想必大家在写论文的时候都会遇到烦恼，小编特意整理了一些《光谱检测水产养殖论文(精选3篇)》，仅供参考，大家一起来看看吧。摘要：介绍了近红外光谱分析技术（NIR）的原理与特点，综述其在水产养殖业中育种育苗、养殖水水质监测和水产苗种饲料方面的应用现状，对近红外光谱分析技术在水产养殖业应用中出现的问题进行分析，并对其应用规模预测和发展前景展望。关键词：近红外光谱;水产养殖;应用;模型中国是世界水产养殖大国。
光谱检测水产养殖论文 篇1：
基于无线传感网络的多参数水质监测系统研究
摘要：为了实现远程实时监测，建立了基于无线传感网络的多参数水质监测系统，以提高水产养殖产品质量，解决目前监控系统中，布线复杂，成本高等问题。该系统使用太阳能电池和锂电池作为电源。采用YCS-2000溶解氧传感器、pH电极、Pt1000温度传感器和氨氮传感器进行检测监测水产养殖水质参数;数据处理采用STM32F103芯片;Zigbee与GPRS模块用于将数据传输到远程监控中心，实现溶解氧浓度的自动控制。测试结果表明数据传输的高置信度，丢包率为0.3%。因此，该系统能够满足对水产养殖水质进行远程监测的实时性要求，对减轻劳动强度、提高养殖质量具有重要的现实意义。
关键词：水产养殖;实时监测;无线传感器网络
我国水产养殖总产量居世界首位，产品连续多年在世界上畅销。随着水产养殖业集约化、规模化程度的不断发展，造成水产养殖的水质不断恶化，这不仅使水产品变质，也造成了巨大的经济损失，同时，也严重污染了水体环境，因此，要实现水产养殖水质实时监测技术在水产养殖中的应用，实时检测水质，调节和控制水质，防止其质量进一步恶化，及时采取有效措施具有重大意义[1-3]。
近年来，一些研究针对水产养殖水质无线监测系统，Theofanis等人设计了一个低成本的实时系统饮用水水质的实时监测，基于选定参数为模拟电路开发了传感器阵列信号调节、处理、记录和远程控制数据。Helmi等人使用移动浮标通过GSM监测水质，可访问由用户命令协调的任何位置。Muhammad等人描述了一种无线通信方法应用传感器网络进行实时数据采集在淡水处。Zhou等人提出了一种使用无线传感器网络的质量监控系统，它以GS1011M为核心实现实时监控水产养殖。蒋等人设计了一个系统，并对协议进行了优化集中式低功耗分层集群（LEACH-C）用于无线传感器网络通信和基于单片机的变频曝气系统采用可編程逻辑控制器（PLC）。锂等人介绍了一种基于Internet的Android监控系统平台水产养殖遥控器，使用具有多个传感器节点的系统，信息可以通过多种方式远程收集传感器。但他们中的大多数人只监控一个参数，影响鱼类生长的环境的多个参数不能同时进行监控。鉴于无线通信距离短，成本高，无法对水质进行自动控制等实时监控系统，本设计集成了水产养殖中的多个参数，采用太阳能电池和锂电池联合供电。该系统可以实现实时监测溶解氧、pH、，温度和水中氨氮含量。监测数据以无线方式传输，自动保存和显示，以便水中的氧气可以自动控制。这个整个系统采用模块化设计，方便用户使用安装、调试和维护[4-6]。
1.总体框架
该系统由电源、传感器、检测三部分组成部分，传感器检测部分包括溶解氧、pH值，温度和氨氮浓度。这个控制器由STM32F103及其外围设备组成电路，并负责处理参数传感器采集的水质数据及其控制整个系统正常工作。数据传输部分由Zigbee无线数据组成传输模块和GPRS模块，用于将传感器检测到的参数发送到远程控制模块监控中心。 远程监控中心是由上位机组成，可实现实时监控显示、保存、分析监测的水质数据。如果控制器检测到溶解氧浓度低于预设的下限，则发送启动曝气器的说明。当它检测到溶解氧浓度高于正常值预设上限，关闭曝气器。
2.硬件设计
2.1电源模块
电源模块由锂电池组成，太阳能电池板、锂电池充电管理电路和AC/DC升压/降压转换器电路。聚合物锂电池（标称电压：3.7 V，电池容量：3.6 A·h）由新能源制造使用了科技有限公司。为了实现各模块工作电压要求，PT1301采用了升压和TPS62007降压变换器来实现改变锂电池的输出电压。
2.2水质参数检测模块
