封閉循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)與流水式養(yǎng)殖系統(tǒng)水質(zhì)的比較

封閉循環(huán)養(yǎng)殖系統(tǒng)與水式養(yǎng)殖系統(tǒng)質(zhì)的比較摘

要封閉循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)因其節(jié)約土地、水和能源，環(huán)保、高產(chǎn)和產(chǎn)品安全可控等特點(diǎn)，成為當(dāng)前和未來(lái)推動(dòng)水產(chǎn)養(yǎng)殖可持續(xù)發(fā)展主要養(yǎng)殖模式之一。我國(guó)北方水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)逐漸興起的封閉循環(huán)水工廠化養(yǎng)殖已逐漸取代原有的流水集約化養(yǎng)殖，尤其是在高價(jià)值鲆鰈魚(yú)類養(yǎng)殖生產(chǎn)中。本論文集中研究了在進(jìn)水水質(zhì)相同、養(yǎng)殖對(duì)象一致、養(yǎng)殖密度類似的情況下，封閉循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)和流水式開(kāi)放養(yǎng)殖系統(tǒng)的水質(zhì)，主要是溫度、氨氮CODpH、TSS等水質(zhì)指標(biāo)的差異及變化情況。同時(shí)，結(jié)合之前所做關(guān)于生物濾器掛膜成熟水質(zhì)指標(biāo)變化，主要是氨氮的變化情況，探討了封閉循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)的掛膜成熟過(guò)程。關(guān)鍵詞：封閉循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)

流水式養(yǎng)殖系統(tǒng)

水質(zhì)比較

TheQualityAquacultureandFlowing-systemsAbstract(RecirculationAquacultureSystems)themainsustainedforminaquaculturebecauseofsavingland,seawater,reducinggoodqualityofgoodsdaysinfuture.RAShasbeeninsteadofflow-thoughinnorthofChina,inflatfishThisfocusonandofqualityTSS,pH,andsoon,Aswell,thewaterofRASduringbacteriagrowingupthebiofilterjudgethestabilityofsystems.Keywords:RASWater-Quality

目

錄1.前言..............................................................................................................................................12.材料與方法..................................................................................................................................42.1實(shí)驗(yàn)材料............................................................................................................................42.1.1實(shí)驗(yàn)象................................................................................................................42.1.2實(shí)驗(yàn)劑................................................................................................................52.1.2.1氨測(cè)定所用試劑.2.1.2.2COD測(cè)定所用試劑2.1.2.3pH測(cè)定所用試劑2.1.3實(shí)驗(yàn)統(tǒng)................................................................................................................62.1.3.1封循環(huán)水系統(tǒng).2.1.3.2流開(kāi)放式養(yǎng)殖.2.1.4實(shí)驗(yàn)器.2.2實(shí)驗(yàn)方法..................................................................................................................112.2.1養(yǎng)殖溫度的測(cè)定..............................................................................................2.2.2養(yǎng)殖中氨氮含量的測(cè)定.................................................................................112.2.3養(yǎng)殖中COD含量的測(cè)定2.2.4養(yǎng)殖pH的測(cè).2.2.5養(yǎng)殖的定.3.實(shí)驗(yàn)結(jié)果....................................................................................................................................173.1掛膜期間水質(zhì).3.1.1試驗(yàn)件下自然掛膜氨氮去除變化情況.3.1.2試驗(yàn)閉循環(huán)水系統(tǒng)掛膜3.2水質(zhì)指標(biāo).3.2.1養(yǎng)殖溫度的測(cè)定.3.2.2養(yǎng)殖中氨氮含量的測(cè)定3.2.3養(yǎng)殖中COD含量的測(cè)定3.2.4養(yǎng)殖pH的測(cè).3.2.4養(yǎng)殖的定.4.實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較5.總結(jié)............................................................................................................................................25參考文獻(xiàn)........................................................................................................................................27致謝!...............................................................................................................................................27

1.前言我國(guó)是海洋水產(chǎn)大國(guó)，年我國(guó)的海水養(yǎng)殖產(chǎn)品總量達(dá)萬(wàn)噸，約占世界海水養(yǎng)殖產(chǎn)品總量的60%以上，為我國(guó)13億人口的食品安全做出了貢獻(xiàn)我國(guó)不是海洋水產(chǎn)強(qiáng)國(guó)主要表現(xiàn)在海水養(yǎng)殖業(yè)普遍存在的設(shè)施陳舊、簡(jiǎn)陋、生產(chǎn)工藝不成熟、生產(chǎn)率低、生產(chǎn)穩(wěn)定性差、養(yǎng)殖過(guò)程病害頻發(fā)、養(yǎng)殖生產(chǎn)環(huán)境污染嚴(yán)重、養(yǎng)殖產(chǎn)品品質(zhì)下降等方面。發(fā)展新的養(yǎng)殖技術(shù)和養(yǎng)殖模式，使水產(chǎn)養(yǎng)殖過(guò)程更為“環(huán)境友好”已成為海水養(yǎng)殖業(yè)亟待解決的關(guān)鍵問(wèn)題。工廠化養(yǎng)殖被普遍認(rèn)為是解決環(huán)境污染、提高產(chǎn)品質(zhì)量的有效途徑。養(yǎng)殖企業(yè)也希望通過(guò)發(fā)展工廠化養(yǎng)殖，能夠?qū)崿F(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，特別是能適應(yīng)全球開(kāi)放市場(chǎng)的需求和進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本。我國(guó)現(xiàn)有的海水工廠化養(yǎng)殖，基本是采用開(kāi)放式流水生產(chǎn)，處于工廠化養(yǎng)殖初級(jí)階段。其特點(diǎn)是用水量過(guò)大，對(duì)水質(zhì)的前處理簡(jiǎn)單，產(chǎn)量難以提高，絕大多數(shù)養(yǎng)殖單位不設(shè)后處理，養(yǎng)殖廢水直接排放入海，造成海區(qū)污染并危及企業(yè)自身的持久生存。為此，從保護(hù)環(huán)境和持續(xù)利用資源的全局出發(fā)，走封閉式循環(huán)水工廠化養(yǎng)殖之路，改變目前的生產(chǎn)現(xiàn)狀，徹底改善養(yǎng)殖生產(chǎn)與環(huán)境保護(hù)之間不協(xié)調(diào)的關(guān)系，才是最佳的出路。封閉循環(huán)水養(yǎng)殖（Recircling，通過(guò)綜合集成現(xiàn)代生物學(xué)、建筑學(xué)、化學(xué)、電子學(xué)和工程學(xué)等領(lǐng)域的技術(shù)[3]機(jī)械過(guò)濾、生物過(guò)濾去除養(yǎng)殖水體中的殘餌糞便以及NH-NNO-N等有害物質(zhì)再經(jīng)消毒增氧、3去除CO、調(diào)溫后輸回養(yǎng)殖池實(shí)現(xiàn)養(yǎng)殖用水的循環(huán)利用，這樣可大大節(jié)約水資2源，使養(yǎng)殖水體持續(xù)保持高溶氧狀態(tài)和穩(wěn)定的水質(zhì)環(huán)境，顯著提高單位水體生產(chǎn)力。在封閉循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)中，需要控制總氨氮懸浮物、溶解性有機(jī)物以及二氧化碳）等代謝物的積累，循環(huán)水養(yǎng)殖所需要的水處理單元取2決于水循環(huán)利用率、經(jīng)濟(jì)性和養(yǎng)殖對(duì)象的水質(zhì)要求，典型的循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)的處理單元（如圖1示）包含懸浮顆粒物去除（機(jī)械過(guò)濾體控制（氧氣供應(yīng),CO去除）和生物處理（物過(guò)濾的氨硝化反應(yīng)和消毒）等。2

