分析纳米技术在水产养殖中应用前景

水产养殖论文独家整理10篇之第九篇：分析纳米技术在水产养殖中应用前景

　　摘要：纳米技术是在纳米尺度基础上研究物质的特性及相互作用，纳米为毫微米，既十亿分之一米，利用纳米特性可解决实际生产中的多种问题。纳米技术在水产养殖工程中应用正处于初级阶段，和发达国家还存在明显差异，故文章对纳米技术在水产养殖工程中的应用详细分析，旨在为实际水产养殖开展提供理论参考。

　　关键词：纳米技术； 水产养殖； 工程； 特性； 处理；

　　Abstract:

　　Nanotechnology is to study the properties and interactions of materials on the basis of nanometers.the nanometer is nanometer, which is 1/1000000000 meters. Many problems in practical production can be solved by using nanotechnology. The application of nanotechnology in aquaculture engineering is in its infancy, which is still obviously different from that in developed countries. Therefore, the application of nanotechnology in aquaculture engineering is analyzed in detail in order to provide theoretical reference for the development of actual aquaculture.

　　Keyword:

　　nanotechnology; aquaculture; engineering; characteristics; treatment;

　　纳米技术目前在水产领域应用不多，但是就纳米技术近年来的高速发展而言，很可能对传统水产养殖技术造成巨大改变及提高，简化养殖中净水工艺及装备，减少成本、减少能源消耗。就已经发展成熟的部分纳米技术而言，其在水产养殖应用体现在净水材料、纳米饲料、纳米抗菌剂、纳米诊断技术等。

　　1 纳米净水材料

　　纳米净水材料包含净水剂、纳米过滤器。

　　净水剂将纳米材料以专业方式融入水处理剂，由于纳米材料本身表面的巨大比（球形颗粒表面积与直径平方成正比，体积与直径立方成正比），表面活性好，结构特殊，可改变净化药物分子理化性能，增加净水絮凝剂效果，减少水处理剂量，也能达到良好的净化效果。使用此方式，其净化时间短、投入成本低，具有推广价值。一般水产养殖采用氯气对水产养殖有效处理，抑制水中细菌及病毒。但是采用氯气杀菌后，会形成大量含氯有机物，这种有机物可能会引发癌症。因此，可以采用纳米过滤器对细菌有效处理，避免含氯有机物引发癌症。对纳米过滤器分析，其过滤器的水处理滤膜本身为多孔结构，且孔洞较小，直径仅仅为1纳米，水中的水分子及矿物质元素不受影响，但是细菌、病毒、农药及有机物均无法通过，确保水质高效净化。此外，纳米薄膜对钙有亲和性，过滤后水呈现软水，后用于锅炉用水不易出现结垢，也可将薄膜用于污水净化。

　　纳米TiO2光催化氧化技术介绍：纳米TiO2光催化氧化技术应用前景广阔，其自身能耗较低，操作简单，无二次污染，水中臭氧无法氧化的有机物都能有效降解。若水产养殖中，一些有机污染物浓度较高的，可采用纳米TiO2光催化氧化技术有效过滤净化。例如，水中六氯苯、四氯化碳、三氯甲烷等都属于顽固性有机污染物，而通过纳米TiO2光催化氧化技术，高效光催化，在水产养殖中具有良好发展前景。

　　2 纳米饲料及饲料添加剂

　　水产养殖中鱼虾肠胃较短，对常规饲料中营养物质的吸收较差。但是，若将饲料中难溶消化道的成分纳米化处理，可便于成分被鱼虾吸收，提高生物利用率。

　　可在饲料中融入纳米无机抗菌剂，避免鱼由于摄入水中抗生素，易出现严重残毒，破坏鱼虾体质。通过采用纳米技术，有利于提高鱼虾质量，生产绿色水产品。通过纳米饲料及饲料添加剂，对饲料进一步处理，降低饲料颗粒，使饲料更容易在鱼虾消化道中停留，促进水产动物更快生长。

　　3 纳米药物及诊断技术

　　药物吸收受药物实际停留位置及溶出速度有直接影响，通过纳米技术可减小药物粒径，增大暴露表面积，促进药物溶解，提高药物吸收率。药物大分子转化为纳米小颗粒分子，可穿透组织间隙，透过鱼虾毛细血管，迅速发挥药物作用。水产养殖中动物疾病种类较多，且对动物危害较大，需快速诊治。纳米技术支持下有一种生物芯片，这种生物芯片是在较小几何尺寸表面，装配多种纳米尺寸生物活性物质，以微量采样检测并研究不同生物细胞及生物分子，了解鱼虾DNA特性，掌握其规律。生物芯片包含细胞、蛋白质、基因芯片等，其自身可集成、并行、快速检测，为动物疾病迅速检测打下基础。例如，纳米探针为可探测单个活细胞的传感器，其探头尺寸为纳米级，插入活细胞，可了解基因表达及靶细胞蛋白生成，为针对用药奠定基础。