设计了水质数据采集模块由传感器和单片机组成STM32F103芯片，具有高效的Cortex-M3核心，工作频率为72 MHz，工作频率为2.0-3.6 V工作电压，工作温度为400C至850C，内置高速存储器。单片机具有功耗低，电压低，适用范围广的特点。这是我们的核心系统，用于数据采集、A/D转换对采集的信号进行分析，并控制信号的正常工作元素按顺序排列。YCS-2000传感器（测量范围：0-20 mg/L，精度：0.1 mg/L，温度补偿：0-40°C）青岛裕昌科技有限公司制造。用于检测溶解氧浓度。它的信号输出端与PA5端口相连单片机。pH复合电极（测量范围：0-14，精度：0.02）制造由东莞豪斯仪器有限公司负责检测pH值。其信号输出端已连接具有单片机PA2接口。氨氮传感器（测量范围：0-1000 mg/L，准确度：0.1 mg/L），由上海青苗制造光电科技有限公司被用来检测氨氮浓度。其输出端为信号与PA6端口相连。温度检测传感器由Pt1000s和测量精度为0.10C，信号输出一端与单片机的PA1端口连接微型计算机[7-8]。
2.3数据传输模块
数据传输系统由Zigbee组成模块、GPRS模块和远程监控中. 监控数据被传输到接收器通过Zigbee模块，然后通过GPRS模块。上位机读出数据并实时显示、保存和分析时间Zigbee模块由深圳德科电子有限公司制造，如果模块配备外接天线，其传输距离可达1600米。模块的工作温度为?400C至800C，灵敏度为?110dbm和频率为2.4GHz。GPRS模块（工作电压：5 V，工作温度：–25°C至75°C）济南美瑞物联网技术有限公司。
2.4曝气器模块
曝气器模块由曝气器和继电器组成。上海银霸叶轮式曝气机采用工贸有限公司，即工作电压约为220 V，功率约为1.5 kW。光电耦合器用作继电器隔离输入和输出信号。当控制器检测到溶解氧浓度低于下限，低电平从光电传感器的输入端输入0063耦合器、LED和继电器导电，则充气机开始工作。当溶解氧浓度高于预设上限，5 V电压从光电传感器的输入端输入耦合器，其输出端打开，曝气器停止工作这样，溶解氧浓度受到控制[9-10]。
3系统的软件设计
3.1传感器节点的软件设计
用软件开发传感器节点程序基于Keil环境的C语言。整个系统采用模块化设计编程过程，包括系统的各个模块水质的初始化、检测和处理数据、无线数据传输和曝气器控制。系统通电并复位后，系统初始化计时器启动了。系统收集数据水质数据每12小时一次，然后保存将数据收集到控制器中。数据采集后完成后，传感器断电，控制器分析和处理水的数据并通过数据传输模块发送。这个控制器控制曝气器的启动或关闭根据溶解氧浓度水平（低于或高于阈值）。
3.2远程监控中心
开发远程监控中心程序，数据被传送到远程计算机通过Zigbee和GPRS模块的监控中心，Labview从串口读取数据，并采集，处理、分析、保存和显示它们。
4现场试验和性能分析
在一个水产养殖区进行了现场试验，水产养殖面积约为2平方千米，分为16个文化区。在测试中，一个传感器在每个培养区设置检测单元，并进行路由选择，节点设置在四个相邻文化区的中心，所以一共设置了四个节点。厨房里放了一个水槽四个路由节点的中心。合理的检测单元的位置布置，最大网络中数据传输节点之間的距离养殖面积为70米，因此Zigbee模块可以满足传输要求。
5.结论
开发了一个基于ZigBee和GPRS传输技术的检测温度、pH、溶解氧和温度传感器氨氮的水产养殖区水质实时监测系统，该系统已部署在水产养殖中面积为2平方千米的水中，并对其性能进行了测试。网络中的平均丢包率为0.3%，这意味着数据传输稳定可靠可靠。多参数水质监测系统质量与曝气器连接，实现自动化溶解氧浓度的控制。但它可以未实现pH和氨氮在水中的自动控制，这将在未来进一步研究。
参考资料
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作者简介
杜翠，1983.10.26，女，吉林省农安，研究生，讲师，研究方向：思想政治教育。
作者：杜翠 于安国 赵凯
光谱检测水产养殖论文 篇2：
近红外光谱技术在水产养殖行业的应用进展