封閉循環(huán)水工廠化養(yǎng)殖無(wú)論是用水量還是占地面積均要顯著低于池塘養(yǎng)殖和開(kāi)放式流水養(yǎng)殖模式，并可大大提高養(yǎng)殖密度；另外工廠化養(yǎng)殖把外來(lái)污染源和病原體的危害降低到最小程度，生產(chǎn)環(huán)境穩(wěn)定，可生產(chǎn)出完全符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)質(zhì)無(wú)公害產(chǎn)品，并通過(guò)對(duì)養(yǎng)殖廢水的資源化處理，減少養(yǎng)殖生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的污染，實(shí)現(xiàn)環(huán)境友好。封閉循環(huán)水的水處理技術(shù)發(fā)展過(guò)程為上世紀(jì)六十年代多數(shù)采用單級(jí)凈化裝置（如：卵石濾床、活性污泥池、滴濾等）來(lái)處理全部污水，這類裝置占地大、效率低。七十年代研制了凈化效率較高的生物轉(zhuǎn)盤(pán)、生物轉(zhuǎn)筒，同時(shí)發(fā)展了二級(jí)以及三級(jí)式水凈化技術(shù)，即增加前級(jí)處理裝置，濾去粒狀污物，減少生物濾池負(fù)荷；這類裝置除普通沉淀池外，還有壓力濾器、斜板、斜管濾器、固體離子過(guò)濾機(jī)等。八、九十年代以來(lái)，美、日等國(guó)進(jìn)一步研究了臭氧凈化處理技術(shù)、離子交換處理技術(shù)以及生物接觸氧化技術(shù)，并相應(yīng)研制了新的濾料，取得了較大的進(jìn)展。近年來(lái)，國(guó)外工廠化養(yǎng)殖技術(shù)進(jìn)步較快，在水體消毒凈化、池底排污、增氧及控溫方面，幾乎采用了現(xiàn)代所有可以引用的實(shí)用技術(shù)并呈現(xiàn)出以下特點(diǎn)）高新化、普及化。許多發(fā)達(dá)國(guó)家發(fā)展工廠化養(yǎng)殖都引進(jìn)了當(dāng)今的前沿技術(shù)，最高單產(chǎn)達(dá)，主要是采用先進(jìn)的水處理技術(shù)與生物工程，并且工廠化養(yǎng)殖已普及到蝦、貝、藻、軟體動(dòng)物的養(yǎng)殖，育苗企業(yè)普遍采用封閉循環(huán)水技術(shù)工廠化養(yǎng)殖已成為一些國(guó)家和地區(qū)的國(guó)策和水產(chǎn)發(fā)展的重點(diǎn)。在歐洲，當(dāng)前絕大多數(shù)養(yǎng)殖企業(yè)的苗種孵化和育成均采用循環(huán)水工藝，越來(lái)越多的海水和淡水封閉循環(huán)水養(yǎng)殖模式在各地得以成功實(shí)踐如在丹麥大

