水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)監(jiān)測及治理現(xiàn)狀分析

○謝云波 朱志強(qiáng) 徐偉 普家勇 張揚(yáng)

（湖北省水產(chǎn)科學(xué)研究所 湖北武漢 430077）

水質(zhì)分析是掌握天然水域養(yǎng)殖環(huán)境和水生生物實(shí)驗(yàn)生態(tài)系統(tǒng)化學(xué)因子變化動(dòng)態(tài)的重要手段，為了防止因水質(zhì)污染造成水產(chǎn)養(yǎng)殖的環(huán)境破壞，就必須對水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境的水質(zhì)進(jìn)行分析和監(jiān)測，并通過科學(xué)的方式控制水質(zhì)，以滿足水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物正常生長發(fā)育所需要的水質(zhì)要求。

一、我省水產(chǎn)養(yǎng)殖現(xiàn)狀

2020年湖北省淡水養(yǎng)殖面積52.6萬公頃，水產(chǎn)品總產(chǎn)量467.9萬噸，連續(xù)25年保持全國第一淡水大省地位。2020年漁業(yè)經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值達(dá)到2757億元，占大農(nóng)業(yè)比重的15.8%。小龍蝦（98.2萬噸）、黃鱔（13.3萬噸）、黃顙魚（13.6萬噸）等特色品種產(chǎn)量連續(xù)多年居全國第一；河蟹（15.1萬噸）、鱖魚（7.5萬噸）、甲魚（4.8萬噸）等特色品種產(chǎn)量居全國第二。2020年湖北省養(yǎng)殖產(chǎn)量大于1萬噸/年的魚類，共計(jì)15種，包括四大家魚（青魚、草魚、鰱魚、鳙魚）、鯉魚、鯽魚、鳊魚、泥鰍、鯰魚、鮰魚、黃顙魚、黃鱔、鱖魚、鱸魚、烏鱧等。湖北省除恩施、十堰、神農(nóng)架等地區(qū)以外，其他大部分區(qū)域淡水養(yǎng)殖面積較大；近年來從事淡水養(yǎng)殖行業(yè)人均收入超過2萬元，基本呈現(xiàn)逐年上升的趨勢。對于漁業(yè)養(yǎng)殖水質(zhì)的檢測需求也呈現(xiàn)上升趨勢。

二、漁業(yè)水質(zhì)監(jiān)測參數(shù)及分析

漁業(yè)水質(zhì)檢測的項(xiàng)目包含pH、懸浮物、化學(xué)需氧量COD、總磷、總氮等項(xiàng)目。其原因是在水產(chǎn)品的養(yǎng)殖過程中為了讓水產(chǎn)品更好的生長，提高水產(chǎn)品的存活和健康率，養(yǎng)殖戶在水產(chǎn)品養(yǎng)殖的過程中人為的向養(yǎng)殖水產(chǎn)品的湖泊、養(yǎng)殖水域中投喂了一些藥物。早期可能覺得效果不錯(cuò)，提高了水產(chǎn)品的存活率同時(shí)也提高了水產(chǎn)品的質(zhì)量。但是隨著社會(huì)的發(fā)展進(jìn)步，我們發(fā)現(xiàn)原來覺得提高我們養(yǎng)殖效率的藥物會(huì)殘留在水產(chǎn)品的食用部分中最終進(jìn)入人體，對人體造成傷害。在現(xiàn)在的漁業(yè)水質(zhì)檢測中早先被認(rèn)為在水產(chǎn)品養(yǎng)殖的各種療效顯著的藥物都赫然出現(xiàn)在必檢項(xiàng)目列表中。同時(shí)在養(yǎng)殖過程中養(yǎng)殖戶們也用到了各種非管制性化學(xué)物質(zhì)用以調(diào)節(jié)養(yǎng)殖用水的pH等物理化學(xué)參數(shù)。天然水中的pH值是各種溶解的化合物所達(dá)到的酸堿平衡值。天然水中的碳酸鹽體系對pH起著主要調(diào)節(jié)作用。采集的82個(gè)（由于有32個(gè)樣品添加了固定劑，采樣過程中加入了濃硫酸）樣品pH監(jiān)測結(jié)果范圍為：7.09～8.89。于魚類對水體pH值比較敏感，水體pH值＜5時(shí)，水體呈酸性，會(huì)造成魚類的酸中毒，造成蛋白變性使組織器官失去功能而造成魚類死亡；水體pH＞9時(shí)，水體呈堿性，對魚有強(qiáng)烈的腐蝕性，使魚體及魚鰓損傷嚴(yán)重，魚體表面粘膜被溶解，會(huì)使魚失去控制水分滲透壓的能力而死。

