水庫網箱養(yǎng)魚對水質的影響及防治對策

程素珍,許尚杰,刁匯文

(1.山東省水利科學研究院,山東濟南2500132;2.山東省海河流域管理局,山東 濟南2500132)

1 水庫網箱養(yǎng)魚現狀及水質情況

山東的水庫大部分建設在20世紀60、70年代,由于受當時的經濟條件的限制,庫區(qū)移民多數就地安置,土地貧瘠,生活條件落后。改革開放后,為增加移民收入,庫區(qū)網箱養(yǎng)魚就成為增加人民收入的途徑。水庫網箱養(yǎng)魚從20世紀80年代末開始興起,起初只是在水庫岸邊零星投放網箱,用網箱養(yǎng)殖鰱魚、鳙魚等濾食性魚類,數量不大。從20世紀90年代初期開始養(yǎng)殖規(guī)模迅速擴大,養(yǎng)殖品種逐漸增加,鯉魚、鯽魚等吃食性魚類也開始出現。由于管理不到位,在網箱養(yǎng)魚的水庫,網箱幾乎遍布整個水庫庫區(qū),如周村水庫網箱養(yǎng)殖面積高峰時達到了庫區(qū)水面面積的20%,總數約有1萬余箱,其中吃食性魚類鯉魚、鯽魚有3 000箱左右(主要是鯉魚),濾食性魚類鰱魚、鳙魚有7 000箱左右。高密度的網箱養(yǎng)魚,向水庫中投放了大量的餌料,其中一部分營養(yǎng)鹽被水溶出直接進入水體,一部分被魚類吸收,隨魚體而離開水體,另一部分則沉積在水庫底質中,造成二次污染。由于網箱放置遠遠超過了其承載能力,導致水質嚴重惡化,并伴有強烈的腥臭異味,嚴重影響人們的正常生活和身體健康。

2 網箱養(yǎng)魚對水質污染的原因分析

北方水庫多數為多年調節(jié)的水庫,上游來水量少,且集中在汛期,其余月份基本沒有來水,造成水體交換差,承載力低,極易受到污染。網箱養(yǎng)魚就是人為地在一定范圍內的網箱中投入飼料,飼養(yǎng)各種水生生物的活動。網箱養(yǎng)魚對水質的污染主要來自投放的餌料、肥料、藥劑以及魚類的排泄物、底質釋放等幾個方面。

2.1 餌 料

養(yǎng)魚生產需晝夜多次投餌,有大量外源性飼料的投加,投放的人工餌料包括植物性餌料、動物性餌料以及各種添加劑。植物性餌料以豆餅、花生餅、麩皮等為主,蛋白質含量豐富,其含量分別為40%～45%、40%～49%、12%～17%。動物性餌料以魚粉、骨粉等為主,是鈣、磷等元素很好的補充餌料,每千克含鈣290 g～360 g,磷120 g～150 g。

用人工配合飼料每生產1 kg魚,約有800 g有機物、70 g氮和14 g磷通過各種形式進入水體,導致水域富營養(yǎng)化[1]。國內外有關文獻表明[2,3],投喂的餌料只有25%～35%用于增加魚類體重,65%～75%殘留于養(yǎng)殖水域環(huán)境中,而造成水質污染。在損失的餌料中,有15%～30%在投喂過程中因粒度過細、投喂量過大、投喂方法不當、顆粒破碎后溶于水、粒度同魚類攝食口徑不同等原因而損失,部分溶解于水中,部分沉積于水底。大量殘餌對水環(huán)境的影響較大,主要是由于有機物、氮、磷等對養(yǎng)殖環(huán)境和天然環(huán)境造成的污染。

2.2 肥 料

濾食性魚類鰱魚、鳙魚網箱養(yǎng)殖主要食水庫中天然餌料,包括草類、水中浮游的動植物和水生植物等。在網箱養(yǎng)殖過程中,為了保障水中各類營養(yǎng)物質的含量,通常需向水體投放各種肥料,以促進水中天然餌料生物的大量繁殖,為魚類提供豐富的餌料,提高產量,對于網養(yǎng)濾食性魚類增產效果明顯。

