的刺激性气味,易挥发,水溶液呈弱酸性,有腐蚀性。
福尔马林的沸点为96℃,相对密度为1.081~1.096,呈弱酸性。当长期存放或温度降至5℃以下时,易凝聚成白色沉淀的多聚甲醛。溶液的甲醛浓度越高,越易发生凝聚。产生了白色沉淀的福尔马林液体,加热后可再变得澄清。福尔马林应在常温下保存而不应放冰箱内。福尔马林能与水或醇以任何比例混合。化学结构为:
2.戊二醛(Glutaraldehyde)
纯品为无色油状液体,味苦,挥发性较低,挥发速度比水和乙醇慢。气味较小,有微弱的醛气味。易溶于水、乙醇和其他有机溶剂。溶液呈弱酸性。在4℃时稳定,随着温度升高聚合速度加快。在酸性条件下相对稳定,随着溶液pH值增高,聚合速度加快,pH值高于9时,可迅速聚合。化学结构为:
(二)杀菌作用
甲醛、戊二醛的水溶液与气体皆可杀灭各型微生物,但是杀灭细菌芽孢所需剂量较大。例如,甲醛水溶液对伤寒杆菌,用0.2%浓度作用60min,或3%浓度作用5 min;对肉毒杆菌毒素与葡萄球菌肠毒素,用5%浓度作用30min;对结核杆菌,用4%浓度作用5min;灭活各种病毒,一般使用0.05%~5%浓度作用10min;对细菌芽孢,则需用8%浓度作用6h,或2%浓度作用32 h。再如,2%(g/mL)碱性戊二醛水溶液作用2min可杀灭细菌繁殖体,作用5min可杀灭真菌与结核杆菌,作用10min能灭活除乙型肝炎病毒外的其他病毒;但是对细菌芽孢,则需作用4h以上才能杀灭。甲醛气体亦是如此,使用浓度为15mg/L,作用2h可杀灭细菌繁殖体,作用12h才能杀灭细菌芽孢。
戊二醛杀菌作用较甲醛强2~10倍。
(三)影响杀菌因素
1.温度
当养殖水体温度高时,杀菌效果加强。温度对甲醛的影响更显著,用5%甲醛水溶液杀灭炭疽杆菌芽孢,在20℃下需作用32h,在37℃下则作用90min即可。温度对戊二醛的影响较甲醛小,用2%碱性戊二醛水溶液杀灭炭疽杆菌芽孢,在40℃下作用2min的杀灭率与在20℃下作用15min时相同。
2.有机物
当蛋白质被甲醛凝固后,药液不易渗透,存于其深处的微生物因受到保护而不易杀灭。只在有机物含量较高时,才对低浓度碱性戊二醛的杀菌作用有影响,即使菌悬液中存在20%(mL/mL)血清,对杀菌效果影响仍不大。
3.浓度与作用时间
药物溶液浓度较高,作用时间延长,杀菌作用较好。但是甲醛溶液随着浓度增加,甲醛聚合亦愈多,待非聚合甲醛含量保持恒定后,浓度再增加,杀菌效果亦不再明显增长。戊二醛常用其2%碱性水溶液或异丙醇溶液,随其浓度下降,杀菌作用减弱。
4.酸碱度(pH值)
pH值对戊二醛的影响较大,在碱性情况下(pH7.5~8.5)杀菌效果较好。
(四)应用
1.甲醛的应用
福尔马林用于治疗鱼病主要采用小水体短时间浸洗的方法,其用量随水温有所不同。对于淡水鱼种一般10℃以下用浓度为250μL/L,10~15℃用浓度为200μL/L,15℃以上用浓度为160μL/L,浸洗时间为15~30min。对于水体量较少(≤200m3)的水泥池或水族箱,可用浓度为10~30 μL/L全池遍洒,隔日1次,直到完全控制病情为止。但不同病原和不同鱼类其用量也不尽相同。
2.戊二痊的应用
水产养殖中大多用于鱼种和蟹种的消毒,浸浴,将20%戊二醛用清水稀释成0.5%~2%水溶液,时间为10~30min。
戊二醛常用于实验室污染器材、试管等玻璃器皿的消毒,浸浴,将20%戊二醛用清水稀释成2%~5%水溶液,时间为10~30min。
戊二醛作为一种良好的固定剂在电镜技术上也广泛应用,一般用于固定现场提出的水生生物标本样品。
(五)注意事项
1.甲醛对人有一定毒性与刺激性,使用时应注意防护。戊二醛亦有一定毒性,避免吸入,若眼触及,应立即用水冲洗。用甲醛、戊二醛溶液消毒的外科器械,必须用无菌水充分冲洗后使用。
2.很多科学研究与动物实验早已指出,长期接触福尔马林可能会导致癌症,其已被列为一种“疑似致癌物质”!微量甲醛在人体内基本上残留性不强,代谢速度不慢,约35%可代谢为甲酸,而在尿液里以甲酸盐类的形态排出,其余65%可继续代谢为二氧化碳与水排除,但最大的问题是:可能会造成细胞的变性!且细菌、人体分离细胞或动物细胞基因突变测试呈阳性反应,亦不能排除有致生物畸形可能!
3.甲醛如发生沉淀,应加热溶解后使用。沉淀较好的可加一定量的碱面液,并充分搅拌,放置2天,沉淀消失后使用。使用加碱后的福尔马林时,应适当减少稀释倍数。
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