水庫(kù)網(wǎng)箱養(yǎng)魚對(duì)水質(zhì)的影響及防治對(duì)策

程素珍,許尚杰,刁匯文

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

1 水庫(kù)網(wǎng)箱養(yǎng)魚現(xiàn)狀及水質(zhì)情況

山東的水庫(kù)大部分建設(shè)在20世紀(jì)60、70年代,由于受當(dāng)時(shí)的經(jīng)濟(jì)條件的限制,庫(kù)區(qū)移民多數(shù)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(kù)區(qū)網(wǎng)箱養(yǎng)魚就成為增加人民收入的途徑。水庫(kù)網(wǎng)箱養(yǎng)魚從20世紀(jì)80年代末開始興起,起初只是在水庫(kù)岸邊零星投放網(wǎng)箱,用網(wǎng)箱養(yǎng)殖鰱魚、鳙魚等濾食性魚類,數(shù)量不大。從20世紀(jì)90年代初期開始養(yǎng)殖規(guī)模迅速擴(kuò)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(xiàn)。由于管理不到位,在網(wǎng)箱養(yǎng)魚的水庫(kù),網(wǎng)箱幾乎遍布整個(gè)水庫(kù)庫(kù)區(qū),如周村水庫(kù)網(wǎng)箱養(yǎng)殖面積高峰時(shí)達(dá)到了庫(kù)區(qū)水面面積的20%,總數(shù)約有1萬(wàn)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(wǎng)箱養(yǎng)魚,向水庫(kù)中投放了大量的餌料,其中一部分營(yíng)養(yǎng)鹽被水溶出直接進(jìn)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(kù)底質(zhì)中,造成二次污染。由于網(wǎng)箱放置遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了其承載能力,導(dǎo)致水質(zhì)嚴(yán)重惡化,并伴有強(qiáng)烈的腥臭異味,嚴(yán)重影響人們的正常生活和身體健康。

2 網(wǎng)箱養(yǎng)魚對(duì)水質(zhì)污染的原因分析

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

2.1 餌 料

養(yǎng)魚生產(chǎn)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(dòng)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(zhì)含量豐富,其含量分別為40%～45%、40%～49%、12%～17%。動(dòng)物性餌料以魚粉、骨粉等為主,是鈣、磷等元素很好的補(bǔ)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(chǎn)1 kg魚,約有800 g有機(jī)物、70 g氮和14 g磷通過各種形式進(jìn)入水體,導(dǎo)致水域富營(yíng)養(yǎng)化[1]。國(guó)內(nèi)外有關(guān)文獻(xiàn)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(zhì)污染。在損失的餌料中,有15%～30%在投喂過程中因粒度過細(xì)、投喂量過大、投喂方法不當(dāng)、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(duì)水環(huán)境的影響較大,主要是由于有機(jī)物、氮、磷等對(duì)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(wǎng)箱養(yǎng)殖主要食水庫(kù)中天然餌料,包括草類、水中浮游的動(dòng)植物和水生植物等。在網(wǎng)箱養(yǎng)殖過程中,為了保障水中各類營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的含量,通常需向水體投放各種肥料,以促進(jìn)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(chǎn)量,對(duì)于網(wǎng)養(yǎng)濾食性魚類增產(chǎn)效果明顯。

施用的肥料包括有機(jī)和無(wú)機(jī)兩大類。有機(jī)肥料有綠肥、畜禽糞便及生活污水,無(wú)機(jī)肥則包括氮、磷、鉀、鈣、硅等化學(xué)肥料。這將迅速加重水體的污染,促進(jìn)水體的富營(yíng)養(yǎng)化,特別是對(duì)于靜止水體的水庫(kù)更為明顯。

2.3 魚病防治藥劑

為預(yù)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(xué)藥劑在使用時(shí)有一部分直接用于網(wǎng)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(shí)都直接排入水體,達(dá)到一定濃度時(shí)就會(huì)對(duì)水體造成污染。這些有機(jī)化學(xué)藥物所造成的污染還會(huì)導(dǎo)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(lái),導(dǎo)致食用這些水產(chǎn)品的人慢慢中毒。

藥物在殺滅病蟲害的同時(shí),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(zhì)穩(wěn)定的藥物殘留可能會(huì)在一些水生生物體內(nèi)積累并通過食物鏈放大,對(duì)整個(gè)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(rèn)為魚類對(duì)所攝食的餌料有20%～30%以糞便形式進(jìn)入水域環(huán)境中。日本學(xué)者的研究發(fā)現(xiàn)[4],采用網(wǎng)箱淡水養(yǎng)殖鯉魚,使用蛋白質(zhì)含量36%的粗餌料,餌料系數(shù)為1.4,喂養(yǎng)后通過尿、糞進(jìn)入水體的氮磷含量分別為62.3%和22%,進(jìn)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(chǎn)生的糞便達(dá)0.45 t(干重)。此外還發(fā)現(xiàn),若以BOD5計(jì)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(kù)庫(kù)區(qū)長(zhǎng)期大量的網(wǎng)箱養(yǎng)殖魚類排放糞便所造成的二次污染是很大的。

網(wǎng)箱養(yǎng)魚對(duì)底部沉積物最明顯的影響在于有機(jī)物的積累及底質(zhì)向缺氧狀態(tài)轉(zhuǎn)變。經(jīng)過一定時(shí)期的養(yǎng)殖后,大量的殘飼料、有機(jī)肥料、魚類的排泄物等無(wú)法及時(shí)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(zhì)在厭氧條件下分解,產(chǎn)生大量還原物質(zhì),不斷向水體釋放出氮、磷、有機(jī)酸等物質(zhì),使pH值下降,并向周圍水域擴(kuò)散,造成水體富營(yíng)養(yǎng)化。