。。約有超過(guò)10％的鮭魚(yú)養(yǎng)殖企業(yè)正積極把流水養(yǎng)殖改造為循環(huán)水養(yǎng)殖到減少用水量和利用過(guò)濾地下水減少病害的目的；在法國(guó)，所有的大菱鲆苗種孵化和商品魚(yú)養(yǎng)殖均在封閉循環(huán)水養(yǎng)殖車間進(jìn)行鮭魚(yú)的封閉循環(huán)水養(yǎng)殖也開(kāi)始進(jìn)行生產(chǎn)實(shí)踐海封閉循環(huán)水養(yǎng)殖理論與技術(shù)也是歐盟建議的重要研究領(lǐng)域之一。丹麥、挪威、美國(guó)等10余國(guó)家均相應(yīng)立法，我國(guó)臺(tái)灣也鼓勵(lì)發(fā)展，以求節(jié)水與減少對(duì)環(huán)境的污染2大型化、超大型化。國(guó)外工廠化養(yǎng)殖都有向大型特大型超大型企業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)美國(guó)可口可樂(lè)公司在夏威夷投資萬(wàn)美元，建立了對(duì)蝦養(yǎng)殖工廠，負(fù)責(zé)全州對(duì)蝦市場(chǎng)銷量的一半；日本政府在長(zhǎng)崎投資6800萬(wàn)美元，建造3英畝的養(yǎng)魚(yú)車間；俄羅斯計(jì)劃建72個(gè)大型工廠化養(yǎng)魚(yú)工廠，總產(chǎn)量要達(dá)到100噸。3）產(chǎn)業(yè)化、國(guó)際化。工廠化養(yǎng)殖在西方一些國(guó)家已產(chǎn)業(yè)化，從研究、設(shè)計(jì)、制造、安裝、調(diào)試，以及產(chǎn)品的產(chǎn)前產(chǎn)后服務(wù)，如銀行、保險(xiǎn)、保安、信息等都形成網(wǎng)絡(luò)，形成了一個(gè)新的知識(shí)產(chǎn)業(yè)。圍繞工廠化養(yǎng)殖，形成了上、下游產(chǎn)業(yè)群體，有的正形成集團(tuán)與跨國(guó)集團(tuán)[1]本論文集中研究了在進(jìn)水水質(zhì)相同、養(yǎng)殖對(duì)象一致、養(yǎng)殖密度類似的情況下封閉循環(huán)水系統(tǒng)和流水式開(kāi)放系統(tǒng)的水質(zhì)，尤其是溫度、氨氮、、pHTSS等水質(zhì)指標(biāo)的差異及變化情況。同時(shí)，結(jié)合之前所做關(guān)于生物濾器掛膜成熟水質(zhì)指標(biāo)變化，尤其是氨氮的變化情況，探討封閉循環(huán)水系統(tǒng)穩(wěn)定過(guò)程中，尤其是在掛膜開(kāi)始直至掛膜成熟過(guò)程，來(lái)判定系統(tǒng)的穩(wěn)定程度。

2.材料與方2.1.1實(shí)驗(yàn)對(duì)象大菱鲆（Scophthatmusmaximus）屬于鰈形目鲆科，英文名Turbot，山東、廣東等地又稱為蝴蝶魚(yú)或多寶魚(yú)身體扁平近似圓型雙眼位于左側(cè)有眼側(cè)呈青褐色，具少量皮刺；無(wú)眼側(cè)光滑白色，背鰭與臀無(wú)硬體且較長(zhǎng)；頭部及尾鰭均較小身體中部肉厚內(nèi)臟團(tuán)小出肉率高個(gè)身體的可食用部分比同類魚(yú)多。大菱鲆屬于北歐冷水魚(yú)類是一種名貴的比目魚(yú)該魚(yú)對(duì)溫度等海水指標(biāo)要求較嚴(yán)，全國(guó)僅山東半島少數(shù)地區(qū)適合養(yǎng)殖。菱鲆最高致死溫度為28-30℃；最低致死溫度為1℃最高生長(zhǎng)溫度為℃最低生長(zhǎng)溫度為7℃最適生長(zhǎng)溫度為1℃，其對(duì)鹽度的耐受力最高為40‰；最低為12‰。大菱鲆在自然環(huán)境狀態(tài)攝食習(xí)性為肉食性，幼魚(yú)期攝食甲殼類；成魚(yú)則捕食小魚(yú)、蝦等。在人工養(yǎng)殖條件下，經(jīng)馴化主要投喂高能顆粒配合飼料。

2.1.2實(shí)驗(yàn)試劑2.1.2.1氨氮測(cè)定所用試劑硫酸銨------；分析純；亞硝酸鈉------;分析純‘2氫氧化鈉-----優(yōu)級(jí)純；鹽酸------；分析純；溴酸鉀-----溴化鉀-----KBr；分析純；磺胺------NHCHNH分析純；2242;鹽酸萘乙二胺------CHCHNH·HCl；分析純；10222三氯甲烷------CHCl；分析純；3純凈水------娃哈哈純凈水；杭州娃哈哈集團(tuán)有限公司出品；2.1.2.2COD測(cè)定所用試劑氫氧化鈉------優(yōu)級(jí)純；硫酸------HSO分析純；24；碘酸鉀------KIO分析純；4；硫代硫酸鈉------SO分析純；223；高錳酸鉀------分析純；4；碘化鉀------KI分析純；；純凈水------娃哈哈純凈水；杭州娃哈哈集團(tuán)有限公司出品；淀粉2.1.2.3pH測(cè)定所用試劑硼砂------25℃時(shí)pH=9.18混合磷酸鹽------25℃時(shí)pH=6.86純凈水------娃哈哈純凈水；杭州娃哈哈集團(tuán)有限公司出品；

