池塘泥鰍養(yǎng)殖水體水質(zhì)調(diào)查與治理對策

郭雨文 羅婷 李祥 劉青青 李凱 楊一倫 楊青青 李艷薔

摘要 為了解池塘泥鰍養(yǎng)殖對養(yǎng)殖水體的影響，選擇湖北天門四海泥鰍養(yǎng)殖基地和仙桃市郭河鎮(zhèn)養(yǎng)殖戶的10口泥鰍養(yǎng)殖池塘及水源進行取樣分析，調(diào)查養(yǎng)殖池塘水質(zhì)污染情況，分析水質(zhì)污染的原因，并提出治理對策。結(jié)果表明，調(diào)查區(qū)域的養(yǎng)鰍水源為井水，水質(zhì)偏酸性、氧化還原電位偏低、氨氮偏高，不符合養(yǎng)殖要求。池塘養(yǎng)殖水體pH值、氧化還原電位、電導(dǎo)率濃度范圍正常，而氨氮、總氮、總磷、化學(xué)需氧量濃度嚴重超標，浮游生物量偏高。調(diào)查區(qū)域泥鰍養(yǎng)殖池塘污染以營養(yǎng)物質(zhì)和有機物污染為主，水質(zhì)污染主要與飼料選擇、投加方式有關(guān)。泥鰍養(yǎng)殖池塘可采用生物浮床、人工濕地等生態(tài)技術(shù)改善水質(zhì)。

關(guān)鍵詞 池塘泥鰍養(yǎng)殖；水質(zhì)分析；漁業(yè)水質(zhì)標準；地表水環(huán)境質(zhì)量標準；治理對策

中圖分類號 S966.4 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2018）03-0236-03

Abstract In order to understand the effect of pond loach breeding on aquaculture water，10 loach breeding ponds and water source from Sihai loach breeding base of Tianmen City in Hubei Province and loach farmers of Guohe Town in Xiantao City were selected for water quality investigation. The causes of water pollution were analyzed and governance countermeasures were put forward in this paper.The results indicated that the water source for loach culture in investigated region was well water with acidic，low redox potential and high ammonia nitrogen，which couldn′t meet the requirement of aquaculture.The range of pH value，redox potential and conductivity of loach breeding water was normal，while the concentration of ammonia nitrogen，total nitrogen，total phosphorus and chemical oxygen demand was seriously overproof and plankton biomass was high.Nutrients and organic pollution were the two main causes of loach culture pond pollution in investigated region.Water quality pollution was mainly related to feed selection and release method.Ecological technologies such as biological floating bed and constructed wetland should be adopted in loach culture pond，so as to improve the water quality.

Key words pond loach culture；water quality analysis；fishery water quality standard；surface water environmental quality standard；governance countermeasure

隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，人們越來越追求高品質(zhì)的生活，泥鰍作為典型的高蛋白低脂肪營養(yǎng)食品，越來越受到人們的喜愛。由于國內(nèi)外的市場需求量大，市場價格可觀，養(yǎng)殖戶紛紛開始養(yǎng)殖泥鰍，養(yǎng)殖規(guī)模由小型水體養(yǎng)殖向高密度、集約化、規(guī)?；l(fā)展，形成了高生物負載量和高投入量的養(yǎng)殖模式。在這種模式下，養(yǎng)殖密度超過了水體容量，大量殘余飼料所含的氮、磷等植物性營養(yǎng)元素、懸浮性顆粒、耗氧有機物等成為了養(yǎng)殖水體的主要污染來源，導(dǎo)致養(yǎng)殖水體污染日趨嚴重[1]。

泥鰍養(yǎng)殖過程中殘余飼料和泥鰍排泄物導(dǎo)致水體中植物營養(yǎng)性元素含量增加，藻類暴發(fā)性生長，水體溶氧量大幅度下降，厭氧性細菌開始大量繁殖。有機物被不斷分解為有機酸和各種有毒物質(zhì)，造成底質(zhì)酸化，pH值明顯下降。而低pH值會影響泥鰍的新陳代謝，造成生長發(fā)育停滯等一系列異常變化。水養(yǎng)殖環(huán)境的底部沉積物可通過再懸浮、溶解、釋放等過程引發(fā)水體二次污染，導(dǎo)致養(yǎng)殖水環(huán)境惡化。為了維持養(yǎng)殖水體的生態(tài)功能，養(yǎng)殖戶一般通過換水來保證養(yǎng)殖的正常進行。換水過程中富含氮、磷、有機物和藻類的泥鰍養(yǎng)殖廢水被直接或間接排入附近天然水體，加快了天然水體的富營養(yǎng)化進程。此外，在泥鰍養(yǎng)殖水質(zhì)調(diào)節(jié)、疾病預(yù)防、疾病治療等過程中，養(yǎng)殖戶將大量化學(xué)藥品添加在飼料中或直接潑灑使用，造成化學(xué)物質(zhì)殘留在水體中，影響了野生物種的免疫力，同時造成生物殘留，可能會通過食物鏈危害人類健康。