3 網(wǎng)箱養(yǎng)魚對(duì)水庫(kù)水質(zhì)的影響

3.1 對(duì)水質(zhì)的影響

為了分析網(wǎng)箱養(yǎng)魚對(duì)水庫(kù)水質(zhì)的影響程度,在周村水庫(kù)設(shè)置了觀測(cè)點(diǎn),分別在水庫(kù)的鰱魚、鯉魚網(wǎng)箱中布置監(jiān)測(cè)點(diǎn),另外在距離網(wǎng)箱較遠(yuǎn)的水庫(kù)大壩附近選取一處地點(diǎn)作為對(duì)照點(diǎn),取樣監(jiān)測(cè)高錳酸鉀指數(shù)、總氮、總磷、溶解氧,分析網(wǎng)箱養(yǎng)魚對(duì)水質(zhì)的影響;同時(shí),還分別在距離網(wǎng)箱50 m、100 m、200 m處布置監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè),分析網(wǎng)箱養(yǎng)魚對(duì)不同距離水質(zhì)的影響。

表1的監(jiān)測(cè)結(jié)果表明:網(wǎng)箱內(nèi)水體中總氮、總磷的濃度均高于對(duì)照點(diǎn)的濃度,特別是總磷的濃度比對(duì)照點(diǎn)增加幅度達(dá)到了116%以上,高錳酸鉀指數(shù)濃度與對(duì)照點(diǎn)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(wǎng)箱養(yǎng)魚增大了水體中TN、TP的濃度,同時(shí)降低了水體中的溶解氧的含量,而對(duì)水體中的有機(jī)物總量(以高錳酸鉀指數(shù)計(jì))的影響不明顯。

表1 監(jiān)測(cè)項(xiàng)目含量統(tǒng)計(jì)表

3.2 對(duì)水質(zhì)范圍的影響

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

表2 監(jiān)測(cè)項(xiàng)目含量與距網(wǎng)箱距離關(guān)系統(tǒng)計(jì)表

3.3 網(wǎng)箱養(yǎng)魚對(duì)底質(zhì)產(chǎn)生的影響

網(wǎng)箱養(yǎng)魚對(duì)底部沉積物最明顯的影響在于有機(jī)物的積累及底質(zhì)向缺氧狀態(tài)轉(zhuǎn)變。張敏等[5]研究了網(wǎng)箱養(yǎng)殖對(duì)東湖沉積物有機(jī)質(zhì)含量等的影響,結(jié)果表明,東湖養(yǎng)殖羅非魚的網(wǎng)箱下沉積物中有機(jī)質(zhì)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(wǎng)箱養(yǎng)魚對(duì)潘家口水庫(kù)底質(zhì)的影響,網(wǎng)箱底部有機(jī)質(zhì)含量2.14%,氮含量0.146%,含量明顯偏高,網(wǎng)箱底部底質(zhì)中有機(jī)質(zhì)和氮的含量隨著與網(wǎng)箱距離的增大而降少,距離網(wǎng)箱10 m處的含量?jī)H相當(dāng)于網(wǎng)箱底部的50%左右。底部有機(jī)物的積累造成底質(zhì)缺氧,在缺氧的條件下,底質(zhì)中會(huì)釋放大量有毒氣體,如H2S、NH3、CH4等。Enell等估計(jì),淡水網(wǎng)箱底質(zhì)中NH3的釋放速度是網(wǎng)箱區(qū)外底質(zhì)中NH3釋放速度的2.6～3.3倍[7～9]。

4 降低網(wǎng)箱養(yǎng)魚污染的途徑和對(duì)策

4.1 妥善解決庫(kù)區(qū)居民的生活

水庫(kù)建設(shè)之初有部分居民采取后靠的形式安置在庫(kù)區(qū),網(wǎng)箱養(yǎng)魚是庫(kù)區(qū)居民的主要收入來(lái)源。只有通過合理的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整,發(fā)展生態(tài)型的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì),妥善解決庫(kù)區(qū)居民的生活問題,才是解決水庫(kù)網(wǎng)箱養(yǎng)魚污染的最根本途徑。

4.2 加強(qiáng)庫(kù)區(qū)水產(chǎn)養(yǎng)殖的管理力度

為了保證庫(kù)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(yīng)成立水庫(kù)運(yùn)行管理單位和地方政府職能部門參加的工作組,建立庫(kù)區(qū)綜合管理的協(xié)作機(jī)制,從宏觀上加以調(diào)控和指導(dǎo),不能盲目擴(kuò)大養(yǎng)殖面積和追求產(chǎn)量,以資源和環(huán)境承載力的調(diào)查為基礎(chǔ),對(duì)養(yǎng)殖水面進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃,科學(xué)確定水域養(yǎng)殖負(fù)荷;提出保護(hù)庫(kù)區(qū)環(huán)境和生態(tài)的管理框架,制定網(wǎng)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(chǎn)養(yǎng)殖中要兼顧漁業(yè)生產(chǎn)和環(huán)境保護(hù),兼顧漁業(yè)產(chǎn)量和優(yōu)質(zhì)高效,大力發(fā)展“保水漁業(yè)”,就是以保護(hù)水環(huán)境為最終目的,選擇適當(dāng)?shù)聂~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(zhì)保護(hù)的角度來(lái)確定漁業(yè)的環(huán)境容納量,進(jìn)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(jié)構(gòu)

由于大多數(shù)水產(chǎn)養(yǎng)殖廢物來(lái)自餌料,采用科學(xué)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(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的輸入。按季節(jié)變化、魚體重、水溫、溶解氧的含量等指標(biāo),科學(xué)調(diào)整投喂率和投喂量以及投喂的時(shí)間,降低餌料在水中的流失所造成污染。實(shí)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(yíng)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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