摘要：介绍了近红外光谱分析技术（NIR）的原理与特点，综述其在水产养殖业中育种育苗、养殖水水质监测和水产苗种饲料方面的应用现状，对近红外光谱分析技术在水产养殖业应用中出现的问题进行分析，并对其应用规模预测和发展前景展望。
关键词：近红外光谱;水产养殖;应用;模型
中国是世界水产养殖大国。作为世界上从事水产养殖历史最悠久的国家之一，自改革开放以来，在以养为主的发展方针指导下，我国水产养殖业发展迅猛，产业布局变化巨大，从传统养殖区（沿海地区和长江、珠江流域等）逐步扩展至全国各地。水产养殖已成为推动我国农村经济发展的重要动力之一。然而，由于水体污染日趋严重，大量的围湖造田造成湖泊沼泽化，再加上投料过剩、排泄物积累等问题，导致养殖水域环境条件不断恶化，水产资源遭到不同程度的污染和破坏，生态环境逐步恶化[1]。此外，由于生长环境、养殖工艺、养殖密度以及加工等环节存在的各种问题，造成某些水产品不同程度地受到包括重金属、化学农药、抗生素、饲料添加剂和激素残留物的污染，养殖种质退化、病害泛滥等问题更是层出不穷，这些问题已严重影响到水产养殖业的健康发展。开展水产养殖过程中的实时快速监测现已成为关注的重点问题。
近红外光谱分析技术（NIR）作为现代最有应用前途的快速分析技术之一，世界各国都有投入专门的科研力量从事相关方面的研究。我国从20世纪80年代后期开始首次尝试研发了应用在粮食饲料方面的近红外分析仪，而后相继开展近红外光谱技术的研究和应用工作，到90年代后期逐渐应用到农业、石油化工、生物制药、纺织、食品和烟草等多个领域。在计算机技术、化学计量学的不断进步和带动下，近红外技术得到快速发展。近红外光谱分析技术应用在水产领域的时间不算太长，主要多集中于水产品品质及其质量安全方面的研究，但考虑到近红外光谱分析技术的操作方便、分析成本低、无损、高效、环保等特点，其在水产养殖领域也具有广阔的应用前景。
1近红外光谱技术的原理及特点
1.1近红外光谱技术的原理
通常，分子基频振动产生的吸收谱带位于中红外区域（400～4000cm-1），分子基频振动的倍频和组合频产生的吸收带位于近红外区域，美国ASTM（AmericanSocietyofTestingMaterials，美国材料检测协会）将近红外谱区定义为4000～14285cm-1（700～2500nm），近红外区域又被划分成短波近红外区（700～1100nm）和长波近红外区（1100～2500nm）。近红外光谱主要是由于分子振动的非谐振性使分子振动从基态向高能级跃迁时产生的，反映的是包括含氢基团（如CH-、-OH、NH-、SH-、PH-等）振动的倍频和合频吸收的信息。在不同化学环境中不同基团（如甲基、亚甲基、苯环等）或同一基团的近红外吸收波长与强度都有显著差异。所以通过近红外光谱可以得到样品中所有有机分子含氢基团的特征信息，能同时检测多种有机分子。不同的物质在近红外区域有着特定且丰富的吸收光谱，为近红外光谱分析样品提供了基础。
近红外光谱分析技术包括定性分析和定量分析，定性分析是为了确定物质的结构与组成，而定量分析则是为了确定物质中某些组分的含量（如水分、脂肪、蛋白质等）或是物质的品质属性的值（如密度、硬度、酸度等）。與传统的化学分析方法不同，近红外光谱技术是用统计的方法在样品待测属性值与近红外光谱数据之间建立一个校正模型。校正模型的建立需要前期搜集一定量有代表性的校正样品，获得用近红外光谱仪器测得的样品光谱数据和用化学分析方法测得的真实数据，通过化学计量学进行处理，建立光谱与待测参数之间的对应关系。因为样品的组成相同，则其近红外光谱也相同，那么只要测得样品的近红外光谱，通过光谱数据和上述对应关系，就能很快得到所需要的参数数据。
1.2近红外光谱技术的特点
作为一种现代的间接分析技术，近红外光谱分析技术必须通过建立校正模型来实现未知样品的定量或定性分析。它的分析过程主要包括样品采集光谱、光谱预处理、样本集划分、特征波段提取优化、建立模型、修正模型等几个步骤。与传统的分析技术相比，近红外光谱分析技术在分析测试中具有独特的优越性。
1.2.1样品无损检测样品无需进行前处理，无需化学试剂参与反应，因此样品无损耗，测定后仍可用做其他用途。这样既节约成本费用，又能避免污染环境。
