單喜雙+肖自東+全萌

摘 要：近年來(lái)可持續(xù)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展逐漸成為熱議的話題，水產(chǎn)養(yǎng)殖除受到水域污染的影響，自身產(chǎn)生的污染也不容小覷。人工濕地作為養(yǎng)殖水處理的一種方式，已經(jīng)在部分地區(qū)得以應(yīng)用，在人們對(duì)環(huán)境問(wèn)題日益重視的今天，人工濕地的應(yīng)用將會(huì)越來(lái)越多。

關(guān)鍵詞：人工濕地；水產(chǎn)養(yǎng)殖；養(yǎng)殖廢水；無(wú)公害養(yǎng)殖

中圖分類號(hào)：X714 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20170733220

濕地是地球上重要的生態(tài)系統(tǒng)，被譽(yù)為地球之腎。廣義上講各種類型的魚(yú)塘也可劃為人工濕地范圍，但本文中所指濕地特指為了處理養(yǎng)殖廢水而構(gòu)建的人工濕地。

水質(zhì)管理在傳統(tǒng)水產(chǎn)養(yǎng)殖中被奉為首要管理目標(biāo)，現(xiàn)實(shí)情況是由于相關(guān)法律法規(guī)的缺失很多養(yǎng)殖戶的養(yǎng)殖廢水未經(jīng)處理，直排到附近的河道、溝渠。這種不負(fù)責(zé)任的養(yǎng)殖方式存在明顯的風(fēng)險(xiǎn)，可能對(duì)環(huán)境構(gòu)成威脅；養(yǎng)殖廢水中的病菌很可能通過(guò)其他養(yǎng)殖戶的取水而進(jìn)入另外的養(yǎng)殖系統(tǒng)，威脅其他的養(yǎng)殖動(dòng)物，甚至造成養(yǎng)殖動(dòng)物疾病交叉感染。良好的水質(zhì)才能保證養(yǎng)殖魚(yú)類的健康，在當(dāng)下食品安全日益受到消費(fèi)者的關(guān)注，不傷害環(huán)境，不傷害養(yǎng)殖動(dòng)物，不傷害人的無(wú)公害養(yǎng)殖成為水產(chǎn)養(yǎng)殖的發(fā)展方向，人工濕地的養(yǎng)殖水處理在其中扮演的角色越來(lái)越受到人們的重視。養(yǎng)殖廢水通過(guò)人工濕地處理，其有機(jī)物、氮、磷、細(xì)菌總數(shù)、固體懸浮物、藻類、原生動(dòng)物等物質(zhì)得以高效移除，處理后的水符合養(yǎng)殖用水要求。

1 人工濕地的類型

常見(jiàn)人工濕地分為2種即水平流濕地系統(tǒng)和垂直流濕地，二者區(qū)別在于水平流濕地流水持續(xù)，且在濕地中水平流動(dòng)，垂直流濕地污水進(jìn)入具有間歇性，水流方向?yàn)榇怪?。其中水平流濕地又可分為表面流濕地和潛流式濕?種。

1.1 表面流濕地

廢水在土壤表面流動(dòng)，此種濕地接近于天然濕地，成本最低，在水產(chǎn)養(yǎng)殖的實(shí)踐中應(yīng)用最為廣泛，如湖北地區(qū)有些養(yǎng)殖戶的養(yǎng)魚(yú)池和藕池往往相鄰，魚(yú)塘中的水經(jīng)養(yǎng)殖一段時(shí)間后，水質(zhì)變差，此時(shí)漁民通過(guò)埋在池底的排水管向藕塘中間排放養(yǎng)殖廢水，魚(yú)塘的廢水對(duì)于藕就是非常好的肥料，氨氮、硝酸鹽都成為藕的營(yíng)養(yǎng)源，促進(jìn)其生長(zhǎng)。附著在藕根莖部的各種菌類也能利用魚(yú)塘中排入的有機(jī)物，固體懸浮物在進(jìn)入藕塘后通過(guò)物理沉降及生物攔截亦大大減少。但是由于水在表面流動(dòng)，填料及植物的根系不能得到充分利用，去污效果大打折扣。

