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鄱阳湖养殖水体现况与影响

时间:2012-11-16 15:38:48   阅读:82

本文作者:郭春晶1周文斌2作者单位:1.南昌大学鄱阳湖环境与资源利用教育部重点实验室2.南昌大学环境与化学工程学院

水体富营养化是世界范围内普遍存在的水环境问题。随着我国水产养殖业快速发展,养殖产业规模不断扩大,养殖方式由半集约化向高度集约化发展,特别是高密度网箱养殖量增加,为了增加水产品的产量,人们大量向养殖水体投放人工饵料,造成了严重的水体富营养化,水产养殖自身的污染与水域环境的矛盾也日益突出[1-3]。鄱阳湖是我国淡水渔业主要基地之一,也是江西水产养殖集中区域;其处于经济较不发达地区,所受污染程度较低,湖泊水质状况良好,是较清洁的一个湖泊。另外,鄱阳湖水产养殖中,不仅鱼的养殖种类繁多,资源丰富,还是虾蟹和淡水珍珠的重要产区;进贤县“军山湖大闸蟹”已成为国内外知名度较高的生态绿色无公害品牌;珍珠产业主要分布在都昌、新建、万年等县,都昌县周溪乡被誉为中国“淡水珍珠之乡”[4]。然而,在鄱阳湖水产养殖业快速发展的同时,人们为了增加产量往往会忽略了人工水产养殖带来的一系列环境问题。鄱阳湖养殖水体的状况不仅关系到鄱阳湖水产养殖业的健康发展,同时可能会对鄱阳湖的生态保护产生不利的影响,故鄱阳湖养殖水体的污染状况应引起我们的高度重视。本文就鄱阳湖三种典型水产养殖(鱼类、蚌类和大闸蟹养殖)水环境的富营养化状况进行研究,对鄱阳湖养殖水体富营养化进行综合评价,同时分析鄱阳湖区养殖水域对鄱阳湖的影响,并探讨人工养殖水域对周边水域可能带来的影响。

1实验与方法

1.1鄱阳湖区水产养殖水域简介

军山湖(大闸蟹养殖区域):军山湖位于江西省进贤县北部,鄱阳湖南岸,面积32万亩,与鄱阳湖一堤之隔。军山湖原是鄱阳湖的一个湖汊,1958年人工修建一条4km的抗洪大堤后与鄱阳湖主湖体隔开,主要养殖河蟹。都昌(蚌类养殖区域):都昌县位于鄱阳湖北岸,有内湖水面16万亩,主要发展珍珠贝养殖产业,都昌县周溪乡被誉为中国“淡水珍珠之乡”。余干(鱼类养殖区域):余干县位于鄱阳湖南岸,以其优美风光和悠久历史被世人誉为“梦里水乡”。这里渔业资源十分丰富,全县共有水域资源95万亩,圩堤外鄱阳湖捕捞面积46万亩,圩堤内陆可利用养殖水域面积35万亩,是全国内陆渔业重点县和商品渔基地县之一。

1.2样品的采集与测定

取根据环鄱阳湖水产业情况选具有代表性的水域为研究对象,根据每个地方不同水域再分别布控3个点。另外在各水产养殖区附近的鄱阳湖各采一个点,所以总共布点数为12个。具体采样点分布见图1。分别于2010年7月(丰水期),2010年10月(平水期),2011年1月(枯水期)采集水样。水样采集500ml,水样从水体的中垂线上距水面10~15cm深处进行取样。另外在现场测定水样的pH、水温、溶氧等参数(多参数水质分析仪Multi340)和Chla(叶绿素仪),并对当地该种水产养殖的养殖情况进行调查,并将采样情况、现场测定数据和调查结果详细记录下来。样品及时运回实验室,测定水样中的总氮(TN)、硝氮(NO3-N)、氨氮(NH4-N)、高锰酸钾指数(CODMn)和总磷(TP),上述参数皆用国标方法进行测定,测定要求标准曲线的相关度R2要达到0.999。

1.3水体富营养化的评价方法

目前,湖泊富营养化评价采用较多的有营养物浓度评价、生物指标评价和综合评价3种方法,前2种方法偏重从某一方面进行富营养化评价,评价的结果往往比较片面,而综合评价则是采用多指标进行评价,能够比较全面地反映出水体的营养状况[6]。综合评价主要有特征法、参数法和评分指数法[7]。应用评分指数(M)[8]进行评价,具体计算公式如下:(略)。采用贡献率的方法确定水环境质量评价因子。考虑各种污染因素对水质的影响,根据其在水质中的作用大小分别给予不同的权重,由权重的大小确定主要污染指标(>8%)[9]。其计算公式[10]为:(略)。

