缸中的计时炸弹硫化氢

中国水产门户网报道不论淡水缸或海鱼缸，不少鱼友家中的维生系统都铺设了厚沙床(DSB)，其原因不外是因为它的成本低，在系统成熟后易於打理等。然而，在这又平又方便的系统背后，隐藏着的危机却不可不加以认识。

什么是厚沙床(DSB)？

  其实厚沙床没有一个标准的规格。一般而言是在缸内铺设一层4寸以上的沙，其中包括沙糖沙。亦有不少系统为加强沙中的水流而在沙下铺设喉底架(Under GraVel Filter)。

   DSB的原理是透过在不同层面沙层中的细菌，去消化及消耗养份，从而分解如NH3、NO2等毒素。有关的过程会由系统自行协调，而不需人工计算及调节。

DSB的分层

上层带氧区

  在沙的表面，一些底栖的生物如海参、海胆、虾、蟹等．会先将固体的废物如吃剩的鱼粮、生物屍体等吃掉。所排出的排泄物，便会在此沙层进行第一阶段的分解：氨化二作用(ammonification)。沙面好氧的氨化菌会将这些废物分解成氨(NH3)，而这过程是会消耗氧(O2)的。

  然后，此层的另一批好氧份子硝化菌便会开始他们的第二阶段分解工作：硝化作用(nitrification)。硝化菌会把第一阶段产生的NH3转化成亚硝酸盐(NO2)，然后再转化成硝酸盐(NO3)并放出酸性，而这过程亦同样是消耗氧的。

中层低氧区

    由带氧区所产生的NO3，会扩散到中层的低氧区。此区的反硝化细菌会进行脱氮作用(denitrification)，将NO3化成N2，并放出硷性，中和了在硝化作用中所产生的酸性。而此过程同时亦称为反硝化作用。到这阶段，鱼缸水本身的氮循环(N-cycle)经己大致完成。

下层无氧区

  再向下走，我们会到达黑色的无氧区，此区居住了令人又敬又畏的厌氧细菌。记得在最上层，我们是靠氨化菌去分解有机废物；然而，氨化菌在工作的同时，亦会产生硫化物(Sul-phide)。厌氧菌的工作，就是将硫化物转化成硫化氢(H2S)。 H2S虽然毒性十分强，然而在正常情况下，由於它的分子结构并不稳定，故当它升到带氧区时，会被好些好氧菌转化成无毒的硫酸盐(Sulfate)，再被藻类植物吸收作为养份。

硫化氢

什么是硫化氢（H2S）

  硫化氢(Hydrogen Sulphide)是由一个硫原子离合了两个氢原子成的化合物。H2S为其化学程式。分子结构与水(H2O)相似。H2S是一种无色而具有腐蛋异臭的气体。H2S的毒性非常猛烈，并比空气略重，且高度易燃和具爆炸性。H2S可溶於水，一般的温泉水就因溶有H2S，故不宜饮用或养殖生物。由於H2S的化学结构不稳定，在水中易於被氧化，而释出硫磺令水出现混浊。

致命杀手

  H2S的毒性不单会危害鱼，很多时候人类亦会受到威胁。由於H2S是比空气略重的关系，除鱼缸外，很多时候都会积聚在一些密封的地下空间，如：沙井、街井等地方。如人类长时间吸入一定浓度的H2S，轻微者会有眼睛刺痛、头痛、头晕、失去食慾等现象，严重者更会停止呼吸、休克、甚至死亡。至於鱼，一个轻微的份量亦足以取去牠的性命。

H2S浓度（parts per million）   人类                                鱼类
0.0047ppm                                开始嗅到腐蛋臭味        呼吸急速、血管扩张
0.5ppm                                                                           急性中毒死亡
10-20ppm                                 眼睛开始感到刺痛
50-1OOppm                             视力开始受损
150-250ppm                             失去嗅觉
320-530ppm                             肺部出现水肿，死亡
530-1000ppm                           失去呼吸，死亡
1000ppm以上                            即时休克，死亡

生命冷藏剂

    2005年，美国的科学家Mark Roth连同他在UniverSity Of Washington及 Fred Hutchinson Cancer Research Center的同僚，成功地使用低浓度的H2S去使老鼠进入冬眠状态(Hibernatiorn)。他们使老鼠吸入80ppm的H2S，老鼠的心跳速度便由每分钟120次跌至10次，而体温亦由37℃变成室温+2℃(即变成冷升状态)。此状况维持六小时后，该老鼠回复正常，并无不良反应。科学家正积极以此方向进发研究，目标研发出生命的冷藏剂，以冷藏绝症的患者，以便有新医学技术时再进行治理。

