大型海藻對(duì)馬氏珠母貝養(yǎng)殖尾水的凈化效果

摘 要：為研究大型海藻石莼、線形硬毛藻、總狀蕨藻對(duì)馬氏珠母貝養(yǎng)殖尾水的凈化效果，試驗(yàn)設(shè)計(jì)了4個(gè)處理組，分別為對(duì)照組、石莼組、線形硬毛藻組、總狀蕨藻組，并模擬馬氏珠母貝養(yǎng)殖尾水，對(duì)模擬養(yǎng)殖尾水中總磷（TP）、總氮（TN）、銨態(tài)氮（NH4+[-]N）的處理效果進(jìn)行研究。測(cè)量時(shí)，每組重復(fù)3次，每次取水量為5 mL。試驗(yàn)結(jié)果表明：石莼組對(duì)TN、NH4+[-]N的去除率均高于其他處理組；試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，石莼組、線形硬毛藻組、總狀蕨藻組對(duì)TP、TN、[NH+4-N]的去除速率明顯高于對(duì)照組?？傮w來(lái)看，石莼組在馬氏珠母貝養(yǎng)殖尾水處理中的效果較好。

關(guān)鍵詞：養(yǎng)殖尾水；馬氏珠母貝；大型海藻

中圖分類號(hào)：X714 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號(hào)：1674-7909（2024）3-139-3

DOI：10.19345/j.cnki.1674-7909.2024.03.033

0 引言

目前，馬氏珠母貝養(yǎng)殖普遍采用投喂冰鮮雜魚(yú)的高密度工廠化流水養(yǎng)殖模式。隨著馬氏珠母貝養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展，養(yǎng)殖尾水中的氮、磷等物質(zhì)直排入海，不僅會(huì)使水體富營(yíng)養(yǎng)化，破壞海洋生態(tài)環(huán)境，而且會(huì)促進(jìn)病原微生物生長(zhǎng)，導(dǎo)致馬氏珠母貝產(chǎn)生疾病。因此，對(duì)馬氏珠母貝養(yǎng)殖尾水進(jìn)行處理，降低養(yǎng)殖尾水中氮、磷的質(zhì)量濃度，已成為馬氏珠母貝養(yǎng)殖業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵問(wèn)題。

為進(jìn)一步探究海藻吸收和利用海水中氮、磷的效果，學(xué)術(shù)界對(duì)海藻的貝類養(yǎng)殖尾水凈化效果進(jìn)行了深入研究。鄧云龍等［1］的研究表明，鈍頂螺旋藻能夠有效去除牡蠣養(yǎng)殖尾水中的無(wú)機(jī)氮、無(wú)機(jī)磷。潘志恒等［2］的研究表明，鈍頂螺旋藻、牟氏角毛藻、鹽藻均對(duì)蝦養(yǎng)殖尾水中的氮、磷有良好的凈化效果。大型海藻已在工業(yè)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有較廣泛的應(yīng)用，且其具有顯著的環(huán)境效益?；诖?，筆者研究大型海藻對(duì)馬氏珠母貝養(yǎng)殖尾水的凈化效果。

石莼、線形硬毛藻、總狀蕨藻是大型海藻，可以通過(guò)光合作用、營(yíng)養(yǎng)吸收和吸附等機(jī)制凈化水體中的部分污染物。馬氏珠母貝養(yǎng)殖過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生養(yǎng)殖廢水，其中含有一定的污染物，若不進(jìn)行有效處理，則會(huì)對(duì)水生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生不利影響。筆者通過(guò)試驗(yàn)分析，研究大型海藻對(duì)馬氏珠母貝養(yǎng)殖尾水中總磷（TP）、總氮（TN）、銨態(tài)氮（NH4+-N）的凈化效果，旨在為提升馬氏珠母貝養(yǎng)殖尾水處理效果提供借鑒與參考。

1 試驗(yàn)材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)用大型海藻包括石莼、線形硬毛藻、總狀蕨藻（購(gòu)自廣東省海源達(dá)水產(chǎn)養(yǎng)殖有限公司），將其放入冰盒帶回實(shí)驗(yàn)室后，用自然海水清洗藻體表面雜質(zhì)，并將其放置于鹽度為30的自然海水中，培養(yǎng)2 d。

1.2 模擬尾水配制

結(jié)合馬氏珠母貝養(yǎng)殖特點(diǎn)，模擬馬氏珠母貝養(yǎng)殖尾水，尾水中[NH+4-N]物質(zhì)的量濃度、TP物質(zhì)的量濃度、TN物質(zhì)的量濃度、pH值分別為（190.67±23.43）μmol/L、（359.42±14.15）μmol/L、（14.16±0.22） μmol/L、7.51±0.13。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)共設(shè)計(jì)4個(gè)處理組，分別為對(duì)照組（不添加藻類）、石莼組、線形硬毛藻組、總狀蕨藻組，藻類添加量為4 g/L。每個(gè)處理組重復(fù)3次，試驗(yàn)容器為透明塑料箱，規(guī)格為35 cm×20 cm×20 cm。試驗(yàn)尾水溫度控制在30.5 ℃。

試驗(yàn)中，用吸水紙先將藻類表面的水分吸干，隨后將20 g藻類放入透明塑料箱。于每日6：00、9：00、12：00、18：00分別采樣測(cè)定1次[NH+4-N]質(zhì)量濃度、TP質(zhì)量濃度、TN質(zhì)量濃度、pH值，連續(xù)采集5 d，每次取水量為5 mL。