2结果与分析

2.1现场调查

采样期间对鄱阳湖养殖水域的相关信息进行了调查(详见表2),鄱阳湖区鱼类和蟹类的养殖规模较大,总面积约为30多万亩,养殖水量也在6亿m3以上,蚌类养殖的规模及养殖水量相对较少,养殖方式为传统密集养殖,除大水域鱼类养殖转型成生态养殖,饵料较少投加外,其余养殖过程都会投加饵料。这3类养殖水域都不是完全封闭的,养殖过程中都会和鄱阳湖的水发生交换作用。

2.2鄱阳湖区水产养殖水体富营养化评价

监测的指标共有12项,以Ⅲ级水质标准(GB3838—2002标准)为基准标准值,代入权重计算公式(2)、(3),计算12个指标的污染贡献率,以≥8%为界限,筛选出3个污染因子,分别为CODMn、TN、TP。同时结合实际情况增加NH4-N、NO3-N为评价参数,故最终以CODMn、TN、TP、NH4-N、NO3-N共5个因子作为评价参数。分析对比3种养殖水体平水期、丰水期和枯水期的水环境参数,发现3个时期的水环境参数变化幅度不大,故将所采的3次水样数据的平均值求算出来作为年平均值,将数据整理成表(表3)如下:珍珠贝养殖区域a1、a2、a3水环境参数TP、TN、CODMn、NH4-N的浓度均高于鄱阳湖水域a0,只有NO3-N的浓度小于鄱阳湖水域a0;鱼类养殖区域b1、b2、b3水环境参数TP、TN的浓度低于鄱阳湖水域b0,CODMn的浓度却高于鄱阳湖水域,而NH4-N、NO3-N浓度相对于鄱阳湖水域则或高或低,说明鱼类养殖水体中NH4-N、NO3-N浓度存在较大的空间变异;蟹类养殖区域c1、c2、c3水环境参数TN、NH4-N的浓度均高于鄱阳湖水域,而CODMn、NO3-N的浓度却低于鄱阳湖水域浓度,TP的浓度在鄱阳湖水域浓度平均值的上下波动。c0水环境参数TN、NH4-N的浓度均高于蟹类养殖区域c1、c2、c3,而低于蟹类养殖区域c1、c2、c3,的大小分别为c3<c2<c0<c1。以CODMn、TN、TP、NH4-N、NO3-N作为评价参数,根据(1)式算出评分指数(表4)根据表1所示的评分标准[11],判定水体的富营养化程度。评分值越高,表明水体的富营养化程度越高。由表4可知,鄱阳湖区的水产养殖水体已产生了富营养化,各不同类型的水产养殖水体富营养化程度各不相同,具体评价结果为:蚌类养殖水体>蟹类养殖水体>鱼类养殖水体,且可判断蚌类养殖水体属于极富营养;蟹类养殖水体属于中富营养;鱼类养殖水体属于中营养。根据表4亦可知鄱阳湖的水产养殖水体属于中富营养。为确定CODMn、TN、TP、NH4-N、NO3-N5个因子对养殖水体水质污染的主要污染因子,依据公式(2)、(3)分别计算上述5个因子对水体的富营养化污染的贡献率,计算结果见表5。由表5知,蚌类养殖水体的TN污染最重,其次便是TP;鱼类养殖水体的TP污染最重,其次便是CODMn;蟹类养殖水体主要是TN,其次是CODMn。因此对鄱阳湖水体的富营养化污染进行预防和治理,应注重N、P的输入和输出。