中毒的鱼

    H2S对生物的毒性主要是由於它会破坏血液中蛋白质分子结构。当H2S透过水中生物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性状态，而完全丧失其血液的功能，鱼类也因而受到严重的伤害。轻者会降低血红素携带氧气之能力，其重者会导致死亡。

    中了H2S毒的鱼，会因身体缺氧而加快血液循环；血管扩张而全身发红及呼吸急速。同时，鱼儿亦会显得迟缓和呆滞，平日活跃的鱼亦会缩在一角而不愿活动。然而，鱼儿却会不时突发性地猛烈挣扎，最后因身体多个器官缺氧衰竭而死亡。

解决方案
基本上鱼儿中了H2S毒是很难治疗的。最好的方法是做好预防的措施。

预防胜于治疗

沙中加网

  DSB的系统中，往往由於鱼类等生物掘沙等行为而使过量的H2S外泄。故鱼友可考虑在铺设第一层沙后先铺上一块网，再铺上第二层沙。此举可防止鱼儿掘沙的深度，避免触及最底层的无氧区。

提升pH

  pH值越低，H2S的相对含量就越多，发生H2S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(例如可在水中加入pH Buffer)，以降低H2S之相对含量，不过此种方式最好已经证实H2S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NH3的毒性会增强，若盲目将pH值大幅提高反而可能引起NH3中毒之危险。

提升含氧量

  增加溶氧量，不仅为养殖的必要手法，而且也是防止H2S含量过高的最有效方法。过高溶氧量可消耗H2S，并可抑制硫酸盐还原菌之生长及繁衍，使它们在好氧状态下，无法将硫酸盐(SUl-fate)还原为H2S。

勤加换水

  定期换水不仅可以改善水质，使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H2S作用产生无毒性的硫化物沈淀。

种植水生根本植物

  种植水生的根本植物如红树等，因为植物的根部能深入各沙层，并在沙层慢慢释出微氧，以氧化H2S为无毒物质的同时，亦可减小无氧区的体积，减少H2S的产生。

种植根本植物对DSB缸更有多种好处：

理论是，在DSB种植足够数量的植物，有下列作用：

·那些根能慢放出氧，像充水层般维持，做就微氧区，更使这区向无氧区扩展。

·帮助吸收沙中的NO3，(根的吸收量不及叶片)。

·根会释放出一些有机化合物，是微氧区的化NO3菌(脱氮菌)的养分--碳元素。

·根部不停慢慢吸水也有利於整个底沙的扩散作用，从而提升脱氮作用的效率。

但根也会放出化N03菌的抑制剂。不用担心，只要化N03菌已形成生物膜，便不害怕了。开缸后一段时间才种植，便无问题。

根本春美植物也对带氧区

有益种在DSB--

·根能慢放出氧，供给带氧区的硝化菌。

·根释放出的有机化合物，是硝化菌的养分（碳元素）。

·帮助吸收沙中的NH3/4和NO2，但吸得比叶片小。

·根部不停慢慢吸水，有利于整个底沙的扩散作用，从而提升硝化作用。

·会稳定带氧区的pH，即吸走CO2，及化解硝化作用时产生的酸性。硝化菌不适合在底pH中工作。

·植物的根会放出硝化菌的抑制济。只要菌已形成生物膜，便不害怕。开缸后一段时间才种植，便无问题。

根放出的氧，也有助于带氧区的氨化作用。根部放出氧，和吸水是缓慢的，与气泵，水泵相比，就如龟跟超音速飞机的差别，所以不会把微氧区变成带氧区；也不会吸水吸到有底喉过滤的坏处。植物的根部有益，促进沙中的脱氮作用，硝化作用；及根本春美植物之助力更大，已被科学验证：CaffreyJMandKempWM，1992JaynesMLandCarpenterSR，1986。

急救鱼鱼为鱼鱼打气！

  老实地说，鱼儿中了H2S毒是很难医治的。不过如果能及早发现，鱼儿中毒未深的话，便应尽快将鱼放人另一个缸，或大量换水。同时应大量打气及降低水温以提升水的溶氧量。