1.2 潛流式濕地

養(yǎng)殖廢水在填料中滲流，大大加大了養(yǎng)殖廢水與濕地系統(tǒng)的接觸面積，生物膜依附的面積變大，增加了養(yǎng)殖廢物的吸收、轉(zhuǎn)化能力。也是目前研究最為廣泛的人工濕地，應(yīng)用前景巨大。

1.3 垂直流濕地

廢水流入具有間歇性，造價(jià)較高，目前國(guó)內(nèi)研究較少。

2 人工濕地水處理的基本原理

養(yǎng)殖廢水與濕地生態(tài)系統(tǒng)發(fā)生了一系列物理、化學(xué)、生物反應(yīng)，最終使各種類型“廢物”得以移除，回收符合要求的水源重新利用。

3 養(yǎng)殖廢水的主要成分

經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的養(yǎng)殖，池塘水質(zhì)變差需要排出處理，待處理的養(yǎng)殖廢水由2部分組成，我們希望能得以回收的“清潔”水源；我們希望移除的“廢物”，這部分廢物主要有養(yǎng)殖動(dòng)物的糞便、殘鉺等有機(jī)物，在水質(zhì)指標(biāo)上主要體現(xiàn)為COD及BOD，一些固體懸浮物（SS、TSS），氮（TN、NH4+-N、NO2--N、NO3--N），磷（TP、PO43—P）等。

4 人工濕地的構(gòu)造

人工濕地系統(tǒng)由非生物環(huán)境及生物群落2部分構(gòu)成，

4.1 生物群落

主要由2類生物群體組成：微生物群落，各種細(xì)菌、真菌、放線菌、原生動(dòng)物，細(xì)菌的生物量占絕大多數(shù)；水生植物群落，目前應(yīng)用較多的主要是水生維管束植物中的挺水植物，相關(guān)研究也比較多。一些水生植物的栽種如茭白、菱、藕在達(dá)到去污的目的同時(shí)還增加了經(jīng)濟(jì)收入。

4.2 非生物環(huán)境

主要指生物群落所能依附、附著的介質(zhì)即填料，填料在為植物和微生物提供生長(zhǎng)介質(zhì)的同時(shí)，還能夠通過(guò)沉淀、過(guò)濾和吸收等作用直接去除污染物，而填料的種類、級(jí)配等會(huì)直接影響沉淀、過(guò)濾和吸附的效果。除表面流濕地填料以普通土壤為主外，通常選用顆粒較大的填料，如大顆粒煤渣、礫石。因當(dāng)前的人工濕地以挺水植物為主，氧氣來(lái)源受限且加之耗氧細(xì)菌的作用，從濕地系統(tǒng)直接流出的水不宜直接引入養(yǎng)殖池中，應(yīng)先引入集水曝氣池，使溶氧水平提高到養(yǎng)殖用水要求方可使用。

5 人工濕地里的反應(yīng)

流入人工濕地的養(yǎng)殖廢水與濕地系統(tǒng)之間發(fā)生了一系列的反應(yīng)而達(dá)到凈化水質(zhì)的目的。水生植物的根區(qū)是反應(yīng)最為活躍的區(qū)域，填料、微生物、植物以及廢水之間發(fā)生了一系列的物理、化學(xué)、生物反應(yīng)，水生植物能將光合作用產(chǎn)生的氧氣輸送至根系區(qū)域，圍繞著根區(qū)在寬松的介質(zhì)中形成了有氧區(qū)域、厭氧區(qū)域，即提供了一個(gè)差異化的環(huán)境，為好氧、兼性和厭氧微生物的附著和聚集提供適宜的條件，使之成為微生物生存和工作的場(chǎng)所，各種類型的微生物各盡其能，互補(bǔ)、協(xié)同的去除不同類型的污物。養(yǎng)殖廢水中磷的去除主要通過(guò)濕地床的截留、聚磷菌的過(guò)量吸收完成，懸浮物的去除主要依靠填料和植物根系阻擋截留即物理沉降和過(guò)濾。

