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戊二醛在水草除藻及补充碳源中的应用

时间:2015年07月20日信息来源:水族之家 点击: 【字体:

  戊二醛是一种高效消毒剂,具有杀菌谱广、杀细菌芽孢效果可靠、杀菌作用受有机物影 响较小、对金属腐蚀性小等特点,适用于不耐热的医疗器械和精密仪器的消毒与灭菌,尤其 是内窥镜的消毒灭菌。 物理化学性质 戊二醛是一种饱和五碳二醛,分
子式为 C5H8O2,纯品为无色或浅黄色油状液体,有 微弱的醛气味,易溶于水和醇,戊二醛水溶液呈酸性。戊二醛在酸性条件下稳定,可长期贮 存,商业出售的戊二醛通常是质量分数为 2%、25%、50%的酸性溶液。消毒用的戊二醛 通常为 2%的碱性溶液,酸性溶液在使用之前需活化(碱性化) 。碱性条件下戊二醛不稳定, 易聚合成多聚体,pH≥8 的溶液通常在 4 周内失去活性,活化的碱性戊二醛使用时间不应 超过两周。 对微生物的杀灭作用 戊二醛杀灭微生物的机理还不清楚,可能是自由醛基与细胞壁中的氨基酸结合,使得微 生物无法摄取养分与排出废物, 从而引起微生物的死亡。 戊二醛与蛋白质和酶的反应速率取 决于溶液的酸碱度,在 pH4~9 范围内,随着 pH 值的增加,反应速率增加。
 
  影响戊二醛杀菌效果的因素主要有以下:
 
  (1)浓度和作用时间:随着浓度的增加和作用时间的延长,杀菌作用增强。但质量分 数低于 2%的戊二醛溶液,无论怎样延长杀菌时间,也不能取得可靠的杀细菌芽孢效果。因 此,杀灭细菌芽孢需用质量分数大于 2%的戊二醛溶液。
 
  (2)溶液酸碱度:酸性戊二醛的杀菌作用明显低于碱性戊二醛,但随温度升高差异逐 渐减小。在 pH4.0~9.0 范围内,随着 pH 值的增加杀菌作用增强;pH7.5~8.5 时杀菌作 用最强;pH>9 时,戊二醛迅速聚合,杀菌作用迅速丧失。
 
  (3)温度:在较低温度下也有杀菌作用。随温度升高,戊二醛杀菌作用增强。
 
  (4)有机物:有机物使杀菌作用减弱,但有机物对戊二醛杀菌作用的影响比其他消毒 剂小,20%小牛血清和 1%全血对 2%戊二醛的杀菌效果基本无影响。
 
  (5)非离子表面活性剂及其他理化因子的增效作用:聚氧乙烯脂肪醇醚为非离子表面 活性剂,在戊二醛溶液中加入 0.25%聚氧乙烯脂肪醇醚配制成的强化酸碱性戊二醛,稳定 性和杀菌效果都明显提高。超声波、远红外线与戊二醛有协同杀菌作用。 市售剂型 市售戊二醛通常是质量分数为 50%、20%、2%酸性戊二醛溶液。为提高稳定性并增 强杀菌效果往往加有聚氧乙烯脂肪醇醚或其他表面活性剂, 称为强化戊二醛。
 
  消毒灭菌时通常使用 2%戊二醛溶液,常用下列三种剂型。
 
  (1)酸性强化戊二醛:由 2%戊二醛加入 0.25%聚氧乙烯脂肪醇醚而成,pH 值在 3.2~4.6。酸性强化戊二醛溶液具有很好的杀菌作用,但对细菌芽孢的杀灭速度低于碱性 戊二醛溶液;其稳定性好,可在室温贮存 18 个月。2%酸性强化戊二醛可直接用于物品的 消毒与杀菌。
 
  (2)中性戊二醛:由酸性强化成戊二醛加碳酸氢钠调整溶液 pH 值至 7.0 即成中性戊 二醛;其稳定性比碱性戊二醛溶液好,但不及酸性强化戊二醛,在室温下可使用 3~4 周。 市售强化中性戊二醛和强化碱性戊二醛通常为二元包装, 即碳酸氢钠和亚硝酸钠与戊二醛分开包装,用前混配。
 
  (3)碱性戊二醛:用碳酸氢钠将 2%戊二醛溶液的 pH 值调至 7.5~8.5,称碱性戊二醛。 碱性戊二醛溶液对细菌芽孢的杀灭速度比酸性和中性戊二醛溶液快。 碱性戊二醛溶液不 稳定,室温放置 2周,浓度即明显降低,杀菌作用也明显减退。
 
  在草缸中的应用大约是从 2007 年 7 月开始,内地水草界逐渐流行起用戊二醛作为草缸除藻剂。这基 本上是台湾水族爱好者 Paludarium 有力推介的结果。这股风潮经由观赏之家、南美水族等人气论坛逐渐扩展开。之所以想到用戊二醛作除藻剂,还是受到了美国 Seachem 公 司的产品 Excel 的启发。这种原本作为草缸有机碳源出售的产品,在使用中却意外地发现 具有除藻的作用,从而引起注意。有美国水草爱好者发现 Excel 主要成分可以用戊二醛代 替,并且直接使用戊二醛的效果与 Excel 相似。于是戊二醛便开始在水草界流行起来。
 