2.1.3實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)2.1.3.1封閉循環(huán)水系統(tǒng)封閉式循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)(以簡(jiǎn)稱循環(huán)水系)概念有兩個(gè)主要部分，一是循環(huán)一是封閉循環(huán)水是指同一養(yǎng)殖水體經(jīng)過(guò)養(yǎng)殖系統(tǒng)內(nèi)部的處理過(guò)程后循環(huán)使用封閉是指此養(yǎng)殖環(huán)境既不受外界水源和氣候制約又不對(duì)外界環(huán)境產(chǎn)生危害。由于循環(huán)的需要，養(yǎng)殖系統(tǒng)本身有充分的能力改變和控制養(yǎng)殖水環(huán)境，從而達(dá)到與外界封閉的效果。循環(huán)水系統(tǒng)的最重要的功能是給生活在其中的動(dòng)物提供一個(gè)健康環(huán)境。維持這個(gè)功能需要系統(tǒng)有不同的裝置處理污染物，以保持水質(zhì)干凈，有充足的氧氣、適宜的溫度范圍和恰當(dāng)?shù)乃瘜W(xué)參數(shù)。循環(huán)水系統(tǒng)里的污染物主要來(lái)自于飼料水生動(dòng)物(以魚(yú)類為例)只能消化和吸收所喂飼料的一部分其余部分轉(zhuǎn)化為排泄物和二氧化碳，排泄物中有三項(xiàng)指標(biāo)對(duì)循環(huán)水系統(tǒng)的運(yùn)行有直接影響。一是氨氮可使魚(yú)中毒二是懸浮顆粒既可直接影響魚(yú)的健康其是冷水魚(yú)，又會(huì)增加生物過(guò)濾器的負(fù)擔(dān)三是有機(jī)物其降解過(guò)程消耗氧氣因此一個(gè)循環(huán)水系統(tǒng)的基本裝置包括生物過(guò)濾器懸浮物分離去除裝置和增氧裝置生物過(guò)濾器的主要功能是通過(guò)細(xì)菌的作用將氨氮轉(zhuǎn)化為一般不具毒性的硝態(tài)氮在轉(zhuǎn)化氨氮的同時(shí)也具有分解有機(jī)物的作用其它輔助裝置包括消毒除去二氧化碳的裝置和抽水設(shè)備如水泵[本實(shí)驗(yàn)封閉循環(huán)水系統(tǒng)設(shè)置在養(yǎng)殖場(chǎng)抽取地下井海水經(jīng)過(guò)曝氣砂濾進(jìn)入實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，理化指標(biāo)符合車間養(yǎng)殖品種的要求。在養(yǎng)殖過(guò)程中，循環(huán)水量每天20個(gè)循環(huán)，魚(yú)苗為養(yǎng)殖場(chǎng)親魚(yú)培育的一月齡大菱鲆。

圖2封循環(huán)水養(yǎng)殖試驗(yàn)系統(tǒng)平面布置圖

圖3封循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)工藝流程圖地下自然海水經(jīng)過(guò)殺菌消毒后首先進(jìn)入循環(huán)水系統(tǒng)的養(yǎng)殖槽后養(yǎng)殖槽內(nèi)含水生生物糞便飼料殘餌等的海水進(jìn)入殘餌糞便收集器大型懸浮顆粒物在此處被分離出循環(huán)水系統(tǒng)后海水再經(jīng)初級(jí)過(guò)濾器去除細(xì)小顆粒物后進(jìn)入循環(huán)水系統(tǒng)的給水箱再由潛水泵將海水送至蛋白質(zhì)泡沫分離器同時(shí)蛋白質(zhì)泡沫分離器通入壓縮空氣進(jìn)行蛋白分離后海水進(jìn)入二氧化碳去除器去除其中的酸性物質(zhì)再流經(jīng)紫外線殺菌器進(jìn)行殺菌消毒然后到調(diào)溫箱進(jìn)行適當(dāng)?shù)臏囟日{(diào)節(jié)再進(jìn)入整個(gè)循環(huán)水系統(tǒng)中最核心的部分——生物濾箱生物濾箱中氨氮轉(zhuǎn)化為一般不具毒性的硝態(tài)氮在轉(zhuǎn)化氨氮的同時(shí)分解海水中的有機(jī)物最后經(jīng)過(guò)流量計(jì)后進(jìn)入養(yǎng)殖槽此后海水在整個(gè)封閉系統(tǒng)中進(jìn)行循環(huán)同時(shí)系統(tǒng)定期向外排出部分污水適時(shí)補(bǔ)充新水系統(tǒng)新補(bǔ)水量應(yīng)等于系統(tǒng)外排水發(fā)水與損失水之和，總計(jì)約占整個(gè)循環(huán)系統(tǒng)水量的10%。

圖4封循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛨D本實(shí)驗(yàn)采用12套平行的獨(dú)立循環(huán)水系統(tǒng)，且所有管道和設(shè)備全部采用VC材料焊接而成，從養(yǎng)殖槽出來(lái)的海水通過(guò)直徑為的管道流入殘餌糞便收集器，將殘餌糞便等大顆粒物從系統(tǒng)中去除之后海水將通過(guò)直徑為的管道引入三座平行的初級(jí)過(guò)濾器將細(xì)小顆粒物去除之后海水進(jìn)入蓄水箱在蓄水箱中海水由一潛水泵通過(guò)直徑為20的管道送入泡沫分離器除去部分懸浮狀態(tài)的有機(jī)物，之后由一帶有彎頭直徑為63的管道流入有害氣體去除器排出二氧化碳有毒有害氣體之后通過(guò)紫外消毒器殺死部分細(xì)菌和病毒再通過(guò)直徑為的管道進(jìn)入溫度調(diào)節(jié)器將溫度調(diào)節(jié)到適宜的溫度后進(jìn)入生物濾器去除水中的COD、在由直徑為25的管道通過(guò)可調(diào)流量計(jì)最后進(jìn)入養(yǎng)魚(yú)缸此后水在系統(tǒng)中自動(dòng)循環(huán)。2.1.3.2流水開(kāi)放式養(yǎng)殖系統(tǒng)流水開(kāi)放式養(yǎng)殖系統(tǒng)是指?jìng)鹘y(tǒng)的簡(jiǎn)單敞開(kāi)式粗放養(yǎng)殖下海水或者近岸海水抽上來(lái)后，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的砂濾處理，直接進(jìn)入養(yǎng)殖池，養(yǎng)殖廢水經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單處理，或者不經(jīng)處理直接排海并不進(jìn)行循環(huán)使用與封閉式循環(huán)水系統(tǒng)相比存在著用水浪費(fèi)、不好控制、易造成病毒感染等弊端。但是，目前仍然是海水養(yǎng)殖業(yè)的