6 人工濕地處理養(yǎng)殖用水效果

人工濕地對(duì)于養(yǎng)殖廢水的處理能力因濕地類型、養(yǎng)殖品種、養(yǎng)殖密度、投餌攝食情況而有較大差異。對(duì)表面流人工濕地的研究表明人工濕地對(duì)NH4+-N、NO2--N、NO3--N、PO43—P、TN、TP和CODMn的平均去除率為76.91%、53.06%、60.88%、61.33%、54.22%、59.15%和41.69%。Carsten Schulz等對(duì)潛流型人工濕地處理虹鱒養(yǎng)殖廢水的研究結(jié)果為T(mén)SS、COD、TN和TP的平均去除率分別為96.55%、68.95%、31.2%、58.75%。

7 人工濕地使用的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題

7.1 植物的選擇

對(duì)于我國(guó)北方高緯地區(qū)，待選植物比較單一，常用的植物主要有蘆葦、菖蒲，而長(zhǎng)江流域及以南地區(qū)可選植物種類較多，特別是近年來(lái)，水生經(jīng)濟(jì)蔬菜的種植成為了漁民增收的好途徑。選用植物的原則應(yīng)當(dāng)以當(dāng)?shù)爻Ｒ?jiàn)水生維管束植物或濕生植物為主，根系發(fā)達(dá)，耐污能力強(qiáng)，對(duì)環(huán)境的變化適應(yīng)性強(qiáng)且抗病蟲(chóng)害能力強(qiáng)。挺水植物適宜任何類型的人工濕地，對(duì)于表面流人工濕地可以適當(dāng)?shù)倪x用一些漂浮植物及浮葉植物。

7.2 面積問(wèn)題

對(duì)于很多養(yǎng)殖戶來(lái)說(shuō)，實(shí)際養(yǎng)殖面積的縮小成為限制人工濕地應(yīng)用的主要因素，但人工濕地處理過(guò)的水對(duì)于提高魚(yú)類養(yǎng)成率，減少魚(yú)類發(fā)病，提高魚(yú)類品質(zhì)等多方面都有好處，若權(quán)衡利弊，人工濕地仍是不錯(cuò)的選擇，且人工濕地的合理設(shè)計(jì)往往會(huì)成為賞心悅目的一道景觀，對(duì)于發(fā)展休閑漁業(yè)，促進(jìn)漁業(yè)產(chǎn)業(yè)升級(jí)都有推動(dòng)作用。

7.3 氣候?qū)θ斯竦氐挠绊?/p>

人工濕地中生物群落受氣候影響比較大，特別是各種菌類，不同種類間最適溫度有一定差異，在不同的月份水處理的效果可能會(huì)因環(huán)境變化而出現(xiàn)波動(dòng)，有研究顯示隨著溫度的降低濕地對(duì)NH4+-N、NO2--N、NO3--N、PO43—P、TN、TP的去除率基本表現(xiàn)為降低的趨勢(shì)，能否篩選出對(duì)環(huán)境變化適應(yīng)能力較強(qiáng)的生物群落成為影響水處理效果的重要因素。

7.4 水處理周期

現(xiàn)代水產(chǎn)養(yǎng)殖多為較高密度，水質(zhì)變化較快，對(duì)于人工濕地的水處理能力有一定的要求，研究表明一般情況下，較頻繁的養(yǎng)殖廢水流入、輸出，對(duì)于去除養(yǎng)殖廢水中的TSS、COD能力的影響不大，但對(duì)于TN、TP的去除能力則隨著水處理時(shí)間的減少而變?nèi)?，水力停留時(shí)間成為限制TN、TP去除和轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵因素。

在水資源短缺、水源水質(zhì)較差的今天，人工濕地在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的使用無(wú)論于己、于公都是很好的選擇，人工濕地的類型，選用的植物、填料、微生物應(yīng)該結(jié)合養(yǎng)殖區(qū)域的實(shí)際情況，具體操作。

作者簡(jiǎn)介：?jiǎn)蜗搽p（1988-），男，吉林扶余人，碩士研究生，助教，主要研究方向：特種水產(chǎn)動(dòng)物養(yǎng)殖。