羽毛藻對石斑魚養殖廢水中氮和磷的吸收特征

王榮霞　黃敏　譚圍　王永波

摘要 [目的] 探討羽毛藻作為養殖池塘生物過濾器對海水養殖廢水的凈化作用。[方法]通過在石斑魚養殖廢水中接種適量羽毛藻藻體，測定其對養殖廢水中氮、磷營養鹽的吸收效果。[結果] 羽毛藻對氨氮、硝酸鹽的去除率作用較強，第5天對氨氮的吸收率可達975%，第2天對硝酸鹽氮的吸收率可達96.7%，對于磷酸鹽的吸收不明顯，通過對氨氮和硝酸鹽氮的吸收作用可以將水體中亞硝酸鹽氮濃度維持在一個相對較低的水平。[結論] 羽毛藻對氨氮、硝酸鹽的去除作用較強，可將羽毛藻作為養殖廢中水處理接種藻體的一個備選品種。

關鍵詞 羽毛藻；養殖廢水；凈化

中圖分類號 S949 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2017）01-0089-02

Absorption Characteristics of Phosphorus and Nitrogen by Caulerpa sertularoides f.Longipes in Grouper Aquaculture Wastewater

WANG Rongxia1，2，3，HUANG Min1，2，3，TAN Wei1，4* et al

（1.Academy of Marine and Fishery of Hainan Province ， Haikou，Hainan 570203；2.Hainan Provincial Key Laboratory for Tropical Seawater Aquaculture Technology， Haikou，Hainan 570203；3. Hainan Provincial Research Center for Tropical Seawater Aquaculture Engineering Technology， Haikou，Hainan 570203；4. South China Sea BioResource Exploitation and Utilization Collaborative Innovation Cenater， Cuangzhou，Guangdong 510275）

Abstract [Objective] To study the effect of Caulerpa sertularoides f.Longipes as a biofilter in the marine aquaculture wastewater purification. [Method] Absorption effect of nitrogen and phosphorus nutrients was studied through inoculating the amount of C. sertularoides in grouper aquaculture wastewater. [Result] C. sertularoides had a significantly high removal rate for ammonia nitrogen and nitrate， the absorption rate for ammonia nitrogen reached 97.5% at the fifth day and nitrate absorption rate at the second day reached 96.7%. The phosphate absorption was not obvious. Through absorption of ammonia nitrogen and nitrate nitrogen， nitrite nitrogen concentration in water could be maintained at a relatively low state at the same time. [Conclusion] The removal effect of ammonia nitrogen and nitrate is stronger， and can be used alternation of vaccination algal species with C. sertularoides as factory circulating water aquiculture system.

Key words Caulerpa sertularoides f.Longipes；Aquaculture wastewater；Purification

大型海藻對海洋環境修復具有重要作用，可作為海洋環境中對氮、磷等污染物質有效的生物過濾器，降低海水富營養化程度，并通過光合作用吸收CO2，釋放O2，從而達到改善水質的作用，可以防止赤潮發生，減輕養殖動物病害。因此，將大型海藻作為生物凈化器凈化吸收養殖廢水中的營養鹽是水產學術界行之有效的水質改良措施之一[1-6]。

羽毛藻學名棒葉蕨藻變種（Caulerpa sertularoides f. Longipes），屬于綠藻門（chlorophyta）綠藻綱（chlorophyceae）蕨藻目（caulerpales）蕨藻科（caulerpaceae）蕨藻屬（Caulerpa），是一種羽狀蕨藻，常被作為水族箱的藻缸用于凈化水質，是理想的海水水質生物過濾器。國內外對大型海藻的研究較多[7-14]，但對羽毛藻在海洋生態修復和水產養殖中的研究較少[15-16]。筆者通過在石斑魚養殖廢水中接種適量羽毛藻藻體，測定其對養殖廢水中氮、磷營養鹽的吸收效果，進一步闡明羽毛藻對石斑魚養殖廢水的凈化作用，探討其在漁業養殖和海洋生態環境保護方面的應用前景。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

羽毛藻取自三沙市西沙海域的珊瑚礁盤上，運輸至海南省海洋與漁業科學院瓊海科研基地，在水族缸中進行保種，并在室外水泥池中人工擴繁后備用。

石斑魚池塘養殖廢水取自海南省海洋與漁業科學院瓊海科研基地龍膽石斑魚成魚養殖高位池所產生的養殖廢水，養殖池已連續120 d未換水。

1.2 試驗方法

羽毛藻對氮、磷營養鹽的吸收試驗在智能人工氣候培養箱（賽福PRX-350B）中進行。試驗組：用燒杯取濾膜過濾后的石斑魚池塘養殖廢水3 L，稱取6 g羽毛藻接種于養殖廢水中進行培養，連續培養5 d，每天取水樣進行檢測，試驗設3組平行。空白對照組：用燒杯取濾膜過濾后的石斑魚池塘養殖廢水3L進行培養，不接種羽毛藻，設1個平行。培養條件：溫度25 ℃，光照強度8 000～9 000 lx。

