郭 龙， 李 陈， 骆 美， 常珺枫， 张 宁， 武 升， 甘曼琴， 马友华

(安徽农业大学 资源与环境学院，安徽 合肥 230036)

我国对水产养殖废弃物和废水的处理仍处于初级阶段,其中不完善的水环境检测体系是水产养殖废弃物直接排放造成对周边水体污染的重要原因之一,因此,有必要采取适当的政策和切实可行的管理制度以及先进水产养殖技术来调节水产养殖污染。近年来水产养殖业发展极为迅速,带来了大量的经济效益,但同时也对周围水体环境造成了严重危害,严重影响了鱼类的生长、发育和栖息,此外水产养殖废水严重制约了长江流域水环境质量的提升,因而必须统筹规划水产养殖区、加强养殖水质监测与管理、完善水产养殖防治措施,督促养殖经营主体采取措施,确保养殖尾水达到受纳水体功能区排放标准。鉴于此,以芜湖市为例，为解决日益突出的水产养殖污染问题,进一步促进水产养殖业健康发展,本研究总结了相关水产养殖污染防治措施和养殖废水净化技术供参考。

1 水产养殖与污染现状

1.1 养殖现状

芜湖市地处安徽省东南部，位于长江下游，地理坐标为E117°40′至118°44′、N30°19′至31°34′。芜湖市水域面积、养殖产量均位于全省第四，龟、鳖产量均位于全省第一，河蟹产量位于全省第三。根据芜湖市统计局数据，芜湖市水产品总量为16.98万t，水产养殖面积52.54万亩，其中池塘养殖34.52万亩，湖泊养殖10.17万亩，水库养殖1.10万亩，河沟养殖6.32万亩，其他养殖0.43万亩以及稻田养殖20.62万亩,其分布如图1所示。芜湖市水产养殖品种主要以淡水鱼、河蟹、小龙虾、青虾为主，其中淡水虾蟹养殖发展迅速，养殖面积也不断扩大。

图1 芜湖市各种养殖模式面积

1.2 污染现状

据统计，芜湖市水产养殖总氮排放量为395.20 t,总磷排放量为81.83 t,化学需氧量排放量为4 427.65 t。其造成总氮、总磷、化学需氧量污染的主要原因有:剩余饵料、养殖密度太大、抗生素和防止病虫害的药物等。芜湖市县(区)水产品的投苗量及产量如图2。由图2可知,湾沚区,南陵县,无为市为芜湖市的水产养殖大县,其中无为市水产品产量最高为6.46万t/年,占芜湖市水产品产量的38.03%,镜湖区水产品产量最低为0.38万t/年,占芜湖市水产品产量的2.26%。对水产养殖业进行氮磷流失计算,排污系数(摘自全国第二次污染系数手册)如表1:

表1 淡水池塘养殖品种排污系数

图2 芜湖市各县区水产品投苗量及产量

污染物排放量=排污系数×(产量-投放量)。通过计算得到芜湖市各县区养殖总氮、总磷和COD等污染物排放量(图3)。由图3可知,无为市水产养殖污染物总氮、总磷、化学需氧量的含量均最高,分别为169.71 t/年,34.45 t/年,2 079.92 t/年。总体上水产养殖污染物总氮、总磷、化学需氧量的排放量主要集中在无为市、南陵县、繁昌区、湾沚区、弋江区5个水产养殖大县。

图3 芜湖市各县区水产养殖污染物排放分布

2 水产养殖污染防治存在的问题

养殖散户们采用的尾水处理配套设备结构简单、功能单一、净化废水效果不明显,在追求经济收益的同时造成水体环境污染严重,部分养殖户在肥料渔药使用和投入品的选择与施用上,由于缺少对专业水产养殖规范知识的系统学习,在养殖过程中并没有严格执行相关养殖技术规程,导致水产养殖期间出现肥料过量使用以及渔药滥用现象从而加深了养殖水体的污染。同时,芜湖市水产养殖户经常使用密集的养殖模式来提高经济收益,这种密集养殖模式会产生大量的氮、磷累积在底泥,导致底泥中微生物活动增强,消耗了大量的氧气产生缺氧或无氧的环境,加速了脱氨或硫还原反应,使无机营养盐释放速度加快,导致水生植物大量繁殖生长,从而使浮游生物疯狂生长,进而对水体产生严重的污染。此外,芜湖市水产养殖还长期存在饲料使用率较低的问题,随着规模的不断扩大,这些问题日益严重,饲料的配制和使用不科学是造成这个现象的主要原因。研究表明,鱼类摄食到体内的饵料约有25%用于生长, 这说明摄入到体内的饵料约有75%不能被鱼类利用而浪费,在未被鱼类摄入体内的饵料中,约有15%～30%的饵料由于各种原因溶解于水中或者沉积于水底,其余都被排放到环境中，成为污染物。芜湖市在水产养殖病害防治中使用药物饵料情况非常普遍,导致药剂用量逐渐增大,药物毒性也逐步增加,甚至还会对水中浮游生物及有益菌的生长造成影响,使微生态环境遭到破坏,使芜湖市水体环境出现了较为严重的药物污染问题。

3 水产养殖污染控制和净化适用技术

目前,国内外对水产养殖废水净化技术及措施均开展了广泛研究,主要包括利用机械过滤处理的物理方法、臭氧净化及电化学等处理的化学方法、生物膜法、藻类、植物等处理的生物方法。

3.1 大力推广绿色环保型饲料

绿色环保型饲料是通过优化配方、使用绿色添加剂、改善饲料加工工艺等方式,使饲料的水中稳定性和沉降速度等指标得到明显改善的饲料。Sugiura等研究发现,鱼类进食含有植酸酶的虹鳟饲料(主要成分以大豆粉为主),与商品鱼饲料相比,磷的排泄量减少了95%～98%,因此加大推广绿色环保型饲料有助于提高养殖水体质量。建议芜湖市水产养殖者在购买饲料时,选择含酶制剂或水产诱食剂的饲料。

