王彩蘊(yùn) 李丹 宋松偉 于洪波 郝詠芳

摘 ?要：本綜述描述了目前我國(guó)水產(chǎn)養(yǎng)殖過(guò)程中的水體受污染現(xiàn)狀，綜述了養(yǎng)殖過(guò)程中水體污染的來(lái)源、養(yǎng)殖時(shí)本身產(chǎn)生的污染、來(lái)自外界環(huán)境的污染，即外源性污染。 介紹了水產(chǎn)養(yǎng)殖污染治理措施： 運(yùn)用生態(tài)學(xué)原理系統(tǒng)開(kāi)發(fā)、固體廢物的去除技術(shù)、溶解性廢物去除技術(shù)、生態(tài)修復(fù)法，目的是為確保水產(chǎn)品質(zhì)量的安全性以及推動(dòng)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的綠色可持續(xù)發(fā)展提供思路。

關(guān)鍵詞：水產(chǎn)養(yǎng)殖;污染現(xiàn)狀;治理措施

聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織曾統(tǒng)計(jì)，1970-2011年全世界水產(chǎn)養(yǎng)殖總產(chǎn)量占漁業(yè)總產(chǎn)量的比重從 由3.8% 上升到 41.2% ，由此可見(jiàn)，水產(chǎn)品產(chǎn)量的增加源自于養(yǎng)殖行業(yè)的大力進(jìn)步，而基于中國(guó)處于快速發(fā)展中的國(guó)情，中國(guó)養(yǎng)殖業(yè)的進(jìn)步對(duì)漁業(yè)產(chǎn)生的效益貢獻(xiàn)更是巨大[1]。水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)對(duì)水質(zhì)環(huán)境有更高的要求，水環(huán)境狀況的優(yōu)劣是養(yǎng)殖成敗和水產(chǎn)品的質(zhì)量是否安全的關(guān)鍵所在。然而隨著水產(chǎn)養(yǎng)殖的規(guī)?；B(yǎng)殖過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)大量的污染物，破壞生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境和其養(yǎng)殖水域狀況，不利于水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的健康可持續(xù)性發(fā)展。因而，養(yǎng)殖水體質(zhì)量的優(yōu)劣是養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)步與否的關(guān)鍵。

我國(guó)是養(yǎng)殖業(yè)比較強(qiáng)大的國(guó)家，2012年我國(guó)產(chǎn)出的水產(chǎn)品總量高達(dá)5907萬(wàn) t，占世界所產(chǎn)出的總產(chǎn)量比重為38%，連續(xù) 24 年居于全球之最。 這些水產(chǎn)品絕大多數(shù)來(lái)自池塘、網(wǎng)箱、灘涂的養(yǎng)殖。相關(guān)研究曾報(bào)道，截至到2012年，我國(guó)的水產(chǎn)養(yǎng)殖總產(chǎn)量為4288萬(wàn)t，占我國(guó)及全球的水產(chǎn)品總產(chǎn)量比重分別為73%和70%[2]，而用于水產(chǎn)養(yǎng)殖的水域總面積僅為808萬(wàn)hm2。目前，中國(guó)的水產(chǎn)品產(chǎn)出量大于捕撈量，是世界上水產(chǎn)品產(chǎn)出較高的國(guó)家之一，并且其水產(chǎn)品產(chǎn)出量仍在持續(xù)地快速增長(zhǎng)之中。但是，我國(guó)社會(huì)的發(fā)展和經(jīng)濟(jì)水平的提高給水域環(huán)境質(zhì)量帶來(lái)了巨大的威脅，這正在逐漸地制約著我國(guó)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的健康持續(xù)進(jìn)步。鑒于養(yǎng)殖水產(chǎn)品對(duì)我們國(guó)家經(jīng)濟(jì)的重要影響和養(yǎng)殖過(guò)程中與水體環(huán)境相互制約的密切聯(lián)系，對(duì)養(yǎng)殖時(shí)所引起的水體破壞進(jìn)行嚴(yán)控和處理已受到社會(huì)各行業(yè)各領(lǐng)域的廣泛重視。

