生物修復(fù)技術(shù)在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的應(yīng)用研究

耿捷

（常州市金壇區(qū)、溧陽市長蕩湖水產(chǎn)管理委員會(huì)管理處，江蘇 常州 213224）

現(xiàn)階段，環(huán)境修復(fù)技術(shù)主要包括物理修復(fù)技術(shù)、化學(xué)修復(fù)技術(shù)和生物修復(fù)技術(shù)。其中物理修復(fù)主要是借助物理程序，例如：沉淀、過濾、吸附等方式去除污染。化學(xué)修復(fù)是借助化學(xué)試劑與污染物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，將污染物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)。這兩種修復(fù)方式雖然見效快，但投入成本高，且治標(biāo)不治本，很容易造成二次污染。為了更好地促進(jìn)生態(tài)環(huán)境修復(fù)工程的推進(jìn)，全面優(yōu)化水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境，避免各類水域生態(tài)環(huán)境的惡化，必須要加大在生態(tài)修復(fù)技術(shù)上的研究投入力度，同時(shí)，通過進(jìn)一步開展人工模擬實(shí)驗(yàn)，探索生態(tài)修復(fù)技術(shù)在不同水產(chǎn)養(yǎng)殖行業(yè)的科學(xué)應(yīng)用。

1 水產(chǎn)養(yǎng)殖面臨的主要污染問題

受人類生產(chǎn)和生活等活動(dòng)的影響，當(dāng)前，我國水產(chǎn)養(yǎng)殖領(lǐng)域存在著復(fù)雜的污染情況。有來自水產(chǎn)養(yǎng)殖對(duì)象的分泌物和排泄物污染；也有藥物、飼料的殘留污染等[1]。為了確保生物修復(fù)技術(shù)的針對(duì)性和可行性，必須明確水產(chǎn)養(yǎng)殖面臨的主要問題，根據(jù)污染物性質(zhì)，水產(chǎn)養(yǎng)殖污染可以大致劃分為內(nèi)源性污染和外源性污染。

內(nèi)源性污染主要來自三方面，第一，水產(chǎn)養(yǎng)殖過程中投入的營養(yǎng)物污染。在養(yǎng)殖生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)中，會(huì)出現(xiàn)大量的殘餌和養(yǎng)殖物的代謝產(chǎn)物，造成養(yǎng)殖水體的污染。一些養(yǎng)殖人員在水產(chǎn)養(yǎng)殖中，為了確保養(yǎng)殖物的良好長勢，保證經(jīng)濟(jì)效益，通常會(huì)選擇投入過量的餌料或水產(chǎn)肥料，這些飼料和肥料并非完全作用于養(yǎng)殖物，還會(huì)有一部分未被吸收應(yīng)用，以氮、磷、硫化合物和懸浮、耗氧有機(jī)物的形式殘留在養(yǎng)殖水體中，再加上養(yǎng)殖物自身的代謝物和糞便，不僅會(huì)導(dǎo)致水體無法承載，還會(huì)降低衡水體的自凈功能，造成水體富養(yǎng)化問題嚴(yán)重。除此之外，部分水體養(yǎng)殖受地理?xiàng)l件的影響，養(yǎng)殖區(qū)域集中分布在風(fēng)浪平靜的內(nèi)灣地帶，水體缺少交換的機(jī)會(huì)，再加上粗放的養(yǎng)殖形式，很容易造成沉積性污染。第二，是藥物的污染。病菌、寄生蟲、螺類、藻類、水草等動(dòng)植微生物會(huì)影響水產(chǎn)養(yǎng)殖質(zhì)量，相關(guān)養(yǎng)殖人員在投放相應(yīng)藥物的過程中常存在不規(guī)范用藥的情況，導(dǎo)致養(yǎng)殖水體水域出現(xiàn)大量藥物殘留，危害養(yǎng)殖水體的生態(tài)系統(tǒng)安全。第三，是底泥惡化污染。在長期的污染積累下，水體底部的淤泥會(huì)越來越厚，這些污染物在無氧的環(huán)境下會(huì)進(jìn)一步分解有害物質(zhì)，使水體環(huán)境不斷惡化。