懸浮物質(zhì)是指懸浮于水中，不能通過0.45μ濾膜且易沉降的細(xì)小有機(jī)或無機(jī)顆料物質(zhì)。水域懸浮物質(zhì)對光的散射與阻擋影響水色和透明度，從而降低浮游植物的光合作用，影響水生生物的呼吸和代謝，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成魚、蝦、蟹窒息死亡。水產(chǎn)養(yǎng)殖經(jīng)過一個(gè)養(yǎng)殖周期后，由于飼料的投入，養(yǎng)殖生物的活動(dòng)（游動(dòng)、攝食、排泄等），氣象條件（刮風(fēng)、下雨等）等各種因素的作用，養(yǎng)殖水體中的懸浮物質(zhì)會(huì)有所增加，因此必須對此要有一定的限制，如果含大量懸浮物質(zhì)的養(yǎng)殖水排入水體，勢必對受納水體的生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生危害。2018年8月農(nóng)業(yè)農(nóng)村部修訂的《淡水養(yǎng)殖尾水排放要求（征求意見稿）》中，規(guī)定懸浮物一級排放標(biāo)準(zhǔn)為50mg/L，二級排放標(biāo)準(zhǔn)為100mg/L。

高錳酸鹽指數(shù)主要用來測低濃度的COD，用于地表水、飲用水、深井水的檢測，采用高錳酸鉀作為氧化劑，而高濃度的COD采用重鉻酸鉀作為氧化劑。影響水體中化學(xué)需氧量的主要原因是水中含有大量還原性無機(jī)物和可被氧化的有機(jī)物，所以以化學(xué)需氧量作為水體受還原性有機(jī)、無機(jī)物污染程度的綜合指標(biāo)，水產(chǎn)養(yǎng)殖水中這些污染物主要來自養(yǎng)殖過程中末被養(yǎng)殖生物利用的飼料的分解，養(yǎng)殖生物的排泄物，以及各種微生物的分解所產(chǎn)生的各種還原性無機(jī)物和有機(jī)物，水產(chǎn)養(yǎng)殖水域中一般采用高錳酸鹽指數(shù)反映化學(xué)需氧量程度。我國《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定Ⅳ類為 10mg/L，Ⅴ類為 15mg/L，2018年8月農(nóng)業(yè)農(nóng)村部修訂的《淡水養(yǎng)殖尾水排放要求（征求意見稿）》中，規(guī)定高錳酸鹽指數(shù)一級排放標(biāo)準(zhǔn)為15mg/L，二級排放標(biāo)準(zhǔn)為25mg/L。

總氮是指水體中有機(jī)氮和無機(jī)氮（氨氮、亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮）的總和，各種形式的氮在一定條件下可以以相互轉(zhuǎn)化。水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水中氮的主要來源于飼料的投入、蛋白質(zhì)分解和水生生物的排泄，飼料中的氮有60%～70%被排泄到水體中，因此水產(chǎn)養(yǎng)殖中總氮濃度與投飼率及飼料蛋白含量有直接關(guān)系。在工廠化育苗池、溫室養(yǎng)鱉池、精養(yǎng)池塘中有機(jī)氮占有較大的比例；無機(jī)氮占比較少，主要是溶解氮?dú)猓∟2）、銨態(tài)氮（NH4）、亞硝態(tài)氮（NO2）和硝態(tài)氮（NO3）。2018年8月農(nóng)業(yè)農(nóng)村部修訂的《淡水養(yǎng)殖尾水排放要求（征求意見稿）》中，規(guī)定總氮一級排放標(biāo)準(zhǔn)為3.0mg/L，二級排放標(biāo)準(zhǔn)為5.0mg/L。