1.2.2测定速度快不用称样，样品无损，且能够连续多次测定，只需几秒钟就能完成多个指标的检测，大大提高了工作效率。
1.2.3操作简单仪器可以针对客户需求任意设计生成操作方案，对操作人员要求低，避免了传统分析带来的误差，重现性好、成本低。
1.2.4多组分多通道同时测定近红外光谱属于分子振动光谱，原则上只要含有CH-、-OH、NH-等能产生近红外光谱的物质均存在近红外光谱分析的可能，在实际应用时可以不断拓展测定指标，且可以多指标同时测定。
2近红外光谱技术在育种育苗方面的应用
目前，近红外光谱技术尚未普及到水产生物遗传育种范围，这也预示着其广阔的市场前景。Norris等[2]曾尝试通过近红外光谱分析手段来选育鲑鱼肉质性状;Brown[3]通过近红外光谱技术来分析长牡蛎肉质成分，并建立了快速分析模型来揭示肉质成分的变化与环境和生长状态的差异;Wang等[4]利用118个长牡蛎干样肉质样本建立近红外模型，实现了糖原和蛋白质成分含量的快速预测;黄冠明等[5]利用6个产地的105份葡萄牙牡蛎样本建立近红外模型，能够较准确地预测葡萄牙牡蛎中蛋白质、糖原、牛磺酸、锌、硒、钙的含量，对选育肉质性状佳的新品系葡萄牙牡蛎具有重要意义;于颖等[6]应用傅里叶变换近红外光谱仪和氨基酸分析仪两种分析方法定量分析牡蛎中氨基酸含量，结果证实傅里叶变换近红外光谱仪法的测定重复性更好;王卫军等[7]采用傅里叶变换近红外（FT-NIR）光谱技术，研究了近红外光谱技术预测长牡蛎鲜样组织中水分、糖原、总蛋白质、总脂肪、锌、硒、牛磺酸和灰分8种成分含量的可行性;李尚俊[8]用便携式近红外光谱仪和傅里叶变换式近红外光谱仪分别对仿刺参多糖、蛋白质、脂肪、灰分、皂苷、锌和硒7种品质成分进行建模，比较发现傅里叶变换式近红外光谱仪建模的各参数更优，且蛋白质、锌和硒预测效果最理想。目前未见近红外光谱技术在鱼类、虾类和蟹类育种方面的相关研究报道。上述关于近红外光谱技术在贝类和参类育种方面的研究报道必将对未来近红外光谱技术在整个水产生物育种领域的应用推广具有一定的借鉴意义。
3近红外光谱技术在养殖水水质监测方面的应用
水产养殖的过程中，水质环境的监测是极为重要的一环。水作为水生生物依赖的生存环境，通过对其监测可以判断是否需要相应调整水产苗种的养殖环境，使水产苗种更好地生长。养殖过程中缺乏病害预警机制与预防策略，水质实时监测与报警比较落后，这些问题在我国水产养殖中普遍存在，而水质监测技术的应用可以提高养殖过程的安全性，因此快速、准确、无污染、低能耗的监测技术是目前水产养殖过程中的主要研究课题之一。目前的近红外光谱技术尚处于生活污水、湖泊、河流和海洋等水质监测研究中，在养殖水水质监测中缺乏尝试。
3.1水质N、P的快速分析
张诚飚和刘宏欣等[9-10]证明了基于近红外方法分别利用人工神经网络（ANN）和逐步段元线性回归（SMLR）+偏最小二乘（PLS）法无损定量分析地表水中总氮含量的可行性。关于总磷，早在2000年，Dbakk等[11]就尝试了采用近红外光谱技术测定了湖水中的總磷等参数。随后刘宏欣等[12]还利用逐步段元线性回归（SMLR）方法研究了地表水水样中总磷含量与水样的近外光谱之间的对应关系。杜艳红等[13]采用近红外光谱技术建立了生活污水水样中氨氮浓度与其吸收光强的定量分析模型。
3.2水质化学需氧量（COD）、生化需氧量（BOD）的测定
2002年Stephens等[14]在测定宾夕法尼亚州立废水处理厂废水时，发现用近红外/可见光谱技术建立的生化需氧量（BOD）预测模型，可以实时对单一废水源的生化需氧量（BOD）含量快速预测。2004年，WangYunpeng等[15]利用遥感卫星监测水库水质变化时，发现与传统的标准测量方法相比，用可见/近红外光谱分析技术测得的生化需氧量（BOD）和化学需氧量（COD）等指标相关性较高。随后几年，何金成等[16-17]、杨琼等[18]和徐立恒[19]分别以废水和河水为实验对象，在大量实验数据的基础上建立了生化需氧量（BOD）和化学需氧量（COD）含量的近红外预测模型，且实际测量效果良好。陈维维等[20]通过优化波段、波长点数、偏最小二乘（PLS）因子个数等最终确定了废水中化学需氧量（COD）含量的近红外优化模型。粟晖等[21]通过分析近红外谱图中不同波长的光密度强度和分布，克服饱和链烃小分子有机物在紫外光谱区域弱吸收响应，模拟出生化废水中化学需氧量（COD）含量测定的定量分析校正模型。
