水產養殖污染現狀及治理措施

王彩蘊 李丹 宋松偉 于洪波 郝詠芳

摘 ?要：本綜述描述了目前我國水產養殖過程中的水體受污染現狀，綜述了養殖過程中水體污染的來源、養殖時本身產生的污染、來自外界環境的污染，即外源性污染。 介紹了水產養殖污染治理措施： 運用生態學原理系統開發、固體廢物的去除技術、溶解性廢物去除技術、生態修復法，目的是為確保水產品質量的安全性以及推動水產養殖業的綠色可持續發展提供思路。

關鍵詞：水產養殖;污染現狀;治理措施

聯合國糧農組織曾統計，1970-2011年全世界水產養殖總產量占漁業總產量的比重從 由3.8% 上升到 41.2% ，由此可見，水產品產量的增加源自于養殖行業的大力進步，而基于中國處于快速發展中的國情，中國養殖業的進步對漁業產生的效益貢獻更是巨大[1]。水產養殖業對水質環境有更高的要求，水環境狀況的優劣是養殖成敗和水產品的質量是否安全的關鍵所在。然而隨著水產養殖的規模化，養殖過程中會出現大量的污染物，破壞生態系統環境和其養殖水域狀況，不利于水產養殖業的健康可持續性發展。因而，養殖水體質量的優劣是養殖產業鏈進步與否的關鍵。

我國是養殖業比較強大的國家，2012年我國產出的水產品總量高達5907萬 t，占世界所產出的總產量比重為38%，連續 24 年居于全球之最。 這些水產品絕大多數來自池塘、網箱、灘涂的養殖。相關研究曾報道，截至到2012年，我國的水產養殖總產量為4288萬t，占我國及全球的水產品總產量比重分別為73%和70%[2]，而用于水產養殖的水域總面積僅為808萬hm2。目前，中國的水產品產出量大于捕撈量，是世界上水產品產出較高的國家之一，并且其水產品產出量仍在持續地快速增長之中。但是，我國社會的發展和經濟水平的提高給水域環境質量帶來了巨大的威脅，這正在逐漸地制約著我國水產養殖業的健康持續進步。鑒于養殖水產品對我們國家經濟的重要影響和養殖過程中與水體環境相互制約的密切聯系，對養殖時所引起的水體破壞進行嚴控和處理已受到社會各行業各領域的廣泛重視。

1 水產養殖污染現狀

1.1 水產養殖對自身的污染

水產養殖業作為我國重要的發展產業，對我們國家的經濟水平提高做出了巨大的貢獻，是中國經濟進步提高的主要增長點。 它不僅為人們提供了豐富的優質蛋白質來源，而且在解決農民的就業、提高漁民收入、改善農農村經濟結構等問題方面都起到了非常積極的作用。由于物質條件越來越優越，人們的要求也越來越高，養殖從業者開始極大追求高產量高收益，他們更傾向于集約化、規模化、名優化及高密度養殖，逐漸采取多投入和超負荷投入的水產養殖方式。這種投入高和產出高的養殖模式使得養殖空間不足，而水產生物密度過大，使得水體嚴重超負荷，這樣會產生大量的殘余飼料、肥料、代謝產物等廢物，導致養殖水體被污染不能自行降解并凈化水質，從而使水質營養化程度提高，出現富營養化現象，不利于水質自身的凈化和恢復，導致污染加劇[3，4]。養殖自身污染即由于自身因素引起的，包括： 高密度、殘剩的餌料、肥料等導致的養殖水體環境污染以及附近的水體中含有的污染物高于正常值， 從而引起水體生態環境受到不同程度的影響所形成的養殖水域環境。水產養殖自身污染大部分來自養殖時投入的物品，例如：苗種、養殖用藥、餌料、肥料以及水質底質改良劑等，除此之外還有由它們所產生的固體廢物及液態廢物：殘余餌料、固體顆粒溶出物、動物排泄物和植物腐爛物等。另外，底質污染的蓄積也是養殖自身受影響的主要因素。

1.2 水產養殖環境的外源性污染

水產養殖需要優良的水質，而養殖用水來源于自然界，即湖泊、河流和海洋等，因此水質所受的污染物也主要來自自然界，即外源性污染。當前，經濟的快速騰飛，工業、農業、生活污水的排放，使天然的水體受到一定程度的污染，水體質量受到影響并惡化，嚴重沖擊養殖水質。國家生態環境部《2012中國環境狀況公報》[5]數據顯示，目前中國農村水質受污染程度比較大，表層水和地下飲用水源均遭受了比較嚴重的破壞，給生態帶來巨大的壓力。而對于水質的破壞，表現為氨氮、亞硝酸鹽氮、無機磷和耗氧有機物等，它們是起主要作用的外界污染成分。這些外界污染物質主要含有蛋白質、碳水化合物、氮、磷和油脂等，它們進入水環境后， 經過微生物的生化降解同時消耗大量的溶解氧，產生氨氮、硫化氫等有害物質，從而使水體缺氧、造成水體富營養化，致使其中的生物產生病害甚至死亡，對養殖者的經濟收入造成嚴重的影響。 除此之外，農業面源中和工業廢水中的重金屬、農藥、除草劑等也是主要的外源性污染。它們會對環境有長期的持久性的破壞，嚴重污染養殖水質環境，不但可以使養殖生物中毒甚至發生死亡，并且蓄積殘留于水產生物中，從而影響水產生物的質量安全，最終可以通過食物鏈的作用導致人類的身體受到威脅。