施用的肥料包括有機和無機兩大類。有機肥料有綠肥、畜禽糞便及生活污水,無機肥則包括氮、磷、鉀、鈣、硅等化學肥料。這將迅速加重水體的污染,促進水體的富營養(yǎng)化,特別是對于靜止水體的水庫更為明顯。

2.3 魚病防治藥劑

為預防魚類疾病,防治病害,消除敵害生物,消毒和抑制污損生物等,常常要施用各種消毒劑、抗生素、殺寄生蟲劑、各類激素和疫苗。這些化學藥劑在使用時有一部分直接用于網箱消毒和魚體消毒,有一部分直接添加到飼料中。這兩部分在使用時都直接排入水體,達到一定濃度時就會對水體造成污染。這些有機化學藥物所造成的污染還會導致下游地區(qū)的取水安全,甚至在該水域的水生生物體中積累下來,導致食用這些水產品的人慢慢中毒。

藥物在殺滅病蟲害的同時,也使水中浮游生物有益生物受到抑制,殺傷或致死,造成微生態(tài)失衡,一些低濃度或性質穩(wěn)定的藥物殘留可能會在一些水生生物體內積累并通過食物鏈放大,對整個水體的生態(tài)系統(tǒng)乃至人體造成危害。

2.4 魚類的排泄物

通常認為魚類對所攝食的餌料有20%～30%以糞便形式進入水域環(huán)境中。日本學者的研究發(fā)現[4],采用網箱淡水養(yǎng)殖鯉魚,使用蛋白質含量36%的粗餌料,餌料系數為1.4,喂養(yǎng)后通過尿、糞進入水體的氮磷含量分別為62.3%和22%,進入底泥中的氮磷含量分別為5.8%和48.2%。每噸魚在喂養(yǎng)1.4 t餌料后產生的糞便達0.45 t(干重)。此外還發(fā)現,若以BOD5計算,每千克鯉魚每天將排放3 g～5 g。而排出的一半是氨,每千克鯉魚每天排氨300 mg。由此可推斷,水庫庫區(qū)長期大量的網箱養(yǎng)殖魚類排放糞便所造成的二次污染是很大的。

網箱養(yǎng)魚對底部沉積物最明顯的影響在于有機物的積累及底質向缺氧狀態(tài)轉變。經過一定時期的養(yǎng)殖后,大量的殘飼料、有機肥料、魚類的排泄物等無法及時分解,不斷沉積在底部,由于水體下層氧氣濃度低,沉積的底質在厭氧條件下分解,產生大量還原物質,不斷向水體釋放出氮、磷、有機酸等物質,使pH值下降,并向周圍水域擴散,造成水體富營養(yǎng)化。

3 網箱養(yǎng)魚對水庫水質的影響

3.1 對水質的影響

為了分析網箱養(yǎng)魚對水庫水質的影響程度,在周村水庫設置了觀測點,分別在水庫的鰱魚、鯉魚網箱中布置監(jiān)測點,另外在距離網箱較遠的水庫大壩附近選取一處地點作為對照點,取樣監(jiān)測高錳酸鉀指數、總氮、總磷、溶解氧,分析網箱養(yǎng)魚對水質的影響;同時,還分別在距離網箱50 m、100 m、200 m處布置監(jiān)測點進行監(jiān)測,分析網箱養(yǎng)魚對不同距離水質的影響。

表1的監(jiān)測結果表明:網箱內水體中總氮、總磷的濃度均高于對照點的濃度,特別是總磷的濃度比對照點增加幅度達到了116%以上,高錳酸鉀指數濃度與對照點的濃度基本一致,溶解氧濃度變化與總氮、總磷恰好相反。這說明網箱養(yǎng)魚增大了水體中TN、TP的濃度,同時降低了水體中的溶解氧的含量,而對水體中的有機物總量(以高錳酸鉀指數計)的影響不明顯。

表1 監(jiān)測項目含量統(tǒng)計表

3.2 對水質范圍的影響

網箱養(yǎng)魚不僅影響網箱養(yǎng)殖區(qū)的水質,還影響到附近較大水域的水質。例如周村水庫庫區(qū)呈河道式,庫灣不發(fā)達,網箱區(qū)全部布設在水庫中央。由表2可見,在0m～200m范圍內,總氮、總磷的濃度隨距網箱距離越遠有降低的趨勢,溶解氧變化趨勢相反,因此網箱在周圍至少200 m以內形成了污染區(qū)域。

