海水养殖与近海水域污染研究进展

海水养殖与近海水域污染研究进展

摘　要: 依据80～90 年代部分资料, 评价了海水养殖对水域环境的影响, 重点介绍了两种估算水产养殖废物产生
的方法, 探讨了水产养殖可能对水域富营养化产生的影响。并概括了减少水产养殖污染的措施。
关键词: 水产养殖; 水域污染; 估算方法; 预防措施

　　大规模海水养殖, 增加了溶解态和悬浮态
物质的输出, 在一定范围内, 会引起近岸海水
的变化。尽管从总体上看, 海水养殖对海洋环
境的影响与工农业废水、生活污水的排放影响
相比微不足道, 但越来越多的人们关注于海水
养殖对局部海区环境的影响。
国内外许多学者对海水养殖可能对海洋环
境产生的影响进行了研究, 归纳起来有这样几
个方面: 氮、磷等营养物的释放, 造成局部海
水富营养化; 各类化学药品和抗生素的使用污
染了水域环境; 一些生物栖息地遭到破坏, 干
扰了野生种群的繁衍和生存, 使生物多样性减
少。本文综合近几年来的部分研究成果, 探讨
了海水养殖对海域富营养化的影响。
　1 　营养物和有机物释放的估算
水产养殖过程中产生的废物以有机或无机
物的溶解态和颗粒态(固态) 存在。其总量可
以用两种方法进行估算; 生物分析和化学分
析。前者根据食物用量、生物量和营养物在生
物体内的总含量来计算; 后者是通过水质分析
来计算。图1 显示了这两种方法的大致过程和
关联。
生物分析方法认为食物是养殖系统内直接
产生废物的唯一来源。因而通过投喂食物的总
量与被生物体所利用部分的差值来计算总的废
物量。并且, 可以通过一系列的物质平衡关系
式计算各种形态的废物排放量。其中, 固态废
物的排放量可以通过关系式(1) ～ (3) 来估
算。
TDSa = SFDa + SNFDa (1)
式中: TDSa 　为饵料中a 成份的总固态
废物排放量;
SFDa 　为a 成份的固态粪便排放
量[ g (kg 食物) - 1 ] ;
SNFDa 为a 成份的固态非粪便排
放量。
SFDa = FC (1 - ADa) Fa (2)
式中: FC 为食物转化率, 即生产每单位
重量鱼或其它生物所利用的食物
量;
ADa 为a 成份的表观消化率, 即每
单位重量已利用的食物所产生的粪
便量;
Fa 为食物中a 成份的含量。
SNFDa = (FC
3
- FC) Fa (3)
式中: FC
3
为食物转化率, 即生产每单位
重量生物体所消耗的食物量。这里
所指的消耗量指投喂食物中所利用
部分和残饵部分之和。
溶解态废物排放量可以通过关系式(4)
X 收稿日期: 1999 - 02 - 03 　　修订日期: 1999 - 03 - 30
作者简介: 韩家波(1962～) , 男, 助理研究员1
来估算。
TDDa = FC ×ADa ×Fa - Ca (4)
式中: TDDa 为a 成份的溶解态废物排放
量;
Ca 为生物体内a 成份的含量。
最后, 总废物排放量( TS) 等于固态和
溶解态废物排放量之和。
TSa = FC
3
×Fa - Ca (5)
各种营养物(蛋白质、脂肪、碳水化合物
等) 可以通过上述等式分别估算, 而N、P、
COD 和BOD 可以通过营养物中N、P 含量及
相关数值进一步计算。
在一些情况下, 可以通过水样分析来计算
g·- 1某些物质的排放量。
LRWQ = Q (C出,a - C进,a) (6)
式中: LRWQ为物质排放率(g/ d) ;
Q 为进排水或水体交换速率(L/
d) ;
C出,a和C进,a分别为排水和进水中a
成份的含量(g/ L) 。
残饵
沉降固体物
溶解态废物悬浮态废物
营养成份保存量固态废物
成份分析粪便收集
活体重增加量表观消化率
摄取食物
溶解态+ 悬浮态废物
废物估算
水质分析
采样
流出水体
水体鱼虾饵料
图1 　估算水产养殖废物的生物和化学分析图示(引自Cho 等, 1991)
饵料
自生或天然
鱼虾
养殖密度
外生或
人工饵料
饵料使用情况
完全投喂饵料
肥水或补充饵料
无
养殖模式
精养
半精养
粗养
图2 　各种养殖模式中养殖密度、饵料来源和投喂方式(引自Tacon , 1990)
　　2 　海水养殖中的废物产生及影响
各种养殖生物对其生存环境、水质的直接
污染程度取决于养殖系统的强度。目前广泛采
用的3 种养殖模式中, 其生物密度, 食物来源
和投喂情况等关系可以见图2 。
此外, 养殖生物的种类和生长阶段、盐
度、温度等环境因子也影响废物产生和排放
量。
211 　贝类养殖
贝类养殖中的主要污染是贝类产生的粪
第4 期　　　　　　　　　韩家波等: 海水养殖与近海水域污染研究进展41
便, 其含有丰富的有机物。Kaut shy 和Evans
研究了自然种群的贻贝( Mytil us edulis) 产生
粪便情况, 结果显示每年每g 干重贻贝产生粪
便量为1176g 干重物, 其中含碳0113g、氮
010017g 和磷0100026g。Rodhouse 等研究了同
种贻贝筏式养殖中的粪便产生情况, 结果表明
每年每m2 产生815kg 碳和111kg 氮, 其C/ N
比值约为8 。楠木丰对长牡蛎( Crassost rea gi2
gas) 的研究结果为: 在10 个月的养殖周期
内, 1 台筏(长200m) 将产生1913t 干重的粪
便物, 其C/ N 比值处在6～10 间。另外, 贝
类筏式养殖改变了水体流速和水流方向, 降低
流速会导致养殖区域内悬浮物的淤积。有机物
