國立臺灣大學生命科學院漁業科學研究所 碩士論文
Graduate Institute of Fisheries Science
College of Life Science
National Taiwan University Master Thesis
佛羅里達藍螯蝦人工孵化之研究 The study on artificial hatching of blue crayfish ( Procambarus alleni )
研究生:陳彥勳 Yen-Hsun Chen
指導教授:陳秀男 博士 Advisor : Dr. Shiu-Nan Chen
中華民國 98 年 7 月
July, 2009
目錄
頁次:
目錄--- I
圖次與表次--- II
附錄次--- III
中文摘要---IV
英文摘要--- V
第一章 前言--- 1
第二章 文獻整理---3
第三章 材料方法---25
第四章 結果---30
第五章 討論---37
參考文獻---56
圖次
圖一、臭氧機產生之不同臭氧濃度輸入實驗水槽中的水中臭氧殘留濃 度變化
圖二、臭氧毒性試驗(0.05 & 0.3ppm 對蝦苗持續浸泡) 圖三、臭氧毒性試驗(0.05 & 0.3ppm 對蝦苗浸泡 30 min)
圖四、臭氧毒性試驗(0.3ppm 對 stage II 即 1.5cm 蝦苗持續浸泡)
圖五、密度實驗:三組不同密度處理,Stage I→III 幼苗的平均活存率
圖六、溫度實驗:三組不同溫度處理,密度50(顆/管),Stage I→III 幼 苗平均活存率
圖七、溫度實驗-胚胎發育時間:不同溫度組別之各期胚胎發育時間
圖八、臭氧實驗-不同臭氧濃度對受精卵的浸泡消毒
圖九、臭氧消毒-不同臭氧濃度對孵化水槽與受精卵的消毒
圖十、溫度與消毒實驗:二組不同溫度(24℃、30℃)與三種人工孵 化消毒方式的比較
圖十一、自然孵化與人工孵化實驗
表次
表一、母蝦左右二側泳足抱卵數
附錄
附錄一、臭氧機濃度關係式:臭氧產生量g/hr=g/m3× 0.3 (氧氣流量:5L/Min)
附錄二、臭氧機濃度關係式:輸入原料: 氧氣(90%-95%);流量:5L/Min 附錄三、人工孵化系統水槽
附錄四、孵化單元 附錄五、胚胎發育照片 附錄六、水黴菌
中文摘要
本實驗主要研究目的為利用良好的孵化設備、水體環境控制、適當的臭氧消 毒濃度與頻率以達到提高佛羅里達藍螯蝦卵人工孵化率。觀賞性淡水螯蝦具有高 經濟價值,繁殖上常常受限於孵化時間過長及容易遭受水黴菌感染而失敗,因此 希望藉由人工孵化方式來改善。螯蝦受精卵來自自然繁殖抱卵母蝦,將卵取下後,
分為不同的處理組,並置入不同設定的人工孵化環境,控制其卵的密度或是水槽 的溫度,以及嘗試使用臭氧水當做消毒劑來殺死水中的水黴菌,期許提高最後孵 化率與幼苗活存率。
20℃的處理組別幼苗的三個時期(Stage I→III)平均活存率顯著高於 24℃及 28℃二組。受精卵接受不同濃度臭氧浸泡處理並與甲醛控制組消毒做比較,實驗 結果發現孵化活存率隨著臭氧濃度與處理時間的上升而降低(stage III 53.8→60.6
%),四個臭氧處理組別與甲醛控制組間沒有顯著差異。臭氧0.3 ppm 同時消毒孵 化水體與受精卵及僅單獨對水體做消毒與未處理之控制組相比皆有顯著的提升效 果。溫度與消毒結合探討下,24℃的組別使用甲醛與臭氧消毒的各期幼苗孵化活 存率顯著高於控制組。比較自然孵化與人工孵化,以臭氧0.05ppm 同時處理水體 與卵30 分鐘/天,人工孵化組別的孵化活存率顯著高於自然孵化的組別。
總結以上,溫度20℃、密度 40(顆/管)條件下有最佳孵化率;在臭氧或甲醛的 運用於水體與卵的消毒上,可有效的提升孵化率,且顯著高於自然孵化的組別;
由實驗結果得知,水中臭氧濃度0.05ppm,每天消毒一次,即有效取代甲醛的使用。
關鍵詞:佛羅里達藍螯蝦、人工孵化、孵化活存率、臭氧、甲醛
Abstract
Freshwater crayfish have high economic worth in aquarium ornamental. During maternal incubation, eggs are usually invaded by fungi and cause production to reduce.
The development of artificial incubation techniques for freshwater crayfish eggs would have numerous advantages that could improve the problem. The main research purpose of this study tried to artificial incubation of the blue crayfish (Procambarus alleni) eggs.
In this study, we evaluated the efficacy included incubator, water environment, and appropriate ozone concentration and frequency for sterilizes, in order to achieve high hatching rate.
The data showed that the best survival rate at 20 ℃ and with significant differences than 24℃and 28℃. The experiment different treated with concentrations of ozone is 0.05 and 0.3ppm (30 min) and formaldehy is 3000ppm(15 min) everyday and one as control without any disinfectants. All of the experiments which used ozone test to sterilize the incubation system water and egg at the same time or only deal with water, are better than control, and without significant differences with formaldehy experiments groups. Compared the survival rate between maternal incubation and artificial incubation, the artificial incubation for eggs treated with ozone 0.05 ppm in 30 min and formaldehy 3000ppm in 15 min and maternal incubation as control without any disinfectants. Overall survival rate of juvenile (stage III) in artificial incubation was significantly higher (P<0.05) than maternal incubation. There is the best hatching rate of 20℃ of temperatures, 40 (eggs/tube) of densities, and the ozone and formaldehyde can improve the hatching rate effectively. The concentration of ozone 0.05ppm in water, sterilize once every day, could be successful replace use of formaldehyde effectively.
Key words:Procambarus alleni、artificial incubation、surival rate、ozone、formaldehyde
第一章 前言
淡水螯蝦種類豐富,在全世界約有540餘種,分佈廣泛,除了非洲和南極洲之 外,其他地區均有自然分佈的情形。其中又以北美洲與大洋洲物種最多,其中北 美洲就佔了70%,大洋洲約佔了20%(Hobbs, 1988)。近年來淡水螯蝦的消費需求呈 現增長的趨勢,且其肉質鮮嫩、營養豐富為世界性的淡水水產生物,而不只在食 用上,現今由於觀賞水族界蝦類飼養風氣的興起,淡水螯蝦是經濟價值頗高的觀 賞水族生物之一,這些顏色變化多端,有著不同形態與習性,且易於飼養的螯蝦,
也成了當紅暢銷的販售商品,但是關於螯蝦很多的繁殖條件及機制等,並未完全 的涉入理解。