為了減少泥鰍養(yǎng)殖對水環(huán)境的影響，調(diào)查人員對湖北省仙桃市郭河鎮(zhèn)秦嶺村與湖北天門四海生態(tài)科技有限公司的泥鰍養(yǎng)殖基地進行調(diào)研。擬通過實地調(diào)查和采樣分析，研究泥鰍養(yǎng)殖池塘的污染種類與污染特點，并提出治理對策，以期為泥鰍養(yǎng)殖池塘的水體修復(fù)、水質(zhì)保障和生態(tài)環(huán)境保護提供借鑒。

1 調(diào)查內(nèi)容與方法

1.1 調(diào)查內(nèi)容

由于在不同泥鰍生長期投加的飼料不同，對水質(zhì)影響也不同，因而調(diào)查人員分別在湖北省仙桃市郭河鎮(zhèn)秦嶺村和湖北四海生態(tài)科技有限公司的泥鰍養(yǎng)殖基地選擇了6口寸苗池塘和4口成鰍池塘進行水樣采集和分析。

1.2 調(diào)查方法

1.2.1 水樣采集。2017年7月5日對水源（井水）、寸苗池和成鰍池進行水質(zhì)取樣監(jiān)測。每個方形池塘在4個角和中心設(shè)5個取樣點，使用有機塑料采水器采集距水面0.5 m處的水樣，將同一池塘采集的5個點的水樣進行混合，得到1個綜合水樣。同時在池塘進水處用有機塑料采水器采集水源水樣。

1.2.2 理化指標分析。檢測水溫、pH值、電導(dǎo)率、氧化還原電位（ORP）、葉綠素、總氮（TN）、氨氮（NH4+-N）、總磷（TP）和化學(xué)需氧量（COD）等9項水質(zhì)理化指標。水溫、pH值、電導(dǎo)率、氧化還原電位采用便攜式多功能水質(zhì)測定儀（上海梅特勒托利多儀器有限公司）于現(xiàn)場測定。總氮采用堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法測定，氨氮采用納氏試劑分光光度法測定，總磷采用鉬酸銨分光光度法測定，化學(xué)需氧量采用重鉻酸鉀法測定，具體方法見《水與廢水監(jiān)測分析方法》（第四版）[2]。

1.2.3 數(shù)據(jù)分析方法。采用Excel 2010數(shù)據(jù)分析功能對寸苗池和成鰍池水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)進行單因素方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 水源水質(zhì)情況

研究區(qū)域池塘養(yǎng)鰍水源主要為井水，養(yǎng)殖場井水取樣分析結(jié)果表明，井水pH值為5.23，氧化還原電位為-90 mV，電導(dǎo)率為63.3 mS/m，TP、COD、NH4+-N、TN分別為0.17、5.60、0.69、0.91 mg/L。由此可知，井水偏酸性，呈還原狀態(tài)。根據(jù)漁業(yè)水質(zhì)標準，天然水或養(yǎng)殖池水pH值為6.5～8.5，可以認為水體處于良好的酸堿性；據(jù)崔 玥等[3]的研究，氧化還原電位<50 mV，尤其是在出現(xiàn)負值時，池塘水質(zhì)和底質(zhì)開始惡化。我國漁業(yè)水質(zhì)標準[4]規(guī)定，非離子氨須<0.02 mg/L，折算為氨氮濃度為1 mg/L（按照非離子氨占氨氮的2%計算）。但大量實踐表明，氨氮過高會損壞魚、蚌的鰓，NH4+-N>0.5 mg/L時會影響魚類進食和呼吸，而井水中的氨氮高達0.69 mg/L，因而井水不能直接用于池塘換水。