總磷包括有機(jī)磷和無機(jī)磷，它們存在于溶液、腐殖質(zhì)粒子或水生生物中，各種形式的磷在一定的條件下可以相互轉(zhuǎn)化。磷酸鹽是水域中浮游植物的營養(yǎng)鹽之一，其主要作用是活性磷酸鹽，浮游植物在合適的氮磷比范圍內(nèi)且在過量提供的條件下，生長旺盛，某些藻類的個(gè)體數(shù)量還會(huì)突發(fā)增殖，更有甚者藻類的種類會(huì)減至二三種，破壞了生態(tài)結(jié)構(gòu)，造成缺氧環(huán)境。然而，由于影響藻類生長的物理、化學(xué)、生物因素極其復(fù)雜多變，很難預(yù)測藻類生長的趨勢，也難以定出導(dǎo)致突發(fā)增殖產(chǎn)生水華（赤潮）的指標(biāo)。淡水養(yǎng)殖尾水中的總磷主要來源于飼料中的添加劑、飼料分解物及養(yǎng)殖生物的排泄產(chǎn)物，合理控制淡水養(yǎng)殖的投入品，適當(dāng)使用水質(zhì)調(diào)節(jié)劑是十分重要的，因此，在擬制定的淡水養(yǎng)殖尾水排放標(biāo)準(zhǔn)中考慮總磷的因素是必要的。2018年8月農(nóng)業(yè)農(nóng)村部修訂的《淡水養(yǎng)殖尾水排放要求（征求意見稿）》中，規(guī)定總磷一級排放標(biāo)準(zhǔn)為0.5mg/L，二級排放標(biāo)準(zhǔn)為1.0mg/L。

三、水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)治理現(xiàn)狀及措施

目前國家在非藥物化學(xué)物質(zhì)的使用上沒有相關(guān)的政策和標(biāo)準(zhǔn)。這必然使得在漁業(yè)執(zhí)法上無規(guī)可循，同時(shí)食品安全得不到保障。這就要求水質(zhì)監(jiān)測工作在新形勢、新時(shí)期能夠及時(shí)改變監(jiān)測手段，加強(qiáng)應(yīng)急監(jiān)測監(jiān)測能力建設(shè)。在這樣的背景下各地相關(guān)部門對所轄的湖泊、河流及重點(diǎn)養(yǎng)殖水域都以面對社會(huì)公開的招標(biāo)監(jiān)督檢測項(xiàng)目的形式進(jìn)行了對水質(zhì)的摸底監(jiān)管工作。其使用招標(biāo)的方式是為了讓各個(gè)有資歷的國家檢測部門以及社會(huì)上的一些第三方檢測中心都參與到競標(biāo)中來，從而保證了項(xiàng)目是由專業(yè)的、有資歷的相關(guān)單位承接并且能夠高效高質(zhì)量的完成所對應(yīng)的檢測項(xiàng)目。其項(xiàng)目目的是對當(dāng)?shù)厮牭暮?、河流及重點(diǎn)養(yǎng)殖水域進(jìn)行長時(shí)間的跟蹤摸底以及監(jiān)管，從而保障人們能夠用上清潔的生活用水，以及能夠用潔凈的水資源來養(yǎng)殖我們所食用的魚、蝦、蟹等各種水產(chǎn)品。

加強(qiáng)對水產(chǎn)養(yǎng)殖的水質(zhì)監(jiān)測全過程管理，傳統(tǒng)的水產(chǎn)養(yǎng)殖水體控制強(qiáng)調(diào)的是末端治理，反映了養(yǎng)殖者被動(dòng)地對待水體環(huán)境的理念。雖然諸多的生態(tài)修復(fù)體現(xiàn)出一定的效果，但這畢竟是事倍功半的工作。隨著社會(huì)的發(fā)展和科學(xué)的進(jìn)步，養(yǎng)殖過程污染控制管理日益受到重視。

劉國鋒等提出須從苗種、飼料、技術(shù)、裝備、機(jī)制和生產(chǎn)模式等方面入手，提高水產(chǎn)養(yǎng)殖的技術(shù)水平，從而達(dá)到“提質(zhì)增效、減量增收、綠色發(fā)展、富裕漁民”的總目標(biāo)。李樹國在應(yīng)對內(nèi)陸水產(chǎn)養(yǎng)殖的水域污染中提到培育抗病品種、減少藥物用量的對策；《2018年全國漁業(yè)漁政工作要點(diǎn)》亦有圍繞漁業(yè)綠色發(fā)展，加強(qiáng)新品種培育等技術(shù)研發(fā)對策的提出，更要求各地要主動(dòng)適應(yīng)科技體制改革新要求，增強(qiáng)科技創(chuàng)新能力。王漢玉等在對水產(chǎn)養(yǎng)殖自身污染及其防治的探討中采用了生態(tài)營養(yǎng)學(xué)飼料的配制技術(shù)，開發(fā)出了水產(chǎn)專用的生態(tài)生物復(fù)合魚肥，運(yùn)用科學(xué)的投喂方式和投飼技術(shù)，極大的減少了單位生物量排泄能量以及飼料投加對水產(chǎn)水體的污染程度。農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展技術(shù)導(dǎo)則（2018-2030年）中針對水產(chǎn)養(yǎng)殖污染對策中亦提出了應(yīng)采用環(huán)保高效肥料、農(nóng)業(yè)藥物與生物制劑的應(yīng)對措施。李樹國等提出實(shí)現(xiàn)養(yǎng)殖生境的全過程精細(xì)管理也是對水產(chǎn)養(yǎng)殖污染治理過程控制的一大良策。其涉及水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境的構(gòu)建與維護(hù)，對水體中生物群落的定向培植和優(yōu)化調(diào)控，使各個(gè)養(yǎng)殖季節(jié)都有適宜的生境，空間上達(dá)到各種技術(shù)優(yōu)勢互補(bǔ)，合理搭配。