在現今淡水螯蝦的養殖上面臨的問題為繁殖率偏低,水溫水質的驟變常造成 卵的壞死,或是因為胚胎發育時間長,孵化過程中受精卵易受到水黴菌的感染,
為了克服水黴菌的感染和提高孵化活存率,藥物廣泛地被使用,但過多的藥物使 用造成母蝦的緊迫,當受到驚嚇或是疾病的侵襲時,卵從母蝦泳足上剝離脫落等 問題產生導致孵化失敗,藥物更是會造成環境破壞或是對生物產生不良影響。
淡水螯蝦人工孵化技術在歐美發展已行之有年,在學者及養殖業者的努力 下,規模化應用上已略具雛形在歐美各國食用螯蝦上,人工孵化技術的發展有許 多的優點,如:減少繁殖時對母蝦的依賴、解決母蝦自然孵化時卵的損失等。人 工孵化藉由調控環境溫度來達到控制胚胎發育時間的長短(Celada et al., 2001a;
Celada et al., 2001b; Perez et al., 2003),亦可以藉由使用抗生素或是其他化學藥劑的 消毒,生產不受到螯蝦瘟疫Aphanomycosis感染或是培養Specific Pathogen Free (SPF)的蝦苗,也就是利用人工孵化消毒的動作,來避免親蝦的垂直感染(Edgerton and Owens, 1997; Carral et al., 2003)。孵化過程中可以透過人為操作精確的移除死 卵,且孵化後的蝦苗收集容易,並且易於觀察判斷胚胎發育各期的時間(Carral et al., 2003)。淡水螯蝦人工孵化技術的發展有許多優點,如:節省空間及養殖用水(Carral et al., 1992; Evans et al., 1993; Järvenpää, 1995; Celada et al., 2001a);孵化過程中可
以人為精確的移除死卵,且孵化後的蝦苗收集容易,並且易於觀察判斷胚胎發育 各期的時間(Carral et al., 2003)。因此,在本論文的實驗設計上,希望藉由各組不同 實驗,一步一步找出實驗使用的孵化系統最適當的人工孵化條件,包含密度、溫 度、臭氧消毒的濃度與頻率等因子,有助於達到成功的人工孵化效果,並希望藉 由臭氧的使用來取代傳統化學藥劑的使用。
第二章 文獻整理
一、 觀賞魚產業發展概況
隨著經濟的成長與生活品質的提升,人類對於休閒與怡情活動的需求也與日 俱增,寵物的飼養是現代人在忙碌緊張生活中用來舒解壓力、調解身心的最佳方 式之一,而觀賞水族生物以其變化萬千的形態與繽紛的色彩,攫穫世人的目光成 為鍾愛的對象。觀賞水族是一種極具發展潛力的水產養殖類別,具有單位價值高,
耗用水資源較少等優點,現今觀賞魚(Ornamental Fish)的定義跟以往不同,隨著科 技進步、水族館事業興起、觀賞領域不斷擴展、專業分工精細、飼養設備技術的 進步等,在人工培育品種上日新月異,觀賞水族亦不再局限於特定的魚類,現今 人們把養在水族箱內的魚類統稱為"Aquarium Fish",消費者求新求變的心態,
不再僅止於滿足魚類的飼養,於是各式各樣型態不同的生物,包含爬蟲類、甲殼 綱的無脊椎動物蝦蟹類、軟體動物螺類甚至造景用的沉木、活石等,都有其觀賞 飼育的價值或是功能性的作用而逐漸受到消費者的青睞。目前世界上的觀賞水族 生物粗略估計有幾萬種,再加上大量人為改良變種以及新種的發現,可供飼養開 發的實際物種數量很難有效統計。全球市場約有2000餘種觀賞魚,其中數量最大 者為熱帶淡水魚種,佔全市場80-90%,淡水魚種其中90%為人工養殖,10%來自 野外捕撈。熱帶海水及半鹹水魚種比例相對的低,而且海水觀賞魚95%是野外採 捕,僅有5%為人工繁殖,但海水觀賞魚的豔麗的色彩表現與行為之特殊性漸漸受 到重視,未來隨著新品種海水魚繁殖技術增進,海水魚觀賞魚養殖將持續成長,
下列表格為觀賞水族物種各分類的比例(Cato and Brown, 2003) 。
二、 世界觀賞魚市場
世界主要的觀賞魚市場大致區分為:亞洲、歐盟、美洲地區三大地區,亞洲 是全球觀賞魚市場最大出口地區,根據2006年資料統計顯示,亞洲區佔全球觀賞 魚市場出口量之56.70%,出口值達1億5450萬美元,其中又以新加坡為最大的出口 國,出口量為22.53%。其他重要的出口地區包括歐盟(佔全球出口量29.20﹪,出口 值達7958萬美元)、美洲地區4國佔7.62%。亞洲地區觀賞魚出口國包括新加坡(佔亞 洲供應量38.5﹪),其餘依序為馬來西亞(13.3﹪)、印尼(12.7﹪)、中國大陸(包括香 港及澳門10.2﹪)、日本(7.1﹪)、菲律賓(6.0﹪)、斯里蘭卡(5.5﹪)、泰國(3.1﹪)、台 灣(1.6﹪)及印度(1.2﹪) (Kuala, 2003)。觀賞魚貿易世界各國在進口方面,2006年的 總進口貿易額為3億1079萬美元,歐盟地區國家進口量為最大佔全世界的48.81%,
進口值達1億5170萬美元,其次為亞洲地區佔21.90%,進口值為6806萬美元,美洲 地區則佔19.53%,台灣進口額為119萬美元,由資料可看出台灣的消費市場小,進 口 量 低 , 相 對 之 下 卻 是 觀 賞 魚 的 出 口 大 國 之 ㄧ
(http://www.tofa.org.tw/chinese/counter-01.asp)。
以國際市場來看,每年全球觀賞魚貿易額呈現正成長,60年代以後,觀賞魚 的需求平均以每年10-15%的速度增長,相當於3億5000萬尾的流通量,根據聯合國 糧食及農業組織(Food and Agriculture Organization, FAO)的估計世界各國觀賞魚與 無脊椎動物的市場貿易額年產值約為2億7800萬美元(FAO ,1996-2005),而整個觀 賞水族的相關產業貿易額評估約為10億美元(Cato and Brown., 2003)。臺灣的觀賞 水族業的發展上,在亞洲地區具有舉足輕重的地位。近年來,水族企業家纷纷向 外投資擴大市場,積極尋找新的出口路線,且随著大陸經濟的快速發展,加入WTO 後國際貿易量的增加,水族業的競爭相對激烈,觀賞用的熱帶魚將會與世界各地 自由競爭,若沒有擁有的特殊品系很難脫穎而出。因此,積極開發新品種的人工 繁養殖技術與品種改良,在產業的成長上具有關鍵性的影響。
三、 臺灣觀賞魚產業養殖面積與產業結構
觀賞魚產業相當適合目前人力成本與土地成本高漲、地下水資源有限的臺灣 發展,且觀賞魚之價值遠高於食用魚,兩者單位利潤相差近100倍,而其中海水觀 賞魚之單價又高於淡水觀賞魚。臺灣素有養殖王國的美稱,除食用魚類的繁殖技 術獨步全球外,觀賞魚的繁、養殖技術亦不遑多讓。據統計,國內可以成功人工 繁殖的觀賞魚已達370餘種,稱冠國際,有些產量及品質更勝過原產地,為臺灣發 展觀賞魚產業奠定雄厚基礎。
臺灣屬亞熱帶氣候型,適合觀賞魚之繁養殖。目前在台灣主要繁殖魚種為非 洲慈鯛(佔30%)、南美慈鯛(佔 20%)、金魚錦鯉(佔 10%)、血鸚鵡(17%)、
燈科及其他(佔 23%),較具規模之繁養殖場主要集中在高屏、臺南及宜蘭等三 大地區,佔約七成,其他則零星散佈於中北部,繁養殖面積多在 1 公頃以下,每 一家繁養殖魚池數則多在30 口以上。觀賞魚養殖面積 95.82 公頃/全臺水產養殖面 積 57632.55 公頃、觀賞魚養殖單位年產值 500 百萬/公頃(邱, 2004)。
四、 淡水螯蝦(Freshwater crayfish)
隨著飼養技術提升與消費者對飼養物種的多樣需求後,有關觀賞水族生物的 飼養種類,過去除了魚類外,鮮少有人會注意其他無脊椎動物,但在觀賞水族蓬 勃發展的今日,凡舉相關的水族生物包含許多的無脊椎生物,如蝦、蟹、螺類也 漸漸地被引入觀賞水族市場,其中不乏許多的品種因為”功能突顯”而備受市場愛 戴 。 小 型 的 匙 指 蝦 是 最 具 代 表 性 的 種 類 之 一 , 其 中 以 原 產 於 香 港 的 蜜 蜂 蝦 (Neocaridina sp.)所改良純化而成的紅色水晶蝦,更是近幾年最具代表性的例子。
德國的虎紋蝦、臺灣自行培育改良的玫瑰蝦(極火蝦)等,在養殖業者不斷努力 下,於外觀型態與顏色改良上,每年都有新品系的出現,也吹起市場上一股觀賞 蝦的熱潮,陸續舉辦的觀賞蝦比賽,也有推波助瀾的效果,甚至在世界性的德國
漢諾威水族寵物博覽會上,2009 年新增了第一屆的觀賞蝦大賽,臺灣的水族玩家 也在此項比賽中贏得多項冠、亞軍與最佳人氣獎,充分顯現出臺灣觀賞水族的實 力,也讓臺灣在未來的國際水族市場佔有重要的一席之地。
觀賞性螯蝦的飼養風潮,則是隨著水晶蝦熱潮短暫冷卻後所興起。由日本、
美國、德國所引進的特殊品系螯蝦,顏色型態變化多端,徹底改變國人對於螯蝦 只是破壞生態而毫無價值的觀感。於一般人的認知中,所謂的淡水螯蝦不外乎市 面上最常見的美國螯蝦,但是對於其它的螯蝦種類,許多人卻仍處於一知半解的 狀態。最近有不少玩家自行引進或是從事繁殖研究及推廣,甚至成功的反銷其出 口至國外,為現在的水族市場注入新的風潮與動力。臺灣的觀賞性螯蝦最早是由 日本所引進的雪白螯蝦(Procambarus clarkii var. white)也就是俗稱的美國螯蝦的白 化個體,因其稀有性與觀賞價值高,深受到國人的喜愛,其他相關物種也陸續引 進。如六、七年前,原產於澳洲西部的藍魔蝦(Marron;Cherax tenuimanus)首度 引進國內時,消費者也陸續驚覺色彩驚豔的淡水甲殼動物,不只為淡水螯蝦