1.2.1 氨氮污染

氨氮污染除了來源于農業、工業和生活排出的污染物等造成的養殖水體污染外，人工養殖過程中投喂的飼料和魚類的排泄等， 這些本身也對養殖水體造成相應的污染。當前，我國養殖行業的水質環境遭受到嚴重的污染，表現較為突出的污染物來源為氨氮污染。據《2008年的環境質量公報》資料報道[6]，2008年，中國所有的入海排污口中，所排出的污染成分大概超標的占88.3%，超標最突出的成分的即為氨氮，眾多入海排污口中， 用于漁業資源利用和養護的約有40.7%， 其中超標的占95.2%; 據統計，排入海洋的污染物氨氮總量為 17萬t，其中約有 67.2%的污染物氨氮被排入到養護區和漁業資源利用區;對污水排放口進行數據監測后發現，約有73%的排污口水質條件已逐漸下降，已經達不到海洋功能區所規定的條件，約有67%的海域排污口水質條件降為Ⅳ類和Ⅳ類以下，27%左右的海域排污口水質條件為Ⅲ類，約30%的海域排污口沉積物污染超標，達不到海洋功能區對其質量的要求，15%左右海域的排污口所含沉積物超標，降為Ⅲ類和Ⅲ類以下，環境監測數據報告顯示，水質及底質環境較差和極差的鄰近海域排污口近40%，約有77億 t廢渣、廢水被傾倒到養護和漁業資源利用區，其中含有大量氨氮、亞硝酸鹽、磷酸鹽等，這些營養鹽使水體過度肥化，降低了水體質量。《國家環保部2007年的水環境質量公報》有相關數據資料報道[7]，2007年我國地球表面上的水資源受污染程度嚴重，七大水系都受到了污染，其中氨氮污染對其影響較大，是重要破壞指標;亞硝酸鹽、氨氮、硝酸鹽和磷酸鹽是影響全國海域水質環境的重要污染物;目前自然界中，中國天然的可提供養殖的水域環境總監測面積為1609萬hm2，其中無機氮（亞硝酸鹽、氨氮、硝酸鹽）、磷酸鹽、石油、化學需氧量、汞和銅超標面積占總監測面積分別為74.3%、 67.2%、40.1%、17.3%、3.3%和3.1% 。

1.2.2 水產養殖重金屬污染

重金屬對養殖水質底質的影響有兩種，一種是外來重金屬對水質底質的影響，在養殖時它們的排入能對水產品造成污染，或是原有的養殖水域或池塘在投入種苗前已經被重金屬污染，因此在后期養殖進行時底質會釋放之前存在的重金屬、并通過水介質進行交換所引起水產生物污染; 另一種是養殖者為了提高經濟效益在養殖時投放餌料、使用魚藥等。投放的餌料魚藥中含有重金屬，從而造成的污染。養殖水域及池塘中重金屬來源通常是由于工業及農業生產過程中電鍍、礦石開采、金屬冶煉、農藥化肥使用等產生的重金屬，這些重金屬在雨水沖刷、大氣沉降作用下隨廢水一并排放流入養殖水體而對其造成影響。 有相關研究曾報道，如王寧等[8]調查了吉林省松花湖及其上游進入湖中的重金屬污染情況，他們調查發現 Hg嚴重影響了湖中水質狀況，生活于湖中的兩棲動物林蛙體內富集甲基 Hg，比未受到污染的水體中的林蛙身體內的濃度高2—29倍。 經調查研究表明：重金屬Hg的出現是由位于上游的個別個體小采礦點肆意排放礦物廢渣，礦物廢渣隨著雨水沖刷流入湖中所引起的。Mendiguchía等[9]調查了西班牙Cádiz海域中由于大面積養殖所造成的水質底質中重金屬含量增多的現象： 他們發現海水水產養殖引起了水質底質中Zn、Cu和Pb濃度分別增加了140%、362%、97%;Sutherland等[10]研究了哥倫比亞Broughton Archipelago海域養殖區底質中的重金屬和非養殖區底質中重金屬的污染差距他們監測了養殖區和非養殖區域中Zn、Cu的含量，養殖區比非養殖區域高。 最后他們得出結論： 這主要是由于Zn和Cu作為魚餌中的微量元素的投放造成了養殖區底質中Zn、Cu濃度的增加;潘振聲等[11]調查了自然界中揚子鱷（Alligator sinensis）與其在被人工飼養時卵中所呈現的重金屬的含量情況。 研究結果表明：被人工飼養的揚子鱷卵中所含的重金屬濃度比生存于自然界中的濃度要大，原因是前者在被人工飼養時所提供的水質與飼料中含有的重金屬濃度較后者生存于自然界中的大。

