水产养殖与农业面源污染研究_李绪兴
安徽农学通报, Anhu iAgri Sci Bu ll 2021, 13(11):61-6761
水产养殖与农业面源污染研究
罗隆基 (中国水产科学研究院渔业资源与环境研究中心, 北京 100039)
摘 要:本文分析了各类水产养殖污染的产生原因及途径, 阐述了面源污染对水产业造成的危害, 提出了水产养殖农业面源污染的防治措施与对策, 旨在改善水产养殖对环境的负面影响。关键词:水产养殖; 面源污染; 防治措施与对策 中图分类号 X 52 文献标识码 B 文章编号 1007-7731(2021) 11-61-07
渔业是农村经济发展的优势产业, 世界渔业和水产养殖业与其他食用性动物养殖相比, 世界水产养殖业发展十分迅速。在包括鱼类、甲壳类和软体动物的世界渔业中, 1970年水产养殖产量仅占渔业总产量的3 9%,2001年上升为29%。2001年水产养殖产量(包括水生植物) 增长
至4820万, t 产值达609亿美元。自1970年以来, 世界水产养殖产量平均年增长9 2%。据估计, 到20l 5-2030年, 世界渔业捕捞产量将会停滞不前, 而水产养殖产量将会继续增加, 并逐渐过渡到以淡水养殖及软体动物养殖为主。根据经济模型预测, 未来世界人均鱼类消费将会有所增加, 从目前的人均16kg 增加至2030年的19-21kg 。
改革开放以来, 随着中国经济和社会的发展, 陆地资源已难以满足人们对动物蛋白的需求, 向水域要蛋白受到政府鼓励并得以迅速发展。20世纪80年代开始, 我国水产业取得了举世瞩目的成就, 渔业发展快速。2021年水产品总产量达到5102万, t 渔业总产值4180亿元, 占中国农业总产值的比重由1978年不足2%上升到12%以上, 水产业在我国的国民经济, 特别是在农业经济发展中占有越来越重要的地位。
水产养殖业是我国渔业的重要组成部分, 也是渔业发展的主要增长点, 目前我国水产养殖技术已经达到世界先进水平。我国实行渔业发展重心由 捕捞为主 向 养殖为主 转移, 促使水产养殖业发生了巨大变化。2001年中国水产养殖总产量达到2726万, t 其中淡水养殖产量达1595万, t 面积536万k m , 分别比1978年增长了21倍和2倍, 淡水养殖单产2829kg /km , 是1978年的10倍以上; 海水养殖产量1132万, t 面积129万k m , 分别比1978年增长了25倍
和13倍, 海水养殖单产8796kg/k m , 是1983年的3倍。2021年水产养殖总产量达3393万, t 其中海水养殖产量1385万, t 海水养殖面积1695千hm ; 内陆养殖产量2021万, t 内陆养殖面积5850千h m (其中池塘养殖面积2495千h m ) 。2021年养殖总产量占水产品总产量的比重上升为66 5%, 是世界上水产养殖产量超过捕捞产量的唯一国家。
库仑定律 随着技术的进步, 以牺牲自然环境和大量的物质消耗为主要特征的传统水产养殖生产方式正逐步得到改善, 人工控制程度和现代化程度较高的各种水产养殖方式已得到较大发展, 持续发展已越来越被重视。工厂化养鱼、网
箱养鱼、流水养鱼等各种高产养殖方式, 立体利用水域、水陆复合生产的生态渔业以及能量充分利用等各种高效利用模式得以较为广泛的应用, 保持渔业资源和水域环境可持续利用的生产技术已越来越被生产者接受和掌握。但是, 随着水产养殖产业的蓬勃发展, 水产养殖对环境的负面影响也越来越引起人们的重视, 主要是在养殖生产过程中产生的大量有机和无机废物, 对局部水体环境构成威胁。 1 1 污染的产生 水产养殖与环境的关系十分密切。一方面, 养殖环境的好坏是关系到养殖产量和养殖生物质量的重要因素。另一方面, 水产养殖活动还会影响水域环境及其生物多