(Freshwater crayfish)打開了市場知名度,也將這群不同以往的觀賞魚類的物種帶 入了觀賞水族圈之中。在水族市場上皆把這類生活於淡水水域中的螯蝦們,冠以
「XX龍蝦」之名稱之,事實上,不論在生長背景、體型尺寸或學術分類上,生活 在淡水水域中的螯蝦,都和一般棲息於海洋中供作食用的龍蝦有著一段相當大的 差異性。
淡水螯蝦 (英名 Crayfish, Crawfish) 屬於動物界 Animalia、節肢動物門 Arthropoda、軟甲綱 Malacostraca、十足目 Decapoda、抱卵亞目 Pleocyemata,包括 三個科:正螯蝦科(Astacidae) 12 種 10 亞種,螯蝦科 (或稱蝲蛄科) (Cambaridae) 337 種25 亞種,與擬螯蝦科 (Parastacidae) 129 種 16 亞種,共有 29 個屬,500 多種。
正螯蝦科 (Astacidae)體型中等,分布於北半球,主要產於歐洲和西亞以及北美洲 西部(Taylor, 2002);螯蝦科(Cambaridae),形體較小分布於北美洲東部和遠及東亞 及日本(Hobbs, 1988),台灣並無原生淡水螯蝦的分布,中國東北三省、韓國、日本
則產有數種螯蝦科中螯蝦屬 (Cambaroides) 的種類。最後一科屬於擬螯蝦上科 (Parastacidae),分布於南半球,包括紐西蘭、澳洲一帶、馬達加斯加、南美洲(Hobbs, 1988)。
淡水螯蝦的型態多變、種類繁多,有文獻記載的種類超過 540 種,除了南極 洲與非洲之外,蹤跡分布世界各地,其中又以北美洲的300 多種以及大洋洲的 100 多種數量最多(Hobbs, 1988)。北美洲的代表種,最耳熟能詳的大概就是體色鮮紅、
生命力強韌的克氏原螯蝦(Procambarus clarkii),也就是臺灣俗稱的美國螯蝦,
最初是以食用與觀賞的名義引進到本島,而在口感與份量表現未如預期受到歡迎 的狀況下,遭業者大量隨意棄置於荒野。雜食偏肉食性的螯蝦,憑藉著強韌的生 命力與繁殖能力,開始對本土物種造成威脅,造成生態破壞。不過相較之下,中 國大陸與歐美民眾喜食淡水螯蝦,也因為有食用上的需求,反而大量投入生產,
近年來淡水螯蝦的消費需求呈現增長的趨勢,以肉質鮮嫩、營養豐富的特色成為 世界性的淡水水產食物。歐洲是世界上淡水螯蝦的主要養殖地區之ㄧ,並且與美 國都是消費及進口的主要區域,隨著養殖業的發展,相關的加工技術也不斷的進 步,形成系列的食品,其中如英國、法國、瑞典、義大利等地養殖起步較早,已 形成完善的商品化養殖體系。淡水螯蝦於整個歐洲的年消耗量約為六千多噸,有 超過一半的數量為克氏原螯蝦,包括中國進口與歐美當地所捕獲。美國生產量每 年也達到五萬噸之多,中國大陸每年的生產量亦達到 4 萬噸以上(Verhoef and Austin, 1999)。在中國大陸,克氏原螯蝦亦是重要的經濟水產物種,但其對環境的 負面影響則是近年來才開始被注意。其他原產地分布於大洋洲的大型淡水龍蝦,
對於環境條件需求較為嚴苛。因此,不易在台灣的自然環境中大量繁殖成為野外 的優勢種。
正螯蝦科家族的淡水螯蝦,是歐洲及美洲主要的甲殼類養殖生物。主要物種 有貴族螯蝦( Astacus astacus )、通訊螯蝦(Pacifastacus leniusculus)、白鉗螯蝦 ( Austropotamobius pallipes )、Astacus leptodactylus等(Gonzalez et al., 2009)。淡水螯
蝦為陸封型的淡水甲殼類,具有抱卵與育幼的行為。自然情形下因季節變換而造 成水溫的驟降及光週期的改變,會刺激其繁殖行為。淡水螯蝦在交配及產卵後,
受精卵黏結在母蝦的腹部的泳足上約4-10個月(Reynolds, 2002),受精卵孵化後,第 ㄧ期幼苗仍然黏附在母蝦泳足上,經過二次脫殼,於第三期幼苗脫離母蝦,開始 獨立生活。
五、 淡水螯蝦人工孵化
淡水螯蝦人工孵化技術在歐美發展已行之有年,以正螯蝦科為例,在學者及 養 殖 業 者 的 努 力 下 , 規 模 化 應 用 上 已 略 具 雛 形 。 最 早 的 報 告 是 德 國 的 學 者 Reichenbach於1886年開始嘗試淡水螯蝦Astacus astacus的人工孵化 (Reichenbach, 1886),之後相關的報告研究主要著重在人工孵化可行性及孵化設備的研究探討,
Andrews 進 行 通 訊 螯 蝦 Pacifastacus leniusculus 的 人 工 孵 化 (Andrews, 1904) ; Hofmann進行淡水螯蝦Astacus astacus 的人工孵化(Hofmann, 1978) 均是利用鯉魚 魚卵的人工孵化系統進行試驗;Järvenpää則開始利用半自動循環水系統應用在淡 水螯蝦Austropotamobius pallipes 蝦卵的人工孵化上(Järvenpää, 1995)。上述這些報 告,於初步的結果都可以順利孵化至第一期幼苗,但整體孵化率偏低,且都是在 受精卵的胚胎發育後期,才開始進行人工孵化的步驟。因此,近年來的研究就著 重在縮短母蝦自然孵化的時間,相對延長人工孵化的時間,亦即提前將卵從母蝦 泳足移出,進行人工孵化,希望能提升孵化率。Carral等最初設計了一套循環水系 統作為正螯蝦科的通訊螯蝦的人工孵化設備的模式(Carral et al., 1988)之後,於1992 年將人工孵化開始的時間提前至母蝦產卵後的第18天(此蝦種平均孵化時間為六 個月)(Carral et al., 1992),提早移出蝦卵來嘗試縮短母蝦孵化的時間,進而達到成 功孵化的目的,在實驗結果中,藉由溫度與水流的調控,成功縮短孵化期至四個 月且有效的孵化,此結果也顯示出,人工孵化的成功與否與卵的移除時間及胚胎 發育期沒有絕對的關係,真正影響的因子為人工孵化設備的選擇與使用、孵化環
境的設定與控制、水質的好壞等。後續有學者亦使用相同的孵化系統應用在白鉗 螯蝦上,比較溫度與卵移除時間對孵化率的影響,最後亦達到成功孵化的效果 (Perez et al., 1998a; Perez et al., 1998b; Perez et al., 1999)。
現今的人工孵化技術上除了正螯蝦科的淡水螯蝦外,螯蝦科(Cambaridae)與 擬螯蝦科(Parastacoidea)也陸續有相關報告。俗稱Marron淡水螯蝦(Cherax tenuimanus)人工孵化(Evans et al., 1993; Henryon and Purvis, 2000);澳洲淡水龍蝦 (Cherax quadricarinatus)人工孵化(King, 1993; Edgerton and Owens, 1997);俗稱 YABBY(Cherax destructor)人工孵化(Leonard et al., 2001),以上都是屬於澳洲地 區擬螯蝦科的人工孵化方式也陸續被研究。Nakata等人則是利用不同以往的簡單的 方式,去試驗日本原生種的淡水螯蝦Cambaroides japonicus之人工孵化,孵化設備 為實驗室常見的well plate,並且比較不同規格的plate與溫度,以求得最佳的孵化條 件(Nakata et al., 2004)。
人工孵化技術的發展有許多的優點,如:節省空間與養殖用水(Carral et al., 1992; Evans et al, 1993; Järvenpää, 1995; Celada et al., 2001a),減少繁殖時對母蝦的 依賴、解決母蝦自然孵化時卵的損失等。孵化損失原因,可能因為母蝦受到疾病 感染或是死亡造成卵的壞死,或是母蝦受到攻擊或人工操作造成的驚擾而使卵脫 落(Carral et al., 2003; Nakata et al., 2004; Perez et al., 1998a)。人工孵化藉由調控環 境溫度來達到控制胚胎發育時間的長短(Perez et al., 2003; Celada et al., 2001a;
Celada et al., 2001b),亦可以藉由使用抗生素或是其他化學藥劑的消毒,生產不受 到螯蝦瘟疫Aphanomycosis感染或是培養Specific Pathogen Free (SPF)的蝦苗,也就 是利用人工孵化消毒的動作,來避免親蝦的垂直感染(Edgerton and Owens, 1997;
Carral et al., 2003)。孵化過程中可以透過人為操作精確的移除死卵,且孵化後的蝦 苗收集容易,並且易於觀察判斷胚胎發育各期的時間(Carral et al., 2003)。
