張 禮

(中鹽工程技術(shù)研究院有限公司,天津 300450)

1 海水養(yǎng)殖有機(jī)廢泥的成因

海水養(yǎng)殖輸出的廢物主要包括未食完的飼料、排泄和排糞以及化學(xué)藥品等。海水養(yǎng)殖多采用精養(yǎng)或半精養(yǎng)網(wǎng)箱、網(wǎng)圍等集約型養(yǎng)殖方式，這種高密度的養(yǎng)殖方式需要投喂大量的餌料，其中,相當(dāng)一部分不能被魚類食用，而成為污染因素。集約化水產(chǎn)養(yǎng)殖中生物大量的排泄物也是造成水產(chǎn)養(yǎng)殖自身污染的重要因素。此外，網(wǎng)箱養(yǎng)殖過程中經(jīng)常應(yīng)用許多藥品，如疫苗、激素、水處理化合物等，對水域環(huán)境的污染不可低估。1990年挪威在水產(chǎn)養(yǎng)殖上使用的抗生素比農(nóng)業(yè)上使用的還多[1]。網(wǎng)箱養(yǎng)殖中許多藥品使用后直接進(jìn)入水環(huán)境[2]，飼料的化學(xué)藥品既可通過糞便排入水中，也可通過未食完的飼料散布在水域環(huán)境中。化學(xué)藥品的大量使用對環(huán)境及水產(chǎn)品的影響不可忽視。

2 海水養(yǎng)殖廢泥的危害

2.1 有機(jī)質(zhì)分解的危害

(1) 有機(jī)質(zhì)緩慢分解的直接危害(缺氧)

養(yǎng)殖環(huán)境的有機(jī)污染超過分解能力是環(huán)境惡化的根源。海水中的有機(jī)物被細(xì)菌分解而無機(jī)化，在有氧狀態(tài)下，好氣性細(xì)菌進(jìn)行好氣分解，消耗氧而產(chǎn)生無機(jī)營養(yǎng)鹽。由于海水中的溶解氧一般只有8 mg/mL左右，如果有大量有機(jī)物存在，則很快被消耗，若溶解氧不能及時得到補(bǔ)充，則處于缺氧狀態(tài)。在缺氧狀態(tài)下，厭氣性細(xì)菌取代好氣性細(xì)菌而進(jìn)行厭氧分解，厭氧細(xì)菌在海域普遍存在的是硫酸鹽還原菌，分解產(chǎn)物為硫化氫，硫化氫除對魚類等直接起毒害作用外，還因易被氧化而消耗溶解氧，從而加劇缺氧狀態(tài)。

此外,有機(jī)物的分解及溶出也為病原菌的滋生繁殖提供條件，造成病害頻發(fā)，水生動物大量死亡。更難辦的是，有機(jī)物沉積于海底，經(jīng)過和上述過程分解生成的物質(zhì)溶于海水，成為二次有機(jī)污染源，大大促進(jìn)了環(huán)境的惡化。特別是在夏季，水溫高，細(xì)菌活躍，氧的消耗量大，而海水的分層現(xiàn)象又明顯，下層水難以和上層水混合，下層水的氧得不到補(bǔ)充，缺氧狀態(tài)更為嚴(yán)重。

(2) 有機(jī)質(zhì)分解產(chǎn)生的間接危害(富營養(yǎng)化)

網(wǎng)箱養(yǎng)殖的自身污染及有機(jī)物分解大量生成的氮、磷等無機(jī)鹽(海水富營養(yǎng)化)是引發(fā)海灣生態(tài)災(zāi)難——赤潮的罪魁禍?zhǔn)譡3]。

富營養(yǎng)化的海水再加上合適的溫度和光照等條件，浮游植物便會大量繁殖(尤其是鞭毛藻類) ，相應(yīng)的以這些浮游植物為生的浮游動物也會大量增加(尤其是橈足類甲殼動物) 。雖然也有有機(jī)物的垂直對流發(fā)生，但由于海水中的躍溫層存在,這種對流量是很小的，因此，水體中有機(jī)物大量在海水表層堆積，而無機(jī)營養(yǎng)物質(zhì)則隨著時間的推移而逐漸減少(消耗量遠(yuǎn)大于通常的輸送量)，這種趨勢一直要到某種營養(yǎng)物質(zhì)的枯竭才會停止，這種營養(yǎng)物質(zhì)通常為氮或磷。接著而來的是藻類的大量死亡和水體中有機(jī)物大量向底層轉(zhuǎn)移。轉(zhuǎn)移到底層的有機(jī)物在腐爛過程中消耗大量的氧，使底層生態(tài)環(huán)境惡化，從而影響底棲生物的生長。同時生成的維生素類和有機(jī)鐵則能促進(jìn)赤潮發(fā)生。如果發(fā)生赤潮，則導(dǎo)致魚類食欲不振，魚病發(fā)生，窒息死亡和中毒死亡。