3.3水质pH值的测定
关于近红外光谱应用于水质pH值的测定方面，1992年Korsman等[22]论证了应用近红外反射谱法测量湖水pH值的可行性。杜艳红等[23]在2012年水质实验中发现pH值分别在波长564nm、670nm和732nm处有特征峰存在，且水质pH值与其吸收光强呈显著的正相关，验证了近红外光谱技术用于水质pH值预测的可行性。
3.4水体中重金属离子的测定
NingYu等[24]以基灰石为水样吸附剂富集水体中的重金属离子，并采用近红外光谱技术进行同步分析，建立的近红外校正模型对几种重金属离子的预测效果各不相同，其中模型对Cu2+和Cr3+的预测精度最好。水样吸附剂与不同重金属离子之间的相互作用机理尚待研究。
笔者认为近红外光谱分析技术的特点及其在水质监测领域中的应用现状，可以很好地预示其未来在养殖水水质监测方面的应用前景。
4近红外光谱技术在苗种饲料方面的应用
4.1饵料藻类应用
饵料生物的培养在水产养殖育苗中是关键性环节。单细胞藻类是鱼、虾、贝类等苗种生产的天然基础活饵料，所以这部分微藻也被称为“饵料藻”。单细胞藻类作为水产动物的基础活饵料，同时也对改良水质、控制菌群、减少病害起到至关重要的作用。常作饵料的微藻有金藻类（如钟罩藻）、硅藻类（如舟形藻）、甲藻类（如角甲藻）、蓝藻类（如鱼腥藻和螺旋藻）、绿藻类（如栅藻、小球藻和衣藻）等。因其遗传特性、培养成本高、消化吸收率低等的影响与限制，生产中时常出现供不应求的局面。因此探索高效的培养饵料藻类新技术，对提高我国水产养殖业的整体水平具有重要的现实意义。目前，已有研究报道过亚心形扁藻[25]、雨生红球藻[26]、螺旋藻[27]中叶绿素、蛋白质等成分的近红外特征光谱，可应用于饵料藻类生长状况变化的监测，进而为饵料藻类研究提供一种快速、实时、无损的检测方法。
4.2饲料常规成分检测
目前我国使用的水产苗种饲料常规成分有水分、灰分、粗蛋白、粗纤维等。20世纪90年代开始，我国逐步对近红外光谱法的研究和实践，先后完成了饲料中各项指标的检测工作，均取得良好成效。我国在2002年发布的GB/T18868-2002[28]中详细描述了水分、粗蛋白质、粗纤维、粗脂肪、赖氨酸和蛋氨酸的近红外定标模型的建立方法，此标准适用于各种饲料原料和配合饲料中水分、粗蛋白质、粗纤维和粗脂肪，各种植物性蛋白类饲料原料中赖氨酸和蛋氨酸的测定，最低检出限达到0.001%。为了加强近红外光谱法在饲料中的应用效果，在国标的基础上，宋军[29]运用湿化学分析数据，研究建立了国产鱼粉、进口鱼粉和豆粕样品在近红外光谱仪上的17种氨基酸预测模型（不含色氨酸），大大提高了饲料氨基酸指标测定的效率。
5问题与展望
随着近红外光谱分析技术的不断发展以及国家对水产养殖行业的持续关注，近红外光谱分析技术在水产养殖行业将得到越来越广泛的运用。但是，由于水产品本身成分复杂，易受到产地、生长周期等影响，养殖水水质也会随季节、气候、污染等发生变化，这就可能会导致近红外光谱预测模型效果不好，因此需要收集尽可能多的、具有代表性的样本来建模。此外，由于近红外光谱区的吸收强度较弱，吸收带较宽，重叠严重且灵敏度相对较低，在提高预测模型精度、改善模型的自适应能力等方面需要加深研究。笔者认为可以考虑从光谱数据的预处理、特征波长的提取和建模方法三方面重点研究。常见的光谱数据预处理方法有平滑、小波变换（WT）和傅里叶变换（FT）等，可以有效消除基线漂移和其他背景的干扰，减弱各种非目标因素对光谱的影响。常见的光谱特征波段选择方法包括竞争性自适应重加权采样法（CARS）、连续投影算法（SPA）、主成分分析、逐步回归法等，能够去除冗余变量和无信息变量，提高光谱分析效率。近红外光谱建模常用的算法有偏最小二乘、人工神经网络、最小二乘支持向量机等。其中，偏最小二乘是线性建模算法，常用于建立近红外光谱数据与待测物质之间具有线性相关的模型，在水产品育种育苗和苗种饲料方面应用较多，人工神经网络和最小二乘支持向量机是非线性建模算法，常用于建立近红外光谱数据与待测物质之间具有非线性相关的模型，多应用于养殖水水质监测方面。进一步加强光谱预处理，优化提取特征波段，创新更有效的建模算法，将会成为近红外光谱分析技术在水产养殖行业应用的研究重点。随着更多相关指标纳入近红外光谱分析的范畴和预测模型的不断扩充和修正，近红外光谱分析技术在水产养殖领域将有更加广阔的应用空间。
