楊羚鈺 黃興粉 盤道興 李 凡 王 獻 鐘正陽
(文山壯族苗族自治州農業科學院 云南 文山 663099)
1.1 水產養殖現狀。水產養殖業要求以較優越的水域環境條件為基礎。傳統水產養殖業管理模式簡單,多是生態放養,對環境影響較小。但隨著市場需求擴大,水產養殖場數量、規模和科技水平均得到迅速發展,產品經營模式也逐步向高密集、精飼養轉型。在轉型過程中,由于飼養戶大量使用動物飼料、化肥、藥物、環境改良劑等高投入品,超出了正常飼養要求和水域自凈能力。且由于過度放養造成了放養密度遠大于正常水域環境容量,導致地下水體中的污染物質大量上升、水域自凈能力降低、底泥污染、細菌病毒大量滋生,最后導致整個飼養水域環境污染。同時,飼養過程中產生的大量廢水進入到開闊水體中,對附近水體環境造成嚴重污染,對工業、農業生產以及城市居民日常生活用水都帶來危害,這也導致了農業生產發展和城市環境的尖銳沖突。
1.2 水產養殖水環境污染原理概述。對水產養殖環境污染的成因進行分析,得出水環境污染的防治關鍵在于限制水體環境中的氧濃度和減少水體環境的富營養化。由于水體中大多富含碳水化合物、蛋白質和脂類等有機質,一般狀況下天然水體本身具備一定的自凈功能,但如果有機負荷超出天然水體的自凈功能承擔范圍,則可能會改變水體環境中的物質循環,進而造成水體環境污染。同時,水域中的有機污染物在發生相關化學反應時還會消耗水域環境中的溶解性氧,由此造成水域環境的自凈力減弱甚至消失;此時有機污染物開始進行厭氧態化學反應,并生成還原作用氣體,從而影響水體生物的繁殖,并損害水域自然環境的生態多樣性。但若相對的降低水域中有機質的濃度,則可使水域和外界環境的質氧循環維持在一種較為均衡的狀況,此時即可保持水體生態系統的均衡。在此期間,可利用生物間的共生關系,既可以保持物質循環的均衡,又能調節微生物生長所需環境,從而提高水體環境養分的良性循環[1]。
2.1 水產養殖水域的污染物主要來源是養殖過程中的投入品。優質飼料和水產肥料都是現今養殖過程中的必需品,因此在目前超高生態能量承載量的養殖模型中,人工投餌是水產養殖環境中最主要的養分和熱能來源。而在飼養過程中不少養殖戶因過度追求高效,向水面上過度投放飼料、化肥等外來養分,投入方式、劑量的不合理會造成優質飼料殘余過量,投入品無法被水產品所充分消耗。優質飼料剩殘率隨著飼料本身在水域中的穩定性和飼養生物取食的易得性變化,有試驗表明,在部分池塘放養過程中,殘餌率可高達20%~30%。大部分殘餌、化肥和生物排泄物的沉淀積累,會從水域中快速解體氮、磷等營養元素,產生耗氧有機物等,而這些產物快速解體轉化的過程會耗費大批溶解氧,從而導致養殖生物缺氧。有機物氨化作用所生成的氨會損害魚鰓表面細胞,造成飼養動物抵抗力下降;氨轉化成的亞硝酸鹽則產生較低毒性,能使魚類血漿中高鐵血紅蛋白的濃度增加,載氧能量降低,從而導致腦組織缺血、周圍神經系統癱瘓乃至死亡。氨氮濃度對幼體的毒害尤為明顯,但通過日本對蝦雛體的調查研究表明[2],由于氨氮廢水含量的提高各期雛體死亡率均明顯提高。水域中的植物營養元素大量增加還會引起藻類生物爆發性繁殖,并出現水華、赤潮等現象,使養殖的水域和底質均陷入缺氧或低氧狀況,而藻類生物死亡后排出的紅藻毒素則會影響魚類胚胎生長發育、繁殖能力和生理生化等指標,并在組織中大量積聚,對養殖生態形成有害影響。上述有害物質的累積,會造成養殖水產生物餌料系數顯著下降,繁殖能力受到嚴重抑制,以至水產品中毒致死。