  美 国、印度的水草爱好者是最早的使用者,台湾、香港等地的草友近年来也开始使用,内地草 友也紧随其后。
 
  1、作为除藻剂 根据 Paludarium 的博文,Excel 中戊二醛的含量为 2.5%。这一浓度和市面上常见的 一些戊二醛消毒液相近,而且这些消毒液的价格也很便宜。需要说明的是:市售的戊二醛基 本均为酸性强化戊二醛(以便长期保存) ,带有强化剂(或叫激活剂,为碳酸氢钠)和缓蚀 剂(亚硝酸钠) 。在草缸内使用时,这两包添加剂都是不可加入的。 经过大半年的使用,内地的草友也积累了相当的使用经验。
 
  以下是对几个主要论坛上关于戊二醛的使用情况及相关资料总结后得出的结论:
 
  (1)作为除藻剂的建议用量为每 200L 水加入 5mL 戊二醛溶液(此用量为 Excel 的 建议用量) 。但绝大多数帖子里的用量都超过该值。一般是从建议用量开始,每天两次,持 续使用 3~4 天,如果无效,用量增加一倍(10mL/200L) ,直至达到 4 倍建议用量 (20mL/200L)为止。不过有最高达到 28 倍建议用量的帖子。
 
  (2)添加时直接加入缸水中,不必关闭过滤。建议在开灯后 1 小时至关灯前 2 小时内 使用。充氧、液肥等对戊二醛效果无影响。
 
  (3)如果整缸添加效果不明显,可使用注射器在水藻附近局部添加。效果明显。但该 方法对部分水草慎用(详见下文) 。
 
  (4)戊二醛对黑毛藻最为有效。通常在使用 3~4 天后,黑毛藻会变红,进而死亡。
 
  (5)对丝藻、褐藻、绿点藻的作用有争议。成功与失败的例子均存在,成功的例子多 为局部施用,或整缸大剂量施用(不低于建议值的 4 倍) 。
 
  (6)对藻类再生的抑制作用较为明显。
 
  (7)普遍反映鹿角苔对戊二醛敏感,容易引起黄化死亡。关于戊二醛对莫丝、凤尾苔、 鹿角铁皇冠等的影响存在争议,不建议在其附近局部添加戊二醛。
 
  2、作为碳源 Seachem 公司的 Excel 原本就是作为水草有机碳源使用的。

  根据 Excel 的产品介绍, Excel 在进入水草细胞内以后,能够以光合作用中间产物的方式直接被水草利用。但水草 专家 Tom Barr 认为 Excel 在进入水草细胞内以后,还是回被分解成 CO2 才被水草利用 的。关于这一问题还有待进一步的深入研究。不过戊二醛(C5H8O2)在有氧环境中可以 分解产生 CO2 这一点是没有疑问的。由于 1 份的戊二醛需要 6 份的氧气才能分解产生 5 份的二氧化碳,所以这一分解过程是十分耗氧的。内地的草友对于戊二醛的兴趣主要集中于其作为除藻剂的特性上,而对于将其作为草 缸碳源使用, 尝试的人则相对较少。 不过对于那些小缸玩家, 以及不便使用气瓶的草友来说, 还是相当具有吸引力。
 
  根据目前尚为数不多的使用报告,可总结出以下结论:
 
  (1)作为碳源使用时,建议用量为 5mL/200L 左右。
 
  (2)有在小缸(27L)中每日添加 1~2mL(1.5~2 倍建议用量) 、水草生长状况良 好(包括阳性草)的例子。
 
  (3)有草友在大缸(180L)内使用,每天添加 100mL(22 倍建议用量) ,同时充 氧,水草和状况良好。 (4)单独使用戊二醛的草缸,无法出现水草冒泡现象。缸内 pH 值也不会降低。
 
  3、其它说明
 
  (1)在草缸里使用的戊二醛溶液为 2%浓度的(上文中除特别说明外,均指 2%浓度 的溶液) ,如果是浓溶液要稀释后使用。稀释操作要在通风环境中进行,戴好口罩、橡胶手 套、护目镜。
 
  (2)有氧环境中,戊二醛在 24 小时内能够完全分解。无论是作为除藻剂还是碳源, 都需要每天使用。
 
  (3)戊二醛在碱性水体中毒性较高,北方水质较低地区使用时需要注意,适当减少用 量。
 
  (4)戊二醛的杀菌作用可穿透菌膜,因此在硝化系统不完善的缸(新建缸、清洗滤材 后)内慎用。不过有草友在建缸之处就大量使用戊二醛,同时充分打氧,而未出现不良反映 的例子。
 
  (5)即使在按建议用量使用的缸内,也有出现身体表面溃烂、进而死亡的报道,怀 疑是个体承受力的差异。大剂量使用时也有出现较多死的例子,但总的说来,戊二醛对 虾螺的影响较小。
 
  (6)有友发现使用戊二醛后,患有白点逐渐治痊愈。推测是戊二醛对小瓜 虫杀灭作用的结果。理论上戊二醛对由细菌、孢子引起有治疗和预防作用,但实际效果 还有待进一步确认。
(作者:伊丽莎白 编辑:春上秋下)
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