張明明+朱健+李冰+王林+王璐+蔣高中

摘要：為了掌握養(yǎng)殖區(qū)水質在不同月份的變化規(guī)律，為以后的健康養(yǎng)殖模式提供科學且合理的理論依據(jù)，對養(yǎng)殖區(qū)池塘、人工濕地、溝渠、對照塘4個相關水體進行為期4個月的水質監(jiān)測，測定水溫（T）、溶解氧（DO）、水體透明度（SD）、pH值、氨態(tài)氮（NH3-N）、總磷（TP）、高錳酸鹽指數(shù)（CODMn）、總氮（TN）、亞硝態(tài)氮（NO-2-N）、葉綠素a（Chla）等指標。結果表明，池塘的T、TP、TN、SD、CODMn在7月與10月之間存在顯著性差異（P<0.05）；人工濕地的pH值、TN、Chla在4個月中無顯著性差異，T、TP、NH3-N、NO-2-N、CODMn在7月與10月之間存在顯著性差異（P<0.05）；溝渠的SD在4個月中無顯著性差異，T、NH3-N、CODMn、TN、TP、NO-2-N、Chla在7月與10月之間存在顯著性差異（P<0.05）；對照塘的TN在4個月中無顯著性差異，T、DO、SD、TP、NO-2-N、Chla在7月與10月之間存在顯著性差異（P<0.05）。其中養(yǎng)殖水體的營養(yǎng)狀態(tài)大部分都處于重度富營養(yǎng)化，所以該養(yǎng)殖區(qū)域的養(yǎng)殖水富營養(yǎng)化程度比較嚴重，今后可以通過種植少量水生植物來對水質進行一定程度的凈化。

關鍵詞：養(yǎng)殖區(qū)；水質；富營養(yǎng)化；循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)

中圖分類號：S964.9 文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2017）12-0113-04

近10年來，隨著我國池塘養(yǎng)殖技術的進步，我國對該領域的發(fā)展和老百姓衣食住行等方面的提高作出了杰出的貢獻，然而，在養(yǎng)殖產(chǎn)量和經(jīng)濟水平提高的同時，養(yǎng)殖廢水和生活污水也不斷增多，養(yǎng)殖規(guī)模的大幅度提高、集約化養(yǎng)殖程度的加深、魚塘放養(yǎng)密度的大幅增加使我國池塘養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)面臨著一系列關于池塘水污染與養(yǎng)殖之間的矛盾[1]。所以，研究并構建池塘循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)對水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的持續(xù)發(fā)展有極其重大的意義。循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)就是在水產(chǎn)養(yǎng)殖過程中引入水處理工藝，用此工藝來改善和控制養(yǎng)殖廢水，經(jīng)過多年的發(fā)展及改良之后，已經(jīng)有不少國內外學者開始對循環(huán)水系統(tǒng)進行研究。本試驗通過對飼養(yǎng)區(qū)的池塘、溝渠、人工濕地以及對照池塘的用水進行為期4個月的水質監(jiān)測，分析其在不同月份的水質變化以及去除率的變化并對其進行評價，為今后的養(yǎng)殖提供一定的依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗材料

梅特勒-托利多便攜式pH計、721紫外分光光度計、TGL-16M高速臺式冷凍離心機、YSI-550A型便攜式溶氧儀、手持式勻漿器、SHD-Ⅲ型循環(huán)水式多用真空泵、玻璃砂芯過濾裝置、立式電熱壓力蒸汽滅菌器、1 000 W電爐、分析天平、酸式滴定管、滴定臺等。

1.2樣品采集

在江蘇省無錫市陽山鎮(zhèn)住基村第一垂釣中心科研試驗基地，分別在池塘（進水口）、溝渠（出水口）、人工濕地和對照池塘4個地點設置了采樣點，池塘循環(huán)流水養(yǎng)殖系統(tǒng)如圖1所示，每個采樣點取3個平行水樣，用冰袋保存，及時送回實驗室進行檢測分析。采樣時間為2015年7—10月每個月的下旬，一般為09：00—11：00。

1.3樣品檢測

水體透明度（SD）利用賽氏盤進行現(xiàn)場測定；水體溫度（T）以及pH值利用梅特勒-托利多便攜式多功能pH計進行現(xiàn)場測定；溶解氧（DO）采用YSI-550A型便攜式溶氧儀進行現(xiàn)場測定；總氮（TN）、亞硝態(tài)氮（NO-2-N）、總磷（TP）、高錳酸鹽指數(shù)（CODMn）、氨氮（NH3-N）、葉綠素a（Chla）等各項指標均參照《水和廢水檢測分析方法》[2]進行測定。

1.4數(shù)據(jù)分析

1.4.1單因素方差分析及多重比較借助SPSS 20.0軟件的單因素方差分析和最小顯著性差異法[3]比較不同月份各水質指標的差異。

1.4.2富營養(yǎng)化評價利用綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法，用Chla作為基準的參數(shù)，以TP、TN、SD、CODMn這4個參數(shù)對營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)進行綜合評價[4]。營養(yǎng)狀態(tài)分級如2結果與分析