本實驗的實驗生物為螯蝦科、原螯蝦屬(Procambarus)的佛羅里達藍螯 (Procambarus alleni),原產地為北美洲佛羅里達地區,自然棲息地包括:沼澤、溪
流、緩慢流動的水體、水庫、灌溉系統,成體體長約6-15 公分,壽命二到三年,
野外原生種體色偏紅褐色,經過人工改良與選種後,目前可見呈藍色與白色表現 的個體,在臺灣觀賞水族市場流通的,主要是藍色的表現,頭胸部粗大,長度約 佔體長一半,頭胸甲下方具有五對胸足,腹部具有五對泳足,頭胸甲前三對胸足 末端呈鉗狀,第一對十分粗大,稱為螯足,為挖洞、取食、防禦的工具,後二胸 足末端呈爪狀,腹部的五對泳足不發達,雄性第一二對腹肢特化為交接器,雌性 第一對退化呈細長狀。運動方式以頭胸甲的胸足爬行方式為主,也可用腹部和尾 扇作用,使身體迅速向後退,以逃避敵害,會利用螯足挖洞,多棲息於洞穴內、
石縫間,夜行性。為雜食性,植物性食物包括水草、植物碎屑、農作物等;動物 性食物則有蚯蚓、魚蝦、蝌蚪、青蛙等,也會互相殘食。此種淡水螯蝦成長迅速,
三至五個月就可成長至6-7 公分。幼蝦約經半年即可達性成熟,自脫離母體後至成 體時,可脫殼十一次。交配行為為雌雄腹部相對進行交配,交配時間約數十分鐘 到幾小時不等,雄性將精莢送入雌蝦腹環溝後即完成交配並分開,交配後雌蝦則 挖洞躲藏,於洞內排卵後,卵與精莢之精子行體外受精。受精卵黏附於雌性腹肢 剛毛上,體長7-8 公分的母蝦可抱 4 百粒左右,約經三到四周的時間孵化為幼蝦,
此時母蝦仍將幼蝦抱於腹部保護,幼蝦獨立生活之前需脫殼兩次 (施, 2006) 。
六、 真菌感染問題
淡水螯蝦在人工孵化最常碰到的問題,為卵受到的真菌的侵襲感染而導致死 亡,相同的問題,也出現在各種魚卵的孵化上,其中最常見到的是水黴菌。水黴 菌在淡水水域中廣泛存在(Rach et al., 1997),對溫度的適應範圍廣,5~26℃下均 可生長繁殖,對水產動物的種類没有選擇性,是一種繼發性感染,養殖動物受傷 或因細菌、病毒感染,造成水黴菌孢子粘附於傷口,因而受到水黴菌菌絲的侵襲,
是感染的重要環節。魚卵受到水黴菌的感染相關因子如水質、水流量與流速、卵 的密度等條件影響。高密度的孵化系統增加了卵與容器的接觸,容易因摩擦造成
機械性傷害,而密度過高亦助長卵與卵之間的水平感染機率。孵化系統中的水流 速與流量過低時,卵的滾動情形不佳,容易使真菌的游動孢子黏附在卵的表面,
甚至卵之間的彼此黏結死亡,於孵化過程中的死卵或其他的有機物質如果沒有適 時移除,會提供水中真菌的營養基質,加速真菌的繁殖而造成卵的大量壞死。因 此,在人工孵化上,不斷的剔除死卵這個工作非常的重要(Post, 1987; Rach et al., 1998)。
Bruno and Wood (1994)發表水中常見的水黴菌 Saprolegnia 的分類學 Kingdom: Protoctista
Division: Oomycota Phylum: Heterokonta Class: Oomycotea Order: Saprolegniales Family: Saprolegniaceae Genus: Saprolegnia
卵菌門(Oomycota)意指"卵真菌(Egg Fungi)",大多數的水黴菌在生態上是分 解者的角色,似棉絮狀的生長在已死亡的藻類或動物體上,能協助分解死亡的有 機生物體,多出現於淡水水域中。此外也有寄生性的水黴菌,例如生長在淡水水 塘或水族箱魚類的鰓或是皮膚上的種類,不過通常只攻擊受傷的組織,造成二次 感染的情形。卵菌綱的Saprolegnia屬的水黴菌為伺機性的兼性寄生,具有腐生性營 養型(Saprotrophic)及死體營養型(Necrotrophic)二種。
下 列 幾 種 真 菌 Saprolegniaceae. Saprolegnia parasitica, Achlya hoferi, Aphanomyces sp. and Dictyuchus sp.為養殖上所常見的真菌(Post, 1987),這些真菌普 遍的散佈在水體中,引起魚類及卵的感染,造成生產上的大量損失,其中又以 Saprolegnia這屬的水黴菌最具代表性。Saprolegnia為在淡水水體中廣泛存在的真 菌,藉由可動性孢子群聚於死卵上來感染魚卵,當生物體被Saprolegnia屬的真菌感 染的情形稱之為”saprolegniasis”(Beakes et al., 1994)。當死卵被水黴菌侵襲並提供了
營養基質,會造成真菌在水體內大量孳生,加速水黴菌侵襲感染其他活卵,水黴 菌的菌絲附著會穿透卵膜造成卵的窒息死亡。可根據菌絲的有無來判定是否遭受 真菌感染。Saprolegnia菌絲通常呈絨毛、棉絮狀,肉眼觀察顏色可能為白灰或是灰 褐色,黏附在生物體體表、鰓、鰭、眼球或是卵上,不同物種的水黴菌感染後的 外部型態不同,有性生殖的結構亦不同,需要進ㄧ步精確的鑑定物種則要透過批 次純化培養後,做各種生化鑑定(Rach, 2004) 。
事實上,並非所有的水黴菌種皆具有致病性,具有致病性的水黴菌會感染在 生物的傷口或是壞死的魚卵上,當受感染的死卵上真菌大量滋長時,死卵上的真 菌會藉由散發化學訊息產生正趨化性,造成其他活卵快速的被感染而死亡,或是 藉由散佈孢子的方式在水體中感染其他更多的卵(Lawrence, 2000)。致病性的水黴 菌種具有對環境的適應性,其對溫度的容忍範圍會接近當地水生環境或是宿主生 物的適合溫度。而大部分的水黴菌種的最適溫為18-26℃,比如從冷水性魚類鮭魚 身上所分離出來的水黴菌,在低溫的成長情況就明顯比高溫時來的好(Pickering and Willoughby, 1982)。水體受到真菌孢子汙染的來源很多,可能是來自養殖親魚身 上、野外引進的生物體、卵、水的供應來源、以及養殖設備的污染。真菌的孢子 可以抵抗高溫、乾燥以及一些消毒劑,所以很難在水體中完全消滅或是在進水時 有效的處理,過度的人工操作、不良的水質、水體流速過慢、水中溶氧過低、高 濃度的亞硝酸氮的殘留、孵化密度過高、溫度不穩定尤其在驟降的情形下,都容 易或是無法避免的造成真菌侵襲感染發生(Pickering and Willoughby, 1982)。在魚類 魚卵的人工孵化上,過往的經驗顯示水黴菌的感染預防勝於治療。受精卵於孵化 過程沒有事先處理的情形下,整體孵化率會下降6-100%,造成生產上的重要損失 (Rach, 2004)。淡水螯蝦的人工孵化上亦然,嚴重感染可能會造成卵的 100%死亡 (Edgerton et al., 2002) 。
人工孵化時,不斷的剔除死卵這個工作非常重要,可有效減少水黴菌的感染 情形,但在不同水生生物的孵化上,可能會面臨一些情形下不能移動卵或是不能
擾動水體的情形。在大規模的淡水螯蝦繁養殖人工孵化情形下,孵化密度高、孵 化時間長的情形,人工移除死卵雖然有效但是過度耗費人力與時間,過多的人工 操作步驟,更容易造成卵的機械性傷害,反而加速水黴菌的二次感染。因此,藉 由使用抗真菌的藥物,來抑制水中真菌及其他病原菌的感染及大量增生是必要的 (Celada et al., 2004)。水黴菌會藉由菌絲接觸的直接感染與利用大量的動孢子在水 體中傳染。孢子於孢囊內生產,當孢子成熟時,孢囊破裂放出具感染能力的動孢 子於水中,再附著於受損的組織或是死卵上進行繁殖,除了發育中的卵易被傳染 外,受到溫度震盪或是畸形的幼蝦苗也可能被水黴菌附著。 Herbert 於 1987 年指 出Stage II 的蝦苗,倘若在環境溫度 25-27℃的情形下被水黴菌感染,菌絲會在 48 小 時 內 侵 襲 全 身 的 組 織 , 而 健 康 狀 況 良 好 的 蝦 苗 則 通 常 不 會 被 真 菌 所 感 染 (Edgerton et al., 2002)。Saprolegniaceae 科不同種間的鑑定可以藉由不同的成長率及 其他的生理特徵,甚至不同的宿主特異性來判別(Diéguez-Uribeondo, 1996)。Wood (1988)報告中指出,從鮭魚養殖所分離出來的菌株,可藉由不同的菌落型態以及成 長在25°C 的環境下來判斷其為 S. diclina 或 S. parasitica。
七、 殺真菌劑-孔雀綠
ㄧ旦爆發真菌的感染會非常難以根除及醫治,有效的預防水中真菌的爆發顯 的更為重要。傳統養殖上,初步診斷出有水黴菌的感染時,最常使用且有效的化 學藥劑為孔雀綠,由於對水生魚類或動物的黴菌、細菌、原蟲、寄生蟲感染,深 具療效,用量少,每公升的水約0.03毫克(0.03ppm)的孔雀石綠即可得到效果,加 上價格便宜,因此自1930年代起即被廣泛的使用在水產養殖上。孔雀綠是一種工 業染料,具有殺菌功能,因而廣泛應用在養殖上,且在淡水螯蝦卵的人工孵化上 亦有相同效果(Celada et al., 2004; Edgerton et al., 2002)。但是美國從1991年起禁止 使用孔雀綠在食用動物上(觀賞魚除外),主要是因為相關報告指出孔雀綠會對 生物體造成傷害,如後代畸形的影響(Meyer and Jorgenson, 1983)此外還發現孔雀綠