1 水產(chǎn)養(yǎng)殖污染現(xiàn)狀

1.1 水產(chǎn)養(yǎng)殖對(duì)自身的污染

水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)作為我國(guó)重要的發(fā)展產(chǎn)業(yè)，對(duì)我們國(guó)家的經(jīng)濟(jì)水平提高做出了巨大的貢獻(xiàn)，是中國(guó)經(jīng)濟(jì)進(jìn)步提高的主要增長(zhǎng)點(diǎn)。 它不僅為人們提供了豐富的優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)來(lái)源，而且在解決農(nóng)民的就業(yè)、提高漁民收入、改善農(nóng)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)等問(wèn)題方面都起到了非常積極的作用。由于物質(zhì)條件越來(lái)越優(yōu)越，人們的要求也越來(lái)越高，養(yǎng)殖從業(yè)者開(kāi)始極大追求高產(chǎn)量高收益，他們更傾向于集約化、規(guī)?；?、名優(yōu)化及高密度養(yǎng)殖，逐漸采取多投入和超負(fù)荷投入的水產(chǎn)養(yǎng)殖方式。這種投入高和產(chǎn)出高的養(yǎng)殖模式使得養(yǎng)殖空間不足，而水產(chǎn)生物密度過(guò)大，使得水體嚴(yán)重超負(fù)荷，這樣會(huì)產(chǎn)生大量的殘余飼料、肥料、代謝產(chǎn)物等廢物，導(dǎo)致養(yǎng)殖水體被污染不能自行降解并凈化水質(zhì)，從而使水質(zhì)營(yíng)養(yǎng)化程度提高，出現(xiàn)富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象，不利于水質(zhì)自身的凈化和恢復(fù)，導(dǎo)致污染加劇[3，4]。養(yǎng)殖自身污染即由于自身因素引起的，包括： 高密度、殘剩的餌料、肥料等導(dǎo)致的養(yǎng)殖水體環(huán)境污染以及附近的水體中含有的污染物高于正常值， 從而引起水體生態(tài)環(huán)境受到不同程度的影響所形成的養(yǎng)殖水域環(huán)境。水產(chǎn)養(yǎng)殖自身污染大部分來(lái)自養(yǎng)殖時(shí)投入的物品，例如：苗種、養(yǎng)殖用藥、餌料、肥料以及水質(zhì)底質(zhì)改良劑等，除此之外還有由它們所產(chǎn)生的固體廢物及液態(tài)廢物：殘余餌料、固體顆粒溶出物、動(dòng)物排泄物和植物腐爛物等。另外，底質(zhì)污染的蓄積也是養(yǎng)殖自身受影響的主要因素。

1.2 水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境的外源性污染

水產(chǎn)養(yǎng)殖需要優(yōu)良的水質(zhì)，而養(yǎng)殖用水來(lái)源于自然界，即湖泊、河流和海洋等，因此水質(zhì)所受的污染物也主要來(lái)自自然界，即外源性污染。當(dāng)前，經(jīng)濟(jì)的快速騰飛，工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生活污水的排放，使天然的水體受到一定程度的污染，水體質(zhì)量受到影響并惡化，嚴(yán)重沖擊養(yǎng)殖水質(zhì)。國(guó)家生態(tài)環(huán)境部《2012中國(guó)環(huán)境狀況公報(bào)》[5]數(shù)據(jù)顯示，目前中國(guó)農(nóng)村水質(zhì)受污染程度比較大，表層水和地下飲用水源均遭受了比較嚴(yán)重的破壞，給生態(tài)帶來(lái)巨大的壓力。而對(duì)于水質(zhì)的破壞，表現(xiàn)為氨氮、亞硝酸鹽氮、無(wú)機(jī)磷和耗氧有機(jī)物等，它們是起主要作用的外界污染成分。這些外界污染物質(zhì)主要含有蛋白質(zhì)、碳水化合物、氮、磷和油脂等，它們進(jìn)入水環(huán)境后， 經(jīng)過(guò)微生物的生化降解同時(shí)消耗大量的溶解氧，產(chǎn)生氨氮、硫化氫等有害物質(zhì)，從而使水體缺氧、造成水體富營(yíng)養(yǎng)化，致使其中的生物產(chǎn)生病害甚至死亡，對(duì)養(yǎng)殖者的經(jīng)濟(jì)收入造成嚴(yán)重的影響。 除此之外，農(nóng)業(yè)面源中和工業(yè)廢水中的重金屬、農(nóng)藥、除草劑等也是主要的外源性污染。它們會(huì)對(duì)環(huán)境有長(zhǎng)期的持久性的破壞，嚴(yán)重污染養(yǎng)殖水質(zhì)環(huán)境，不但可以使養(yǎng)殖生物中毒甚至發(fā)生死亡，并且蓄積殘留于水產(chǎn)生物中，從而影響水產(chǎn)生物的質(zhì)量安全，最終可以通過(guò)食物鏈的作用導(dǎo)致人類(lèi)的身體受到威脅。