主要形式。實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)選用位于煙臺(tái)市經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)的東方海洋科技股份有限公司開(kāi)發(fā)區(qū)分公司流水開(kāi)放式養(yǎng)殖車間該養(yǎng)殖場(chǎng)傍海建設(shè)地下井抽取海水經(jīng)曝氣砂慮后用于養(yǎng)殖水溫為5度左右最高可達(dá)到20度鹽度在30左右pH=7.6-8.6。魚(yú)體長(zhǎng)到一斤左右需要一年時(shí)間。2.1.4實(shí)驗(yàn)儀器722型光柵分光光度計(jì)pH計(jì)：PHSJ-4A上海雷磁表層水溫表鹽度計(jì)溶氧儀玻璃鉗式過(guò)濾器干燥器電子天平容量瓶；燒杯；比色管；玻璃棒；錐型瓶；稱量紙、藥匙、鑷子、醋酸纖維脂濾膜

2.2實(shí)驗(yàn)方法2.2.1養(yǎng)殖水溫度的測(cè)定海水溫度的測(cè)定：根據(jù)中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB17378.4-1998）海洋監(jiān)測(cè)規(guī)范-第四部分-海水分析------表層水溫表法（1）方法原理用表層水溫表測(cè)量時(shí)應(yīng)先將金屬管上端的提環(huán)用繩子拴住離池壁0.5m以外的地方放入水層中與外部的水達(dá)到熱平衡之后感溫三分鐘左右，迅速提出水面讀數(shù)，然后將筒內(nèi)的水倒掉，把表重新放入水中，再測(cè)量一次。當(dāng)氣溫高于水溫時(shí)把兩次讀數(shù)偏低的一次讀數(shù)按檢定規(guī)程修訂后的值即為表層水溫的實(shí)測(cè)值反之把兩次讀數(shù)偏高的一次讀數(shù)按檢定規(guī)程修訂后的值為表層水溫的實(shí)測(cè)值。（2）方法的使用范圍表層水溫表用于測(cè)量海洋、湖泊、河流、水庫(kù)等的表層水溫度，它由測(cè)量范圍為-℃，分度0.2℃的玻璃水銀溫度表和銅質(zhì)外殼組成。（3）注意事項(xiàng)①測(cè)溫時(shí)要避開(kāi)系統(tǒng)排水的影響；②讀數(shù)時(shí)視線與表層水溫表的毛細(xì)管頂端處在同一水平面上要避免陽(yáng)光的世界照射；③冬季采水不應(yīng)帶有冰塊或雪球；④表層溫度表必須按照檢定規(guī)程定期進(jìn)行檢定；2.2.2養(yǎng)殖水中氨氮含量的測(cè)定海水氨氮的測(cè)定：根據(jù)中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB17378.4-1998）海洋監(jiān)測(cè)規(guī)范-第四部分-海水分析------次溴酸鹽氧化法（1）方法原理在堿性介質(zhì)中次溴酸鹽將氨氮氧化成亞硝酸鹽后以重氮偶氮分光光度法測(cè)定亞硝酸鹽氮的含量，扣除原有亞硝酸鹽的濃度，得氨氮的濃度。（2）方法的使用范圍

本法適用于大洋和近岸海水及河口水中氨氮的測(cè)定。水樣經(jīng)0.45μm濾膜過(guò)濾后儲(chǔ)于聚乙烯瓶中，分析工作不能延遲三小時(shí)以上，若樣品采集后不能立即分析，則應(yīng)快速冷卻至-20℃保存，樣品溶化后立即分析。本法不用于污染較重、含有機(jī)物較多的養(yǎng)殖水體。（3）步驟A繪制氨--氮工作曲線①取六個(gè)200ml瓶，分別加入，0.20，0.40，0.80，1.60，，2.40，3.20ml標(biāo)準(zhǔn)使用液，加水至標(biāo)線，混勻。標(biāo)準(zhǔn)系列各點(diǎn)濃度分別為0，，0.08，1.20，1.60，2.00，2.40，。②各量取述溶液，分別置于具塞錐形瓶中。③各加入5ml次溴酸鈉溶液，混勻，放置30分鐘。④各加入5ml磺胺溶液，混勻，放置5分鐘。⑤各加入1ml鹽酸萘乙二胺溶液，混勻，放置分鐘。⑥選543nm波長(zhǎng)，比色池，以無(wú)氨蒸餾水作參比，測(cè)定吸光值其中度為A0

。⑦以吸光值為縱坐標(biāo)，相應(yīng)的濃度（mg/L）為橫坐標(biāo)，制工作曲線。B制亞硝酸鹽氮工作曲線①取個(gè)具塞比色管，分別加入0，0.10，0.20，，0.40，亞硝酸鹽標(biāo)準(zhǔn)使用液，加水至標(biāo)線，混勻。標(biāo)準(zhǔn)系列各點(diǎn)濃度分別為0，，0.02，，0.04，②各加入胺溶液，混勻，放置5分。③各加入酸萘乙二胺溶液，混勻，放置15鐘。④選波長(zhǎng)比色池，以無(wú)氨蒸餾水作參比，測(cè)定吸光值A(chǔ)其中濃度為A0

。⑤以吸光值為縱坐標(biāo)，相應(yīng)的濃度（mg/L）為橫坐標(biāo)，制工作曲線。

--C水樣測(cè)定a樣中氨氮的測(cè)定①量取過(guò)濾的水樣，分別置于具塞錐形瓶中。②參照A中③-⑥的步驟測(cè)定水樣吸光度A。w③量取5ml剛配置的次溴酸鈉溶液于100ml具塞錐形瓶中，立即加入5ml胺溶液，混勻，放置分鐘，然后加入1ml鹽酸萘乙二胺溶液，分鐘后測(cè)定分析空白的吸光值A(chǔ)。bb樣中亞硝酸鹽氮的測(cè)定①量取過(guò)濾的水樣，分別置于50ml塞比色管中。②參照B②④的步驟測(cè)定水樣的吸光值A(chǔ)w③量取次去離子水于具塞比色管中參照B中②④的步驟測(cè)定分析空白吸光值A(chǔ)b（5）計(jì)算

。記錄測(cè)得的水樣中總氮和亞硝酸鹽氮的濃（mg/LAw-Ab查工作曲線計(jì)算水樣中氨氮的濃度，如式（1ρNH-N-=NρNO-N………………（）3總2式中：NH-N3