會變成還原型孔雀綠 ( Leucomalachite Green),還原型孔雀綠是魚類進行新陳代 謝,在其代謝物中檢出的化合物,會長期殘留在生物體的組織上並且具有致癌的 活性(Culp et al., 1999)。此外,Meinertz等指出在魚卵或是魚苗時期使用孔雀綠當 作殺真菌劑的使用,即使是達到上市標準的成魚,還是會有不易探測的還原型孔 雀綠長期殘留在魚體上(Meinertz et al., 1995)。根據這些相關的報告與發現,除了 美國外世界各國亦紛紛跟進禁止使用孔雀綠,如歐盟各國於1997年公告禁止使用 (Melendre et al., 2006)。其他,如加拿大、日本、新加坡、臺灣、泰國、香港等國 政府亦明言公告禁用,在臺灣,違規業者將會依食品衛生管理法,處以6~30萬元 罰鍰,已受嚴重污染之養殖場底泥或水體,應設法處理或規勸養殖戶暫時休養。
因此,為了找到替代的藥劑,學者與業者紛紛嘗試研究各式不同的化學藥劑,希 望能有效的抑制跟殺滅水黴菌或其他具致病性的真菌,並且對環境及人體沒有傷 害性的產品,如過氧化氫、甲醛、碘、氯化鈉、高錳酸鉀等(Rach , 1997; Rach, 2004;
Rach et al., 2004; Schreier et al., 1996; Policar et al., 2004; Policar et al., 2006)。目前 研究結果,在淡水螯蝦卵的孵化上,目前最有效抑制水黴菌成長的藥劑為甲醛 (Formaldehyde)(Melendre et al., 2006, Melendre et al., 2007, Celada et al., 2004)。
八、 殺真菌劑-甲醛
甲 醛(Formaldehyde) 為 一 易 燃 、 易 揮 發 具 毒 性 之 腐 蝕 性 液 體 , 其 水 溶 液 (37%~56%)稱為福馬林(Formalin),福馬林為無色透明液體,具很強的刺鼻味,能 完全溶解於水,常被用來防治水產動物的各種外寄生蟲性疾病,甚至有人稱其為 萬能藥,但事實上並非如此,福馬林乃有其使用的限制與副作用,於不當的使用 下,不但會延誤病情或傷害養殖生物,甚至對人體的健康也有不良的影響。
使用甲醛1000-2000ppm作為多種魚類魚卵在集約養殖孵化上的殺真菌藥劑,
並且得到良好的效果(Rach et al., 1997)。在虹鱒魚卵的孵化上,使用250, 500 and 1000 ppm 福馬林做為抗真菌劑有效對抗Saprolegnia (Marking et al., 1994)。在鯉魚
魚卵的孵化上使用250, 500, 1000, 1500 and 2000 ppm 福馬林做為抗真菌劑,結果 得到在2000 ppm 處理30分鐘的情形下效果最佳 (Soltani et al., 2001)。將甲醛應用 在淡水螯蝦的人工孵化上,得到的最佳的濃度為4500 ppm,處理頻率為每個禮拜 使用3次,每次的藥浴時間為15分鐘 (Celada et al., 2004)。雖然甲醛在美國及歐盟 是被認可的,可合法應用在魚類的養殖上,許多報告也指出甲醛可有效的抑制水 黴菌的生殖與傳染,但是操作上仍需要注意使用者的安全性,因為甲醛對人體健 康有不良的影響,進入人體的甲醛能和蛋白質的氨基結合,使蛋白質變性,擾亂 人體細胞的代謝,對細胞具有極大的破壞作用。甲醛被國際癌症研究機構(IARC 1995)確定為可疑致癌物,可經由呼吸道、皮膚或誤食而使人體中毒,早期中毒 徵候為喉嚨刺激、咳嗽、暈眩、抑鬱,甚至昏迷。此外還可能對水生環境有潛在 的不良影響。
九、 臭氧(Ozone)
(一)臭氧的理化性質
臭氧(ozone)分子由三個氧原子組成,分子式為O3,分子量為48,於1785 年 由Van Marum 所發現。利用空氣通過高壓放電設備,獲得特殊味道的氣體,
Cruickshank於1801以純氧進行水的電解,於陽極上亦可獲得相同味道的氣體;此 乃是電化學製造臭氧的開端。此種特殊味道的氣體,直到西元1840 年Schonbein 將 它命名為“臭氧(Ozone)”,乃起源於希臘字的“Ozein”,其涵義為“新鮮空氣”之意 (溫與張, 1994)。在一般室溫下,臭氧呈現氣體狀態,帶有刺激性臭味,臭氧氣體 濃度高時成淺藍色,大約濃度在0.05ppm時人的鼻子可以聞出來(葉, 1992)。
(二)臭氧製造
臭氧在自然界中可以因為閃電激發或紫外線照射而自然產生,但在工業為大
量製備所需常使用方如電弧法、紫外線照射法和電解法,其中以電解法最為常見(溫 與張, 1994)。尖端放電法產生器壽命長且經濟省電,臭氧產生機可以產生高達10%
wt的臭氧氣體,而高濃度的臭氧氣體,與水接觸才可以產生具有足夠殺菌氧化能 力的臭氧水,為最新一代臭氧產生裝置。影響臭氧機臭氧生成量的因子除了機器 本身設備條件外,其進氣的原料為主要影響因子,可概分為以下幾點:(1)進氣中 含氧濃度的多寡;(2)進氣氣體的溫度,溫度的提升會減少臭氧的產生;(3)氣體原 料的流量。在固定條件下,流量減少,臭氧濃度會提高;(4)進氣氣體的水分;(5) 進氣氣體的粉塵,不但阻礙電場,造成異常放電,且易附著於放電管,形成非完 全誘導體,以致臭氧回收率降低,並增加清除及維護的工作(顧, 1996; Kim et al., 1999)。臭氧測量方式目前有濕式碘滴定法、紫外光度計法和感測器法。使用碘滴 定法會有操作不易且耗時缺點,因此現在多使用紫外光度計法或感測器法。紫外 光度計法具有量測較精確之優點,可用於建立臭氧原級標準或臭氧之傳遞標準,
但所使用之紫外光分析儀價格昂貴且體積大,判定所需臭氧進氣流量也很大,並 不適合做機動性檢測。
(三)臭氧之特性與消毒機制
臭氧因其強氧化的特性,所以常使用於飲水及污水的處理。作為消毒及氧化 劑,其殺菌力為氯的3,000 倍,在世界各國淨水工程上應用臭氧消毒者有愈來愈多 的趨勢。以國內為例,現有的淨水廠大多以加氯法消毒,然而加氯消毒之後水中 檢驗出三鹵甲烷類之致癌性物質。所以在飲水品質日益嚴苛情況之下,以臭氧消 毒是可行且有效的方法(葉, 1992)。使用臭氧與化學藥劑當做消毒劑的最大差別在 於,臭氧對環境的傷害性極低,亦不會有藥物殘留或是對人體產生致癌、畸形等 負面的影響。此外,臭氧還對於水質的改善有正面的效果,如有機物的去除、水 色的改善、氨氮亞硝酸鹽類的去除等等。臭氧在高濃度時具有毒性,可使生物死 亡、入侵菌類細胞膜而破壞DNA,DNA於受損後被破壞、RNA及溶霉菌等物質會
被臭氧分解、細胞內的蛋白及酵素會因此變性,使細菌或病毒死亡以及不活性化(陳, 2008)。
一般來說,細胞內具有重要功能而且易被臭氧分子攻擊的對象包含:(1)掌管 物質進出的細胞膜,相關報告指出臭氧能氧化微生物細胞膜,其中細胞膜上可能 與臭氧反應的物質,包含脂蛋白、不飽和脂肪酸以及革蘭氏陰性菌的脂多醣外膜 Lipopolysaccharide Layer(LPS),當臭氧破壞細胞膜後可能影響其滲透性或是造成裂 解,進而殺死細胞(Farooq et al., 1997; Kim et al., 1999)。(2)細胞內部的蛋白與酵 素,有別於氯氣選擇性的只與某些蛋白進行反應,臭氧可謂是通用的原生質氧化 劑(Protoplasmic Oxidant)(陳, 2008; Kim et al., 1999)。(3)由核醣核酸所組成的遺 傳物質,目前發現胸腺嘧啶(Thymine)比胞嘧啶(Cytosine)及尿嘧啶(Uracil)對臭氧更 為敏感,如受到破壞會造成微生物死亡。臭氧對許多的細菌、病毒、原生生物有 殺滅的效果是經過研究證實的,但在不同的實驗條件下,殺菌效果有個別差異,
如Aeromonas salmonicida、Vibrio anguillarum、Vibrio salmonicida and Yersinia ruckeri有相關報告指出,臭氧對這些菌種的殺菌能力達到99%(Forneris et al., 2003)。
對細菌族群而言,臭氧對革蘭氏陽性球菌的殺菌效果最好,次為革蘭氏陰性 桿菌,再次為革蘭氏陽性桿菌,目前的研究成果發現,增加反應時間及臭氧濃度 可提升臭氧對細胞型態細菌的殺菌功率,而孢子型態的細菌對臭氧耐受性遠高於 細胞型態的細菌,在酸性環境下,可增加臭氧對內孢子的殺菌效率,細菌孢子對 臭氧的抗性比營養細胞對臭氧的抗性強約10至15倍。如就微生物種類而言探討,
臭氧易於殺死細菌,但不易殺死黴菌及酵母菌,而酵母菌又比黴菌對臭氧來的敏 感;臭氧除了對細菌有殺菌效果外,對病毒亦有消毒效用,如Liltved 指出臭氧在 不同魚種上表現的Infectious Pancreatic Necrosis Virus (IPNV)有消毒功效(Liltved et al., 1995);Chang等研究報告中指出臭氧在蝦類的應用上可以殺死white spot syndrome baculovirus (WSBV) (Chang et al., 1998);McLoughlin等的報告指出使用