2.2 養(yǎng)殖水體水質(zhì)情況

2.2.1 pH值。調(diào)查期間6口養(yǎng)殖寸苗池pH值為7.78～8.82，均值為8.33，其中3口池塘的pH>8.5，不適合泥鰍生長。4口成鰍池pH值為7.38～7.51，均值為7.44，pH值適中，符合漁業(yè)水質(zhì)標準。寸苗池的pH值高于成鰍池，且存在顯著差異。這是因為寸苗池投加粉狀飼料，比成鰍池中投加的顆粒狀飼料利用率低，導(dǎo)致大量的飼料殘留在水中，浮游植物大量生長，造成pH值偏高（表1）。

2.2.2 氧化還原電位。調(diào)查期間6口寸苗池氧化還原電位為91～134 mV，均值為108 mV。4口成鰍池氧化還原電位為101～119 mV，均值為110 mV。所有池塘氧化還原電位均>50 mV，滿足漁業(yè)水質(zhì)標準。寸苗池的氧化還原電位均值稍高于成鰍池，但不存在顯著差異。本次調(diào)查中寸苗池和成鰍池氧化還原電位均>50 mV，表明水體氧化還原狀態(tài)良好。

2.2.3 電導(dǎo)率。調(diào)查期間6口寸苗池電導(dǎo)率為47.3～77.6 mS/m，均值為61.2 mS/m。4口成鰍池電導(dǎo)率為28.1～36.8 mS/m，均值為32.9 mS/m。寸苗池的電導(dǎo)率約為成鰍池的2倍，二者之間存在顯著差異。這是由于飼料投放量與泥鰍排泄物中無機鹽含量的差異所致，寸苗期泥鰍生長速率比成鰍高，飼料的使用量與排泄量都有較大差異。

2.2.4 氨氮。調(diào)查期間6口寸苗池氨氮濃度為0.27～3.56 mg/L，均值為1.28 mg/L，4口成鰍池的氨氮濃度為0.24～2.39 mg/L，均值1.07 mg/L。根據(jù)漁業(yè)水質(zhì)標準，部分池塘氨氮濃度超標，同時地表水環(huán)境質(zhì)量標準中規(guī)定漁業(yè)用水應(yīng)達到Ⅲ類水標準。按照地表水環(huán)境質(zhì)量標準中氨氮濃度限制規(guī)定[5]，調(diào)查池塘中劣Ⅴ類水占20%，Ⅴ類水占10%，Ⅳ類水占20%，Ⅲ類水占10%，Ⅱ類水占40%。寸苗池的氨氮濃度高于成鰍池，但不存在顯著差異。氨氮超標的原因是在泥鰍的飼養(yǎng)過程中過量投喂飼料導(dǎo)致飼料沉積在水中，飼料中的高蛋白物質(zhì)不能及時分解，因而魚塘中的氨氮含量逐漸積累。

2.2.5 總氮。調(diào)查期間6口寸苗池總氮濃度為4.95～7.20 mg/L，均值為6.12 mg/L。4口成鰍池總氮濃度為2.56～3.55 mg/L，均值為3.08 mg/L。寸苗池的總氮濃度為成鰍池的2倍，存在顯著差異。目前漁業(yè)水質(zhì)標準中沒有總氮濃度限制規(guī)定，根據(jù)地表水環(huán)境質(zhì)量標準，所有池塘中總氮濃度均>2 mg/L，均為劣Ⅴ類水質(zhì)，水體富營養(yǎng)化現(xiàn)象很嚴重。

2.2.6 總磷。調(diào)查期間6口寸苗池的總磷濃度為0.226～0.533 mg/L，均值為0.40 mg/L。4口成鰍池總磷濃度為0.376～0.412 mg/L，均值為0.39 mg/L。寸苗池TP濃度比成鰍池略高，但不存在顯著差異。目前漁業(yè)水質(zhì)標準沒有總磷指標標準，根據(jù)地表水環(huán)境質(zhì)量標準中總磷限值評價池塘水質(zhì)，調(diào)查池塘中劣Ⅴ類水占40%，Ⅳ類水占50%，Ⅲ類水占10%。因此，90%的養(yǎng)殖池塘已經(jīng)不能滿足地表水環(huán)境質(zhì)量中漁業(yè)用水的要求。