————水樣中氨氮的濃度（）;N

總——————

由工作曲線查得的氨包括硝酸鹽氮總濃ρNO-N———亞硝酸鹽氮的濃度2

（）;（6）精密度和準(zhǔn)確度①精密度：相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為1%②準(zhǔn)確度：相對(duì)誤差為0.4%（7意事項(xiàng)①測(cè)定中要嚴(yán)防空氣中的氨對(duì)水樣、試劑和器皿的污染；②當(dāng)水樣高于1℃時(shí)水樣氧化30分鐘即可若低于1℃時(shí)氧化時(shí)間應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)；③在條件許可下最好用無(wú)氨海水繪制工作曲線；④加入鹽酸萘乙二胺試劑后必須在2小時(shí)內(nèi)比色，并避免陽(yáng)光直接照射；⑤該法氧化率較高，快速，簡(jiǎn)便，靈敏，但部分氨基酸也會(huì)被氧化。

2.2.3養(yǎng)殖水中COD含量的測(cè)定海水COD的測(cè)定：根據(jù)中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（17378.4-1998）海洋監(jiān)測(cè)規(guī)范-第四部分-海水分析------堿性高錳酸鉀法。（1）方法原理在堿性加熱條件下，用已知量并且是過(guò)量的高錳酸鉀，氧化海水中的需氧物質(zhì)。然后在硫酸酸性條件下用碘化鉀還原過(guò)量的高錳酸鉀和二氧化錳所生成的游離碘用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定。（2）方法的使用范圍本法適用于大洋和近岸海水及河口水化學(xué)需氧量的測(cè)定。（4）步驟①取水樣于形瓶中（測(cè)平行雙樣，水樣中有機(jī)物濃度較高時(shí)可少取水樣，加蒸餾水稀釋至100ml1ml氫化鈉溶液，混勻；加錳酸鉀溶液，混勻；②于電熱板上加熱至沸準(zhǔn)確煮沸十分（從冒出第一個(gè)氣泡時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)后迅速冷卻到室溫；③用定量加液器加入5ml酸溶液，加入碘化鉀，混勻，暗處反應(yīng)5分鐘在不斷振搖下或電磁攪拌下用已標(biāo)定的硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至溶液變?yōu)闇\黃色，加1ml淀粉溶液，繼續(xù)滴定至藍(lán)色剛剛退去為止，記下滴定數(shù)V1兩平行雙樣滴定數(shù)相差不超過(guò)④取蒸餾水代替水樣，按照步驟①—③測(cè)定分析空白滴定值V。2（5）計(jì)算記錄滴定管讀數(shù)V和V，按照式（2）計(jì)算化學(xué)需氧量（）:1

。cV)COD12

……（）式中：c——硫代硫酸鈉濃度，；V——分析空白值滴定消耗硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，ml；1V——滴定樣品時(shí)消耗硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，ml；2

V——水體積，mlCOD——水樣的化學(xué)需氧量，.2（6意事項(xiàng)①水樣加熱完畢應(yīng)冷卻到室溫再加硫酸和碘化鉀否則游離碘易揮發(fā)而造成誤差；②化學(xué)需氧量的測(cè)定是在一定化學(xué)反應(yīng)條件下的試驗(yàn)結(jié)果是一個(gè)相對(duì)值所以測(cè)定時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制條件如試劑的用量加入試劑的順序加熱時(shí)間及加熱溫度的高低、加熱前溶液的總體積等都必須保持一致；③用于制備碘酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液的純水和玻璃器皿需經(jīng)煮沸處理則碘酸鉀溶液易分解。2.2.4養(yǎng)殖水pH的測(cè)定海水pH的測(cè)定：根據(jù)中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB17378.4-1998）海洋監(jiān)測(cè)規(guī)范-第四部分-海水分析------pH計(jì)法。（2法的使用范圍本法適用于大洋和近岸海水pH值的測(cè)定。水樣采集后應(yīng)在6小時(shí)內(nèi)測(cè)定如果加入一滴氯化汞溶液蓋好瓶蓋允許保存2。（3擾及消除水的色度、渾濁度、膠體微粒、游離氯、氧化劑、還原劑以及較高的鹽度干擾都較小，當(dāng)大于9.5時(shí)，大量的鈉離子會(huì)引起很大誤差，使讀書(shū)偏低。（4）步驟儀器連接好電源后開(kāi)電源開(kāi)關(guān)器即顯示PHSJ－5型實(shí)驗(yàn)室計(jì)”迎使用雷磁產(chǎn)品”等字樣，數(shù)秒后，儀器自動(dòng)進(jìn)入測(cè)量狀態(tài)。測(cè)量結(jié)束后，插上短路插頭，關(guān)閉電源，儀器關(guān)機(jī)。儀器必須開(kāi)機(jī)預(yù)熱后方可進(jìn)行測(cè)量。為了保證儀器的高精度測(cè)量，建議用戶在開(kāi)機(jī)預(yù)熱進(jìn)行mV零點(diǎn)校正。（5意事項(xiàng)

