中国渔业报：纳米材料与水产养殖

　　世界上的材料分为两大类，一类为结构材料，如黄沙、石子；一类为功能材料，如磁性材料、超导材料。现在人们发现，一些结构无机材料，加工到纳米级后，也成了功能材料，具有与原来材料完全不同的特性。如：铜不导电了，塑料导电了，陶瓷打不碎了。它们的声、光、电、热、磁乃至化学性质都发生了变化，出现了特异的表面效应、体积效应、量子小尺寸效应与隧道效应。而且，有的还富有辐射、吸收、杀菌、吸附等许多新特性，具有新的功能，可以用于改造人类的生产与生活。

　　基本原理

　　２１世纪，纳米技术将渗透到人类的生产、生活许多领域，将引起一场“新的世界工业化革命”。纳米技术，国际上是十几年前发展起来的，１９９０年才召开了第一次世界纳米技术大会。我国近十年也有很大发展，上海、北京都成立了纳米研究中心，在医学、农业、生物领域已取得了一些成果。纳米技术应用于水产养殖，还只是近２～３年的事，而且都是原本不搞水产的“外行”搞起来的。

　　纳米材料我国已经可以产业化生产的有１００多种，这些世界上原来没有的新物质，有什么功能，尚待人们去开发。上个世纪６０年代前后激光技术的应用，推出了一批新的产业，后来又出现了个微米技术，也推出一批新产业。这两次浪潮，水产业都失之交臂，没有抓住机遇。

　　现在世界上出现了许多新现象，例如水体老化、环境污染，用原来的物质材料、传统科学已经不能解决了，或者说愈来愈不经济了。有人说地球环境最后一道防线是纳米技术。现在就是要创造一些新材料、新物质，运用纳米技术在原子、分子水平上进行设计，移动原子组成新材料。另外，特种定向催化剂的开发使设计特殊聚合物分子成为可能。水质好坏是看分子团的水分子多少，一般由６～７个水分子组成，水的分子团愈小，水的渗透力、溶解力、代谢力就越强，更容易进出细胞膜，运送养料，输出垃圾，成为最佳的运输载体。因此，小分子团的水最适合动物与植物细胞的吸收。

　　随着环境的恶化，水的缔合分子从原来的６～７个，变成了３０～４０个。这说明水老化了，退化了，水的结构出了问题，分子团逐渐变大而且面目全非了。水的功能减退，成为一种病态水，有序排列成了无序排列，这种水会使动物的免疫功能下降，体内酸性物质增加，而对病原微生物抵抗力下降，细胞活性降低，鱼虾容易致病，用药也难以治好。

　　水是有记忆的，有害电磁波进去了，就改变了电磁波频率。经过有害物质污染过的水，尽管通过多种物理、化学、生物等净化处理，将水中有害物质清除掉，但那些有害物质的原有信息仍然残存在水中。其表现就是分子团变大，就是人工加工的“纯净水”也是一种大分子水。所以，透明洁净的水不一定就是好水。

　　要恢复水的原始状态，即小分子团的水，就要用核磁共振仪测定其半幅宽，要小于１００ＨZ，水的分子团缔合分子要为６～８个水分子，水的营养生理功能，即溶解力、渗透力、扩散力、代谢力、浮化力、洁净力仍为良好状态。

　　怎样才能使水的分子团变小？常用的办法：一是远红外辐射，二是超声波处理，三是电场作用，四是磁场处理，或者几种办法复合处理。有一些矿物质在粉碎到纳米、微米时，没有能量，也能连续地发射出远红外射线，使水分子降到６～８个。核磁共振的线幅半宽达７０ＨZ左右，水质ｐＨ是７．４，ＯＲＰ降低，ＨZ愈小，水的能量愈大，水的渗透力、溶解力、代谢力就愈强，排除有害物质的能力也增强。