　　4 纳米基因工程

　　纳米生物学是在纳米技术尺度基础上，认识生物大分子精细结构及功能，按照实际需求，裁剪嫁接够，和具有特殊功能生物大分子结合，形成纳米技术，有效控制基因工程，按照市场需求生产更多个性化生物产品，改变水产养殖的现状。通过纳米基因工程，也可以增加观赏鱼种类及食用鱼类。

　　鱼肉富含蛋白质，可补充人体所需蛋白质。因此，水产养殖中始终分析生长速度快、喂食少、抗逆性强的养殖对象。而纳米基因工程为进一步实现该目标提供技术支持，采用纳米载体，在介导基因专业上表现出多方面优势：（1）纳米材料不属生物材料，无免疫原性，不存在机体免疫反应。（2）纳米载体不同于病毒载体，其不具有遗传毒性及细胞毒性，不存在细胞转化及细胞死亡。（3）纳米载体其结构及表面电荷，其本身基因转移效率高。（4）此外，以纳米载体支持的先进技术可介导外源基因宿主，将DNA及染色体优化处理，开展科学的基因工程。（5）采用纳米技术可有阿虎转导基因，从而减少机体血浆、组织细胞补体及不同酶对水产养殖中鱼虾的影响。合理应用纳米技术，以基因传导进入靶细胞，发挥其最大化价值。

　　新时期伴随人们逐渐加深对纳米的认识，对现代化技术的熟练掌握，未来纳米技术将在水产养殖有更好的应用。

　　5 无机纳米抗菌材料分析

　　纳米TiO2、SiO2、银系纳米复合粉等都属于无机纳米抗菌材料，无机纳米抗菌材料具有传统抗菌剂所达不到的抗菌效果，其综合抗菌效果在有机、天然抗菌剂之上。其中，纳米TiO2为光催化的反应，导致有机物分解，起到抵抗病菌作用。在阳光照射下，原本粒子中价带电子受紫外线影响被激发跃迁到导带，形成光生电子孔穴对，受环境电荷层电场影响，发生分离。粒子光催化对病菌有两方面影响：一方面，其光生电子及光生孔穴及细胞膜、细胞内组分反应，会导致细胞死亡，起到杀菌作用；另一方面，光生电子、光生孔穴将和水、空气发生氧反应，生成O2、HO2、H2O2等，O2、HO2、H2O2等氧化能力较强，可对细胞内组分发生生化反应，导致细胞死亡，起到杀菌租用。但是，近年来的研究发现，光催化作用的粒子还可以有效分解毒素，具有极高安全性，且效果持续时间长。

　　采用无机纳米抗菌材料的塑料用于建设水产养殖场所，以此为输送管道、容器，则无需臭氧、紫外线、超声波等杀菌设备支持，可起到同等杀菌效果，也无需采用药物杀菌。若大型水产养殖中在容器、池壁喷涂无机纳米抗菌材料，并以此材料设置水泵、省去活性炭、去氯器等设备，有效降低养殖成本。

　　同时，也可以在合成纤维树脂中融入纳米SiO2、纳米ZnO复配粉体材料，经特殊处理后，可用作养殖杀菌、防霉、防臭等作用，制作该网片用作网箱，还可以有效避免菌藻等滋生。纳米SiO2复合粉体其利用纳米技术，在纳米材料基础上以离子交换方式制作抗菌剂，该抗菌剂安全性突出，其抗菌效果、抗菌时间等均优于传统银系无机抗菌剂。纳米SiO2复合粉体的抗菌原理是在纳米粉中缓释溶出银离子，逐渐扩散到水产养殖中的微生物细胞中，破坏细胞蛋白质结构，造成细胞代谢障碍。

　　6 结束语

　　综上所述，纳米技术是新时期科技前沿技术，伴随纳米技术不断成熟，其在水产养殖中应用前景广阔，将对水产养殖行业造成巨大改变。但是，在应用纳米技术的过程中，需注意切勿盲目重视纳米技术的优势，严禁随意借用"纳米"概念推广产品。纳米技术有利也有弊，其可能会成为对环境的二次污染物，其纳米粒子、纳米产品可能存在尚未发现的污染物，要谨慎使用。在纳米技术应用中，要做好其在水产养殖中的基础开发研究，多方探讨纳米技术的实际应用原理、方式，了解其在水产养殖中应用可能存在的风险，为水产养殖发展打下坚实基础。

　　参考文献
　　[1] 王高学，朱斌，刘广路，等。碳纳米管载药在水产养殖中的基础研究[J].中国水产学会鱼病专业委员会，2013-11-05.
　　[2]薛松松。纳米生态基在水产养殖中的应用研究[J].中国海洋大学，2011,（03）：19.
　　[3]戴伟。纳米技术在水产养殖中的应用[J].技术与市场，2011,（05）：15.
　　[4]叶金明，郑宗林。纳米技术在水产养殖中的应用展望[J].科学养鱼，2016,（11）：10.