3分析与讨论

3.1养殖水体富营养化对周边水域的影响

养殖水体的富营养化通常会对周边水域的水环境带来不利的影响,养殖水体域不会是封闭的水域,养殖水域要频繁的与周边水域发生水交换,所以当养殖水域受到了污染势必会对周边水域产生影响。由表4可看出,鱼类养殖水体的富营养化评分指数与鄱阳湖的指数非常接近,且部分水体较鄱阳湖的更低,故鱼类养殖水域对鄱阳湖的富营养影响较小,蟹类养殖水体的富营养程度较鄱阳湖的程度高,根据江西省水利厅的调查数据,鄱阳湖年均水量为1437亿m3,军山湖蟹类养殖水域约为6.4亿m3,约占鄱阳湖总水量的0.45%,到枯水期,受鄱阳湖蓄水量减少的影响所占比重将更大。军山湖与鄱阳湖虽有抗洪大堤相隔,但仍会通过水闸进行不定期的水交换,故军山湖的富营养化对鄱阳湖水环境恶化存在一定的贡献。蚌类养殖水体处于极富营养水平,且珍珠蚌的养殖需要定期进行排注水,都昌的蚌类养殖水的新鲜水源便是鄱阳湖,而排出去的养殖废水的去处也为鄱阳湖,虽然珍珠蚌的养殖水量并不大,但是养殖废水的富营养的程度非常高,尤其是N、P的含量较高,且每年进行的排注水的次数也较多(大约每年有30次左右),根据养殖水域与鄱阳湖的浓度差乘以总流量可估算出蚌类养殖废水每年带入鄱阳湖的N、P的含量分别约为6.5和0.36t,所以蚌类养殖废水会对鄱阳湖水体的富营养化产生较大影响。上述结果表明,鄱阳湖区水产养殖水域的富营养化程度高于鄱阳湖的富营养化水平,鄱阳湖的N、P污染受到了养殖水域的影响。沿海经济发达地区,水体富营养化的主要原因为工业废水的排放,水产养殖所产生的养殖废水对水体富营养化的贡献率相对较低;而在鄱阳湖这类经济不发达的区域,其总体水质较好,所受的污染较少,水产养殖产生的养殖废水占其总污染量的比例较大,尤其对这类较清洁湖泊水质的影响较大,对其富营养化的贡献率较高。因此,在鄱阳湖这类较清洁湖泊区域中,养殖业的发展应尽可能控制其规模,并走生态养殖的新模式,以免养殖废水对较清洁湖泊产生严重的污染,不仅有利于较清洁湖泊的保护,也有利于当地养殖业的健康发展。

3.2原因分析

蚌类养殖水域属于极富营养水平,根据表5各因子对水体富营养化的贡献率可以发现蚌类水体的主要污染物为TN和CODMn,这和用于珍珠贝养殖的添加物有很大的关系,根据对珍珠蚌养殖的调查,为促进饵料生物的生长,保证蚌类食物的充足,常人为地向水体中添加过量的鹌鹑粪便,而鹌鹑粪便含有大量的有机物,在分解利用中将产生大量的NH4-N和NO3-N,对TN和CODMn的贡献均很大。蚌类养殖还要求水体有良好的流动性,需要经常排水注水,使得养殖水体中大量的有机物和含氮化合物排入鄱阳湖水体中,造成临近水体富营养化。大水域鱼类养殖采用的生态养殖方式,一般鱼类的饵料为水域中的天然饵料(浮游动植物),通过水流不断交换水体补给饵料,人工饵料投加量较少,由于投料少,减少了外源污染,且能对因此鱼类养殖水体富营养化程度相对较低,部分水域鱼类养殖仍采用传统的网箱养殖,养殖过程存在饲料的投加现象,另一些特种鱼的养殖(如乌鱼)也需要投加低值新鲜小鱼虾作为饵料,这些饵料的过剩对养殖水域的TN具有一定的贡献,根据鱼种类的不同,所采取的养殖方式也有所不同,这也是鱼类水体NH4-N、NO3-N浓度存在较大空间变异的原因。蟹类养殖水域的营养程度要比鄱阳湖高,这和传统的集约养殖方式有关,河蟹代谢及饵料的投加带来的营养过剩问题都会对蟹类养殖水环境带来影响。

3.3建议

鄱阳湖的水产养殖水体已经产生了富营养化,并对周边水域的污染具有一定贡献。蚌类养殖水体属于极富营养;蟹类养殖水体属于中富营养;鱼类养殖水体属于中营养。蚌类养殖水体的TN污染最重,其次便是TP;鱼类养殖水体的TP污染最重,其次便是CODMn,且其营养程度跟养殖方式有较大的关系,生态养殖能在一定程度上改善养殖水域的富营养程度,传统养殖方式则容易因饵料营养过剩,引发水体富营养化;蟹类养殖水体主要是TN,其次是CODMn。鄱阳湖蚌类养殖水体的富营养化对鄱阳湖的N、P污染有较大影响,尤其是对鄱阳湖的N的输入贡献较大,会对鄱阳湖的富营养化的产生一定的贡献。鉴于鄱阳湖水产养殖水域的富营养化状况,对于这类较清洁湖泊,控制水产养殖对湖泊产生污染,维持保护清水型湖泊健康的措施如下:应暂时限制蚌类的养殖规模,并对现有的蚌类养殖水域进行统一改造。改变蚌类养殖方式,最好做到投加天然饵料或无人工投加,减少人工投加饵料带来的影响或将其养殖废水纳入废水处理的范围;鱼类和蟹类养殖厂应加快生态养殖转型步伐,在养殖水域种植鱼、蟹的可食用藻类作为天然饵料,减少人工饵料的投加。这样不仅有利于湖泊的水资源保护,也有利于当地养殖业的健康发展。

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