2.2.7 化學(xué)需氧量。調(diào)查期間6口寸苗池化學(xué)需氧量為40.25～67.47 mg/L，均值為55.43 mg/L。4口成鰍池的化學(xué)需氧量為33.40～63.42 mg/L，均值為45.02 mg/L。寸苗池的化學(xué)需氧量濃度高于成鰍池，但不存在顯著差異。寸苗池與成鰍池的平均化學(xué)需氧量>40mg/L，根據(jù)地表水環(huán)境質(zhì)量標準規(guī)定，為劣Ⅴ類水，不滿足漁業(yè)用水要求。

2.2.8 葉綠素。調(diào)查期間6口寸苗池葉綠素濃度為219.85～590.65 μg/L，均值為360.63 μg/L。4口成鰍池葉綠素濃度為131.12～252.10 μg/L，均值為186.63 μg/L。寸苗池的葉綠素濃度是成鰍池的2倍，存在顯著差異。按照國家對水質(zhì)的分類，貧營養(yǎng)化中葉綠素濃度為0～3 μg/L，中營養(yǎng)化中葉綠素濃度為 3～7 μg/L，富營養(yǎng)化中葉綠素濃度為7～10 μg/L[6]，而檢測到的葉綠素濃度遠超富營養(yǎng)化的水質(zhì)要求，很容易發(fā)生水華。一旦發(fā)生水華，溶氧量的下降與藻類分泌的藻毒素將直接威脅水生生物的生存。

3 泥鰍養(yǎng)殖廢水污染情況

3.1 水源污染嚴重

泥鰍養(yǎng)殖水源大多來于地表水和地下水，而大多水體均受到不同程度的污染。經(jīng)調(diào)查，包括河流、湖泊、水庫在內(nèi)的我國地表水水質(zhì)呈現(xiàn)逐年惡化趨勢。以水庫的污染率為例，1998年水庫污染率為50%～60%，2002年超過了70%[7]。由中國地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測院公布的信息可知，目前我國地下水污染呈現(xiàn)由點到面、由淺到深、由城市到農(nóng)村的擴展趨勢，污染程度日益嚴重[8]。由于天然水源的污染，可供泥鰍養(yǎng)殖的優(yōu)質(zhì)水源在不斷減少，在一定程度上加重了泥鰍養(yǎng)殖廢水的處理難度。

3.2 養(yǎng)殖水體有機物污染嚴重

本次調(diào)查中，寸苗池與成鰍池里的化學(xué)需氧量較高，說明養(yǎng)殖水體中有機物含量較高，而且超過了限定值。一方面是因為泥鰍養(yǎng)殖飼料量較大而利用率較低。有關(guān)試驗表明，養(yǎng)殖魚類的排泄物、參與飼料等沉降的負荷量為飼料量的10%～20%，投食后立即溶入水中的懸浮物量也接近飼料量的10%，固狀有機物質(zhì)有的分解到水體中，有的沉降堆積在底泥中。根據(jù)養(yǎng)殖水域環(huán)境容量的不同，在開放性、水體交換良好的養(yǎng)殖場，沉積在底泥的有機物殘留約20%，而在相對封閉性的水體中有50%的有機物積存下來，形成養(yǎng)殖環(huán)境的有機污染[9]。另一方面是因為養(yǎng)殖密度過大。養(yǎng)殖密度大勢必增加投餌量，有機物含量增加容易造成水中溶解氧缺乏，水中的高錳酸鹽指數(shù)、生化需氧量明顯增加。

3.3 養(yǎng)殖水體營養(yǎng)元素富集

從總氮、總磷濃度調(diào)查結(jié)果可知，寸苗池與成鰍池的總氮濃度存在顯著差異，寸苗池與成鰍池總磷濃度不存在顯著差異。據(jù)陳東興[10]的調(diào)查，混養(yǎng)魚塘全年氮輸入總量為586 kg/hm2，通過飼料攜帶的為419.5 kg/hm2，占總輸入的71.57%；而進水輸入占20.08%。全年磷輸入量為114 kg/hm2，通過餌料攜帶的為86.03 kg/hm2，占總輸入的75.03%?；旌萧~塘中魚類全年氮、磷吸收率僅占全年氮、磷輸出的28.17%、29.29%。同此可知，泥鰍養(yǎng)殖廢水中總氮、總磷的主要來源為飼料，飼料的營養(yǎng)元素被泥鰍所吸收的比例較小，而養(yǎng)殖廢水排出的營養(yǎng)物質(zhì)增加了周邊水域的氮、磷輸入量，加快了水體富營養(yǎng)化進程，導(dǎo)致浮游植物、底棲動物的種群數(shù)量發(fā)生變化。