表2 監(jiān)測項目含量與距網箱距離關系統(tǒng)計表

3.3 網箱養(yǎng)魚對底質產生的影響

網箱養(yǎng)魚對底部沉積物最明顯的影響在于有機物的積累及底質向缺氧狀態(tài)轉變。張敏等[5]研究了網箱養(yǎng)殖對東湖沉積物有機質含量等的影響,結果表明,東湖養(yǎng)殖羅非魚的網箱下沉積物中有機質和可酶解磷(PHP)含量以及堿性磷酸酶活性(APA)均顯示增高。王立明等[6]研究了網箱養(yǎng)魚對潘家口水庫底質的影響,網箱底部有機質含量2.14%,氮含量0.146%,含量明顯偏高,網箱底部底質中有機質和氮的含量隨著與網箱距離的增大而降少,距離網箱10 m處的含量僅相當于網箱底部的50%左右。底部有機物的積累造成底質缺氧,在缺氧的條件下,底質中會釋放大量有毒氣體,如H2S、NH3、CH4等。Enell等估計,淡水網箱底質中NH3的釋放速度是網箱區(qū)外底質中NH3釋放速度的2.6～3.3倍[7～9]。

4 降低網箱養(yǎng)魚污染的途徑和對策

4.1 妥善解決庫區(qū)居民的生活

水庫建設之初有部分居民采取后靠的形式安置在庫區(qū),網箱養(yǎng)魚是庫區(qū)居民的主要收入來源。只有通過合理的農業(yè)產業(yè)結構的調整,發(fā)展生態(tài)型的農業(yè)經濟,妥善解決庫區(qū)居民的生活問題,才是解決水庫網箱養(yǎng)魚污染的最根本途徑。

4.2 加強庫區(qū)水產養(yǎng)殖的管理力度

為了保證庫區(qū)養(yǎng)殖的可持續(xù)發(fā)展和良好的漁業(yè)生態(tài)環(huán)境,應成立水庫運行管理單位和地方政府職能部門參加的工作組,建立庫區(qū)綜合管理的協作機制,從宏觀上加以調控和指導,不能盲目擴大養(yǎng)殖面積和追求產量,以資源和環(huán)境承載力的調查為基礎,對養(yǎng)殖水面進行科學規(guī)劃,科學確定水域養(yǎng)殖負荷;提出保護庫區(qū)環(huán)境和生態(tài)的管理框架,制定網箱養(yǎng)魚的管理辦法。

4.3 合理規(guī)劃養(yǎng)殖、改變養(yǎng)魚觀念

在水產養(yǎng)殖中要兼顧漁業(yè)生產和環(huán)境保護,兼顧漁業(yè)產量和優(yōu)質高效,大力發(fā)展“保水漁業(yè)”,就是以保護水環(huán)境為最終目的,選擇適當的魚類放養(yǎng),以改善淡水水域的魚類種群組成,做到“以魚治水”或“以魚養(yǎng)水”。并且從水質保護的角度來確定漁業(yè)的環(huán)境容納量,進而提出最佳的漁業(yè)規(guī)模和漁業(yè)方式,確保水域良好的生態(tài)環(huán)境和永續(xù)利用。

4.4 優(yōu)化養(yǎng)殖方式和結構

由于大多數水產養(yǎng)殖廢物來自餌料,采用科學的餌料配比和喂養(yǎng)方法可以大大減少餌料的投放量和損失量,從而減少營養(yǎng)物質的輸入。按季節(jié)變化、魚體重、水溫、溶解氧的含量等指標,科學調整投喂率和投喂量以及投喂的時間,降低餌料在水中的流失所造成污染。實行多品種混養(yǎng),充分利用天然餌料,發(fā)揮魚類之間的互利作用。加大濾食性魚類的投放量,有利于消化由于富營養(yǎng)化增加的浮游生物量,可以避免浮游生物過量增加而造成的二次污染。

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