陵水新村港網箱養殖海域水體中有機物含量特征分析

周業和,李由明,王夢婷,楊 娜

(1.陵水縣新村鎮政府,海南 陵水 572400;2.海南熱帶海洋學院 海南省熱帶海洋漁業資源保護與利用重點實驗室,海南 三亞 572022)

陵水新村港網箱養殖海域水體中有機物含量特征分析

周業和1,李由明2,王夢婷2,楊 娜2

(1.陵水縣新村鎮政府,海南 陵水 572400;2.海南熱帶海洋學院 海南省熱帶海洋漁業資源保護與利用重點實驗室,海南 三亞 572022)

為了解陵水縣新村港網箱養殖活動對水體水質的影響,2016年3月份測定了新村港海域水體中的生化需氧量(BOD5)和化學需氧量(COD),并計算了BOD5/COD比值.結果發現新村港整體水體中BOD5范圍為1.27-9.39 mg/L,COD范圍為4.00-6.82 mg/L, BOD5/COD比值范圍為0.32-1.90.網箱養殖海域水體中的有機物含量顯著高于非養殖海域水體(P < 0.05),漁船碼頭附近水體中的有機物可生化降解性顯著低于水體(P < 0.05).結論:新村港海域水體中的有機物含量受網箱養殖活動影響較大;新村港水體水質屬于Ⅲ類—Ⅳ類海水水質標準范圍,目前水質狀況難以滿足網箱養殖活動的可持續開展.

新村港;網箱養殖;生化需氧量;化學需氧量

0 引 言

近些年,隨著海南水產養殖規模的不斷擴大,水產養殖產業較大地促進了地方經濟的發展.但是,也帶來了一定的生態環境問題,比如富含有機物的水產養殖廢水的排放,餌料投喂過程中產生的殘餌等,均給養殖海域水體帶來了較大的負面影響[1-2].陵水縣網箱養殖已有30多年的養殖歷史,但是深水網箱規模較小,養殖模式多為傳統的港內網箱養殖,其約占80%養殖產量左右[3-4].新村港不僅是國家級漁港,還是重要的天然潟湖型港灣.該潟湖口較小,與潟湖外水體交換小.目前,規模日益增大的港內網箱養殖活動給新村港海域水體生態系統帶來了較大的影響.為了解網箱養殖活動對新村港水體中有機物含量及其水平分布規律的影響,合理布局和規劃新村港網箱養殖規模,本文分析了新村港網箱養殖海域及附近海域水體中有機物的含量和規律.

1 材料方法

1.1 采樣點

新村港位于海南省陵水縣新村鎮東南部,面向南海,港口較窄內部寬,東西兩面為南灣猴島環抱.新村港屬于一個中等規模的沙壩-潮汐汊道-潟湖海岸體系[5].在新村港海域水體中分布大量的養殖網箱,進行石斑魚、龍蝦等經濟魚蝦類的養殖.本文綜合考慮養殖網箱分布狀況、潮流流動狀況、碼頭航道狀況,設置不同的采樣點.采樣點的設置自港口始逐漸向外海依次設置采樣點1,2,3和4,兩個采樣點的設置間距約500米(圖1).其中采樣點1為漁船停靠碼頭,無養殖網箱分布;采樣點2為養殖網箱分布較聚集的海域;采樣點3為網箱養殖區域向外緣海域的過渡區;采樣點4為網箱養殖區域海域的外緣海域.

圖1 采樣點位置分布

1.2 樣品采集和測定

根據海洋調查規范—海洋生態調查指南[6],利用采水器取水樣,每個采樣點重復采集3個樣本,水樣采集后立即帶回實驗室.經過預處理后,立即分別采用生物稀釋法[7]和重鉻酸鉀法[8]測定水體中的生化需氧量(BOD5)和化學需氧量(COD).

1.3 數據統計分析

實驗結果采取平均值±標準差的形式進行表示,數據分析采用統計軟件SPSS19.0進行方差分析,其中P<0.05和P<0.01分別表示差異顯著和差異極顯著.