外源性污染是人類生產(chǎn)活動(dòng)中對(duì)水體造成的污染性影響，就養(yǎng)殖水體的整體情況來看，也可以大致分為三方面。首先，是工業(yè)生產(chǎn)污水廢料。這一類外源性污染對(duì)養(yǎng)殖水體水域生態(tài)系統(tǒng)的破壞是毀滅性的：冶金電鍍重金屬會(huì)毒死水中動(dòng)植物；食品加工廢水會(huì)導(dǎo)致水體濁度加深，魚類無法進(jìn)行正常的生理活動(dòng)；制造業(yè)廢水多含硫化物，會(huì)導(dǎo)致水生動(dòng)物死亡；養(yǎng)殖水體的溫度在廢水的影響下驟升，腐敗惡劣氣味也會(huì)越來越嚴(yán)重，最終導(dǎo)致水體水域生態(tài)平衡完全被破壞。其次，是農(nóng)業(yè)面源污染。在降水、灌溉、排水時(shí)，農(nóng)藥、化肥不僅會(huì)直接流入水體，還會(huì)通過地下水滲透，整體影響范圍更廣、更復(fù)雜，也更難以控制。最后，是生活污染，生活污染物會(huì)使水體生產(chǎn)力下降，造成水體富營養(yǎng)化[2]。

2 生物修復(fù)技術(shù)在水產(chǎn)水體修復(fù)中的應(yīng)用

生物修復(fù)技術(shù)作為近年來生態(tài)環(huán)境修復(fù)中廣泛應(yīng)用的技術(shù)，可以在自然環(huán)境或可控條件下，充分利用當(dāng)?shù)厣?、外來生物或?qiáng)化生物（包含微生物），將環(huán)境污染轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)，相比于物理化學(xué)修復(fù)技術(shù)，不僅適用性更強(qiáng)、操作應(yīng)用程序簡單、安全性更高，而且整體經(jīng)濟(jì)投入更少，可以更好地提高生態(tài)環(huán)境自身的抵抗力，不易產(chǎn)生二次污染。

在應(yīng)用生物修復(fù)技術(shù)的過程中，根據(jù)技術(shù)使用的場所，可以進(jìn)一步將技術(shù)劃分為原位修復(fù)、異位修復(fù)以及聯(lián)合修復(fù)；根據(jù)污染物類型，可以分為有機(jī)污染修復(fù)、重金屬污染修復(fù)以及放射性污染修復(fù)等；以人工干預(yù)情況，可以分為生物自凈修復(fù)和強(qiáng)化功能修復(fù)；結(jié)合修復(fù)主體可分為土壤修復(fù)和水體修復(fù)，在水體修復(fù)中又可細(xì)分為海洋修復(fù)、湖泊修復(fù)、池塘及地下水修復(fù)等。以下是生物修復(fù)技術(shù)在水產(chǎn)養(yǎng)殖水體修復(fù)和凈化中的應(yīng)用分析。

2.1 微生物修復(fù)技術(shù)

微生物修復(fù)是生物修復(fù)技術(shù)的主要形式，在我國當(dāng)前水體修復(fù)工作中微生物修復(fù)技術(shù)有廣泛的應(yīng)用。其主要凈水修復(fù)原理是利用水體中的有益微生物，將污染物質(zhì)降解為無害物質(zhì)?，F(xiàn)階段，投入有益微生物和微生物制劑是基本的應(yīng)用方式，其中主要包括光合細(xì)菌、芽孢桿菌、硝化細(xì)菌和酵母菌。

光合細(xì)菌作為可以進(jìn)行參與光合作用的原核生物，其菌體內(nèi)具有光合物質(zhì)，即使在厭氧環(huán)境也可以進(jìn)行光合作用，還可以利用小分子有機(jī)物、硫化氫、銨鹽、氨基酸、碳源，使養(yǎng)殖水體內(nèi)部的氨氮、硫化氫和有機(jī)酸等有害物質(zhì)被快速消除，同時(shí)，能夠有效改善水體、穩(wěn)定養(yǎng)殖水體質(zhì)量、平衡水體的酸堿狀態(tài)。

芽孢桿菌是好氣性細(xì)菌，作為一種無毒無害的細(xì)菌，可以持續(xù)分泌蛋白酶和抗生素。將芽孢桿菌投入養(yǎng)殖水產(chǎn)水體中，其可以快速繁殖，通過分泌豐富的胞外酶，可以快速將水體內(nèi)的有機(jī)物分解，例如：可以將養(yǎng)殖動(dòng)物排泄物、殘餌、水生生物殘?bào)w分解，同時(shí)，將這些有機(jī)物礦化為營養(yǎng)鹽物質(zhì)，以供水體內(nèi)單細(xì)胞藻類生物的生長需要，以此間接減少水體內(nèi)有機(jī)污染物的積累，保證水體內(nèi)部有機(jī)物氧化、氨化活動(dòng)正常循環(huán)進(jìn)行，為水體環(huán)境提供更多氧氣。不僅如此，其分泌的抗生素還能抑制水體內(nèi)部的有毒有害細(xì)菌及病毒的繁殖，為水體生物和養(yǎng)殖物提供更安全的生存環(huán)境[3]。