富營養(yǎng)化增加了底棲動植物的食物，也增加了適光層氧氣的供應(yīng)量。但是,水體中藻的大量繁殖也降低了水體的透明度，從而限制了生活在較暗水域的褐藻和紅藻的繁殖。通常底棲動物能很快地吃掉上層水體中沉降下來的有機(jī)物，而不至于導(dǎo)致多余有機(jī)物的細(xì)菌分解，從而使底層水體處于厭氧狀態(tài)。但是如果上層水體過度肥沃，藻類過度繁殖，情況就不同了。除了多余的有機(jī)物在分解時消耗氧氣以外，底棲動物的大量繁殖也要消耗大量的氧氣。在一些垂直對流差及水交換不良海區(qū)，氧消耗量就有可能超過供應(yīng)量，從而使底層水體處于厭氧環(huán)境。這時厭氧細(xì)菌通過消耗硫酸鹽和硝酸鹽來進(jìn)行新陳代謝。其結(jié)果是水體中出現(xiàn)如硫化氫和氨之類的有毒氣體，最后必定引起底棲生物的大量死亡，這又給厭氧細(xì)菌提供了大量的高質(zhì)量的食物，使其繁殖更迅速，從而形成惡性循環(huán)。海域的底層厭氧環(huán)境對底棲大型生物的破壞尤為嚴(yán)重，它可以使經(jīng)過多年才建立起來的底棲生物群落毀于一旦。

2.2 化學(xué)制劑污染危害

養(yǎng)殖者為了減少損失，往往采取加大消毒劑、抗生素等藥物使用和大量換水等措施，一方面加大了養(yǎng)殖成本，降低了水產(chǎn)品質(zhì)，另一方面增加了養(yǎng)殖海區(qū)的有機(jī)污染負(fù)荷。

為提高養(yǎng)殖生物的成活率和水產(chǎn)品品質(zhì)，在海水養(yǎng)殖中使用了許多化學(xué)物質(zhì)，包括人工餌料的添加劑，如通過添加免疫制劑增加魚類對流行疾病的抵抗能力；加入類胡蘿卜素、角黃素和蝦青素來改善肉體的顏色。消毒劑、治療物和獸醫(yī)藥品也被用于水產(chǎn)養(yǎng)殖中，如化學(xué)治療劑、麻醉劑、激素和防污劑等。目前，我國對于這些化學(xué)物質(zhì)的用量還沒有出臺統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，其用量由防病專家和養(yǎng)殖戶自己決定，因此，存在著嚴(yán)重的藥物濫用現(xiàn)象。研究表明：養(yǎng)殖生物對藥物中的添加制劑只吸收20%～30%，換言之有大約70%～80%添加劑進(jìn)入了環(huán)境。

對海水養(yǎng)殖而言，抗生素是把雙刃劍?？股仉m然能夠提高養(yǎng)殖生物對病原體的抵抗力，但同時也導(dǎo)致沉積物中細(xì)菌種群的抗藥性增加，產(chǎn)生耐藥菌體，長期使用會出現(xiàn)藥效變?nèi)跎踔翢o效的現(xiàn)象。另外這些生物活性物質(zhì)的代謝周期較長，水產(chǎn)品中殘留的藥物會通過食物鏈進(jìn)入人體而危害人類健康[4]。

此外，抗生素在抑制或殺死病原微生物的同時，可能會抑制有益微生物的生長，打破水生生物體內(nèi)外的微生態(tài)平衡，視為生態(tài)環(huán)境惡化因而引起養(yǎng)殖生物的其他疾病。