拉伸模量样性。
在水产养殖生产过程中, 由于向养殖水体(藻类及贝类等不需投饵的养殖品种除外) 中投入大量饵料、渔用药物等, 加之生产操作缺乏严格规范, 特别是过量施用或不合理施用时, 养殖水体中残饵、排泄物、生物尸体、渔用营养物质和渔药等大量增加, 造成氮、磷、渔药以及其他有机或无机物质在封闭或半封闭的养殖生态系统中超过了水体的自然净化能力, 从而导致对水体环境的污染, 造成水质恶化。有些地方的养殖业仍沿袭传统的养殖方式, 向养殖水体投入有机肥, 甚至是未发酵的有机肥, 这些有机肥在养殖水体中分解要消耗大量氧气, 往往又产生一些氨氮、亚硝酸盐、沼气等有害物质, 并造成水体富营养化, 使得水体营养盐升高, 下层水体缺氧。残饵及鱼类排泄物沉入水底后, 还会造成沉积环境中硫化物、有机质和还原物质含量升高。水体中残留药物积蓄, 致使有害微生物或噬污生物繁衍, 导致养殖生态失衡, 水体变老, 影响鱼类健康。
水产养殖过程中产生的污染物主要有:悬浮物、总氮、总磷、高锰酸盐指数、生化需氧量、硫化物、非离子氨、铜、锌、活性氯等。污染产生的方式包括:①直接投入:悬浮
夏目漱石从此以后 1 水产养殖污染的产生
作者简介:李绪兴(1961-), 男, 中国水产科学研究院渔业资源与环境研究中心副研究员。 收稿日期:2021-05-03
广东省环保局
物、总氮、总磷实际上是由于饵料的投入, 未被水生生物完全利用的残饵分解造成的, 因为饵料的配制之中含有一定数量的蛋白质(含氮、硫的有机物) 、饵料添加剂(磷及一些铁、钙、铜等); ②水生生物的代谢和分解:养殖过程中投入的饵料利用率不可能达到100%, 即使投喂饵料的量掌握得非常到位, 全部被水生生物吞吃, 也会有部分的饵料无法吸收, 经过水生生物的吸收代谢排入水中, 使水中的氮、磷含量增加; 如果水中氮、磷含量剧增, 就会使水中的浮游生物量增加迅速, 表现出水体变, 在淡水中形成被称为 水化 的现象; 在海水中形成为 赤潮 ; ③水产养殖密度过大:由于养殖密度大, 势必增加投饵量, 容易造成水中溶解氧缺乏, 水中的高锰酸盐指数、生化需氧量、硫化物、非离子氨明显增加; ④防病治病:由于养殖密度高, 水质不清洁, 养殖的水生生物极易患各种疾病, 为了防病治病, 细菌性疾病要投入一些抗菌素, 如土霉素、呋喃唑酮(已禁用) 、含氯制剂、含碘制剂等, 这些药物在起到防病治病的同时, 也会对养殖环境造成污染, 尤其对水中的微生态系统造成损害, 使水中的自然净化能力降低。渔药的滥用破坏了生态平衡, 进一步加剧水生动、植物病害, 形成恶性循环; 同时水生动、植物耐药性增强, 增加了疫病防治的难度, 更为严重的是药物在水生动、植物
报表系统
体内积累, 残留量增大, 直接威胁消费者身体健康。
1 2 污染成因分析 在自然界中, 水生生物通过排泄等途径向水体排放氮、磷等元素, 同时通过水生生物的生态作用吸收水体中的氮、磷, 达到水体净化效果。自然水体中, 氮、磷的排放与吸收始终处于动态平衡, 由于水产养殖过程中饵料、渔药等的投入, 排放量超过吸收量, 就形成水产养殖对水体的污染。下面以氮元素存在形式的变化及其污染效应为例, 对水产养殖污染的成因进行分析:1 2 1 氨氮的成因 氮是水体中三大营养盐之一, 当水体中的这类元素少到一定程度时, 光合作用就要受到限制, 水生生物的进一步繁殖与生长就要受到影响。因此, 常称这类元素为营养元素或生原要素。由此可以看出, 鱼类的繁殖与生长也离不开氮元素。大气中含79%的氮气, 养殖水体也几乎被氮气所饱和, 但这种氮不能被绝大多数植物所利用, 只有把单质的氮转变为氮的化合物才有利用价值。水体中常见的化合物有两大类:有机化合物、无机化合物。其中无机氮化合物主要有氨氮、亚硝酸氮、硝酸氮。硝酸氮没有毒性, 也最为重要, 氨氮、亚硝酸氮含量过多则会造成毒性, 而氨氮具有更强的毒性。这主要是因为分子态氨不带电荷, 有较强的脂溶性, 可通过养殖动物的体表, 如由鳃的表皮侵入血液中造成毒害。
