3、大气压和水压的下降
根据亨利定律,在温度与含盐量一定时,气体在水中的溶解度随气体的分压力增加而增加。对于难溶气体,当气体压力不很大时,气体溶解度与其分压力成正比。当海拔升高或天气变化气压忽然降低时,气体在水中的溶解度下降,饱和度升高,单独因为气压的降低或与其它因素共同作用,养殖动物就容易发生气泡病。养殖生产过程中,经常遇到因为天气变化,大气压突然下降后,鱼类摄食下降,尤其是池塘养殖海鲈、美国红鱼、太阳鱼等鲈形目鱼类出现上浮、“游水”,甚至少量死亡的情况,镜检鳃丝血管内有气栓存在。刘亲民(1999)也观察到在晴天气温水温都较高且水质较肥的池塘中,突然变天下雷阵雨,天气闷热,气压降低,已下塘一周的草鱼苗突发气泡病。1982年在美国阿拉斯加用直升飞机运输体长3.3cm的大马哈鱼苗,海拔从3m升高到49m,气压快速降低,鱼苗出现眼球突出、鳔鼓胀等气泡病症状,鱼苗死亡率达28%。
10米水柱的压力约相当于1个大气压(1atm =101.325kPa),1米水深处水的压力相当于0.1个大气压,水面处气体饱和度如果是120%,根据亨利定律,2米深处(总压力1.2atm)水体中气体的饱和度就下降到100%。根据Gorham(1901)计算,一尾鱼从300英寻(约为549m)深处上升到水面被捞起时,由于压力下降,体内的气体会膨胀到原来体积的54倍多(不是水环境气体过饱和,体内溶解在血液和组织液的气体“过饱和”),从深海捕获的鱼到达水面时通常已经死亡,出现眼睛突出,鳔严重膨胀或破裂,胃肠道通常从口腔或肛门外翻等气泡病症状。养殖池塘适当加大水深,养殖动物可以下潜到深水处躲避气体过饱和的危害,而水浅的池塘气泡病的发生概率增加。经常观察到投喂不足的虾苗上浮到水面觅食,压力骤减和表层水体中其它因素引起的气体过饱和,往往引起虾苗气泡病的发生。 4、细菌作用
Colt(1986)认为细菌的作用可能对气体饱和度水平有重大影响,细菌作用可能会提高或降低气体饱和度,这取决于相关反应以及所消耗和产生的气体的溶解度,氧气、甲烷、氢气对过饱和都产生明显影响。技术服务过程中经常观察到有机质污染严重的养殖池塘,如投喂冰鲜的杂交鲶养殖池塘、高产的加州鲈、杂交鳢等养殖池塘,在水质变化(水变)时,养殖鱼类发生气泡病,在鳃丝血管内观察到气栓,气栓长时间不能被吸收,检测溶解氧不饱和,怀疑是水变后脱氮作用产生氮气为主引起的气泡病。由于缺乏对严重有机污染池塘相关方面的基础理论研究,具体发生机理和过程尚不清楚。 5、夹带空气
任何时候,空气和水在高于大气压的压力下接触,就可能会产生气体过饱和。比较常见也是危害最大的情况就是水利枢纽(大坝)泄洪,喷射的水柱中夹带空气,流入河道的水会空气过饱和,对野生鱼类等水生动物和网箱养殖鱼类造成危害,国外相关报道较多(Ebel, 1969;Beiningen et al.,1970 ;Roesner et al.,1971;Crunkilton et al.,1980;Colt et al.,1991;Lutz,1995;Beeman et al.,2003;Maule et al.,2003)。我国也有一些相关报道,如1994年6月15~21日, 浙江省新安江水库两次开闸泄洪,距电站大坝3公里的建德市虹鳟养殖场, 网箱中的虹鳟鱼种和成鱼普遍患气泡病死亡(吴成根,1995);三峡大坝泄洪引起的空气过饱和使得下游鱼类患上气泡病(谭德彩2006);2014年溪洛渡电站建成后初次泄洪,导致了下游向家坝库区超过40吨的鱼类死亡(范围等,2022);2020~2021年广西梧州浔江上百里水域网箱鱼,连续两年大面积死亡,每年损失一千多万斤,经济价值近亿元(李永新等,广西新闻频道;唐绍林,利洋水产微信公众号)。
夹带空气造成气体过饱和的另一种情况是水泵的吸水侧有泄漏或进水结构没有充分浸没等设施问题导致空气被吸入加压水系统,人为因素造成养殖用水气体过饱和而发生气泡病,国外有较多的相关方面研究和案例。国内也有报道,如丹江口水库1998年鲤鱼人工孵化过程中,蓄水池与环道距离长,铁管接头之间密封不严,空气从这些部位进入水管中至环道内,经过喷咀喷射形成小气泡悬浮在水中,造成鱼苗患气泡病,大量死亡(曾凡成等,2000)。四川雅安市水泥池养殖大鲵,水源为距养殖场60米左右的山泉水,由塑料管道通入养殖场。但当冬季泉水水量变小,水体不能充满整个塑料管道,在从山洞流入养殖场的过程中,空气卷入水中,水中气体含量过饱和,导致大鲵和池中的饵料鱼发生气泡病。调节进水阀,使水能充分充溢整个塑料管道,收到立竿见影的效果,未见新的死鱼出现(杜宗君等,2011)。