1.4 測(cè)定指標(biāo)與方法

各處理尾水中TP、TN、NH4+-N質(zhì)量濃度測(cè)定參照《海洋調(diào)查規(guī)范 第4部分：海水化學(xué)要素調(diào)查》（GB/T 12763.4—2007）。試驗(yàn)中，利用堿性過(guò)硫酸鉀消解紫外分光光度法測(cè)定TN質(zhì)量濃度，利用過(guò)硫酸鉀氧化法測(cè)定TP質(zhì)量濃度，利用納氏試劑分光光度法測(cè)定[NH+4-N]質(zhì)量濃度。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

根據(jù)測(cè)定的數(shù)據(jù)，計(jì)算TP、TN、NH4+-N的去除率、去除速率。

去除率Lt的計(jì)算公式見(jiàn)式（1）。

[Lt=C0-Ct/C0×100]%" " " " " " " " （1）

式（1）中：t表示采樣時(shí)間；Ct表示第[t]天指標(biāo)的測(cè)定值，mg/L；C0表示指標(biāo)的初始值，mg/L。

去除速率St的計(jì)算公式見(jiàn)式（2）［3］。

[St=Ct-Ct+3]/3" " " " " " " " " " " " "（2）

式（2）中：Ct+3表示第（t+3） h指標(biāo)的測(cè)定值。

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 TP、TN、NH4+-N去除效果及去除率

2.1.1 TP去除效果

不同處理組馬氏珠母貝養(yǎng)殖尾水中TP的質(zhì)量濃度變化情況如圖1所示。由圖1可知，隨著試驗(yàn)時(shí)間的延長(zhǎng)，不同處理組馬氏珠母貝養(yǎng)殖尾水中TP的質(zhì)量濃度均呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。120 h后，石莼組的馬氏珠母貝養(yǎng)殖尾水中TP質(zhì)量濃度最小。對(duì)照組TP的質(zhì)量濃度下降最慢，下降最少；石莼組TP的質(zhì)量濃度下降始終較快，且前期下降幅度大于后期下降幅度。

2.1.2 TN去除效果

不同處理組馬氏珠母貝養(yǎng)殖尾水中TN的質(zhì)量濃度變化情況如圖2所示。由圖2可知，不同處理組尾水中TN質(zhì)量濃度呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。其中，線形硬毛藻組、石莼組24 h內(nèi)尾水中TN質(zhì)量濃度下降較快，總狀蕨藻組24 h內(nèi)尾水中TN質(zhì)量濃度下降較為緩慢?？傮w來(lái)看，石莼組對(duì)TN的去除效果最佳。

2.1.3 NH4+-N去除效果

不同處理組馬氏珠母貝養(yǎng)殖尾水中NH4+-N的質(zhì)量濃度變化情況如圖3所示。由圖3可知，除對(duì)照組外，其他處理組水體中NH4+-N質(zhì)量濃度均呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，且石莼組在各時(shí)間段的NH4+-N去除效果均比其他處理組的好。

2.1.4 TP、TN、NH4+-N去除速率

不同處理組TP、TN、NH4+-N的去除速率見(jiàn)表1。由表1可知，石莼組、線形硬毛藻組、總狀蕨藻組的去除速率明顯高于對(duì)照組，但各組在不同指標(biāo)、不同時(shí)間段的去除速率存在差異。

3 結(jié)論與討論

3.1 不同處理組對(duì)TP去除能力的分析

試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，石莼組、線形硬毛藻組、總狀蕨藻組對(duì)TP的去除速率明顯高于對(duì)照組，且石莼組的去除速率最高。由此可知，石莼組對(duì)TP的去除能力最強(qiáng)。石莼組在0～24 h對(duì)TP的去除速率高于線形硬毛藻組、總狀蕨藻組，原因是在試驗(yàn)前期石莼通過(guò)營(yíng)養(yǎng)吸收、生物吸附等方式吸收了大量的磷［4］；試驗(yàn)后期，石莼組水體中TP質(zhì)量濃度下降變慢，其原因可能是石莼循環(huán)利用時(shí)間較長(zhǎng)，導(dǎo)致TP去除速率降低［5］。

3.2 不同處理組對(duì)TN、NH4+-N去除能力的分析

石莼組、線形硬毛藻組、總狀蕨藻組對(duì)養(yǎng)殖尾水處理120 h后，水中TN、NH4+-N的質(zhì)量濃度均減小。石莼組的TN、NH4+-N去除率均高于其他處理組，其原因在于：石莼具有較大的葉表面積和豐富的葉綠素含量，能夠通過(guò)光合作用吸收二氧化碳，并將其轉(zhuǎn)化為有機(jī)物質(zhì)；石莼的根系發(fā)達(dá)且分布廣泛，能夠吸收水體中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)（如銨態(tài)氮），達(dá)到去除馬氏珠母貝養(yǎng)殖尾水中氮的效果［6］；石莼具有較快的生長(zhǎng)速度，能夠迅速吸收水體中的氮營(yíng)養(yǎng)，并將其轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)，對(duì)改善水質(zhì)具有積極作用［6］。

4 結(jié)束語(yǔ)

筆者研究了大型海藻石莼、線形硬毛藻、總狀蕨藻對(duì)馬氏珠母貝養(yǎng)殖尾水中TN、TP、NH4+-N的處理效果，發(fā)現(xiàn)石莼對(duì)養(yǎng)殖尾水中TN、TP、NH4+-N的處理效果較優(yōu)。因此，生產(chǎn)中可嘗試將石莼用于馬氏珠母貝養(yǎng)殖尾水處理。

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