2.1養(yǎng)殖區(qū)水質指標的差異性分析

2.1.1進水口由表2可知，進水口的T、pH值、TN、NH3-N、NO-2-N、CODMn、Chla在9月與10月之間存在顯著性差異（P<0.05）；T、TP、TN、SD、CODMn在7月與10月之間存在顯著性差異（P<0.05），其中，CODMn、TP、TN、NO-2-N、Chla在7月出現(xiàn)最大值，說明進水口在10月的水質明顯優(yōu)于7月。表2進水口水質指標在不同月份的差異性分析結果

2.1.3出水口由表4可知，出水口的SD在4個月之間無顯著性差異；T、pH值、DO、NO-2-N在9月與10月之間存在顯著性差異（P<0.05），pH值在9月出現(xiàn)最大值；T、TP、TN、NH3-N、NO-2-N、CODMn、Chla在7月與10月之間存在顯著性差異（P<0.05），且TP、TN、NH3-N、NO-2-N、Chla在7月出現(xiàn)最大值。進水口的NH3-N、DO、NO-2-N、CODMn、Chla與出水口的值存在明顯差異。

2.1.4對照塘由表5可知，對照塘的TN在4個月之間無顯著性差異；T、DO、SD、TP、NO-2-N、Chla在7月與10月之間存在顯著性差異（P<0.05）；T、pH值、SD、NO-2-N、CODMn在9月與10月之間存在顯著性差異（P<0.05），且pH值、NO-2-N在9月達最大值。10月對照塘的DO、SD、TP、TN的值與人工濕地的值存在明顯差異。

知，水質優(yōu)劣程度為出水口﹥進水口﹥人工濕地﹥對照塘。2.1.6各項指標隨著時間的推移而下降的可能的原因7月正處于魚類快速生長的高峰期，飼料的高投喂、魚類糞便的高產(chǎn)生、漁藥和EM菌（EM菌是以光合細菌、乳酸菌、酵母菌和放線菌為主的10個屬80余個微生物復合而成的一種微生物菌制劑）的大量使用等都能導致水體中的TP、TN等含量較高；另外，7月溫度較高，微生物活動較為劇烈，使有機物質的分解速率較快，從而也使得水體中各項指標含量較高。10月魚體生長速率已經(jīng)較為緩慢，水溫下降等原因導致魚類糞便量較少，微生物分解有機物的速率下降，從而導致10月水質指標比7月有明顯的降低。葉綠素的含量下降可能的原因是葉綠素主要測定能夠進行光合作用的一些藻類的含量，而部分藻類的生長需要從水中吸收營養(yǎng)物質，隨著時間的推移，溫度下降，藻類自身新陳代謝能力降低，水中營養(yǎng)物質減少，從而導致部分藻類死亡，這就導致葉綠素含量有所降低。endprint

2.2進水口、出水口污染物去除率分析

2.2.1池塘循環(huán)系統(tǒng)對TP的去除由表6可知，TP的去除率在7月最高，為19.02%，10月去除率最低，為1.72%，平均去除率為6.71%，7—10月去除率呈下降趨勢。循環(huán)系統(tǒng)對磷的凈化主要通過浮游植物的作用，去除率呈下降趨勢可能與溫度有關，溫度下降，浮游植物繁殖受到限制，去除率降低。表6人工濕地進水口、出水口水質指標變化

2.2.3池塘循環(huán)系統(tǒng)對NH3-N的去除NH3-N在8月時去除率最低，為9.84%，在9月時最高，為46.79%，平均去除率為27.03%，7—10月去除率總體呈上升趨勢。氨氮過量會污染水質，除此之外，還會消耗水體中的溶解氧，影響魚類健康。循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)主要通過浮游植物和微生物的硝化及反硝化作用對氨氮進行去除。溫度也是影響NH3-N去除率的因素之一，一般溫度高，NH3-N的去除率就高。

2.2.4池塘循環(huán)系統(tǒng)對NO2-N的去除NO2-N在8月時去除率最低，為8.16%，在9月去除率最高，為34.92%，平均去除率為21.35%，7—10月去除率總體呈波動趨勢。循環(huán)系統(tǒng)主要是通過微生物的硝化及反硝化作用進行，此外，去除率也受溫度的影響，溫度下降不利于微生物的生長繁殖。

2.2.5池塘循環(huán)系統(tǒng)對CODMn的去除CODMn在10月時去除率最低，為7.46%，9月最高，為23.51%，平均去除率為12.72%，7—10月去除率總體呈下降趨勢。循環(huán)系統(tǒng)對高錳酸鹽指數(shù)的去除率主要通過微生物作用完成，但是去除率受溫度影響較小。

2.2.6池塘循環(huán)系統(tǒng)對Chla的去除Chla在10月時去除率最低，為31.03%，8月最高，為53.69%，平均去除率為4153%，7—10月去除率總體呈穩(wěn)定趨勢。溫度升高有利于浮游植物的繁殖，溫度降低則不利于其繁殖。