1.2.1 氨氮污染

氨氮污染除了來(lái)源于農(nóng)業(yè)、工業(yè)和生活排出的污染物等造成的養(yǎng)殖水體污染外，人工養(yǎng)殖過(guò)程中投喂的飼料和魚(yú)類(lèi)的排泄等， 這些本身也對(duì)養(yǎng)殖水體造成相應(yīng)的污染。當(dāng)前，我國(guó)養(yǎng)殖行業(yè)的水質(zhì)環(huán)境遭受到嚴(yán)重的污染，表現(xiàn)較為突出的污染物來(lái)源為氨氮污染。據(jù)《2008年的環(huán)境質(zhì)量公報(bào)》資料報(bào)道[6]，2008年，中國(guó)所有的入海排污口中，所排出的污染成分大概超標(biāo)的占88.3%，超標(biāo)最突出的成分的即為氨氮，眾多入海排污口中， 用于漁業(yè)資源利用和養(yǎng)護(hù)的約有40.7%， 其中超標(biāo)的占95.2%; 據(jù)統(tǒng)計(jì)，排入海洋的污染物氨氮總量為 17萬(wàn)t，其中約有 67.2%的污染物氨氮被排入到養(yǎng)護(hù)區(qū)和漁業(yè)資源利用區(qū);對(duì)污水排放口進(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)后發(fā)現(xiàn)，約有73%的排污口水質(zhì)條件已逐漸下降，已經(jīng)達(dá)不到海洋功能區(qū)所規(guī)定的條件，約有67%的海域排污口水質(zhì)條件降為Ⅳ類(lèi)和Ⅳ類(lèi)以下，27%左右的海域排污口水質(zhì)條件為Ⅲ類(lèi)，約30%的海域排污口沉積物污染超標(biāo)，達(dá)不到海洋功能區(qū)對(duì)其質(zhì)量的要求，15%左右海域的排污口所含沉積物超標(biāo)，降為Ⅲ類(lèi)和Ⅲ類(lèi)以下，環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)報(bào)告顯示，水質(zhì)及底質(zhì)環(huán)境較差和極差的鄰近海域排污口近40%，約有77億 t廢渣、廢水被傾倒到養(yǎng)護(hù)和漁業(yè)資源利用區(qū)，其中含有大量氨氮、亞硝酸鹽、磷酸鹽等，這些營(yíng)養(yǎng)鹽使水體過(guò)度肥化，降低了水體質(zhì)量?！秶?guó)家環(huán)保部2007年的水環(huán)境質(zhì)量公報(bào)》有相關(guān)數(shù)據(jù)資料報(bào)道[7]，2007年我國(guó)地球表面上的水資源受污染程度嚴(yán)重，七大水系都受到了污染，其中氨氮污染對(duì)其影響較大，是重要破壞指標(biāo);亞硝酸鹽、氨氮、硝酸鹽和磷酸鹽是影響全國(guó)海域水質(zhì)環(huán)境的重要污染物;目前自然界中，中國(guó)天然的可提供養(yǎng)殖的水域環(huán)境總監(jiān)測(cè)面積為1609萬(wàn)hm2，其中無(wú)機(jī)氮（亞硝酸鹽、氨氮、硝酸鹽）、磷酸鹽、石油、化學(xué)需氧量、汞和銅超標(biāo)面積占總監(jiān)測(cè)面積分別為74.3%、 67.2%、40.1%、17.3%、3.3%和3.1% 。