2 水污染的治理措施

2.1 運用生態學原理系統開發

生態系統最主要功能之一是生物地球化學旋回，即生物所需要的化學元素在生物體與外界環境之間的轉運過程。生態系統的物質循環被分成兩種：一種是生態系統內部的物質流動，另一種是生態系統外部的物質流動，即生態系統間的流動。 根據生態系統內部與外部中都具有一般性特征的物質流動，我們可以選擇集約化養殖模式，將集約化養殖模式置于生態系統中， 讓所有被投入系統的物質盡其最大可能在生態系統內部沿著食物鏈方向流動，因而流出生態系統的 就會是有利于環境質量的產品甚至可以成為對人們具有非常大經濟價值的產品。在養殖行業中，尤其是集約化、高密度的水產養殖系統能產生一系列嚴重的污染問題，這就要求我們要從合理性的生態系統群落結構出發，應對集約化、高密度的養殖模式， 即最大化的運用現有的資源環境，兼顧限量排放廢渣、廢水、廢氣，以提高系統生產力水平為方向，來開發具有先進水平的養殖生態工藝設計和養殖系統的生態工程。

2.2 水產養殖環境工程技術處理廢水

2.2.1 固體廢物去除技術

固體廢物去除技術就是去除懸浮于液體表面的固體顆粒物，主要就是將固體和液體進行分離。按照去除機制，可把這些分離方式劃為三種：過濾分離、重力分離和浮選分離。過濾分離主要是選用內部呈有相應填充物的過濾裝置對液體中的固體廢物進行過濾去除，固體廢物從懸浮于液體表面進入到濾器填充物上的方式會影響這種分離效果，因而根據不同的進入方式會選用不同的過濾裝置，如網狀過濾裝置、多孔填充物過濾裝置、粒狀填充物過濾裝置等;重力分離原理主要利用重力使其沉淀，即利用固體廢物與液體密度之間的不同，固體物質受到重力影響而沉降。目前主要用到的相關沉淀裝置有沉淀槽、水力旋流裝置、管狀沉淀裝置等; 浮選分離就是固體顆粒物附著于上升的氣泡上同時與水分離，如泡沫分離器。采用這種方法來進行分離的如能夠溶解的固體和小顆粒固體。

2.2.2 溶解性廢物去除技術

可溶性固體廢物的去除可利用細菌擴增系統、構筑濕地、生物濾池等方法。 養殖中后期池塘中會產生氨態氮和各種有機物等可溶性廢物。 處理這種類型廢水的過程中，最優先應去除的是氨態氮。 比較常見的去除氨態氮的方法為硝化作用過濾法和植物過濾法。相關資料顯示，許多種藻類物質被用來降解富營養化的養殖水環境。除此，具有硝化作用的過濾裝置作為常用的去除裝置也被應用于水產養殖過程中，它可分為淹沒式過濾裝置、鼓式生物過濾裝置、生物轉盤裝置、滴濾器裝置、珠狀過濾裝置和流化床裝置等， 這種過濾裝置主要是由于填充物上附著具有氨化作用的細菌，可更好地用于降解去除水中含有的可溶性的有機物質。

2.2.3 生態修復法

運用人工構建的微生態系統可處理養殖水環境里含有的重金屬，這就是治理重金屬污染的方法，即生態修復法。可以通過養殖水環境中的生物對重金屬的吸收與富集，也可以運用相關介質進行化學沉淀作用及物理吸附、化學吸附等，因此它與單獨的物理吸附、化學吸附和生物吸附法不同。 最常用的修復方式可利用生態塘、人工濕地等進行修復，它們的優勢在于所需成本較低、治理效果明顯，缺點是對重金屬的處理具有吸附容量上限的控制并且它們還會對重金屬的類別進行選擇。相關文獻研究了關于利用生態修復法去除養殖水域中的重金屬情況，如吳長淋[12]等從研究人工濕地處理重金屬的機制和影響要素出發探討去除重金屬的方法。 Sheoran等[13]等還對此方法去除重金屬的機制原理做了全面論述，得出此方法去除重金屬能夠得以實現是通過生物作用、物理作用及化學作用。

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（責任編輯：孔令杰）