硝化细菌的作用(水泵停多久硝化细菌会死)

前几天发表了一篇关于如何在鱼缸里养水生植物的文章。龟先生在分析水生植物的功能时指出，水生植物可以直接吸收铵离子，可以替代硝化菌处理氨氮的作用。有朋友对“水生植物可以代替硝化细菌处理氨氮”的说法反应激烈，认为这是“盲目贬低硝化细菌的作用”。对于这些朋友的反应，海龟先生一点也不意外。由于广告的影响(这里为什么说广告？什么需要广告？)，导致硝化菌在养鱼圈非常出名，可以说已经到了被神化的地步。开缸养水，水质浑浊，水有异味，鱼缸换水，新鱼入缸，鱼屎残渣处理，甚至鱼生病，都是添加了硝化细菌！……等等，硝化菌无所不能，受众很大。因为很多朋友都深信硝化菌可以治养鱼的一切疾病，所以突然出现了龟先生，说它的作用就那样，连水生植物都可以替代，有些朋友不喜欢也是情理之中。

其实在文章中，龟先生并没有否认硝化菌的作用，只是指出它的作用是处理氨氮，除此之外，它并没有衍生出其他神奇的能力。而且水生植物也可以做处理氨氮的工作，效果比硝化细菌好，没有硝酸盐积累的问题。如果说有什么“贬低”硝化细菌的话，那就是告诉大家，理性对待硝化细菌，不必神化。

不过既然很多朋友对此反应强烈，至少可以说明一点，就是文章质量不够好，问题没有说清楚。所以龟先生决定再写两篇文章，追根溯源，详细介绍一下鱼缸中硝化菌的作用，以及为什么水生植物可以代替硝化菌处理氨氮，算是对这些朋友的公开回复，也算是一个关于硝化菌的科普的延续，供有兴趣的鱼友参考。至于为什么要分两篇讨论？因为海龟先生做了一个预测，详细解释这个问题至少要一万字。这么长的文章估计没几个人能有耐心看完，考虑到可读性，还是分开看比较好。

一、水体中氮的存在形态和氨氮的危害

说到硝化菌的作用，就不得不说氮在水中的存在形式以及氨氮的危害。天然水中的氮可分为有机氮和无机氮。蛋白质、氨基酸、核酸、酰胺、氨基糖、尿素等。都属于有机氮，其来源与动植物有关，包括动物粪便。无机氮分为氨氮(NH3)、铵态氮(NH4+)和硝态氮(包括亚硝酸盐氮和硝酸盐氮)，其中氨氮和铵态氮统称为氨氮。

尿素是常见的有机氮之一尿素是常见的有机氮之一。

在上述氮的形态中，铵和硝酸盐的毒性较小，在低浓度下可以认为是无害的。亚硝酸盐有毒致癌，但容易氧化成硝酸盐。有机氮化合物也是无毒的，大部分不能被植物直接吸收利用。它们需要被微生物分解。问题在于有机氮的分解。许多微生物如细菌、放线菌和真菌可以分泌蛋白酶，分解有机氮并释放氨(NH3)。这些微生物叫氨化微生物，主要是细菌，所以也叫氨化细菌，分解氨。

氨是一种无色气体，具有强烈的刺激性和毒性，可灼伤人的皮肤、眼睛和呼吸器官的粘膜。过量吸入会导致肺部肿胀，甚至死亡。关于氨的更多信息，龟先生建议你直接用今日头条app上面的搜索框输入“氨”，点击搜索，也就是有关于它的百科知识。其物理性质、化学性质、毒性等方面都有详细介绍，在此不再赘述。

氨气不仅对人有害，对水中的鱼也有害。虽然氨氮(即氨NH3)和铵态氮(即铵NH4+)统称为氨氮，但从危害性来说，主要是氨而不是铵有毒。虽然有点混乱，但还是希望你能分清它们，不要打错目标。

鱼缸里的氨有两个主要来源。一是鱼渣、鱼粪等含氮有机物(主要是蛋白质)的氨化分解；二是鱼类呼吸和蛋白质代谢产生的废物通过鱼鳃和排水孔释放到鱼缸水中。氨会对鱼造成伤害，主要是因为以下两点:

(1)氨气本身有毒。它会刺激鱼，破坏鱼体表、鳃、消化道的粘膜，进而使这些组织器官出血，引发疾病。同时，氨还具有神经毒性，会伤害鱼类的大脑和中枢神经系统，甚至导致直接中毒死亡。

(2)氨气易溶于水，与水反应生成一水合氨:

一水氨也是一种有刺激性的有毒物质，能微弱电离氢氧根离子，呈弱碱性，能改变鱼缸水的PH值。这些特性会对鱼类产生不利影响。但一水氨更严重的危害是具有组织渗透性，可以通过皮肤和鳃渗透到鱼体中。氨进入血液后，会与血红蛋白结合，使血液运输氧气的能力急剧下降，鱼就会缺氧，这就是血氨中毒。因此，鱼类急性氨中毒的一个显著表现就是呼吸困难，气短，甚至窒息死亡。这时候连氧气爆炸都救不了了，因为血红蛋白已经被氨占领了，血液无法携带氧气。只有紧急换水才有缓解的可能。在上面的文章中，我们说对鱼有毒的是氨而不是铵，就是这个原因。铵无组织渗透性，低浓度时对鱼类无明显毒性伤害。我们要控制的是氨。

所以氨对鱼的危害是相当严重的，可以说是鱼缸里的头号杀手。要想把鱼养好，首先要降低鱼缸里的氨含量。绝大多数的养鱼户都是依靠硝化细菌。是时候介绍一下这篇文章的主角了，著名的硝化细菌。

二、硝化细菌的作用到底是什么？

在地球的氮循环中，有一种微生物起着非常重要的作用。它们可以将有毒的氨氮依次转化为亚硝酸盐和硝酸盐。这个过程叫做硝化作用，所以它们被命名为硝化细菌。根据分工的不同，产生亚硝酸盐，称为亚硝酸盐细菌；产生硝酸盐的细菌称为硝化细菌。所以我们通常所说的硝化细菌其实包括两种，亚硝化细菌和硝化细菌。每一类由不同属的细菌组成，如亚硝化细菌，如亚硝化球菌、单胞菌、螺旋体和叶状体。硝化细菌包括硝化细菌、球菌和棘球绦虫。硝化细菌主要通过以下三个步骤将氨氮转化为硝酸盐:

(1)铵离子的产生主要是通过氨气溶于水生成一水氨，一水氨再电离出铵离子，或者氨与酸反应生成铵离子:

也许有朋友会问，这个铵离子和硝化细菌有什么关系？别急，我们慢慢往下看。与通常的理解相反，硝化细菌实际上处理的是几乎无毒的铵离子，而不是有毒的氨。为什么单独提出这个说法？因为对于铵离子的处理，除了硝化菌，其他的都可以做，有时候效果更好，比如我们后面会讲到的水草。

(2)硝化菌将铵离子转化为亚硝酸离子:

上述反应称为亚硝化反应，产生的亚硝酸根离子也具有毒性和致癌性。但好在容易被持续氧化生成低毒的硝酸根离子。

(3)硝化细菌将亚硝酸根离子转化为硝酸根离子:

上述反应称为硝化，此时铵离子被氧化成硝酸根离子。虽然铵离子和硝酸根离子都是低毒的，但是铵离子与有毒的氨相连。铵被氧化后，氨会通过平衡反应继续生成铵，氨会被逐渐消耗掉(还是很麻烦)。因此相当于硝化菌将有毒的氨转化为低毒的硝酸根离子，其一般反应方程式可列为:

以上是硝化菌处理氨的基本过程，也是鱼缸中硝化菌的主要价值，即处理和转化有毒的氨。这个作用对于养鱼真的非常重要，可以保护鱼免受氨氮的危害。

三、我们有必要神化硝化细菌的作用吗？

硝化细菌能有效消除鱼缸中有毒氨氮的危害，作用真的很重要。但据此看来，其他功能也依附于硝化细菌甚至被神化了，是没有必要的。例如，以下常见语句:

(1)硝化菌能分解鱼的食物残渣和鱼的粪便。

我不知道这种说法从何而来，但确实有很多人相信。硝化细菌处理的是氨氮(确切的说是铵)，而不是鱼食或鱼屎。虽然鱼缸里的氨氮是腐生菌从吃剩的饵料或者鱼的粪便中分解出来的，但是你能说吃苹果就等同于吃苹果树吗？硝化细菌不能分解鱼的食物残渣和鱼的粪便，但是腐生菌分解它们，分解的产物氨氮就是硝化细菌的食物。

(2)硝化菌可以使水变清。

它能让水变清，这是硝化细菌的又一个神话。很多朋友说可以。我加了硝化细菌后，水变浑浊了，然后打开了过滤器。3-7天之后，水变得清澈了。这不是硝化菌的功劳吗？不是这样的。相反，水浑浊的原因可能是你加的“硝化细菌”。

说实话，龟先生一直对鱼缸水质浑浊感到困惑。因为无论是甲鱼养殖还是养鱼，都没有添加硝化细菌，也没有在加水初期出现缸内白水(泥水)的现象。比如这两个养甲鱼的塑料罐，刚开始加水养甲鱼的时候，没有加硝化菌，没有白水问题。这期间换水的频率并不高。特别是从9月20日到12月13日，一直没有换水，但是等水分蒸发少了，又重新加水。水底已经很脏了，但是水质很清澈，鱼还在里面生活的很好(乌龟已经冬眠了)。很明显，这不是硝化菌的原因，因为自然形成硝化系统需要很长时间，刚开始是起不到作用的。

鸫龟先生养龟的缸，没用过硝化细菌但水质常清乌龟先生在缸里养乌龟。含氮菌没用过，但水质一直很清澈。

下面新换的鱼缸，加自来水24小时后，里面会放满水草，再过24小时就放鱼了。直到今天，快一个月了，一直没有出现泥水问题。所以，水质的澄清要靠硝化细菌？显然不是，因为没有听说过硝化菌可以在24小时内自然建立和完善。

鸫龟先生新买的鱼缸，加入水草24小时后即开始放鱼入缸，没加硝化细菌水质常清乌龟先生买了一个新鱼缸。加入水生植物24小时后，他开始往缸里放鱼。不添加硝化菌，水质始终清澈。

另一方面，很多人反映加入硝化细菌后，水先是浑浊，然后清澈，认为这是硝化细菌的作用。其实造成水质浑浊的原因恰恰是添加的“硝化细菌”。为什么这么说？由于活硝化菌的保存受温度、氧气、湿度、光照等因素影响，不易保存，容易造成死亡，影响活性。即使是粉末状的休眠菌，也是有保质期的，而且受上述条件的限制，不能随便保存。所以很多朋友早就怀疑，目前市面上的硝化细菌制剂，尤其是低价产品，无论是液体还是粉末，大部分都是营养物质，少数是活性未知的硝化细菌。加入硝化细菌后，水因为这些营养物质而变得浑浊。与硝化细菌有关，无论是氨、铵、亚硝酸盐还是硝酸盐，溶于水后都是无色透明的，不会造成水浑浊。然后水又变清了，这不是硝化细菌造成的。真正发挥作用的是腐生菌，它分解这些微小的营养物质颗粒，让水重新变得清澈。

最后不客气的说，不要说滤网，氧气爆炸等。已经开机3-7天以上。就算什么都不做，让水站着，三天后自然澄清。这根本不是硝化菌的作用，而是水中有物理吸附沉淀、化学反应、微生物分解等自然净化过程，可以使水变清。

(3)硝化菌可以治疗鱼病。

硝化菌能治鱼病也是常说的话。一旦有人在网上举报自己的鱼生病了，总会有一群朋友会提出如下建议:“硝化系统不完善”“赶快把硝化细菌除掉”等等，把硝化细菌当成灵丹妙药。

客观来说，硝化系统不完善让鱼生病是有道理的。如上所述，水中氨的积累会使鱼生病甚至死亡。硝化系统不完善，意味着氨氮处理不好，容易导致鱼病。但是，在鱼生病的时候或者因为硝化系统不完善，推荐硝化菌是没有意义的。