的沉积会导致底质理化指标的改变, 并刺激微
生物的活动从而造成底质和下层水的缺氧, 增
加了耗氧量。这种变化也加快了硫酸盐的还原
反应和硝化反应, 增加了硝酸盐、亚硝酸盐、
氨氮、磷等无机盐的释放。
212 　对虾养殖
目前绝大多数对虾养殖是在土池中进行
的。由于肥料或饵料的使用, 不可避免地改变
水质和虾池的底质状况, 并且会影响周围的环
境, 其影响程度取决于生产水平和规模。其
中, 粗养型养虾, 换水量很小或不换水, 只补
充部分海水, 池子中的营养盐及有机物负载可
以被浮游植物利用, 池底积累的有机物被矿化
或生产季节结束后被清除; 半精养型养虾, 换
水量不大, 饲料投喂也不多, 对围围水域的影
响也不大; 精养型养虾由于养殖密度高, 饵料
投喂量大和换水量大, 排水中含有大量的悬浮
态和溶解态废物会对近海水域带来一定负效
应。近年来由于对虾病害的出现, 大多数养殖
场采用粗养或混养, 其对环境的富营养化影响
显著降低。
213 　鱼类养殖
海水鱼养殖近几年发展较快, 无论是陆上
或海上网箱式养殖, 由于投喂的饵料含蛋白质
量较高, 因而氮、磷排放量, 有机物、悬浮物
的排放量都有增加。Gowen 等对网箱养殖大马
哈鱼做了研究, 其结果表明饵料中76 %的碳
和76 %的氮将以颗粒态和溶解态的形式进入
海水环境中。其它一些研究认为52 %～95 %
的氮将进入到水环境中。此外, Wallin 和
Haknson 研究了养殖过程中磷的物质平衡: 饵
料中15 %～30 %的磷被鱼利用, 16 %～26 %
溶解在水中, 51 %～59 %以颗粒态存在。应注
意到营养物质的利用率与氮、磷及有机物的流
失率与饵料质量、投喂方式、鱼类种类的生长
阶段、环境状况有密切关系。
3 　降低水产养殖的自身污染
311 　优化饵料组成的投喂方式
因为大多数水产养殖废物主要来自饵料,
要降低由此而产生的废物应注意饵料营养成份
和投喂方式。易消化的碳水化合物的加入会提
高蛋白质利用率, 通过选择饵料中所含的能量
值与蛋白质含量的最佳比, 可以减少饵料中N
的排泄, 其结果是单位生物量所排泄的N 量
减少。此外, 饵料中非蛋白质氮的组成也具有
一定的重要性。对于投喂饵料过程来讲, 减少
饵料损失, 仔细地监控食物摄入是非常重要
的。
312 　水处理装置的使用
减少废物排放量也可以通过净化排水来达
到。流出的水体经过各种水处理单元然后排放
或循环使用。水处理通常由于下列装置组成:
颗粒物分离单元(板式分离器、角型过滤器、
鼓式过滤器、旋转式分离器) ; 除氨氮和有机
物的生物反应器(流水型、浸泡型生物滤器和
生物反应鼓) 以及充氧单元。水净化装置消除
颗粒物、氮、磷和有机物的高效性已被许多研
究证明。Ackefors 和Enell 报告使用鼓式过滤
器分离育苗室废水中的悬浮颗粒, 经过处理后
的废水与未经处理的废水相比, 其悬浮物含量
降低了67 %～ 97 % , COD 减少了13 % ～
84 % , 总氮和总磷含量分别减少了4 %～89 %
和21 %～86 %。
313 　混养
利用养殖生物间的代谢互补性来消耗其有
害的代谢产物, 减少养殖生物对养殖水域的自
身污染, 对于保护水域生态环境是有益的。许
多研究表明: 虾池中对虾与扇贝、牡蛎和海参
等混养以及海上海藻和贝类的套养, 不仅有益
于养殖生物和养殖水域的生态平衡, 而且能利
用和发挥养殖水域的生产潜力, 增加产量, 具
42 水产科学　　　　　　　　　　　　　　　第18 卷
有明显的经济效益。
由于海洋渔业资源的锐减刺激了水产养殖
业的发展, 过去的20 年间全球的水产养殖以
每年10 %的速度增加, 这主要归于养殖系统
的强化和完善、新品种的引入和养殖技术的发
展。为了保证近海水产养殖的持续发展和良好
的渔业生态环境, 仍有许多工作要做: 例如提
出保护近海渔业环境的管理框架, 制定管理近
海水产养殖的法规条例以及完善水产养殖技术
等。
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Advance s in Re search of Marine Aquaculture and Coagtal Waters Pollution
HAN Jia - bo ,MU Yun - lei 　WANGLi - mei
(Marine Fisheries Research Institute of Liaoning ,Dalian. 116023 ,China)
Abstract :Studies on marine aquaculture and coastal waters pollution based on the 1980s and 1990s are reviewed. Two pro2
cedures for estimating the aquaculture wastes are mainly introduced. The potential effects of aquacultute on eutrophication
are discussed. Several methods for reducing the pollution from the aquaulture are mentioned.
Key words :Aquaculture ;Aquatic pollution ; Estimating method ; Precaution