水產(chǎn)養(yǎng)殖污染分析

1、水產(chǎn)養(yǎng)殖污染分析1(2009-08-31 11:19:21)轉(zhuǎn)載標(biāo)簽： 分類：技術(shù)前沿2009年8月刊綜合分析表明，水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)所帶來的水域污染問題，是影響水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵所在。其中，解決污染問題的關(guān)鍵又在于了解其產(chǎn)生的真正原因圖池塘界瘴生容暴技簡國文/圖中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院水產(chǎn)科技中心劉峰許樂樂水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)為人類貢獻(xiàn)大量優(yōu)質(zhì)食物蛋白，已成為解決“糧食緊缺”，保障食品安全的重 要農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)。作為世界一個(gè)迅速增長的產(chǎn)業(yè)，水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)還存在不少問題有待解決。其中，水產(chǎn)養(yǎng)殖可持續(xù)發(fā)展相關(guān)話題多年來倍受關(guān)注，在2008年韓國舉辦的世界水產(chǎn)養(yǎng) 殖大會(huì)上，可持續(xù)發(fā)展成為核心話題。眾所周知，中國是世界水產(chǎn)

2、養(yǎng)殖第一大國，水產(chǎn)養(yǎng)殖 的產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的70%左右，目前，中國所面臨的水產(chǎn)養(yǎng)殖的可持續(xù)發(fā)展問題也最為 突出。綜合分析表明，水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)所帶來的水域污染問題，是影響水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān) 鍵所在。一、養(yǎng)殖業(yè)污染綜合分析從大自然生態(tài)系統(tǒng)的角度講，包括水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)在內(nèi)的動(dòng)物養(yǎng)殖行業(yè)本身就是一種“污染”， 一種人類干預(yù)下的特殊種群優(yōu)勢所造成的“生物污染”。這種特殊的人為干預(yù)的生態(tài)系統(tǒng)形成 了穩(wěn)定的或非穩(wěn)定的養(yǎng)殖生態(tài)系統(tǒng)。那么，集約化養(yǎng)殖則是更為明顯的“生物污染”例證。養(yǎng)殖生態(tài)系統(tǒng)要求在人類的干預(yù)下保證局域系統(tǒng)平衡，畜禽及其他陸生動(dòng)物養(yǎng)殖業(yè)的養(yǎng) 殖空間固定，造成的生態(tài)環(huán)境污染直接呈現(xiàn)在人類生存的生態(tài)環(huán)

3、境中，出現(xiàn)污染易于及時(shí)發(fā) 現(xiàn)、治理與控制。然而由于水產(chǎn)養(yǎng)殖尤其是海水養(yǎng)殖的環(huán)境介質(zhì)流動(dòng)性強(qiáng)，而且水體環(huán)境并非人類生存的 直接介質(zhì)，因此對于非飲用水污染相對難于被直觀感知，致使水域的污染不易被發(fā)現(xiàn)，如果 不進(jìn)行科學(xué)管理，累積效應(yīng)可能導(dǎo)致更為嚴(yán)重的后果。以海水養(yǎng)殖用水排放所間接造成的“赤 潮”為例，最能說明以上觀點(diǎn)。2009年7月8日，在青島舉行的生態(tài)系統(tǒng)水平的海水養(yǎng)殖國際研討會(huì)上，集中探討了如 何將水產(chǎn)養(yǎng)殖活動(dòng)與生態(tài)可持續(xù)發(fā)展協(xié)調(diào)起來，綜合考慮生態(tài)系統(tǒng)中的生物、非生物和人類 之間的相互作用，從而實(shí)現(xiàn)不同社會(huì)目標(biāo)之間的最佳平衡。污染本身是一個(gè)相對和綜合的概念，例如養(yǎng)殖海參或貝類的海區(qū)，海星的大量存

4、在就是 一種“污染”。理論上說影響局域生態(tài)系統(tǒng)平衡可能是一種相對污染，成功可持續(xù)發(fā)展的水產(chǎn) 養(yǎng)殖業(yè)最終是要實(shí)現(xiàn)一種平衡，一種相對的生態(tài)平衡。養(yǎng)殖業(yè)和種植業(yè)一樣，畢竟是人類發(fā)展的趨勢。如何保證安全、健康和可持續(xù)發(fā)展的水 產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)，需要分析具體養(yǎng)殖生態(tài)系統(tǒng)，從根源上挖掘產(chǎn)生污染的原因，最終實(shí)現(xiàn)改善和治 理的目的。二、解讀水產(chǎn)養(yǎng)殖生態(tài)系統(tǒng)與污染產(chǎn)生水產(chǎn)養(yǎng)殖從養(yǎng)殖環(huán)境介質(zhì)分類，包括淡水養(yǎng)殖和海水養(yǎng)殖，海水養(yǎng)殖中還囊括著半咸水 養(yǎng)殖范疇。無論是淡水養(yǎng)殖還是海水養(yǎng)殖，一般情況下污染是可以科學(xué)預(yù)見、估算和檢測出 來。以下分別以淡水池塘養(yǎng)殖，海水工廠化養(yǎng)殖和海水網(wǎng)箱養(yǎng)殖為例進(jìn)行分析描述。1、淡水池塘養(yǎng)殖中國淡