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Applicationprogressofnearinfraredspectroscopyinaquaculture
CHENYing，WANGLu，SHANGHongxin，XUYan
（DalianModernAgriculturalProductionDevelopmentServiceCenter，DalianFisheriesTechnicalExtensionStation，Dalian116023，China）
（收稿日期：2021-09-08;修回日期：2021-11-15）
作者：陈颖 王璐 尚宏鑫 许岩
光谱检测水产养殖论文 篇3：
常见有机磷农药对鱼类养殖危害的研究进展
摘要：近年来，随着有机磷农药（OP）的不断使用，其残留大量进入水体中，严重污染了水质，而农业生产上常用的马拉硫磷、敌百虫、草甘膦、久效磷、乐果和敌敌畏等几种有机磷农药对水产养殖的发展产生威胁，尤其是对鱼类养殖的危害很大。鱼类对水质的变化非常敏感，水中污染物达到或超过一定浓度时，就会引起鱼类中毒反应，造成鱼类行为异常、生理功能紊乱、组织细胞病变，甚至死亡。本文简单概括有机磷农药在鱼类方面的研究进展，为鱼类养殖过程中水质监测及合理使用渔药方面提供借鉴。
关键词：有机磷农药；鱼类；水产养殖
有机磷农药是一类具有高效、经济等特点的常用杀虫杀螨剂，近年来，在世界各国被广泛应用于农业生产。我国是农药生产和使用大国，产量居世界第二，农药使用量居世界第一，其中有机磷农药是我国现阶段生产量最大、使用最为广泛的农药[1]，但有机磷农药的利用效率较低，其中只有大约20%的有效成分能够产生作用，其余80%则全部进入环境中[2]。有机磷农药在使用过程中通过地表渗透和田间水体流动进入地下水及河流、湖泊等，最终造成水体污染，经过生物富集与食物链的传递和逐级浓缩、放大等作用，对人类的健康造成很大的危害[3]。
常见的有机磷农药有马拉硫磷、敌百虫、草甘膦、久效磷、乐果和敌敌畏等。由于久效磷、马拉硫磷的毒性作用很强，被国家明令限制使用，因其杀虫效果显著以及使用时间长久、易溶于水、难降解性等特点，其毒性研究仍然有很重要的现实意义。鱼类对水体中残留的有机磷农药的毒性较为敏感，有机磷农药能够引起鱼类产生多种疾病甚至死亡。本文选择了马拉硫磷、敌百虫、草甘膦、久效磷、乐果和敌敌畏六种常见有机磷农药来概括对鱼类生产、养殖方面的毒害作用，为水产养殖、环境污染检测及防治方面提供借鉴。
1马拉硫磷
马拉硫磷[O，O-二甲基-S-[1，2-双（乙氧羰基）乙基]二硫代磷酸酯]是一种触杀型杀虫杀螨剂，被认为是第一种具有高选择毒性的有机磷农药，在世界范围内得到广泛应用[4]。由于马拉硫磷在水体中的检出率很高，其在水环境中的残留不容忽视[5]。周洁等[6]研究马拉硫磷对圆尾斗鱼（Macropodus chinensis）的急性毒性试验时，发现其不同生长状态下对马拉硫磷的敏感性为鱼卵>16日龄鱼苗>成鱼，认为圆尾斗鱼可作为环境中马拉硫磷检测的指示生物。另外，赵云生[7]研究发现四大家鱼常用的敌百虫液、马拉硫磷等都能引起白鲳鱼中毒，因而在养殖和套养白鲳鱼的水域，使用以上两种农药要特别慎重。渔药的合理使用对于鱼类的养殖也很重要，曹岩等[8]利用精制马拉硫磷（鱼药）研究稀有鮈鲫（Gobiocypris rarus）幼鱼的急性毒性效应，发现 96 h半致死浓度为460 μg/L，其安全浓度为46.00 μg/L。由于农业生产中农药大多时候是混合使用，容易导致各自毒性发生变化，可见马拉硫磷高浓度可引起鱼类死亡，并且对鱼类不同的生长状态毒性不同，在鱼类养殖时需慎重考虑多种鱼类对马拉硫磷的毒性反应。