臭 氧 在 大 西 洋 鮭 可 有 效 殺 死Salmon Pancreas Disease Virus (SPDV) 病 毒 (McLoughlin et al., 1996)。
(四)臭氧的應用
臭氧的應用如:水處理上的殺菌、硝化、沈澱金屬離子、降低水的濁度和COD,
以及使水質澄清;去除水果上的有機物或降低農藥殘留;魚體表面殺菌。
使用臭氧為消毒劑之優點:
(1)不會形成三鹵甲烷(Trihalomethanes)、鹵化醋酸(Halogenated Acetic Acids)
或是其他的氯化消毒副產物(Disinfection by Products)的問題。
(2)不會殘留化學物質。
(3)高消毒力,臭氧對微生物(細菌、病毒、胞囊)之殺菌速率比氯快。
(4)臭氧受溫度與pH值的影響小。
(5)高氧化力,臭氧兼可去除水色及水質除臭除味用。
缺點為:
(1)臭氧生產設備費昂貴,且必須在現場製造。
(2) 受水中有機物及無機物影響大。
(3) 在水中分解快,不易保持殘餘濃度,易再污染。
(4)氧化力及消毒力強,缺乏指定作用上的選擇性。
(葉, 1992; 劉, 2001; 戴, 2002)
在水產養殖系統中,由於疾病的治療困難且成本昂貴,預防勝於治療為防治 疾病的主要觀念,而有效防治危害養殖生物的有效方法是消毒。目前在水產養殖 中所採取水體的消毒方法有很多如加熱法、紫外線輻射法、負氧離子氧化法、化 學藥物、臭氧和光觸媒等。各種消毒方法分析結果,各有優缺點,如加熱法成本 高,且不適合大規模養殖池的消毒;紫外線消毒雖然殺菌效果好、水中也無殘留
物、但其效果會隨UV燈管老化而變差,且不容易檢測老化程度;負氧離子氧化法 因生產效率低價格高故不能普遍使用;化學藥物中常使用的有氯氣、漂白劑、次 氯酸納、高錳酸鉀等,對養殖生物有毒性並不適合直接使用;而臭氧消毒有很好 的效果,氧化能力約為氯氣的2倍,且達殺菌效果時所須劑量和接觸時間都比氯氣 低,是一種較理想的消毒方法(杜, 1995)。室內循環水養殖系統中,無論是養殖水 取樣或進行循環水養殖系統連線,實驗結果都顯示臭氧能將水中之亞硝酸及氨濃 度予以降低,而且對水中總落菌數的減少亦非常明顯,此證明了臭氧本身為為一 良好之消毒劑。因而近年來已有部分業者採取臭氧殺菌方式,使用結果顯示臭氧 具有高效率殺菌效果,可以確實將水體中菌體數降低。不過目前市面上臭氧產生 機製造廠商,未能提供正確實臭氧產生濃度數據,以致進行對水質及魚體的影響 與分析時,常因臭氧濃度過高,造成魚體的傷害(戴, 2002)。
(六)臭氧的危險性
人體可以感覺的刺激性臭味之臭氧濃度在0.01-0.05ppm,20-30 ppm 的臭氧會 刺激眼睛、鼻子及喉嚨,若高於1000ppm 會致死;當人處於1.5-2.0 ppm 的臭氧濃 度下2小時,會出現口乾舌燥、胸部作痛、浮躁不安、思想組合困難、咳嗽等症狀,
須1-14 天才能完全恢復正常。在1 ppm 的工作環境下,不能連續工作超過8個小時 (陳, 2005)。
(七)影響臭氧安定性之因素
臭氧在水中的溶解度符合亨利定律(Henry’s Law),其溶解度為氧氣的13倍,
但是有許多因素會影響其溶解度,臭氧在水中之安定性概以臭氧初濃度、pH值、
水溫、無機物及有機物之種類和含量多寡及曝露時間、氣體與水混合度等因素而 異。
(1) pH值對臭氧反應之影響
當臭氧溶於水時,即迅速分解,並與水中的氫氧根離子形成一連串的鏈反應,Alder and Hill(1950)指出臭氧在水中受到OH-離子的催化進行分解如下:
O3 + H
2O → HO
3
++ OH-
HO3
+ + OH- → 2HO
2‧ O3 + HO
2‧ → OH‧+ 2O
2
OH‧+ HO
2‧ → H
2O + O
2
由以上可知OH-濃度對臭氧在水中的分解速度有催化的影響。
偏酸性溶液可提高臭氧之安定性,同時說明加少許乙酸於水中可顯著提高臭 氧之濃度;早期的研究報告發現,在pH 3-11間以臭氧處理時,pH較低者偏酸性 的水殺菌效果較佳。以pH 6.5、7.5、及8.5等值探討臭氧對霍亂弧菌之殺菌效果,
亦以pH6.5時為佳(廖, 1994),增加pH值可以使臭氧加速分解,臭氧本身的氧化能力 會因此而提高,但臭氧的加速分解造成水中的殘留量降低,因此在提供充足的臭 氧量的前提下,提高pH值,殺菌的比例會隨之提高(劉, 2001)。
(2) 溫度對臭氧反應之影響
臭氧在常溫下易被分解為氧,在水中溶氧量隨著臭氧量增加而升高。臭氧之 殺菌力又與臭氧在水中還原為氧之時間有關,溫度愈低,臭氧被還原為氧氣之時 間較長,故殺菌能力因而加強(Rebecca, 1998)。臭氧在常溫狀態下非常不穩定,高 溫更會使水中氣體溶解量下降,在溫度超過了35 ℃時臭氧容易分解成氧分子,使 水中臭氧不穩定,當水溫越低,臭氧在水中的溶解度也越大,臭氧的半衰期則越 長(Kusakabe et al., 1991)。陳錫秋等人指出,臭氧的殺菌力和臭氧在水中還原為氧 之時間有關(陳等, 1988);溫度越低,臭氧被還原為氧氣的時間較長,故殺菌能力 因而較強;若被還原速度較溶入速度快,則臭氧之殺菌力不但發揮不了作用,其 所分解產生之氧氣反而有助於水中微生物之生長。Chen等指出在5℃及25℃的情況
下,5℃的臭氧溶解效率較佳,飽和臭氧濃度也較高(Chen et al., 1994)。臭氧的密 度約為氧氣的1.5 倍,在20 ℃水中臭氧的溶解度為氧氣的11.5 倍,但是水中的臭 氧相當的不穩定。在20 ℃之純水中臭氧的半衰期約為3小時,但隨著pH值、溫度、
催化劑的影響,半衰期將更短(劉, 2001),Labatiuk等研究指出:高溫下會增加臭氧 在水中的消耗速率,所以利用臭氧來降低Giardia muriscysts,在5℃下比在25℃下 容易達成(Labatiuk et al., 1992)。
(3) 溶液之有機成分
通常臭氧在水中以下列反應途徑與溶質反應:(1)臭氧直接與溶質反應(直接 反應);(2)臭氧分解成二次氧化劑(Secondary Oxidant),形成反應性自由基(OH‧
或HO2‧)(間接反應);(3)二次氧化劑與溶質發生後續反應。在臭氧氧化過程 中,直接氧化與間接氧化的機制可能同時發生,然而隨著溶液狀態的不同,則只 能一種作用機制較為明顯。另外臭氧直接氧化反應的速度慢,以分子態臭氧進行 反應,這種反應具有高選擇性,分子態臭氧會很迅速的與活性芳香物質如苯的同 系物─ 酚(Phenol)、間苯二酚(Resorcinol)、水楊酸鹽(Salicylate)、烯類(Olefins)
及簡單的胺類(Amine)進行反應,間接氧化反應速度快,以臭氧分解後的自由基 當氧化物進行反應,較無選擇性,如脂肪族(Aliphatic adid)、醛(Aldehyde)、
酮(Ketone)以及活性不高的芳香族化合物,就以間接路線與臭氧反應(范姜, 2001;
鍾, 1994)。Nebel等認為,有機物造成起始之臭氧濃度需求,延緩消毒作用之進行,
甚至使消毒完全停止,當以正常的臭氧濃度當作殺菌媒介時,其處理對象是微生 物,如果水中含有高濃度的溶解有機碳,臭氧會先與有機物進行反應,此時消毒 效率相當低,直到需求量被滿足後,臭氧才與微生物作用提高消毒效率,因此水 中有機碳的濃度過高,會對臭氧殺菌的效果有抵銷的作用(Nebel, 1981)。
(4) 溶液中的無機離子
如果水中出現能夠被臭氧氧化的無機離子,則其分解速率會加速,促使水中
臭氧濃度的降低,阻礙了殺菌的功率。當以臭氧處理海水時,海水中的無機離子
(如溴及氯)的濃度將會降低,後者尤其會產生有毒的物質(劉, 2001)
十、 卵質的探討
魚類的繁殖相關報告中,提到不管是野生族群或是養殖物種,其所產出的卵 品質有相當大的差異,在人工孵化上卵的品質亦是影響成功大量孵化幼苗的限制 因子。於一般的定義上,品質優良的受精卵通常會有較高的孵化活存率,從胚胎 發育期直到幼苗孵化,可生產出健康以及快速生長的幼苗(Lahnsteiner et al., 2001)。在鮭魚的養殖上,卵質的差異可能與種魚的卵母細胞老化有關,而卵母細 胞的老化衰敗可能是數天或是數星期,這些因子與卵的活存率、卵的形狀及卵的 生化組成有關。在這些相近的魚種上,成熟的卵母細胞分化成卵子後,會存在於 腹腔中的卵巢內,直到受到環境或是族群繁殖行為的刺激,產生產卵行為將卵產 出排出體外。而在人為控制的養殖環境下,這些行為或是溫度水質造成的環境因 子影響較微弱,所以成熟的母魚的卵母細胞蓄積過久而未排出,造成卵母細胞老 化,影響生產的卵的品質(Aegerter and Jalabert, 2004; Lahnsteiner et al., 2001)。即使 在不同的魚種上,陸續有相關報告指出許多與卵質相關的特徵,如母魚的體重、