2 實驗結果

2.1 水體中BOD5含量

采樣點1-4處水體中的BOD5含量最高為9.39 mg/L,最低為1.27 mg/L.從漁港碼頭-養殖網箱集中分布水域-養殖網箱水域外緣過渡過程中,水體中BOD5含量呈現先逐漸增大而后降低的趨勢.其中,采樣點2和采樣點3處水體中的BOD5含量顯著高于采樣點1和采樣點4(P<0.05),采樣點4處水體中BOD5含量顯著高于采樣點1(P<0.05)(圖2).

2.2 水體中的COD含量

采樣點1-4處水體中的COD含量最高為6.82 mg/L,最低為4.00 mg/L.在不同采樣水域間,水體中COD含量無顯著性差異.其中采樣點2和采樣點3處水體中的COD含量略高于其他采樣點水體,但是差異不顯著(P>0.05)(圖3).

圖2 不同采樣點水體中的BOD5比較

圖3 不同采樣點水體中的COD比較

2.3 水體中的BOD5/COD比值

在所有采樣點中,水體中的BOD5/COD比值最大為1.90,最小值為0.32.從采樣點1到采樣點4,水體中的BOD5/COD比值呈現先逐漸增大而后降低的規律.其中,采樣點2和采樣點3水體中的BOD5/COD比值顯著高于采樣點1和采樣點2 (P <0.05)(圖4).

3 結論

水體中的有機物主要分為易生化降解和難生化降解兩大類.一般用水體中的BOD5含量表示水體中易生化降解的部分,用COD表示水體中總有機物部分,而BOD5/COD比值表示水體中有機物可降解狀況的難易程度.一般BOD5/COD比值越大,表示水體中的有機物可生物降解性能越高;反之,該比值越小,意味著水體中的有機物越難以生化降解.

網箱養殖對養殖水域水體生態環境的影響,表現為多種方面,如導致養殖海灣水體的富營養化[9],降低養殖海區底棲生物的多樣性[10]、影響底棲生物的群落結構等[10].本研究發現新村港網箱養殖活動對養殖海域水體中有機物的含量有較大的影響.在養殖網箱分布較密集的海域水體中的有機物含量較高,隨著養殖網箱距離的延長,水體中的有機物含量逐漸降低.如網箱養殖水域處測定BOD5和COD的含量均較其他采樣點的水體高(圖2和圖3),且BOD5含量顯著高于其他采樣點水體(P<0.05, 圖2).也說明在網箱養殖海域水體中有機物多為易生化降解的有機物,這在一定程度上反映出在新村港網箱養殖海域,水體中的有機物主要來源為網箱養殖過程中產生的殘餌、糞便等.這些有機物隨著時間部分隨潮流流向其他海域,但是大部分將逐漸沉積到海底,構成海底沉積有機物的主要部分,從而對海洋底的棲生物的群落結構和組成產生影響.蔣增杰等[11]研究發現,在網箱養殖區域,海底沉積物的有機物物主要來源為養殖經濟動物的殘餌和糞便,這兩種物質在沉積物有機物中占據較大比例,分別占47.7%和27.71%.

圖4 不同采樣點水體中的BOD5/COD比較

在漁船停靠的碼頭附近,水體中有機物來源主要為生活垃圾、漁排餐廳廢水以及漁船洗艙水等,水體中含有較多的難以降解油脂.從本文測定的BOD5/COD比值來看,在新村港海域水體中BOD5/COD比值范圍為0.32-1.90.其中漁船停靠的碼頭附近水體中的比值相對其他水體最小,為0.32,反映出碼頭附近水體的有機物為難生化降解的有機物.而在網箱養殖水域,BOD5/COD比值則顯著高于其他水體(P<0.05,圖4),這說明盡管網箱養殖水域水體中有機物含量高,但是其水體中的有機物易生化降解部分占據較大比例,這些有機物部分可通過水體的“自凈化”過程逐漸降解掉.