4 泥鰍養(yǎng)殖廢水治理對策

4.1 水源處理

池塘泥鰍養(yǎng)殖水源主要為地下水，但由于我國水體大多受到不同程度的污染，不能滿足漁業(yè)用水水質(zhì)要求，不能直接用于池塘換水。因此，水源使用前需進行水質(zhì)檢驗，查明水質(zhì)情況再進行相應(yīng)處理。如本次調(diào)查地區(qū)的泥鰍養(yǎng)殖水源主要為井水，井水水質(zhì)偏酸性，呈還原狀態(tài)，并且氨氮含量高達0.69 mg/L，不滿足漁業(yè)用水水質(zhì)要求，不能直接用于池塘換水。可先將井水抽至蓄水池，曝曬數(shù)天，讓其自然曝氣復(fù)氧，然后通過砂池過濾，去除氨氮后排入池塘。

4.2 改變養(yǎng)殖方式

4.2.1 合理確定水產(chǎn)養(yǎng)殖容量。在池塘泥鰍養(yǎng)殖之前，應(yīng)對具體養(yǎng)殖區(qū)域的環(huán)境容量進行監(jiān)測分析，了解水體環(huán)境對污染負荷的承載能力，確保泥鰍養(yǎng)殖過程中產(chǎn)生的污染負荷不超過水體環(huán)境的自凈能力。在此基礎(chǔ)上決定泥鰍的養(yǎng)殖密度和養(yǎng)殖模式。

4.2.2 確定養(yǎng)殖方式，提高飼料利用率。根據(jù)自身的養(yǎng)殖環(huán)境的特點，對養(yǎng)殖生物的攝食行為作出分析，考慮到不同生物有不同的需求，合理使用和選擇餌料。投喂餌料要遵循少量多次的原則，保障飼料利用率，盡可能地減少養(yǎng)殖水體的污染物。

采用混養(yǎng)技術(shù)，合理分配和調(diào)整養(yǎng)殖水體的垂直分布，利用不同養(yǎng)殖生物的生理特性，實現(xiàn)物質(zhì)循環(huán)和能量流動，維持泥鰍養(yǎng)殖水域的生態(tài)平衡。如將魚、貝類和海藻等生物混合養(yǎng)殖，使水域生態(tài)系統(tǒng)更加穩(wěn)定，從而達到水體修復(fù)的目的。也可采用稻鰍共生或菜鰍共生的生態(tài)種養(yǎng)模式，即將田地整改之后進行泥鰍養(yǎng)殖，泥鰍和農(nóng)作物同時收獲，一地雙收。

4.3 養(yǎng)殖水體處理

4.3.1 生物浮床技術(shù)。本次調(diào)查結(jié)果表明，泥鰍養(yǎng)殖水體中的氨氮、總氮和總磷等營養(yǎng)物質(zhì)普遍超標，而這些污染物質(zhì)是植物生長的良好營養(yǎng)基礎(chǔ)。建議采用生物浮床技術(shù)種植水生蔬菜或景觀植物，通過植物根部吸收水中過剩的營養(yǎng)物質(zhì)以凈化水體，同時可獲得一定的經(jīng)濟效益。

4.3.2 修建人工濕地。目前，大部分養(yǎng)殖戶通過換水的方式改善水質(zhì)，而將污染的養(yǎng)殖廢水直接排入自然水體，造成自然水體的污染。因此，養(yǎng)殖戶和有關(guān)部門應(yīng)重視泥鰍養(yǎng)殖廢水排放前的處理措施，建議在集中的小型泥鰍養(yǎng)殖區(qū)域或水質(zhì)污染程度相對較小的養(yǎng)殖池塘建立生態(tài)濕地，通過濕地的凈化作用減少排放水體中的各種污染物。

4.3.3 集中處理。大型養(yǎng)殖基地或水質(zhì)污染程度較大的養(yǎng)殖池塘直接排放廢水會對周邊環(huán)境造成嚴重的影響，因而建議建設(shè)專門的養(yǎng)殖廢水排放管道系統(tǒng)和污水處理廠，將養(yǎng)殖廢水進行集中處理，待其達標后再進行排放，減少污染。

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