2.2 藥物濫用。現代高密度集約化飼養中常會使用漁用藥劑和環境改良劑,主要用于防止和處理水產等野生動植物病害、消滅敵害生物、改良土壤和水域環境,以促使飼養動物種類的健壯繁殖。這一類投入物主要具有保持水域環境相對平衡的功能,是水產養殖流程中不可缺乏的物品。常見的漁藥有用于預防蟲害的清池除雜藥劑、消毒殺微生物藥;抑制水草的殺藻藥、除草劑;抑制害蟲的除蟲藥、殺螺藥;增強對機體抵抗力的疫苗;以及改善水體環境的增氧劑、底質改良劑等。而這些藥劑的主要成分均為化學制劑,包括抗生素、氧化劑、絡合劑、表面活性劑和吸附物等。科學合理地利用漁藥和環境改良藥,通常不會對飼養環境和水產生物造成危害。但因為沒有相應科學知識,藥品利用方法和管理制度不健全,在飼養過程中普遍存在著濫用化學物質和抗生素的現象。有調查證實投用的抗生素僅有20% ~30%會被飼養魚類吸入,其余大多數流入了水域環境中。且由于抗生素存在累加效應,養殖時期越長,水體中抗生素的數量濃度就越高。除草劑、農藥等農業投入品在水體中的生物半衰期均較長,如果過量使用勢必會污染水體周圍環境,從而影響生長其中的生物體,甚至打破生態平衡,對養殖水域周邊環境形成影響。
3.1 改良養殖經營模式。養殖行業的蓬勃發展也促進了周邊科技的發展,生態養殖的運營管理模式在水產養殖中運用范圍越來越廣泛,能有效緩解水域環境中的氮失衡問題。目前隨著社會經濟的發展,生態養殖的模型也越來越多,如豬—沼—魚、稻田共存、生物鏈等模型,其中涉及到自然環境均衡、種類共存、食物鏈等諸多內涵。比如,稻田共存模型以動物共存原理作為理論基石,以稻田為主要生長空間,生物共同在這空間里產生了不同的生存習性,并各取所需以維護水域環境的均衡。
3.2 科學投飼餌料。水產飼養當中大部分的廢棄物來自于過量投入的飼料或水中生命體的代謝物,所以必須科學設定飼料的養分配比以及投喂方式。①科學合理的搭配飼料中的不同營養元素,例如通過加入易于消化吸收的碳水物質來降低氮的排放,同時按照各種水產品的類型及其繁殖周期加入不同的微量元素,以保證不同水生命體繁殖所必需的養分,增強它們的抗病性能;②投喂過程中,通過少量多次的方法,逐步減少水體中殘存的優良飼料數量,對優良飼料的攝食狀況實行全方位監測,同時根據監測動態適時進行投入量的調整,使優良飼料的利用率大大提高,從而有效預防土壤和水體中的有機物污染。
3.3 采取生物膜法。生物膜是由好氧菌、厭氧菌、兼性菌、真菌、原生動物和藻類等構成的生態系統。在充分供氧的條件下,將污染物以一定的流速通過充填劑,病菌附著于填充物表層形成菌膜,并分解吸附水中的有機質,使污染物得以凈化。主要應用生物膜法的技術手段有生物濾池、生物學轉盤、生物流化床等。生物膜層具有相對穩定的自然環境,內含菌種類型多樣,如生長發育及繁衍速度較慢的硝化細菌,以及真菌、藻類等。菌種層含水量較少,在單位容積內的生物學濃度較大,所以具備很大的凈化功能。處理后殘余污水量較少,能耗低,操作管理簡便,工藝技術穩定,是目前使用最普遍的污水處理工藝,可以有效降低有機污染。
3.4 合理規劃養殖密度。水域污染的產生因素之一就是有機負荷過大,超出了水域自凈承受范圍,而粗放型飼養模式又增加了飼養水產品病害的發生率,使水中生物遺體、生態代謝物等濃度過大,嚴重損害了水域周邊環境的天然平衡。現階段我國飼養戶水平不一,飼養過程中存在諸多不合理之處,飼養密度過大的問題日益嚴重,對水域自然環境產生了不可逆的危害。為保證水域周邊自然環境的生態和諧,必須綜合考慮動物成活率、繁殖品生長特點、水源、水質條件和環保管理水平等多方面因素,科學合理的控制飼養密度。
科學飼養、加強管理,就可以有效降低污染,維護養殖水域環境衛生。在飼養前期,對養殖區域環境容量進行合理估算與分析[4],以掌握水域自然環境承載能力,并確定養殖污染負荷不會超過水域環境的最大自凈能力。在此基礎上選擇適合飼養種類、調整放養密度與飼養模式等。提高或優化飼料營養成分組成比例,如增加碳水化合物、蛋白質比例等,提高水產品對營養的吸收率,降低氮、磷等營養元素的排泄率。并通過科學合理的投喂方法減少殘餌數量,降低優質飼料溶失率對水域環境的污染[4]。同時,嚴格把控漁用藥劑的應用,根據國家有關法規選擇藥劑、確定用量、嚴格執行休藥期規定,以減少對水域環境的污染。養殖的污水處理方法較多,在實際生產中需要綜合利用各種方法,以取得最佳效益。因此,需要大力發展生態、有效、環保的飼養方法,使水產養殖的發展與社會經濟發展相互促進,實現人類與自然環境之間的和諧共生,從而達到對漁業資源的可持續利用。