硝化細(xì)菌是好氧菌，將其投入水產(chǎn)水體可以有效降解水體內(nèi)的氨和亞硝酸鹽，一方面，可以從氨氧化亞硝酸鹽中獲取能量，另一方面還能將亞硝酸鹽轉(zhuǎn)化為硝酸鹽。在酸堿度和溫度異常的情況下，可以有效降低水體環(huán)境的毒性，避免其對(duì)水生生物以及養(yǎng)殖物的毒害。同時(shí)，使單位水體體積內(nèi)硝化細(xì)菌的密度增加，保證養(yǎng)殖水體生物有益菌群的平衡狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)水質(zhì)的有效改善。

酵母菌作為真核生物，在投入水體一段時(shí)間之后，可以有效分解水體內(nèi)的糖類，使其成為水和二氧化碳，同時(shí)進(jìn)一步發(fā)酵和繁殖菌體。一方面，降低水中生物的氧氣消耗量，另一方面，還能作為有機(jī)飼料蛋白供水產(chǎn)養(yǎng)殖物應(yīng)用。

2.2 水生植物修復(fù)技術(shù)

植物修復(fù)技術(shù)主要是利用植物根系的吸收、降解和穩(wěn)定水體的特點(diǎn)，以此來降低水體中的污染物濃度，達(dá)到凈化和修復(fù)水體的目的。根據(jù)修復(fù)作用的方式，水生植物修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用可以劃分為三類：首先是控制底泥營養(yǎng)鹽的釋放。例如，借助狐尾藻、鳳眼蓮控制水體底泥營養(yǎng)的含量，或借助沉水植物抑制總氮、總磷以及硝態(tài)氨等有害物質(zhì)的釋放，降低水體營養(yǎng)鹽濃度。其次是有效吸收養(yǎng)殖水體內(nèi)部過剩營養(yǎng)。菱角、茭白、滿江紅、蘆葦?shù)人参锟梢晕账羞^剩的營養(yǎng)物質(zhì)，通過吸收氮、磷無機(jī)物，來減輕富營養(yǎng)化情況，調(diào)節(jié)水體內(nèi)部的酸堿值，有效修復(fù)因過度養(yǎng)殖導(dǎo)致的生態(tài)平衡受到破壞的水體環(huán)境。當(dāng)前，在我國淡水網(wǎng)箱養(yǎng)殖區(qū)域水生植物修復(fù)技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用。最后是克藻。浮游藻類和高等水生植物、沉水植物之間存在相互克制的關(guān)系，水生植物及沉水植物會(huì)搶奪浮游藻類的生存資源，同時(shí)削弱其化感作用，以此來抑制浮游藻類植物的生長。

通過植物修復(fù)技術(shù)凈化水體環(huán)境屬于自然修復(fù)，不僅安全性高，而且適用的范圍更大，整體成本投入較低，可以獲得良好的生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

2.3 水生動(dòng)物修復(fù)技術(shù)

生物操縱是水生動(dòng)物修復(fù)凈化水體環(huán)境的主要理論，通過改變水生動(dòng)物在單位區(qū)域中密度和結(jié)構(gòu)組成，可以有效改變水體水域內(nèi)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)關(guān)系，從而起到間接改善水質(zhì)的作用。通常情況下，水生動(dòng)物主要選擇濾食性食藻魚或植食性浮游動(dòng)物，能夠有效防治水華，并減輕水體富營養(yǎng)化情況，提高養(yǎng)殖水體的整體透明度和潔凈度。

3 結(jié)語

總體來說，水體生物修復(fù)技術(shù)相比于其他修復(fù)技術(shù)有著更高的安全性、整體成本投入更少，而且能夠從源頭解決水體質(zhì)量問題。水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)作為我國漁業(yè)的重要經(jīng)濟(jì)發(fā)展項(xiàng)目，為了可持續(xù)健康發(fā)展必須進(jìn)一步探索生物修復(fù)技術(shù)的有效應(yīng)用策略，相關(guān)養(yǎng)殖人員應(yīng)充分結(jié)合所在養(yǎng)殖區(qū)域水體的實(shí)際情況和養(yǎng)殖產(chǎn)品的具體狀態(tài)，在制定科學(xué)養(yǎng)殖規(guī)劃的同時(shí)，積極探索具有針對(duì)性的生態(tài)修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用措施，促進(jìn)水產(chǎn)養(yǎng)殖與水體生態(tài)保護(hù)工作的高質(zhì)量發(fā)展。