3.2 科学投喂，减少渔药用量

Smith等研究,饲料在水中2 h后溶失率可达到15%,王岩等研究,不同的投喂率能够调节水体中氮的排放,说明科学投喂可以调节养殖环境提高养殖效率,还可以减少残饵流失对水体污染,因此寻找合理投喂模式来提高饲料利用率至关重要。此外,投饲量及投喂次数的调控也十分重要，定时：每天按时投喂饲料(3次/天)(分别在08：00-09：00、12：00-13：00、18：00-19：00)；定量：准确控制投食量(如果一个小时未吃完，则第二次少投；如果饲料快速吃完，则第二次多投)；定质：不投喂变质饲料；定位：固定位置投喂，使鱼养成在固定位置摄食的习惯。同时芜湖市严格控制渔用药品的使用，按照国家相关规定选药、明确剂量、遵守休药期制度，尽可能减少水体危害，如确需防治药品时，必须在保障水产品安全的前提下，适当选用高效、无残留绿色水产药物，同时合理使用疫(菌)苗、微生物制剂等生物渔药及中草药防治病害。

3.3 定期清塘

水产养殖区底泥中氮、磷等含量均显著高于周围水体,并且底泥中还存在有残饵聚集的有机污染。因此,定期清塘能有效地清除底泥中的污染,为培育苗种创造安全水体环境。建议芜湖市养殖者至少2年清塘一次,并定期充注新水,使透明度保持在20～30 cm之间。推荐清塘方法:干池清塘,留水约10 cm,生石灰60～75 kg/亩。在池塘中挖几个小坑,放入生石灰,加水调成糊状,趁热撒入池中,对于水源困难的池塘可以用带水清塘,池水留1 m左右,生石灰125～150 kg/亩,将生石灰在容器内溶解后全池泼洒,淤泥较多的池塘可以增加10%生石灰用量。生石灰的添加增加了水体中Ca,使水体呈微碱性,同时澄清死水,加速有机物分解矿化。

3.4 养殖废水微生物净化技术

养殖废水微生物净化技术可提高水体溶解氧(DO),降解化学需氧量(COD),抑制致病菌的繁殖,并能降低水体中NH-N和NO-N的含量。复合益生菌可以降低水中氨氮和亚硝酸氮的浓度,从而改善水体菌群的结构,其优势:吸附力较强、沉降性良好,能够有效地去除水体中污染物,不需要高温(压)、温和等条件,易培养、繁殖快、对环境有较强的适应能力等特性。目前,光合细菌、芽孢杆菌复合菌在水产养殖过程中得到了广泛的应用。同时,该技术使用过程中需要注意一些问题,如某些污染物被降解和转化后毒性增加从而对养殖动物造成危害,不同微生物的功能活性与温度也密切相关,当养殖水环境处于极端温度状态时,其修复功能会遭到破坏。

3.5 养殖废水水生植物净化技术

养殖废水水生植物净化技术是利用水生植物的根、茎、叶来降解养殖水体中的污染物,减少底泥中营养元素的释放,进而降低水体中过剩营养物质的技术。在池塘中种植并收割水生植物, 可减少底泥和水体中氮、磷含量。植草池塘沉积物的沉积速率不仅高于未植草池塘,而且在净化污染物同时使水体中营养物质得以循环利用。鱼塘植莲后, 底泥中总氮和总磷的浓度都显著降低了。目前,应用较为普遍的水生植物主要有水芹菜、水蕹菜等,此外,一些陆生植物通过水培方式也可应用于养殖废水的处理,同时,该技术使用过程中需要注意避免外来生物入侵对整个养殖水域生态环境造成破坏的问题。

3.6 人工湿地净化养殖废水技术

人工湿地净化养殖废水技术应用物种共生、物质循环再生以及结构与功能协调原则,在促进废水中污染物质良性循环同时,充分发挥资源的生产潜力,防止环境再污染,其对水产养殖废水中总氮,总磷,颗粒悬浮物等含量有明显的降低效果。人工湿地净化技术不仅可以明显降低虾循环养殖系统中氨态氮、总无机氮以及总磷的含量,还可以降低鳜鱼养殖废水中有机物和总磷的含量。

3.7 鱼菜共生综合种养技术

4 展望

目前,水产养殖在环境上的管理和把控还不甚严格,经常会出现养殖环境污染问题,对部分规模场、集中连片精养池塘养殖尾水进行生态综合治理,落实了相应尾水处理面积,建立生态沟渠、沉淀池、过滤坝、曝气池、生态处理池等养殖尾水处理设施,应用物理和生物净化处理等异位修复技术,实现循环水在利用或者达标排放至关重要。同时相关主管部门应当加强对水资源保护工作的重视,通过政策扶持和引导,建立完善的水产养殖污染治理监督、管理机制以及合理有效的水产养殖生态补偿制度,推进水产养殖业规范化,标准化和可持续发展,并通过统筹规划水产养殖的环境容量和承载能力,形成合理的水资源利用机制,逐步推行水产养殖的用水和排水收费机制,防范滥用水、乱排水的现象。另外,养殖户也需不断优化养殖模式,工厂化养殖模式将是未来渔业绿色发展的重要方向,分步改造配套尾水集中收集处理系统,实现工厂化养殖循环用水和养殖废水达标排放,其具有工程化、集约化、资源节约和环境友好化的特点,芜湖市应加强工厂化养殖模式的研究,鼓励其发展。