氨在水体中的主要存在形式是N H 4离子, 游离态的氨(即氨氮) 含量较少。氨氮的形成主要有三条途径。
水产养殖水体中残饵及动植物残体被微生物分解产生氨基酸混合物, 氨基酸再被微生物脱氨产生氨氮。当氧气不足时, 水体中发生反硝化反应, 亚硝酸盐、硝酸盐在反硝化细菌的作用下分解而产生氨氮。水生动物的排泄物
主要是氨和尿素, 大部分氨经鳃排出, 尿素从尿中排出, 排出的尿素在水中进一步分解产生氨氮。
1 2 2 影响氨氮存在的几种因素 (1) p H 值对氨氮存在
的影响水中氨氮含量及其毒性与p H 值的关系十分密切。若水体p H 值太高, 就会使氨氮含量增高对鱼类造成相当大的毒害。当温度为20 时, p H 变化与水体中氨氮含量关系分别为:p H =6 0氨氮含量为0 0397%;p H =7 0, 含量为0 396%; p H =8 0含量为3 82%; p H =9 0含量为28 4%;p H =10 0含量为79 9%。由此可以看出, p H 值对氨氮含量的影响很大。p H 10时, 几乎都以氨氮形式存在。p H 值越高, 也就意味着氨氮含量越高, 造成的毒性也就越大。
(2) 水温对氨氮存在的影响由于水体的p H 值一般维持在7 8左右不易改变, 所以以p H =8 0为例来讨论水温变化对氨氮存在的影响。p H =8 0时, 水温变化与水体中氨氮与总氮量的百分比为:0 时含量为0 082%; 10 时含量为1 83%; 20 时含量为3 82%;30 时含量为7 46%。由此可以看出, 随着温度的升高, 氨氮含量逐渐增多。氨氮含量逐渐增多, 势必对生物造成的毒性逐渐加大。
(3) 溶解氧对氨氮存在的影响水体中氨氮的产生和存在都与溶解氧有密切联系。水体中各种气体含量的多少与其分压有关, 即遵循亨利定律。水体中某种气体浓度大时, 其分压也大, 其它气体浓度则相应减少。因此, 当水体溶解氧增加时, 增加的溶解氧不但能满足水生生物生长时需要的氧气, 且氧的分压提高, 也有利于驱除氨氮等有害气体。当水体中溶解氧由1 54m g/L提高到2 24m g /L时, 氨氮含量由0 4m g /L降为0 2mg /L; 当水体中氨氮含量高达13m g /L, 经增氧后降为2m g /L。可见增氧对氨氮的降低很有帮助。另外, 氧气充足, 有利于使有毒的氨氮、亚硝酸氮被氧化成无毒的硝酸氮, 从而维持了良好的水质。
(4) 投饵对氨氮存在的影响鱼类的生长离不开饵料, 但投饵过多, 残饵中的含氮有机物特别是蛋白质和氨基酸会在水体中氧化分解, 这样不仅增加了水中的氨氮, 也大量消耗了水中
的溶解氧, 造成底层水体缺氧。水体缺氧后, 有机物质会发生厌氧反应, 进一步产生更多的氨氮, 使水质恶化。残饵越多, 产生的氨氮也越多, 水质恶化的速度也就越快。所以, 在水产养殖中要注意饵料的投放量, 既不能太多, 也不能太少, 应采取少量多次的原则, 尽量减少残饵。这样既有利于水质保护, 也有利于减少养殖成本, 提高水产养殖经济效益。
1 3 水产养殖污染与其他行业污染程度比较
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议