水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的污染防治應(yīng)堅(jiān)持控制源頭、阻斷過程、治理末端的技術(shù)路線，當(dāng)水產(chǎn)養(yǎng)殖已造成一定的環(huán)境污染，及需要采取相應(yīng)技術(shù)對環(huán)境進(jìn)行凈化和修復(fù)。當(dāng)前水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境污染的凈化和修復(fù)技術(shù)主要分原位修復(fù)和異位修復(fù)兩類，這兩類技術(shù)各自的優(yōu)缺點(diǎn)具體如表1所示。

表1 原位修復(fù)與異位修復(fù)各自優(yōu)缺點(diǎn)

原位凈化與修復(fù)技術(shù)包括物理技術(shù)、化學(xué)技術(shù)和生物技術(shù)，其中應(yīng)用最廣泛、效果最好的是生物技術(shù)。物理技術(shù)主要是機(jī)械增氧、底泥疏浚；化學(xué)技術(shù)主要是投入氧化劑提高水體中的氧化還原電位、使用絡(luò)合劑絡(luò)合金屬離子等，而生物技術(shù)主要是利用水生植物和微生物來凈化水體環(huán)境。因養(yǎng)殖水體環(huán)境中的污染物多為氮、磷等植物性營養(yǎng)元素及BOD、COD等有機(jī)污染物，其恰好是水生植物和微生物生長所需的營養(yǎng)物質(zhì)，故可通過生物的生長代謝來完成物質(zhì)循環(huán)、污染物的凈化及生態(tài)的控制。近年來，有關(guān)此方面的研究成果較多，吳偉等先后報(bào)導(dǎo)了采用浮床種植空心菜凈化池塘養(yǎng)殖環(huán)境、利用人工彈性填料構(gòu)建固定化微生物膜處理養(yǎng)殖水體、應(yīng)用脫氮副球菌實(shí)現(xiàn)養(yǎng)殖水體好氧反硝化以及運(yùn)用側(cè)孢芽孢桿菌控制養(yǎng)殖水體富營養(yǎng)化過程。

異位凈化與修復(fù)技術(shù)主要是人工濕地循環(huán)水處理技術(shù)。人工濕地（constructed wetland）處理系統(tǒng)是指通過模擬自然濕地，人為設(shè)計(jì)與建造的由飽和基質(zhì)、水生植物、動(dòng)物和水體組成的復(fù)合體系。按水流方式的不同可將其分為表面流濕地、潛流濕地和垂直流濕地三大類型。人工濕地具有投資少、效果好、運(yùn)行維護(hù)方便、氮磷去除率高和對負(fù)荷變化的適應(yīng)能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，目前已廣泛應(yīng)用于處理生活污水、工業(yè)廢水、面源污染、恢復(fù)和凈化受污河流、湖泊等諸多方面。將人工濕地用于水產(chǎn)養(yǎng)殖循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式中凈化養(yǎng)殖廢水的研究已有報(bào)導(dǎo)。吳振斌和謝小龍等研究了復(fù)合垂直流人工濕地處理養(yǎng)殖水體的效果，水體中浮游動(dòng)物和TSS的去除率分別達(dá)60%和70%，水質(zhì)得到顯著改善。

水產(chǎn)養(yǎng)殖是我省糧食安全、營養(yǎng)安全和菜籃子工程的重要組成部分，關(guān)乎國計(jì)民生，管理方式應(yīng)采取切合實(shí)際、逐步推進(jìn)的原則，同時(shí)進(jìn)行實(shí)地考察調(diào)研、采樣監(jiān)測及數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)相結(jié)合的方法避免今后監(jiān)管過程中造成“一刀切”的方式整治水產(chǎn)養(yǎng)殖。