海水水體水質狀況可通過一系列的水質標準進行評價和判斷.根據中華人民共和國海水水質標準(GB 3097-1997)中水質的分類[12],海水水質分為四類.其中,第Ⅰ類適用于海洋漁業水域,第Ⅱ類適用于水產養殖區等,第Ⅲ類適用于一般工業用水區,第四類適用于海洋港口水域.新村港海域只有采樣點1處水體中的BOD5含量較小,為1.27 mg/L,屬于Ⅱ類水質范疇,符合水產養殖用水要求.在養殖區域較集中的海域(采樣點3和采樣點4),水體中的BOD5含量均大于5 mg/L,屬于Ⅳ類海水水質范疇,甚至水質較Ⅳ類水更差.從水體中有機物含量分布規律來看,由養殖海域區域向外海過渡過程中,水質呈好轉趨勢,逐漸由Ⅳ類水質轉向Ⅲ類水質.在網箱養殖較密集的海域,盡管水體的有機物多為易生化降解的部分,但是水體中有機物的含量過高,短時間內會給水體造成過大的負荷,甚至導致水質惡化,引起養殖生物病害的發作.

新村港潮汐汊道為口門穩定,落潮主干道不太穩定的潮汐汊道[13].新村港海域近些年受到人類活動的干擾,海域大型底棲動物的豐度和多樣性均明顯現下降,底棲生物群落結構組成發生變化.研究發現大型底棲動物的豐度和生物量均受沉積物有機碳含量影響較大[14].尤其是在港口汊道分布的網箱,在影響新村港潟湖內外水體交換的同時,還不斷的向水體排放大量的有機物,影響了新村港海域的生態系統.吳鐘解等[15]分析新村港海草床生態系統的水環境、沉積環境、生物殘毒、棲息地和生物等18項指標發現,水體環境健康指數鄰近亞健康臨界值,生物評價指標的健康狀況為亞健康.其發現海水養殖、漁業活動等是導致水體環境質量下降的主要原因.

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(編校：何軍民)

Characteristics of Organic Matter Contents in Waters ofCage Aquaculture Area in Xincun Port of Lingshui County

ZHOU Ye-he1, LI You-ming2, WANG Meng-ting2, YANG Na2

(1.Xincun Town Government, Linshui Hainan 571800, China;2.Key Laboratory of Tropic Sea Fishery Protection and Utilization of Haian Province,Hainan Tropical Ocean University, Sanya Hainan 572022, China)

In March, 2016, some parameters of biochemical oxygen demand (BOD5), chemical oxygen demand (COD) and the ratio of BOD5/COD in water were measured to assess the effects of cage culture activities on water quality in Xincun port, Linshui County.Results indicated that range of BOD5and COD was 1.27-9.39 mg/L and 4.00-6.82 mg/L respectively, and the range of BOD5/COD ratio was 0.32-1.90 in waters of Xincun port.In addition, the contents of organic matter were significantly higher in waters near the aquaculture net cages than those in other water columns (P<0.05).Biodegradability of organic matter was lower in waters of fishing piers than that in other water columns (P<0.05).Conclusion was drawn that cages culture activities have great effect on the contents of the organic matters and that the water columns in Xincun port fall in the range of Ⅲ-Ⅳ sea water-quality standards.There is a great difficulty to carry out sustainable cage culture owning to current water-quality condition in Xincun port.

Xincun port; cage culture; biochemical oxygen demand; chemical oxygen demand

格式：周業和,李由明,王夢婷,等.陵水新村港網箱養殖海域水體中有機物含量特征分析[J].海南熱帶海洋學院學報,2017，24(2):18-21.

2017-03-05

海南省自然科學基金(20154189);海南省教育廳項目(HNKY2014-63);瓊州學院校級青年科學基金(QYQN201433);三亞市院地科技合作項目(2014YD21,2013YD27, 2015YD17, 2015YD34)

周業和(1991-),男,海南萬寧人,海南省陵水縣新村鎮政府助理工程師,研究方向為水域生態學.

李由明(1978-),男,山東菏澤人,海南熱帶海洋學院生命科學與生態學院副教授,碩士,研究方向為水域生態學.

S949

A

2096-3122(2017) 02-0018-05

10.13307/j.issn.2096-3122.2017.02.04