2.3富營養(yǎng)化分析

由表7可知，進水口10月的水體營養(yǎng)狀態(tài)為中度富營養(yǎng)化，其他月份為重度富營養(yǎng)化，7月的富營養(yǎng)化程度最高、10月的富營養(yǎng)化程度最低；人工濕地9月的水體營養(yǎng)狀態(tài)為中度富營養(yǎng)化，其他月份為重度富營養(yǎng)化，7月的富營養(yǎng)化程度最高、9月的富營養(yǎng)化程度最低；出水口7月和8月的水體營養(yǎng)狀態(tài)為重度富營養(yǎng)化，9月和10月為中度富營養(yǎng)化，7月的富營養(yǎng)化程度最高、10月的富營養(yǎng)化程度最低；對照塘4個月的水體營養(yǎng)狀態(tài)均為重度富營養(yǎng)化，其中以9月的富營養(yǎng)化程度最高、8月的富營養(yǎng)化程度最低。

3討論與結論

3.1凈化單元效果

本研究結果表明，池塘循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)對TP、TN、NO-2-N、CODMn、NH3-N、Chla的平均去除率分別為6.71%、2087%、21.35%、12.72%、27.03%、41.53%。循環(huán)水系統(tǒng)利用浮游植物的吸收作用和微生物的作用來凈化水中的氮、磷、氨氮，同時利用微生物的作用凈化亞硝氮、高錳酸鹽以及葉綠素a。循環(huán)系統(tǒng)對本試驗養(yǎng)殖水體中TP、TN、NH3-N、NO-2-N、CODMn、Chla的去除不是很明顯，與其他成熟的循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)相比還存在較多的問題。同時進水口、人工濕地、出水口、對照塘的富營養(yǎng)化程度多為重度富營養(yǎng)化，可能與養(yǎng)殖區(qū)周邊的生活區(qū)、農業(yè)區(qū)以及工業(yè)區(qū)污染排放有關。

3.2池塘循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)凈化效能分析

在養(yǎng)殖期間，對養(yǎng)殖池塘、人工濕地、進水口、出水口的T、pH值、DO、SD進行測定，發(fā)現(xiàn)在沒有其他措施的調控下，各項數(shù)據(jù)都相對比較穩(wěn)定。進水口、出水口的TP、CODMn的平均去除率分別為6.71%、12.72%，去除效果不穩(wěn)定，去除率不高，所以今后還需對循環(huán)系統(tǒng)進行改善。NH3-N的平均去除率為27.03%，過量的NH3-N不僅會消耗水體中的溶解氧，而且還導致水質被污染。養(yǎng)殖池塘中非離子態(tài)的氨氮會使魚體遭受很強的毒性，雖然本試驗養(yǎng)殖池塘中氮的含量稍微偏高，但是pH值不高，因此，水中92.5%以上的 NH3-N 以離子氨的形式存在[5]，所以魚體的正常生長不會受到影響。NO-2-N的去除主要是微生物的硝化與反硝化作用，而NO-2-N、Chla的去除效果也可能受溫度影響，溫度越高，越有利于浮游植物的繁殖，反之，不利于浮游植物的繁殖，CODMn受溫度影響較小，主要是受微生物作用的影響。

3.3水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水對環(huán)境及水域的影響

隨著現(xiàn)代水產(chǎn)養(yǎng)殖行業(yè)的不斷擴大及發(fā)展，養(yǎng)殖廢水問題成為首先須要解決的問題。在養(yǎng)殖過程中所投放的飼料中約有9.1%、17.4%的氮、磷被魚同化，而剩余的飼料和魚類的排泄廢物對水體產(chǎn)生了嚴重的污染[6]。水產(chǎn)養(yǎng)殖對漁業(yè)水域環(huán)境方面的影響不僅有正面的，而且也有負面的，例如在天然湖泊、水庫中養(yǎng)殖容量合理、品種適用的物種可以控制水體富營養(yǎng)化，但是如果這些廢物得不到適當?shù)奶幚恚蜁a(chǎn)生諸如淡水池塘老化、淤泥沉積等問題[7]。

3.4目前流行的水產(chǎn)養(yǎng)殖水處理技術

當前，對于養(yǎng)殖廢水的處理技術已經(jīng)日趨成熟，主要有物理法（沉淀、過濾、氣浮）、化學法（氧化處理、混凝、離子交換）和生物法（好氣性處理、特定生物處理）[8]。由于物理及化學方法所需的成本較高，所以在實際行動中有一定的困難，但是生物法在使用上消耗的成本相對較低，適應范圍較廣，便于推廣，目前已經(jīng)得到了非常廣泛的應用[9]。

4結論

本研究結果表明，草魚養(yǎng)殖區(qū)的水體富營養(yǎng)化程度較為嚴重，進水口、出水口的去除率偏低，去除效果不明顯，今后可以通過種植少量水生植物[10]來對水質進行一定程度的凈化。

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doi：10.15889/j.issn.1002-1302.2017.12.031endprint