5、水養(yǎng)殖歷史悠久，可追溯到2500多年前的養(yǎng)魚經(jīng)。以池塘養(yǎng)殖為代表的淡水 養(yǎng)殖生態(tài)系統(tǒng)詳見圖1。傳統(tǒng)淡水養(yǎng)殖過程中經(jīng)典理論認(rèn)為“養(yǎng)魚先養(yǎng)水”，實(shí)際上就是要實(shí)現(xiàn)池塘生態(tài)系統(tǒng)的平 衡，以保證水中各種指標(biāo)在養(yǎng)殖動(dòng)物生存適宜范圍內(nèi)。如圖1所示，合理的池塘養(yǎng)殖過程中，系統(tǒng)之外輸入的飼料、肥料和漁藥等，除了轉(zhuǎn)化 成養(yǎng)殖產(chǎn)品或可輸出的非養(yǎng)殖產(chǎn)品輸出系統(tǒng)之外，還有相當(dāng)多的物質(zhì)和能量殘留在系統(tǒng)之中， 系統(tǒng)各生物鏈能否成功的利用和轉(zhuǎn)化這些物質(zhì)與能量主要取決于以下兩個(gè)方面，一是水體穩(wěn) 定和自凈化能力；二是輸入殘留的物質(zhì)和能量是否超出水體負(fù)荷。對于池塘生態(tài)系統(tǒng)而言，水體自身的穩(wěn)定和自凈化能力相對較弱，追求高產(chǎn)的高密度養(yǎng)

6、 殖，由于殘餌和糞便等有機(jī)物的大量存在，往往會(huì)造成水體缺氧和富營養(yǎng)化，這種后果除了 可能導(dǎo)致養(yǎng)殖動(dòng)物直接死亡，還可能使呈指數(shù)增長的浮游植物短期迅速爆發(fā)，形成激烈生態(tài) 競爭，而間接導(dǎo)致養(yǎng)殖生物嚴(yán)重缺氧大批死亡。此外，漁藥和添加劑大量使用造成的水體污染和養(yǎng)殖動(dòng)物中毒，也是經(jīng)常出現(xiàn)的污染現(xiàn)象， 這往往可人為避免，但水體富營養(yǎng)化和藥物等污染問題一旦形成協(xié)同效應(yīng)，將產(chǎn)生更為嚴(yán)重 的水域污染。通過水產(chǎn)動(dòng)物的生長和飼料系數(shù)可大體估算出殘餌量，而且魚類的排糞量可通過研究飼 料的消化率來計(jì)算。魚類的消化率隨食物種類不同差別很大。Winberg認(rèn)為，雜食性魚類的消化率一般為80%，植食性和腐食性魚類的消化率一般低

7、 于80%，肉食性魚類的消化率通常高于90%，未被食用的飼料（殘餌）連同動(dòng)物的糞便一起累 積在養(yǎng)殖系統(tǒng)中。Michele等（2001）報(bào)道，蝦攝食的飼料中85%的N（氮）被蝦同化，15%通過糞便排放，但糞 便中只有5%的N以氨態(tài)氮形式直接排放，其他的有8%為可溶性初級胺，26%為尿素，61% 為其他可溶性有機(jī)氮。以上殘留餌料及糞便分可被水中微生物等分解者利用，最終轉(zhuǎn)化成的 無機(jī)物被水生植物等通過光合作用固定，而再有過多殘余，在沒有人為清除的情況下，則累 積形成污染。2、工廠化養(yǎng)殖2：工廠比養(yǎng)殖集約化養(yǎng)殖票螺簡圖室內(nèi)工廠化養(yǎng)殖是沿海地區(qū)較為普遍的養(yǎng)殖模式之一，也是海水養(yǎng)殖最主要的養(yǎng)殖模式。工廠化

8、養(yǎng)殖是一種集約化養(yǎng)殖形式（如圖2）,除了海水中自然存在的部分微生物以外， 其他生物和非生物個(gè)體都通過沉淀和過濾等物理化學(xué)手段去除，使養(yǎng)殖系統(tǒng)內(nèi)形成了以養(yǎng)殖 生物為絕對主導(dǎo)的不穩(wěn)定生態(tài)環(huán)境。通過外源輸入飼料，必要時(shí)輸入漁藥等，以保證養(yǎng)殖生 物盡量健康的生長，達(dá)到商品規(guī)格。養(yǎng)殖系統(tǒng)內(nèi)用水不斷更新，含有殘餌和糞便等有機(jī)物的 海水通常直接排入附近海區(qū)中；也有部分養(yǎng)殖廢水經(jīng)過一定的處理水質(zhì)達(dá)標(biāo)后排放入海；當(dāng) 然也有很少一部分地區(qū)采用養(yǎng)殖用水經(jīng)處理循環(huán)使用的方式。以上三種方式顯然對環(huán)境的污染效果截然不同。工廠化養(yǎng)殖排出廢水中的營養(yǎng)鹽主要是 以氮、磷等元素大量存在，使周邊水體產(chǎn)生富營養(yǎng)化作用。這種水體一旦伴