3 海水養(yǎng)殖過量有機(jī)廢泥解決方法

海水養(yǎng)殖生態(tài)系統(tǒng)是一種單一的人工生態(tài)系統(tǒng)，在這個生態(tài)系統(tǒng)中，水產(chǎn)品處于生物鏈的頂端，人為地投入人工餌料，削弱了其他因子，因而使得系統(tǒng)中物質(zhì)和能量循環(huán)不暢通，導(dǎo)致生態(tài)失衡，最終造成生態(tài)系統(tǒng)退化和環(huán)境污染。因此，對水產(chǎn)環(huán)境進(jìn)行靈活的調(diào)控，對退化的養(yǎng)殖生態(tài)環(huán)境進(jìn)行有效的修復(fù)，對污染物進(jìn)行徹底清除已成為目前水產(chǎn)養(yǎng)殖科學(xué)亟待解決的重要問題之一。按照修復(fù)的手段，海水養(yǎng)殖環(huán)境修復(fù)技術(shù)主要分為三類，即物理修復(fù)、化學(xué)修復(fù)和生物修復(fù)[5]。

3.1 物理修復(fù)

物理修復(fù)是指利用各種材料或機(jī)械[6]對水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境施加物理作用，從而達(dá)到環(huán)境修復(fù)改善的目的，常用的物理修復(fù)技術(shù)有換水、曝氣、篩網(wǎng)、潑灑沸石粉和麥飯石等來吸附有害有毒物質(zhì)；在污染底泥上放置覆蓋膜，使污染底泥與水體隔離，防止底泥污染物向水體遷移的掩蔽法等。例如，在因連續(xù)養(yǎng)殖而老化的乳山灣，菲律賓蛤仔養(yǎng)殖灘涂，利用壓沙、翻耕和筑壩蓄水3種方式進(jìn)行修復(fù)，結(jié)果表明，3種修復(fù)方式均顯一定的效果，并以壓沙3 cm最好。

3.2 化學(xué)修復(fù)

化學(xué)修復(fù)是利用化學(xué)制劑與污染物發(fā)生氧化、還原、沉淀、聚合等反應(yīng)，使污染物從養(yǎng)殖環(huán)境中分離或降解轉(zhuǎn)化成無毒、無害的化學(xué)形態(tài)[7]，在水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)中已廣泛應(yīng)用水質(zhì)改良劑，水質(zhì)消毒劑。目前，在生產(chǎn)中應(yīng)用最多的是過氧化氫和二氧化氯。過氧化氫氧化能力強(qiáng)，能夠快速更新池底的化學(xué)還原電位，減少氨態(tài)氮含量，降低化學(xué)耗氧量，并且過氧化氫能使池塘溶氧量迅速增加，是一種無毒、無害、無任何污染物的良好去污增氧劑。采用二氧化氯也能收到良好的效果，它具有良好的水質(zhì)凈化效果，能夠增加水環(huán)境的溶解氧含量并降低化學(xué)耗氧量和氨態(tài)氮值，減少水體富營養(yǎng)化，還能有效地預(yù)防水產(chǎn)養(yǎng)殖中傳染性疾病的發(fā)生和流行。

3.3 生物修復(fù)

生物修復(fù)按施加修復(fù)作用的位置可分為原位生物修復(fù)和將污染物集中起來處理的異位生物修復(fù)[8]。用于水域、耕地的環(huán)境恢復(fù)，后者主要用于工業(yè)和生活污水的處理。生物修復(fù)技術(shù)主要包括微生物修復(fù)、植物修復(fù)和動物修復(fù)。通過生物—生態(tài)措施，修復(fù)受損的池塘生態(tài)系統(tǒng)，加速生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量循環(huán)，增加水體溶氧，改善水質(zhì)和池塘自凈能力，提高水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)量和品質(zhì)，實(shí)現(xiàn)水產(chǎn)養(yǎng)殖的可持續(xù)發(fā)展。

4 結(jié)束語

為了確保海水養(yǎng)殖的可持續(xù)發(fā)展，世界各國以及我國都對海水養(yǎng)殖的方式、養(yǎng)殖技術(shù)、養(yǎng)殖種類、養(yǎng)殖容量、海水養(yǎng)殖的生態(tài)問題等進(jìn)行研究。就近海水產(chǎn)養(yǎng)殖的可持續(xù)發(fā)展而言，盡管包括的方面很多，但它的實(shí)質(zhì)與方向只有一個，即生態(tài)化，平衡海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展與海洋環(huán)境保護(hù)之間的關(guān)系，在注重經(jīng)濟(jì)效益的同時，也要關(guān)注對養(yǎng)殖環(huán)境及整個海洋生態(tài)的保護(hù)。