2敌百虫
敌百蟲是一种高效、低残留及低毒的有机磷脂类杀虫剂，其对鱼体内外寄生的吸虫、线虫、棘头虫，以及危害鱼苗、鱼卵的枝角类、桡足类、蚌钩介幼虫、水蜈蚣等均有良好的疗效，但是人们凭借其对脊椎动物低残留、低毒的特性滥用敌百虫，导致其负效应给养殖生产带来了不必要的损失[9]。敌百虫不仅对水体及鱼体中虫类具有高效毒性作用，而且其残留对鱼体的组织、器官有较大的毒副作用。房英春在研究双效速溶敌百虫对泥鳅、鲤鱼的急性毒性试验时，发现泥鳅半致死浓度为34 mg/L，安全浓度为0.34 mg/L；鲤鱼半致死浓度为1.5 mg/L，安全浓度为0.15 mg/L，并且敌百虫对泥鳅、鲤鱼的毒副作用较强，鱼类的中毒症状表现为焦躁不安、上下窜动、呼吸减弱、鱼体弯曲、翻肚且倒挂于水中等现象，鱼体可观察到鳃丝淤血、鳍部充血、眼球突出、嘴大张等[10]。敌百虫毒性强，使用时必须等毒性消失后才能放鱼苗，并且大剂量使用时不仅阻碍鱼类生长，而且还污染水质，建议与其它药物轮番使用，以减少其水体中积累的毒性[11]。鱼类在不同的生长发育阶段对敌百虫的毒性反应也不同，朱友芳等[12]研究了不同浓度的敌百虫对中国花鲈鱼苗和幼鱼的急性毒性，结果发现其鱼苗和幼鱼的安全浓度分别为0.14 mg/L和0.58 mg/L，且在濒死的花鲈肝脏组织中发现有溶解性坏死灶。敌百虫在与其它药物混合使用过程中其毒性也会发生相应的变化，温茹淑等[13]利用静水实验法研究了高锰酸钾与敌百虫对草鱼幼鱼的联合毒性效应，通过组织病理学的观察方法发现草鱼幼鱼的肝脏、肾脏和鳃均产生了各种类型的病变。敌百虫的生产实际常用剂量接近或高于安全剂量，在生产中应注意使用剂量与方法，以免剂量过高或方法不当引起鱼类产生疾病或死亡。敌百虫具有较高的杀虫效果，但是使用不当也会对鱼类产生危害，因此应该合理谨慎使用药物。
3草甘膦
草甘膦（glyphosate），化学名称 N-（膦酰基甲基）甘氨酸，是一种具有灭生性和广效性特点的有机磷除草剂[14]。近年来被广泛应用于治理鱼塘、河流、湖泊中的水生杂草，其在水中的残留危害鱼类的生存。傅建炜等[15]采用半静态法测试了草甘膦对草鱼、鲢鱼和鲫鱼的急性毒性，结果发现草甘膦对草鱼、鲢鱼和鲫鱼的安全浓度分别为 0.025 2、0.025 9 和0.026 0 mg/L，这为淡水养殖区杂草防除时科学使用草甘膦提供了依据。在实际使用中，人们并不能严格按照标准剂量合理使用，导致草甘膦在水体中的残留对有些鱼类产生毒害作用，Langiano等[16]研究草甘膦对一种亚洲鲤鱼条纹鲮脂鲤（Prochilodus lineatus）的急性毒性效应时发现草甘膦可使条纹鲮脂鲤的肝脏组织发生病变。Thanomsit等[17]研究了草甘膦对亚洲鲈鱼（Lates calcarifer）的急性毒性实验，发现其接触低浓度草甘膦会出现运动失去平衡，随着草甘膦浓度升高，其身体开始发生病理变化：水肿、血液堵塞和层状动脉瘤和薄层坏死，可见亚洲鲈鱼可用作监测水中草甘膦污染的早期警报信号。以上研究发现草甘膦对于不同鱼类的毒性作用表现不一，研究草甘膦对不同鱼类的毒性效应，为在安全范围内合理使用草甘膦防除水中杂草提供了参考。
4久效磷
久效磷农药是一种高效、高毒、广谱的有机磷杀虫剂，但因其毒性太大，我国已于2007年1月1日开始禁止其使用。但由于前期粗放式农业生产模式，久效磷被大量使用，导致其在水环境中仍有大量残留，其毒性对现在的水中养殖鱼类及人类健康仍有毒害作用。久效磷对雄鱼的精巢、精子产生和精子的结构均有明显的毒性作用，邴欣等[18]研究久效磷对雄性金鱼的生殖毒性时发现久效磷不仅能够诱导雄性金鱼卵黄原蛋白的产生，而且还能够造成金鱼精子超微结构的损伤，表现出生殖毒性。同样，史清毅等[19]采用静态亚急性毒性试验方法研究了久效磷对雄性孔雀鱼生殖的影响，结果也发现了久效磷可对雄鱼的精巢结构造成损伤，抑制了精巢内的正常精子发生过程，降低了精子的密度和数量，导致孔雀鱼繁殖次数和仔鱼数量减少。不仅如此，岳东等[20]研究发现久效磷对斑马鱼胚胎的存活率、孵化率均无显著影响，但能够在个体水平上影响斑马鱼胚胎心脏和骨骼的发育，对斑马鱼胚胎心脏和骨骼的发育具有毒性效应。久效磷对鱼类的生殖生长发育具有毒害作用，而王静凤等[21]的研究发现枝管藻多糖具有拮抗久效磷农药对鱼类毒害的作用，对久效磷暴露水体中的鱼类起到保护作用。以上研究结果中我们发现久效磷能够对鱼类的生殖发育造成损伤，影响鱼类的正常繁殖，而枝管藻多糖能够拮抗久效磷对鱼类的毒害作用。因此应实时监测水体中久效磷的浓度，以免对鱼类生产养殖造成不必要的损失。