　　应用实例

　　目前，国内外运用纳米材料于渔业、农业及环保方面已初见成效的有：

　　①纳米污水处理（生活污水）。湖南、贵州已成功地建立了纳米材料污水处理厂，较常规污水处理厂投资省一半，耗电省一半，占地省一半。

　　②纳米养鱼、养龟、养虾。江西的纳米“８６３”在广西用于大面积养虾，换水量可减少５０％，水质清新，对虾无病，增产２０％以上。南昌市养龟鳖不加温，一年长到１ ｋｇ。纳米材料用于养鱼还有促进生长与防病的作用。上海已有６个月不换水的纳米静水养鱼实例。日本用微米、纳米功能材料试验养对虾，增产８７％。

　　③作净水用。日本用微纳米材料加上净水菌种的混合体，撒布在琵琶湖，净化湖水。我国上海、苏州部分地区也作了类似试验，取得了同样效果，一个月后臭味消除，ＮＨ３－Ｎ从７×１０－６降至０．５×１０－６以下，不换水，不增氧，没有二次污染，无其他副作用。上海昆虫馆，在一个３０ ｍ２的鱼池使用纳米材料，放养４０ ｋｇ观赏鱼，６个月不换水，不增氧，不吸污，照常投喂饲料，水中的ＮＨ３－Ｎ从０．５×１０－６降至０．２５×１０－６。

　　④用纳米负离子水养鱼。可以提高水中溶氧、ｐＨ值和成活率，不增氧，不循环，不换水，也可长期养殖。

　　⑤处理禽畜污水。纳米材料用作禽畜污水处理，乌黑的猪屎粪液，３天后除臭味，７天后变灰色，１５天后水色明显变好。

　　⑥用作抑菌、灭菌。水经过纳米塑料管，即有抑菌、灭菌作用。用电子显微镜观察，细菌明显减少。

　　⑦加工饲料。纳米、微米材料加入饲料中，可以使饲料在常温下变成纳米多孔颗粒饲料，密度低于１，而长期浮在水面。深圳用纳米饲料养鳖，成活率提高。

　　⑧使水负离子化。经纳米材料处理，水中氯离子减少，呈弱碱性。供人饮用，可以增强免疫力，提高健康水平。

　　⑨海上用的网箱网片上涂了抗菌纳米材料就可以不结垢，不需要经常冲洗。

　　结束语

　　纳米材料在水产养殖上的应用，在近２～３年探索实践过程中，笔者有以下体会：

　　①探索纳米技术在水产养殖上的应用，如同进入一个陌生的未知世界，什么都从“０”开始，是科研领域的一个“新大陆”。

　　②纳米世界是一个未知的科学世界。纳米养鱼，值得我们去探索，但是工作量是很大的，需要有更多的机构和人才去做。

　　③纳米材料在渔业上的应用，可以开出无数的课题，每一个题目，都可出一篇博士论文，因为没有人做过。例如，纳米陶粒与鱼虾体重的关系，少了没有作用，多了能量太大，要伤鱼虾，单一成分纳米与复配纳米又不一样。

　　④用纳米材料进行养鱼水处理，可以大大简化工业化养鱼技术，大幅度节电、节能。例如臭氧发生器、紫外线杀菌器、蛋白质分离器，甚至生物包等，都可以减少或取消。纳米材料可彻底改革饲料功能，养鱼养虾也不需要再用药了。

　　⑤国内外一些纳米专家都在忙有关国计民生的大事，无暇来研究养鱼问题。例如纳米碳管，可以解决储氢问题，汽车就不用油了，纳米制人造血浆、治癌症的纳米生物导弹等，哪一样的社会、经济效益都要比养鱼强。所以要解决纳米养鱼还得靠水产界自己。

　　⑥有人预计世界纳米技术的普遍使用需要３０～５０年，笔者看还要长一点。笔者　　在３０年前就提出工业化养鱼的设想，现在才刚刚实质性起动。但这要有人来干才是３０～５０年，不去干，３００～５００年也实现不了。