鱼生病时应用药而不是硝化细菌当鱼生病时，用药物代替硝化细菌。

硝化菌的作用是转化氨氮，以免引起鱼类氨中毒。其实是起到排毒的作用。可以用它来预防氨中毒。但是鱼生病了，氨中毒只是一方面，更多的是致病菌、真菌、病毒引起的。硝化细菌不是消毒剂或病毒杀手。它如何治疗疾病？相反，此时加入大量的硝化细菌，只会让结果变得更糟，甚至加速病鱼的死亡。因为硝化菌是好氧菌，它的繁殖需要消耗水中大量的氧气，可能会导致病鱼缺氧而死，得不偿失。

因此，硝化细菌在鱼类养殖中的积极作用是应该肯定的，即硝化细菌确实可以通过转化氨氮来防止鱼类氨中毒，这是它的主要作用。除此之外，也没有其他所谓的功效，比如分解鱼粪、净化水质、治疗鱼病等。没必要将其神化。

事实上，即使转化了氨氮，硝化菌的作用也远没有我们想象的那么强大。因为硝化细菌的生存能力相对于其他细菌较弱，没有竞争优势。硝化细菌属于好氧自养细菌，繁殖速度较慢，易受水中溶解氧、温度、PH、光照强度等条件的影响。其实氨氮的处理很不稳定。这也是很多朋友的鱼缸和硝化系统经常崩溃的原因。

比如从溶解氧的角度，大多数学者建议保持在1.5-2.0mg/L以上，低于0.5mg/L时，硝化作用趋于停止；然后温度在15-35℃之间，最适温度为20-30℃，低温时硝化作用趋于停止；从pH来看，碱性最好(7.0 < pH < 8.5)，硝化菌和硝化细菌的最适pH不同。所以硝化细菌有很多限制，无法和异养腐生菌竞争。它们在水中的位置是有限的，它们的作用也没有宣传的那么大。

另外，我们通常只关注硝化菌对氨氮的转化，而选择性忽略了转化后硝酸根离子的危害。是的，硝酸根离子在毒性上没有氨严重。但如果浓度高，其危害不可小觑。例如，在我国现行的生活饮用水国家标准(GB5749-2006)中，硝酸盐的上限设定为10mg/L，也就是说超过这个数值就会对人体健康产生不利影响。

硝化菌将氨氮转化为硝酸盐后，不会被清除出鱼缸，硝酸盐会随着浓度的增加逐渐在鱼缸中积累，这可以说是硝化菌处理氨氮的极限。当硝酸盐浓度较高时，一方面增加了水的盐度，可引起盐胁迫危害；另一方面，在缺氧条件下(如底泥)，硝酸盐会被反硝化成亚硝酸盐甚至氨气，对鱼类有害。有经验的鱼友通常会用定期换水的方法来稀释硝酸盐的浓度，以避免危害。

四、结语

氮以两种形式存在于水中:有机氮和无机氮。氨、铵离子、亚硝酸离子、硝酸离子都属于无机氮。其中氨和亚硝酸根离子有毒，其他的在低浓度下可视为无毒。有机氮可被氨化细菌分解成氨，产生氨氮危害。硝化细菌能将氨氮转化为低毒的硝酸盐，这是它的主要功能。再说，说硝化菌可以分解鱼的食物残渣和粪便，净化水质，甚至可以预防鱼病，也是没有道理的。我们应该理性看待硝化菌的作用。

事实上，即使能转化有毒的氨氮，硝化菌的作用也没有宣传的那么强。由于硝化细菌是自养细菌，繁殖速度慢，易受温度、pH、pH、溶解氧等环境条件变化的影响。，氨氮的转化不稳定。单纯依靠硝化细菌是不能真正养鱼的，对此要有清醒的认识。

龟先生，追根溯源，坚持分享简单快乐的乌鸫、乌龟、原生鱼养殖知识，欢迎关注。原文章首发于头条，欢迎大家以转发的形式分享，但请不要转载。谢谢你的理解。

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