5乐果
乐果是一种被广泛应用于农药和卫生杀虫的有机磷内吸性杀虫剂和触杀性杀螨剂[22]。但是乐果对水中鱼类具有很高的毒性，洪万树等[23]研究发现乐果在浓度为5×10-6 mg/mL时对鮸状黄姑鱼胚胎和仔鱼没有影响，当达到50×10-6mg/mL时使初孵仔魚沉底不能游动以及正常仔鱼在24 h内会发生少数死亡现象。为了进一步研究乐果的毒理机制，张海捷[24]首次依据有机磷的极性应用荧光光谱、 紫外吸收光谱、 同步荧光研究了在生理条件下（pH=7.4）乐果与鱼血清白蛋白（Fish Serum Albumin，FSA）的相互作用，结果显示乐果可与血清相互结合进而对鱼的血液运输系统造成损伤。Ali等[25]研究了乐果对淡水鱼鲤鱼的急性毒性效应，分析得到乐果能够引起DNA损伤、微核化等基因毒性效应，而且不可避免地伴随发生相关的氧化应激反应。我们发现乐果对鱼类生殖生长发育毒性很大，在鱼类生产养殖过程中需要严格预防乐果造成的危害，而快速检测和降低乐果在水体中的浓度是接下来的研究重点。
6敌敌畏
敌敌畏又名DDVP，学名O，O-二甲基-O-（2，2-二氯乙烯基）磷酸酯，是一种被大量应用于农业生产的有机磷类农药广谱杀虫剂，是一种高毒性农药[26-27]。韩庆莉等[28-29]分别测定了敌敌畏对鲫鱼（Carassius auratus）幼鱼和斑马鱼（Brachydanio rerio）的急性毒性，同时调查了一株敌敌畏高效降解菌——类球红细菌（Rhodobacter sphaeroides）的解毒作用.结果表明敌敌畏分别对鲫鱼幼鱼和斑马鱼的安全浓度为 2.3 mg/L和2.6 mg/L，发现类球红细菌能够显著降低水中敌敌畏的毒性，并且在降解过程中没有积累有毒代谢产物。当组织中毒发生病变，或者受损伤的组织范围较大，可引起谷丙转氨酶（GTP）和谷草转氨酶（GOP）浓度上升或活性突然持续性增强[30]。柴菁等[31]评估了敌敌畏对草鱼谷丙转氨酶（ GTP）和谷草转氨酶（ GOP）的影响，发现DDVP污染对草鱼有明显的毒性，中毒症状表现为急躁不安，急剧螺旋式游动，草鱼肝脏和肾脏中GTP和GOP的活性随着敌敌畏浓度的升高呈先升高后下降的趋势，进而使草鱼的组织机能受到损伤。能量代谢是新陈代谢的一部分，是机体维持生命活动所必须的，而Bui-Nguyen等[32]研究发现敌敌畏可使斑马鱼的能量代谢系统发生紊乱，并且能够造成神经肌肉的损伤。敌敌畏对鱼类的毒性作用可造成鱼类肌肉组织的损伤，影响代谢系统，高浓度可使鱼类死亡。而类球红细菌能够快速降解敌敌畏，降低水中敌敌畏浓度，在生产养殖过程中缓解水质有着非常重要的作用。
7展望
鱼类的急性毒性试验不仅能够测定有机磷农药对鱼类的毒性强度和水体中污染程度，而且为制定水产养殖水质标准、评价环境质量提供了依据。有机磷农药可造成鱼类组织生理学变化以及遗传学损伤（生殖毒性、基因毒性），严重影响了鱼类的生长发育。目前评价有机磷农药对鱼类的毒性大多以单一农药检测为主，而农业生产上由于多种病害并存且病原多具有抗药性，导致农民越来越多地使用混配农药（指两种以上的农药按比例复配，旨在提高药效，延缓抗药性），目前我国混配农药在杀虫除草剂登记品种中占有很大的比例[33]，而评估多种有机磷农药进入水体对鱼类的联合毒性效应是接下来的研究重点。探究有机磷农药的联合毒性作用机制、对鱼类的危害程度以及找寻安全治理措施，这对渔业生产有着非常重要的理论意义和实际意义。
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作者：李状状