卵母細胞的濕重、卵巢液的pH值、滲透壓及蛋白質濃度等因子與卵質的相關性 (Boulekbache et al., 1989; Lahnsteiner et al., 2001),除了這些新的檢測因子外,可結 合傳統的卵質評斷方法如各胚胎發育期的活存率、魚苗的畸形率等。
在淡水螯蝦人工孵化上,受精卵的品質亦取決於種蝦的繁殖環境與營養供給 情形。因此卵質的好壞不是人工孵化可以克服的問題,良好的孵化設備、水體環 境控制、適當的消毒濃度與頻率為本人工孵化上所探討研究的重點。
十一、 水體溫度的探討
水溫是影響蝦類各項生理重要的環境因子,如代謝活性、氧氣消耗、攝 食情形、成長、脫殼、存活及對毒性物質的容忍與代謝(Hewitt and Duncan, 2001),水溫也會影響蝦類對疾病的抵抗能力,或是水體中病原菌的增殖。溫 度對於蝦苗生長亦有重大影響,Verhoef等的報告中,試驗不同溫度(22℃、
25℃、28℃)及不同密度對淡水螯蝦Cherax destructor蝦苗育成,結果得到22℃
處理組活存率高達93%,顯著高於其他二組溫度組別,此結果與同蝦種的其 他報告有類似的結果,當溫度升高時,生長速率會提升但是活存率會降低 (Verhoef and Austin, 1999) 。 在 Jones 的 報 告 中 , 探 討 淡 水 螯 蝦 Cherax quadricarinatus幼苗在不同溫度(24℃、28℃、32℃)下孵化跟活存率的關係,
結果得到28℃為最適當的成長溫度,而活存率方面28℃組別為65%、32℃組 別為87.5%(Jones, 1990)。 Chen等在克氏原螯蝦的研究報告中,結果得到將溫 度提高(15℃→30℃),會讓螯蝦的平均脫殼間期減少,持續的養殖觀察下,
30℃組別的平均脫殼次數是20℃組別的三倍,不過相對的高溫也會增加死亡 率(Chen et al., 1995)。Hammond等人在淡水螯蝦Paranephrops zealandicus蝦苗 培育實驗中,探討不同溫度(14℃、16℃、18℃、20℃、22℃)跟鈣離子對 其生長與活存率的影響,實驗結果得到隨著水溫增加(14→22℃),蝦苗的 活存率、各組總生物量、脫殼間期、生長率SGR各項參數都明顯的降低 (Hammond et al., 2006)。
在許多海水魚類孵化及幼苗的觀察中,發現卵及卵黃囊對溫度具有極高 敏感性,且低溫會延遲胚胎吸收、消耗卵黃囊、導致飢餓的發生、降低組織 代謝以及發育的速率 (Watanabe et al.,1995; Yang and Chen, 2005; Polo et al., 1991 )。魚類孵化的相關報告指出,孵化時間會影響魚苗大小,時間與大小成 倒數的關係(Peterson et al., 1977)。影響的原因與卵黃囊的吸收轉換效率有關 (Hamor and Garside, 1977)。近來的研究則著重在幼苗大小與溫度影響之間的
關係。Gracia-Lopez等指出Mycteroperca rosacea卵孵化中,在四組不同溫度
(20℃、24℃、26℃及28℃)處理下,20℃處理組所生產出來的幼苗有最大 的 尺 寸 , 作 者 指 出 在 高 溫 下 卵 的 油 滴 直 徑 較 大 , 會 縮 短 培 育 的 時 間
(Gracia-Lopez et al., 2004)。生物體器官形成與軀體生長,與酵素的活性影 響有關,變溫動物的胚胎發育,主要依賴於某幾個不同基因的表現與溫度影 響。在生物學的功能方面,環境的溫度是主要決定胚胎發育的速率(Ojanguren and Brana, 2003)。魚類孵化的報告中指出,提升水溫會增加胚胎代謝的活性,
導致卵黃囊被快速的吸收與消化利用轉變成身體組織,縮短了胚胎發育的時 間,但是當環境溫度接近物種的容忍範圍的上限時,卵黃囊的吸收與利用的 效率就會降低。
第三章 材料與方法
一、 實驗生物蓄養與孵化系統架設
壹、實驗生物:實驗生物佛羅里達藍螯(Procambarus alleni )購自水族館,飼養 2-3 個月待體長達6-7 公分後,開始繁殖配對,方法為挑選雙螯完整、健康狀況良 好的個體,配對採隨機將一對公母放在水缸中,若無交配行為即分開避免爭 鬥殘食。平日餵食市售斑節蝦飼料及冷凍赤蟲,一天餵食一餐,換水頻率為 一周一次,光週期8 小時,飼育水族缸之水體為 20 公升,單隻單缸飼養搭配 氣動式海綿過濾,在水質參數部分,溫度隨氣候升降範圍 19-28℃,Total Disolved Substance(TDS)維持在 100-150 ppm 左右,pH 值無特別調整。
貳、人工孵化裝置:人工孵化裝置參考Henryon and Purvis( 2000 ),為了操作方便 另外加以改良,主體魚缸水體40L,內置氣動式海棉過濾器及裝設圓桶過濾器 來維持水質穩定,並且藉由外接式低溫循環水浴槽來準確的監控及調節溫 度。每一個孵化單元是由動物灌食針筒內置離心管組成,其中離心管尖端及 蓋子鑿洞上下加上尼龍網,避免孵化過程中卵或是仔蝦的散逸,孵化單元由 沉水馬達推動使水流不間斷的通過,讓卵懸浮並持續的滾動(附錄三、附錄 四)。水質參數:孵化過程中氨氮、亞硝酸氮濃度低,pH 值 6-8,TDS 控制 為100-150 ppm,溫度根據實驗設計而改變。
二、 實驗處理與紀錄
壹、 卵的處理與胚胎發育定義:每日觀察蓄養配對的種蝦是否抱卵,發現抱 卵後3-5 天內,以小鑷子將泳足上的卵取下,分別計算紀錄左側與右側泳足 的總卵數,將死卵及受真菌感染的卵剔除,並將健康的卵一一分離,避免人 工孵化時黏結成一團,將所有數據收集後進行統計分析,觀察左右二側的總 卵數有無差異。依照不同實驗設計將卵分別置入人工孵化裝置中,而每隻母 蝦每次取下的卵,視為一個實驗組,實驗至少三重複,實驗過程中,每天移 除死卵並且計算數目,胚胎發育後期分別紀錄仔蝦Stage I → III 的發育時間 及各自的存活率,實驗進行到Stage III 階段即結束。胚胎發育則是各期幼苗 使用光學顯微鏡及解剖顯微鏡 40 倍率下觀察並且定義參考國外文獻(Vogt and Tolley, 2004),拍照細分 Stage I → III 各期的特徵。
貳、 存活率:人工孵化實驗期間,每日1次固定移除死卵、發霉卵及死亡的幼 生胚胎,每天紀錄一次總卵數,在卵孵化後,則分別記錄Stage I → III的各期 存活數以及進入各期的時間,活存數為起始總數扣除累積的死亡數,統計後 推算各期的累積存活率來顯示人工孵化的結果。
參、 最佳的臭氧機使用效率:試驗使用之臭氧產生器產生臭氧經臭氧分析儀 檢測,出口量濃度依照可調控的旋鈕不同範圍10-100%為0.84→3.45 g/m3,臭 氧發生量則為252→993(mg/hr)。實驗時將臭氧機連接空氣管與氣泡石輸入40 L水箱中,每隔10分鐘利用臭氧檢測儀器檢測水箱中臭氧殘留濃度,得到時 間與水中臭氧濃度的相關曲線,以利後續實驗參考應用,實驗水體使用自來 水。
肆、 臭氧濃度對仔蝦的致死時間:將臭氧輸入40L水中,在臭氧殘留濃度達平 衡濃度時,試驗臭氧殘留濃度0.05ppm及0.3 ppm分別對1.5公分幼苗之毒性,
得到在不同濃度其致死時間的關係曲線。實驗生物20隻,實驗共三個重覆組。
另一組毒性實驗為,試驗臭氧殘留濃度0.05ppm及0.3 ppm的臭氧分別浸泡1.5 公分幼苗30分鍾,觀察浸泡後有無毒性效應。實驗生物20隻,實驗共四個重 覆組。
三、 實驗設計
壹、 密度實驗:從抱卵母蝦身上取出卵後,將卵分為三個處理組別,數量依序 為每組40、80、120顆卵,實際密度分別為0.8、1.6、2.4(卵數/毫升),分別 放置於獨立的孵化單元內,離心管體積50ml,每日移除死卵直到胚胎發育期 到達stageIII的仔蝦,推算最後存活率。實驗過程中,水體與卵皆沒有進行消 毒處理,溫度沒有控制隨氣候升降,每週換水一次。實驗中每組五個重複。
貳、 溫度實驗:從抱卵母蝦身上取出卵後,每一組的卵數為50顆/管,放入三組 獨立的人工孵化裝置水槽中,藉由外接低溫循環水浴槽控制溫度,將實驗的 3組水槽溫度分別設定為20±0.5 ℃、24±0.5 ℃、28±0.5 ℃ 三個處理組,實驗 過程中每日移除死卵直到胚胎發育期到達stageIII幼苗階段,紀錄仔蝦從stage I → III的各期胚胎發育時間及各期的存活率,期望得到適當的孵化溫度。實 驗過程中,水體與卵皆未進行藥浴處理,實驗中每組四個重複。
參、 臭氧實驗-不同臭氧濃度對受精卵的浸泡消毒:人工孵化期間,使用臭氧 水對卵進行消毒浸泡處理,孵化方式與前敘實驗相同,每天取出孵化單元出 來浸泡臭氧水一次,觀察最後的孵化存活率。實驗處理共分為控制組及實驗
組四組,水中臭氧濃度調整為0.05 ppm與0.3 ppm 二個濃度並且分別浸泡10 分鐘及30分鐘,控制組則為使用甲醛處理(濃度3000ppm浸泡15分鐘)的組 別。實驗前先將臭氧機暖機,在浸泡實驗水槽中曝氣,當臭氧濃度達預設濃 度的動態平衡後,將孵化單元取出浸泡,達設定時間完成消毒動作後再放回 原先的人工孵化裝置。實驗密度、溫度參考實驗1-2的結果,將密度設定為40/