1.2.2 水產(chǎn)養(yǎng)殖重金屬污染

重金屬對(duì)養(yǎng)殖水質(zhì)底質(zhì)的影響有兩種，一種是外來(lái)重金屬對(duì)水質(zhì)底質(zhì)的影響，在養(yǎng)殖時(shí)它們的排入能對(duì)水產(chǎn)品造成污染，或是原有的養(yǎng)殖水域或池塘在投入種苗前已經(jīng)被重金屬污染，因此在后期養(yǎng)殖進(jìn)行時(shí)底質(zhì)會(huì)釋放之前存在的重金屬、并通過(guò)水介質(zhì)進(jìn)行交換所引起水產(chǎn)生物污染; 另一種是養(yǎng)殖者為了提高經(jīng)濟(jì)效益在養(yǎng)殖時(shí)投放餌料、使用魚(yú)藥等。投放的餌料魚(yú)藥中含有重金屬，從而造成的污染。養(yǎng)殖水域及池塘中重金屬來(lái)源通常是由于工業(yè)及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中電鍍、礦石開(kāi)采、金屬冶煉、農(nóng)藥化肥使用等產(chǎn)生的重金屬，這些重金屬在雨水沖刷、大氣沉降作用下隨廢水一并排放流入養(yǎng)殖水體而對(duì)其造成影響。 有相關(guān)研究曾報(bào)道，如王寧等[8]調(diào)查了吉林省松花湖及其上游進(jìn)入湖中的重金屬污染情況，他們調(diào)查發(fā)現(xiàn) Hg嚴(yán)重影響了湖中水質(zhì)狀況，生活于湖中的兩棲動(dòng)物林蛙體內(nèi)富集甲基 Hg，比未受到污染的水體中的林蛙身體內(nèi)的濃度高2—29倍。 經(jīng)調(diào)查研究表明：重金屬Hg的出現(xiàn)是由位于上游的個(gè)別個(gè)體小采礦點(diǎn)肆意排放礦物廢渣，礦物廢渣隨著雨水沖刷流入湖中所引起的。Mendiguchía等[9]調(diào)查了西班牙Cádiz海域中由于大面積養(yǎng)殖所造成的水質(zhì)底質(zhì)中重金屬含量增多的現(xiàn)象： 他們發(fā)現(xiàn)海水水產(chǎn)養(yǎng)殖引起了水質(zhì)底質(zhì)中Zn、Cu和Pb濃度分別增加了140%、362%、97%;Sutherland等[10]研究了哥倫比亞Broughton Archipelago海域養(yǎng)殖區(qū)底質(zhì)中的重金屬和非養(yǎng)殖區(qū)底質(zhì)中重金屬的污染差距他們監(jiān)測(cè)了養(yǎng)殖區(qū)和非養(yǎng)殖區(qū)域中Zn、Cu的含量，養(yǎng)殖區(qū)比非養(yǎng)殖區(qū)域高。 最后他們得出結(jié)論： 這主要是由于Zn和Cu作為魚(yú)餌中的微量元素的投放造成了養(yǎng)殖區(qū)底質(zhì)中Zn、Cu濃度的增加;潘振聲等[11]調(diào)查了自然界中揚(yáng)子鱷（Alligator sinensis）與其在被人工飼養(yǎng)時(shí)卵中所呈現(xiàn)的重金屬的含量情況。 研究結(jié)果表明：被人工飼養(yǎng)的揚(yáng)子鱷卵中所含的重金屬濃度比生存于自然界中的濃度要大，原因是前者在被人工飼養(yǎng)時(shí)所提供的水質(zhì)與飼料中含有的重金屬濃度較后者生存于自然界中的大。

2 水污染的治理措施

2.1 運(yùn)用生態(tài)學(xué)原理系統(tǒng)開(kāi)發(fā)

生態(tài)系統(tǒng)最主要功能之一是生物地球化學(xué)旋回，即生物所需要的化學(xué)元素在生物體與外界環(huán)境之間的轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程。生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)被分成兩種：一種是生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部的物質(zhì)流動(dòng)，另一種是生態(tài)系統(tǒng)外部的物質(zhì)流動(dòng)，即生態(tài)系統(tǒng)間的流動(dòng)。 根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部與外部中都具有一般性特征的物質(zhì)流動(dòng)，我們可以選擇集約化養(yǎng)殖模式，將集約化養(yǎng)殖模式置于生態(tài)系統(tǒng)中， 讓所有被投入系統(tǒng)的物質(zhì)盡其最大可能在生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部沿著食物鏈方向流動(dòng)，因而流出生態(tài)系統(tǒng)的 就會(huì)是有利于環(huán)境質(zhì)量的產(chǎn)品甚至可以成為對(duì)人們具有非常大經(jīng)濟(jì)價(jià)值的產(chǎn)品。在養(yǎng)殖行業(yè)中，尤其是集約化、高密度的水產(chǎn)養(yǎng)殖系統(tǒng)能產(chǎn)生一系列嚴(yán)重的污染問(wèn)題，這就要求我們要從合理性的生態(tài)系統(tǒng)群落結(jié)構(gòu)出發(fā)，應(yīng)對(duì)集約化、高密度的養(yǎng)殖模式， 即最大化的運(yùn)用現(xiàn)有的資源環(huán)境，兼顧限量排放廢渣、廢水、廢氣，以提高系統(tǒng)生產(chǎn)力水平為方向，來(lái)開(kāi)發(fā)具有先進(jìn)水平的養(yǎng)殖生態(tài)工藝設(shè)計(jì)和養(yǎng)殖系統(tǒng)的生態(tài)工程。