①計(jì)開(kāi)關(guān)按鈕、復(fù)合電極、溫度補(bǔ)償電極、接線柱等必須保持整潔、干燥；②使用前應(yīng)用新配制的標(biāo)準(zhǔn)緩沖液進(jìn)行標(biāo)定，長(zhǎng)期不用會(huì)影響儀器的靈敏度；③使用完畢將復(fù)合電極的小玻璃球用蒸餾水沖洗干凈并套上橡皮套妥善保存。2.2.5養(yǎng)殖水TSS的測(cè)定海水TSS的測(cè)定：根據(jù)中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（17378.4-1998）海洋監(jiān)測(cè)規(guī)范-第四部分-海水分析------重量法。（1）方法原理一定體積的水樣通過(guò)μm的濾膜稱量留在濾膜上的懸浮物的質(zhì)量計(jì)算海水中懸浮物的濃度。（2）方法的使用范圍本方法適用于大洋、港灣及河口水體中懸浮物的測(cè)定。（3）步驟①過(guò)濾前將濾膜在電熱恒溫干燥箱內(nèi)（℃50℃）恒溫脫水6-8小時(shí)，取出放入硅膠干燥器，6-8小時(shí)后稱重，記下W.；2②安裝過(guò)濾設(shè)備用不銹鋼鑷子將濾膜放入過(guò)濾器內(nèi)量取一定體積的水樣倒入過(guò)濾器，并用蒸餾水沖洗3遍；③取出濾膜，按序?qū)V膜放入濾膜盒，放在電熱恒溫干燥箱內(nèi)40℃-℃）恒溫脫水6-8小時(shí)，取出放入硅膠干燥器，6-8時(shí)后稱重，記下W

1.④每組水樣要設(shè)置1-3個(gè)空白濾膜，計(jì)算醋酸纖維脂膜因溶解而損失的質(zhì)量△；⑤將過(guò)濾器拆開(kāi)收好，過(guò)濾結(jié)束。（4意事項(xiàng)①水樣要現(xiàn)場(chǎng)過(guò)濾烘干按順序保存好果不能立即過(guò)濾水樣放在陰涼處，但24時(shí)內(nèi)必須過(guò)濾完畢；②各種器具必須保持干凈，過(guò)濾前將所有器具用清水沖洗干凈；③過(guò)濾時(shí)為防止倒灌，損壞真空泵，應(yīng)應(yīng)及時(shí)排出廢水；④濾膜放入編好號(hào)的濾膜盒內(nèi)，按站位順序排好；

⑤用不銹鋼鑷子夾取濾膜，以免污染。（5算過(guò)濾稱量后的出的數(shù)據(jù)按（3式計(jì)算：

()2

………………（）式中：ρ——懸浮物質(zhì)濃度，mg/LW

1

————

懸浮物加水樣濾膜質(zhì)量，W

2

————

水樣濾膜質(zhì)量，eq\o\ac(△,W)eq\o\ac(△,)——空白濾膜校正值，V——水體積，L3.實(shí)驗(yàn)結(jié)果3.1掛膜期間水質(zhì)3.1.1試驗(yàn)條件下化學(xué)營(yíng)養(yǎng)鹽掛膜氨氮去除率的變化情況：表：comparisonofammoniaremovalrateammongdifferentbiofilters80.0%%/率

60.0%40.0%

bamboomaifanstone除去

20.0%0.0%

ceramicplastic4.14.34.54.74.94.125.45.65.85.1055.31-20.0%時(shí)間/上表表明在不同的填料下（竹環(huán)、麥飯石、浮球、塑料球），隨著時(shí)間的推移微生物生長(zhǎng)逐漸成熟裝有不同種填料的生物濾器去除氨氮率逐漸穩(wěn)定，趨于穩(wěn)定值。由于此試驗(yàn)采用化學(xué)營(yíng)養(yǎng)鹽掛膜，從上表中也可看出其弊端，掛

/m//m/膜時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，需60天左右才能達(dá)到平衡；并且，此化學(xué)營(yíng)養(yǎng)鹽掛膜產(chǎn)生的生物膜微生物較為單一，可能會(huì)在實(shí)際養(yǎng)殖中出現(xiàn)問(wèn)題，容易發(fā)生崩潰，受到病原微生物感染，在有機(jī)物含量較高的情況下，可能會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)定的情況，氨氮去除率也會(huì)發(fā)生變化。3.1.2試驗(yàn)封閉循環(huán)水系統(tǒng)掛膜經(jīng)過(guò)之前研究比較和討論本實(shí)驗(yàn)封閉循環(huán)水系統(tǒng)不采用耗時(shí)較長(zhǎng)菌落較單一的化學(xué)營(yíng)養(yǎng)鹽掛膜法時(shí)心采用養(yǎng)殖廢水掛膜會(huì)引入病原微生物等，故采用直接引入養(yǎng)殖對(duì)象逐漸增大養(yǎng)殖密度的掛膜方法掛膜過(guò)程中循環(huán)水系統(tǒng)中氨氮的變化情況如下表所示：-2掛Lg度濃氮氨

25d掛膜過(guò)程中氨氮含量變化所經(jīng)歷的過(guò)程是先降低后升高再降低最后穩(wěn)定在一個(gè)較低的水平并趨于平衡析原因可能是由于掛膜初期硝化細(xì)菌與反硝化細(xì)菌生長(zhǎng)不平衡待生物膜穩(wěn)定后硝化細(xì)菌與反硝化細(xì)菌的生長(zhǎng)達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡循環(huán)水中的氨氮自然就穩(wěn)定了。由于實(shí)驗(yàn)時(shí)間較短，系統(tǒng)水質(zhì)監(jiān)測(cè)只能到此為止，直接引入養(yǎng)殖對(duì)象的掛膜方法需要承擔(dān)一定的風(fēng)險(xiǎn)，承受突加負(fù)載的能力較弱，但與前一種相比生物膜菌落種類豐富，也更能節(jié)省時(shí)間和能耗。

3.2水質(zhì)指標(biāo)3.2.1養(yǎng)殖水溫度的測(cè)定海水溫度的測(cè)定：根據(jù)中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB17378.4-1998）海洋監(jiān)測(cè)規(guī)范-第四部分-海水分析------表層水溫表法。通過(guò)連續(xù)一個(gè)月的實(shí)驗(yàn)，積累了進(jìn)水、流水和循環(huán)水系統(tǒng)的水溫變化數(shù)據(jù)：-3進(jìn)度溫