9、有適當(dāng)?shù)纳铩?水文和氣象條件時(shí)，就有產(chǎn)生赤潮的可能。工廠化養(yǎng)殖的水質(zhì)凈化技術(shù)是涉及可持續(xù)海水養(yǎng)殖的核心技術(shù)之一，目前北方沿海大多 數(shù)養(yǎng)殖企業(yè)并沒有引進(jìn)這類技術(shù)，多數(shù)仍是經(jīng)簡單的水處理后排放或直接排放進(jìn)入海區(qū)。室 內(nèi)循環(huán)工廠化養(yǎng)殖雖然引入了水質(zhì)凈化技術(shù)來處理養(yǎng)殖過程中產(chǎn)生的廢物污染，但由于這種 技術(shù)必須根據(jù)養(yǎng)殖動(dòng)物的營養(yǎng)需求與代謝、池水污染特點(diǎn)與負(fù)載、魚類對水環(huán)境的質(zhì)量要求 和魚池生物濾器功能形成的機(jī)制等內(nèi)涵，進(jìn)行有針對性地設(shè)計(jì)，需耗費(fèi)較多的人力和物力， 目前尚未在我國的工廠化養(yǎng)殖領(lǐng)域內(nèi)普及，我國室內(nèi)工廠化養(yǎng)殖所帶來的污染問題也并未有 效解決，這一點(diǎn)與國外存在較大差距。3、近海網(wǎng)箱養(yǎng)殖:一生豪

10、綻網(wǎng)箱養(yǎng)殖海水、淡水都有，一般是利用湖泊、水庫、海灣、近海海區(qū)等大水面，通過網(wǎng) 箱限定養(yǎng)殖動(dòng)物活動(dòng)范圍，而養(yǎng)殖的水環(huán)境與網(wǎng)箱外部的大環(huán)境相聯(lián)通。通常網(wǎng)箱養(yǎng)殖一般 選擇吞食性和肉食性魚類的食用魚，因?yàn)檫@類魚攝食主動(dòng)，投入的餌料能夠被充分利用，不 會(huì)因落入網(wǎng)箱之外過多而降低經(jīng)濟(jì)效益。如圖3所示，以近海網(wǎng)箱養(yǎng)殖生態(tài)系統(tǒng)簡圖來說明網(wǎng)箱養(yǎng)殖污染情況，網(wǎng)箱養(yǎng)殖一般不 使用藥浴的方法防治魚病，通常采用注射疫苗和投入藥餌的方法。因此，網(wǎng)箱養(yǎng)殖對大環(huán)境 的污染一般主要來源于殘餌、糞便和養(yǎng)殖動(dòng)物的尸體等因素。網(wǎng)箱養(yǎng)殖產(chǎn)生的廢物（有機(jī)物）沉積到海底，導(dǎo)致海底表面沉積物氧化還原電位降低（張 雅芝等，2001）；沉積物

11、增加水中微生物的活動(dòng)，增加了底質(zhì)的需氧量，造成沉積物環(huán)境缺 氧;厭氧狀態(tài)下，異氧細(xì)菌將有機(jī)物分解轉(zhuǎn)化為硫化氫和氨，引起底質(zhì)中硫化物含量的升高， 對網(wǎng)箱內(nèi)魚類造成危害（舒廷飛等，2002）。Paez-Osuna等研究了養(yǎng)殖海域底泥中的物質(zhì)平衡，發(fā)現(xiàn)在水產(chǎn)養(yǎng)殖過程中，輸入水體的 總氮、總磷和顆粒物分別有24%.84%和93%沉積在底泥里，而富集在底泥里的這些污染物， 在一定條件下又會(huì)重新釋放出來，成為水體污染最重要的內(nèi)源。也就是說，有機(jī)質(zhì)在底泥內(nèi)的沉積會(huì)使得底泥成為營養(yǎng)物質(zhì)庫，即沉積物中營養(yǎng)鹽向上 覆水中釋放，然后在動(dòng)力作用下營養(yǎng)鹽再懸浮，從而造成內(nèi)源污染（王鵬，2004）或稱之為 “二次污染”，使得水體富營養(yǎng)化的情況進(jìn)一步加劇。近年來，不少學(xué)者開始探討網(wǎng)箱養(yǎng)殖與赤潮發(fā)生之間的