2.2 水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境工程技術(shù)處理廢水

2.2.1 固體廢物去除技術(shù)

固體廢物去除技術(shù)就是去除懸浮于液體表面的固體顆粒物，主要就是將固體和液體進(jìn)行分離。按照去除機(jī)制，可把這些分離方式劃為三種：過(guò)濾分離、重力分離和浮選分離。過(guò)濾分離主要是選用內(nèi)部呈有相應(yīng)填充物的過(guò)濾裝置對(duì)液體中的固體廢物進(jìn)行過(guò)濾去除，固體廢物從懸浮于液體表面進(jìn)入到濾器填充物上的方式會(huì)影響這種分離效果，因而根據(jù)不同的進(jìn)入方式會(huì)選用不同的過(guò)濾裝置，如網(wǎng)狀過(guò)濾裝置、多孔填充物過(guò)濾裝置、粒狀填充物過(guò)濾裝置等;重力分離原理主要利用重力使其沉淀，即利用固體廢物與液體密度之間的不同，固體物質(zhì)受到重力影響而沉降。目前主要用到的相關(guān)沉淀裝置有沉淀槽、水力旋流裝置、管狀沉淀裝置等; 浮選分離就是固體顆粒物附著于上升的氣泡上同時(shí)與水分離，如泡沫分離器。采用這種方法來(lái)進(jìn)行分離的如能夠溶解的固體和小顆粒固體。

2.2.2 溶解性廢物去除技術(shù)

可溶性固體廢物的去除可利用細(xì)菌擴(kuò)增系統(tǒng)、構(gòu)筑濕地、生物濾池等方法。 養(yǎng)殖中后期池塘中會(huì)產(chǎn)生氨態(tài)氮和各種有機(jī)物等可溶性廢物。 處理這種類(lèi)型廢水的過(guò)程中，最優(yōu)先應(yīng)去除的是氨態(tài)氮。 比較常見(jiàn)的去除氨態(tài)氮的方法為硝化作用過(guò)濾法和植物過(guò)濾法。相關(guān)資料顯示，許多種藻類(lèi)物質(zhì)被用來(lái)降解富營(yíng)養(yǎng)化的養(yǎng)殖水環(huán)境。除此，具有硝化作用的過(guò)濾裝置作為常用的去除裝置也被應(yīng)用于水產(chǎn)養(yǎng)殖過(guò)程中，它可分為淹沒(méi)式過(guò)濾裝置、鼓式生物過(guò)濾裝置、生物轉(zhuǎn)盤(pán)裝置、滴濾器裝置、珠狀過(guò)濾裝置和流化床裝置等， 這種過(guò)濾裝置主要是由于填充物上附著具有氨化作用的細(xì)菌，可更好地用于降解去除水中含有的可溶性的有機(jī)物質(zhì)。

2.2.3 生態(tài)修復(fù)法

運(yùn)用人工構(gòu)建的微生態(tài)系統(tǒng)可處理養(yǎng)殖水環(huán)境里含有的重金屬，這就是治理重金屬污染的方法，即生態(tài)修復(fù)法?？梢酝ㄟ^(guò)養(yǎng)殖水環(huán)境中的生物對(duì)重金屬的吸收與富集，也可以運(yùn)用相關(guān)介質(zhì)進(jìn)行化學(xué)沉淀作用及物理吸附、化學(xué)吸附等，因此它與單獨(dú)的物理吸附、化學(xué)吸附和生物吸附法不同。 最常用的修復(fù)方式可利用生態(tài)塘、人工濕地等進(jìn)行修復(fù)，它們的優(yōu)勢(shì)在于所需成本較低、治理效果明顯，缺點(diǎn)是對(duì)重金屬的處理具有吸附容量上限的控制并且它們還會(huì)對(duì)重金屬的類(lèi)別進(jìn)行選擇。相關(guān)文獻(xiàn)研究了關(guān)于利用生態(tài)修復(fù)法去除養(yǎng)殖水域中的重金屬情況，如吳長(zhǎng)淋[12]等從研究人工濕地處理重金屬的機(jī)制和影響要素出發(fā)探討去除重金屬的方法。 Sheoran等[13]等還對(duì)此方法去除重金屬的機(jī)制原理做了全面論述，得出此方法去除重金屬能夠得以實(shí)現(xiàn)是通過(guò)生物作用、物理作用及化學(xué)作用。

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（責(zé)任編輯：孔令杰）