1.3 水樣檢測 用全自動間斷化學分析儀（德國clever chem200）和紫外-可見分光光度計（日本島津UV-2600）對水樣進行測定。

1.4 數據分析 采用Excel軟件對試驗數據進行處理。

2 結果與分析

2.1 羽毛藻對氨氮的吸收作用

由圖1可知，在水體中接種羽毛藻后，水體中的氨氮隨著時間的延長逐漸降低，從起始的0.765mg/L降為第4天的0.095 mg/L，第5天則降至0019 mg/L。羽毛藻對氨氮的吸收率第2～5天分別為345%、52.8%、87.6%、97.5%，表明羽毛藻能有效地吸收海水中的氨氮，且吸收率較高。

2.2 羽毛藻對亞硝酸鹽氮的吸收作用

由圖2可知，亞硝酸鹽氮含量較低，無一定的規律性。這表明羽毛藻對氨氮和硝酸鹽氮的吸收作用可以將水體中的亞硝酸鹽氮維持在一個低濃度的狀態，保持良好的水質，為水產養殖生物提供適宜的生存環境，提高養殖成功率，降低養殖風險。當水體中的亞硝酸鹽氮到達較高濃度時，羽毛藻將會脅迫吸收亞硝酸鹽氮，但其臨界濃度仍有待進一步研究。

2.3 羽毛藻對硝酸鹽氮的吸收作用

由圖3可知，羽毛藻可快速吸收水體中的硝酸鹽氮，從第1天的0.587 mg/L降為第2天的0.019 mg/L，硝酸鹽氮吸收率達96.7%，達到我國漁業水質標準（GB 1160—89）中規定的小于0.200 0 mg/L要求，在第3天降至0.007 mg/L，且維持在一個低含量狀態，羽毛藻對硝酸鹽氮具有高效的吸收作用。硝酸鹽氮對養殖生物無直接的毒害作用，但可以被還原成具有強毒性的亞硝酸氮，因此將水產養殖廢水中的硝酸鹽氮除去十分必要。

2.4 羽毛藻對活性磷酸鹽的吸收作用

由圖4可知，空白對照組的活性磷酸鹽下降趨勢和試驗組相似，可能是養殖廢水中有一些微藻對水質中的磷有降解作用。而試驗組羽毛藻體內處于充盈狀態，對于活性磷酸鹽的吸收不明顯。

3 結論與討論

隨著我國經濟尤其是沿海經濟的迅猛發展，大量污染物被排放入海，造成我國近岸海水富營養化，水質日益惡化，赤潮頻發。水產養殖在一定程度上造成局部海域污染，與工業和生活污水對海區的污染相比，海水養殖廢水具有短期排放量大、污染物含量低、氮磷含量較高等特點。由于水產養殖多為散戶養殖，且規模不大，養殖廢水集中處理困難，造成海水養殖廢水未經處理即直接排入海區，從而造成海區污染。因此，對養殖海水進行原位且快速的凈化處理，可降低海水養殖污染物的排放量，保護海區環境，促進海水養殖的可持續發展。

該研究結果表明，羽毛藻硝酸鹽氮的去除效果十分明顯，第2天去除率達96.7%。在去除硝酸鹽氮的同時也去除氨氮，氨氮第4天降至0.095 mg/L。亞硝酸鹽氮一直維持在較低水平。張達娟等[6]利用孔石莼將珊瑚養殖水的氨氮、亞硝酸鹽和磷酸鹽濃度分別維持在0.021～0.014、0.010～0.007和0.040～0.031 mg/L。該試驗結果表明，羽毛藻在相對較短時間內可以較好地吸收氨氮、硝酸鹽，并能將亞硝酸鹽濃度維持在0.008～0.001 mg/L，對營養鹽的吸收與孔石莼效果相似。李衛東等[16]在南美白對蝦循環水養殖模式中應用羽毛藻對養殖水進行凈化，羽毛藻能將氨氮維持在南美白對蝦養殖的安全濃度內，且可促進南美白對蝦的生長速度，明顯提高南美白對蝦的存活率。利用羽毛藻的大量擴繁吸收養殖水體中營養鹽，及時移走過量生長的藻體即可實現水體中營養鹽分的轉移，在一定程度上將緩解養殖產生的過度營養鹽，從而達到對養殖水質凈化的效果。

隨著海南國際旅游島建設的推進，海南省近海海水養殖空間將進一步壓縮，海水養殖今后的發展空間將向陸基和離

岸養殖方向發展。由于現階段工廠化養殖設備建設成本昂貴，運作成本高，因此，降低建設費用、減少運行和維護費用，將有利于工廠化養殖模式在海南省的大規模推廣。在工廠化循環水養殖系統中，可在水處理過程中接種一定量生長快速的海藻，利用藻體吸收水體中營養鹽，可作為工廠化養殖系統中蛋白分離裝置的一個有效補充，養殖海藻不需要消耗能量，具有節能減排的效果，也節省了水處理設備昂貴的維護成本。該研究表明，羽毛藻對氨氮、硝酸鹽的去除作用較強，可將羽毛藻作為工廠化循環水養殖系統中水處理接種藻體的一個備選品種。

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