-4流

度溫

-5循度20.2溫

比較以上數(shù)據(jù)得出

：進(jìn)水的溫度變化在7℃-16.7℃間，平均溫度為℃；流水系統(tǒng)的溫度變化在15.8℃-16.8之間，平均溫度為16.22℃流水系統(tǒng)的水溫接近于進(jìn)水符理論結(jié)果循環(huán)水系統(tǒng)的溫度變化在19.4-20.9之間平溫度為20.27℃高出進(jìn)水4.10℃，這是因?yàn)檠鹘?jīng)系統(tǒng)的調(diào)溫箱后經(jīng)過(guò)溫度提升的過(guò)程，大菱鲆是冷水性魚(yú)類，養(yǎng)殖適宜水溫要求在1020之間，14～17℃水溫為快速生長(zhǎng)階段，因此本系統(tǒng)的調(diào)溫箱只需在秋冬冷季開(kāi)啟，夏天溫度較高時(shí)則可以關(guān)閉。3.2.2養(yǎng)殖水中氨氮含量的測(cè)定海水中氨氮含量的測(cè)定：根據(jù)中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB17378.4-1998海洋監(jiān)測(cè)規(guī)范-第四部分-海水分析------次溴酸鈉氧化法。氨氮是水產(chǎn)育苗及養(yǎng)殖中需要密切關(guān)注的水質(zhì)指標(biāo)[8],水養(yǎng)殖水體中氨氮的測(cè)定是海水養(yǎng)殖生產(chǎn)管理和科研工作的重要基礎(chǔ)溴酸鹽氧化法是海洋監(jiān)測(cè)規(guī)范中氨氮測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)分析方法[，適用于大洋及近岸海水，在測(cè)定污染較重、含有機(jī)物較多的養(yǎng)殖水體時(shí)誤差較大按照海洋監(jiān)測(cè)規(guī)（GB17378.41998次溴酸鹽氧化法中繪制工作曲線標(biāo)準(zhǔn)系列的氨氮質(zhì)量濃度是0~0.080mg/L在將其濃度范圍繼續(xù)擴(kuò)大至mg/L，并根多次試驗(yàn)結(jié)果設(shè)定了濃度梯度，按照標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定方法操作[2]，標(biāo)準(zhǔn)系列點(diǎn)濃度及其吸光度，見(jiàn)表，且散點(diǎn)圖見(jiàn)圖5：

2[6]2[6]表

延長(zhǎng)工作線的試驗(yàn)結(jié)果氨氮質(zhì)量濃度（）吸光度

00.040.160.20.6400.0470.210.5220.6380.840.8920.8841.166度光吸

1.41.210.80.60.40.2000.10.20.30.4

0.50.60.7氨氮質(zhì)量濃度mg?L

－1圖5氨質(zhì)濃度吸度散圖1plotofconcentrationand從試驗(yàn)結(jié)果可以看出，當(dāng)質(zhì)量濃度小于0.32，吸光度小于0.840時(shí)，氨氮濃度和吸光度呈很好的線性關(guān)系y=x+6R

當(dāng)濃度繼續(xù)增大時(shí)，吸光度的增加變緩。分析其原因，當(dāng)氨氮濃度較低時(shí)，次溴酸鹽氧化劑的量足以保證NH-N的完全氧化，而氨氮濃度繼續(xù)增大時(shí)，由于氧化劑3的不足導(dǎo)致NH-N不能完全被氧化，從而影響測(cè)定的準(zhǔn)確度。3結(jié)合相關(guān)學(xué)者對(duì)次溴酸鹽氧化法測(cè)定養(yǎng)殖水體氨氮的影響因素及原因的分析對(duì)實(shí)驗(yàn)方法做了適當(dāng)修改。經(jīng)過(guò)五次預(yù)實(shí)驗(yàn)，水中氨氮的濃度都在0.3mg/L以內(nèi)，故將氨氮的工作曲線延長(zhǎng)到濃度，得出延長(zhǎng)的氨氮工作曲線：

//m///m/0.90.80.7

表3-7長(zhǎng)的氨氮工作曲線y=2.5112x0.0066R0.9994A度光吸

0.60.50.40.30.20.1000.1

0.2氨氮質(zhì)量濃度/mg/L

0.4通過(guò)連續(xù)一個(gè)月的實(shí)驗(yàn)積累了進(jìn)水流水和循環(huán)水系統(tǒng)的氨氮含量變化數(shù)據(jù)：-8進(jìn)Lg度濃氮氨

5.15.15

由表中數(shù)據(jù)可知：從整體水平看，流水系統(tǒng)的氨氮含量稍稍高于進(jìn)水，兩者相差甚微，在上下浮動(dòng)：循環(huán)水系統(tǒng)的氨氮含量則較高，達(dá)到了0.033mg/L。3.2.3養(yǎng)殖水中COD含量的測(cè)定通過(guò)連續(xù)一個(gè)月的實(shí)驗(yàn)積累了進(jìn)水流水和循環(huán)水系統(tǒng)的COD量變化數(shù)

/m/Op/m/Op據(jù)：-9進(jìn)C濃Lg度濃D1C

5.05

由表中數(shù)據(jù)可知流水系統(tǒng)的含量在0.6mg/L右浮動(dòng)稍于進(jìn)水，循環(huán)水系統(tǒng)的含量在2.3mg/L左右，這說(shuō)明本系統(tǒng)在去除COD方面已具備一定能力。3.2.4養(yǎng)殖水pH的測(cè)定通過(guò)連續(xù)一個(gè)月的實(shí)驗(yàn)積累了進(jìn)水流水和循環(huán)水系統(tǒng)的pH的變化數(shù)據(jù)：-10的H

5.05

5.255.3

SS由表中數(shù)據(jù)可知：在pH上流水稍高于進(jìn)水，兩者水平相當(dāng)，均在8.4上下；循環(huán)水較高，在8.6左右浮動(dòng)，分析其原因，可能是生物濾器在運(yùn)行初期，填料的生化特性不穩(wěn)定，這方面的數(shù)據(jù)還有待于長(zhǎng)期的試驗(yàn)和探索。