組,溫度為22±0.5 ℃,實驗中每組四個重複。
肆、 臭氧實驗-不同臭氧濃度對孵化水槽與受精卵的消毒:在人工孵化期間,
使用臭氧水對人工孵化裝置的水槽直接進行消毒處理,觀察最後的孵化存活 率。實驗處理共分為五組水槽,正負對照組置於同一座水槽,與前敘實驗相 法相同,每天取出孵化單元出來浸泡甲醛一次,正負對照組分別為沒有處理 的空白控制組及甲醛處理的正控制組,而實驗組四組分為四座獨立水槽,每 天一次直接將臭氧曝氣打到水槽中,藉由臭氧機的旋鈕調整臭氧水的濃度,
而實驗組四組,分別為臭氧濃度0.05ppm與0.3ppm同時對孵化水槽與受精卵 消毒二組以及臭氧濃度0.05ppm與0.3ppm僅對孵化水槽消毒二組,時間皆為 處理30分鐘。實驗密度、溫度參考實驗1-2的結果,將密度設定為40顆/組,
溫度為22±0.5 ℃,實驗中每組三個重複。。
伍、 溫度與消毒處理實驗:此實驗參考實驗1-3的結果與步驟,設定密度為每組 孵化單位40顆卵,實驗共分為二個溫度與三個消毒方式互相比較,溫度分 別為24±0.5℃及30±0.5℃,消毒處理分別為空白控制組、甲醛處理組、臭氧 處理組,六個組別分別為24℃的空白控制組、24℃的甲醛組、24℃的臭氧 組、30℃的空白控制組、30℃的甲醛組、30℃的臭氧組,甲醛處理濃度 3000ppm浸泡15分鐘,臭氧水的處理濃度為0.05ppm浸泡30分鐘。實驗中每 組三個重複。
陸、 人工孵化與自然孵化對照實驗:此實驗參考實驗1-3的結果與步驟,設定密 度提高為每組孵化單位100顆卵、溫度設定為22±0.5 ℃,實驗共分為二組,
人工孵化處理組與母蝦自然孵化組,在人工孵化的組別又分為二個處理,分 別為臭氧水的處理,濃度為0.05ppm浸泡30分鐘,甲醛處理濃度3000ppm浸泡 15分鐘。人工孵化的實驗組別為將抱卵母蝦一側泳足的卵剝離,依照上述的 條件處理。而自然孵化的對照組別為同隻母蝦另一側卵任母蝦自行孵化,實 驗過程紀錄二組的各期孵化率及孵化時間,實驗共四個重複。
柒、 實驗設備:
I. 培養箱(SANYO incubator MIR-153)
II. 恆溫循環水浴槽
III. 臭氧機(登氏企業有限公司,高效率套組式臭氧機 OWA-1000-C/T)
IV. Ozone meter(環凱攜帶式臭氧比色計)
四、 統計分析
統計分析方法分為三部份,實驗一(密度實驗)與實驗二(溫度實驗)之結 果使用 SAS(Statistical Analysis System, SAS Inststute Inc., USA)統計軟體,
使 用 Least Significant Difference (LSD) 法 進 行 單 因 子 變 異 分 析 One-way ANOVA,設定 P < 0.05 時為有顯著差異;實驗三、實驗四(臭氧消毒實驗)與實 驗五(溫度與消毒實驗)之結果使用 Microsoft Office 2007 之 Excel 統計軟體,
採用 Student's t-test 統計法進行單因子變異 (One-way Analysis of Variance, ANOVA) 分析各項測值,設定 P < 0.05 時為有顯著差異;實驗六的結果使用 Microsoft Office 2007 之 Excel 統計軟體,Chi-Square Test 統計法,設定 P < 0.01 時為有顯著差異。
第四章 結果
一、 水中殘留臭氧濃度
先將臭氧機開啟10 分鐘熱機後,將臭氧機產生之臭氧經曝氣管線輸入 40L 水 箱中,水溫 22℃,水體為未經處理及過濾的自來水,水箱中沒有任何其他擾動水 體的裝置與生物,藉此比較臭氧機在不同出氣濃度下水箱中臭氧殘留濃度之變 化。由實驗結果得知,從開始輸入臭氧後,不同的臭氧輸入量都在第一次檢測點 10 分鐘時達到最高值,水中之臭氧殘留濃度穩定,代表臭氧溶入水中的量和臭氧 自水中散去的量接近達到平衡,皆接近最高臭氧殘留濃度,且在60 分鐘內維持動 態平衡。在臭氧機的10%功率的臭氧量供給下,水中臭氧濃度最高為 0.34 ppm;
在臭氧機的30%功率的臭氧供給下,水中臭氧濃度最高為 0.50 ppm;在臭氧機的 70%功率的臭氧供給下,水中臭氧濃度最高為 0.56 ppm。而當在 60 分鐘後停止供 給臭氧,水箱持續打氣曝氣,觀察水中的臭氧殘留濃度,結果當停止供應臭氧 10 分鐘後,殘留濃度皆降低為各組最高濃度的1/2 以下,並且在 60 分鐘後殘留濃度 皆變成0 ppm(圖一)。由此初步的臭氧機功率與水中臭氧殘留濃度的實驗得到時間 與濃度的相關數據後,方便後續實驗操作上調整水中臭氧的濃度。
二、 胚胎發育
胚胎發育的分期,在淡水螯蝦上並沒有一個統一劃分的方法,且各蝦種胚胎 發育在不同的文獻中判定方式也不同(Kawai, 2002; 孟等人, 2000)。因此在本論文 中參考前人文獻不同蝦種的定義,將胚胎發育分為二部分:(1)受精卵胚胎發育期 (2)各期幼苗幼體發育。佛羅里達藍螯蝦產下的受精卵為黑褐色,圓球形表現光滑,
受精卵的卵膜厚卵黃比例大,健康受精卵彈性佳,不會因為輕微擠壓而導致破裂,
卵直徑1.0-2.0mm,隨著胚胎的發育,卵粒會呈現部份透明,透明區會隨時間不斷 的擴大,頭胸甲部分卵黃比例則相對縮小。於孵化出膜前期,在顯微鏡下可清晰
觀察到透明部位內部呈現頭胸甲、複眼、胸肢、腹部的構造,頭胸甲此時約佔全 身比例的1/2,可看到些許色素沉澱,最後破卵膜孵化,不需經過浮游期或是變態 期。本論文以持續觀察定義前三期幼苗的特徵為主要判定方式。
第一期幼苗(Stage I):頭胸部比例大,含卵黃囊,身體彎曲不能直立,整 體外部型態呈現球狀,身體只能簡單的來回彎曲,沒有眼柄不能轉動,觸鬚極短,
不再新增體節,腹肢發育尚未完整不能自由活動,尾扇尚未分化,缺乏剛毛,沒 有移動及防禦的能力(附錄五-第一期幼苗)。
第二期幼苗(Stage II):第一期幼苗經過一次脫殼後進入第二期幼苗,因為 卵黃囊大部分被吸收(卵黃囊呈現八字型的形狀),頭胸甲與第一期相比,顯得 比較扁平,腹部與第一期幼苗相比已經可以伸直,具有些微地游泳能力,但仍無 防禦能力,眼柄開始發育,同時腹肢和尾節的末端開始長出剛毛,具有較大的螯,
較長的第一二觸鬚,且觸鬚開始伸直,色素明顯沉澱在腹甲、頭胸甲、肢體。在 自然孵化的情形下,第一期幼苗與第二期幼苗如意外剝離母蝦的泳足,則無法再 重新回到泳足上,且無法存活(附錄五-第二期幼苗)。
第三期幼苗(Stage III):頭胸甲部位的卵黃囊幾乎吸收完畢,外部型態與成 體相近無差異,眼柄發育完整,第一對步足的大螯可以自由張合活動,藉由腹部 的彈跳在水中的移動能力增強,步足發育完整可以自由在底部活動,第一二對觸 鬚更為明顯,外骨骼的色素沉澱,顏色開始加深,逐漸呈現藍色。尾節與尾足構 成完整的尾扇構造且具有剛毛。第三期幼苗開始脫離母蝦且有攝食行為,同類間 的殘食與爭鬥行為也會被觀察到(附錄五-第三期幼苗)。
三、 左右側泳足抱卵數
將八隻抱卵母蝦的受精卵取下,分別計算左右二側的泳足,其計算結果如下,
第一組:左105 顆、右 91 顆,第二組:左 214 顆、右 220 顆,
第三組:左83 顆、右 90 顆,第四組:左 194 顆、右 200 顆,
第五組:左257 顆、右 237 顆,第六組:左 152 顆、右 156 顆,
第七組:左251 顆、右 254 顆,第八組:左 212 顆、右 230 顆。
八組平均值:左183.50 顆、右 184.75 顆,標準差 0.88 顆,左右兩側卵數沒有顯著 差異(表一)。
四、 臭氧毒性實驗
在不同濃度連續浸泡的實驗,結果顯示高臭氧濃度0.3ppm,第二期幼苗在 70 分鍾內全數死亡,1.5 公分的蝦苗在 80 分鐘內全數死亡。低臭氧濃度 0.05ppm 的 組別,1.5 公分的蝦苗在連續浸泡 120 分鐘後開始緩慢死亡,實驗持續進行到 360 分鐘,平均的活存數尚餘16.7 隻(圖二、圖四)。
在浸泡臭氧水30 分鐘的結果上,在高臭氧濃度 0.3ppm,1.5 公分蝦苗於 90 分 鐘內全數死亡,低臭氧濃度0.05ppm,1.5 公分的蝦苗持續觀察 1 天無死亡情形(圖 三)。
五、 密度實驗
密度實驗結果顯示,三個不同密度的組別,分別為低密度 40 顆/管、中密度 80 顆/管、高密度 120 顆/管(代號分別為 D40、D80、D120)實驗數據上沒有顯著 差異,各期幼苗平均活存率分別為 Stage I 活存率 66.5-73%、Stage II 活存率 54.8-64.5%、Stage III 活存率 47.5-51%(圖五)。而整體平均來說,低密度組別(40 顆/管)的各期幼苗活存率(Stage I:73%、Stage II:64.5%、Stage III:51%)皆 略高於中、高密度的組別。在統計上三個處理組之間的三個幼苗時期的活存率皆 沒有顯著差異(圖五)。因此,為了操作上的方便、降低風險以及多增加實驗處理組 別等原因,後續實驗會以較低的密度(40 顆/管)進行處理。