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牛蛙養(yǎng)殖對生態(tài)環(huán)境污染現(xiàn)狀及防治對策研究

2023-03-25 06:31林宗彬
當代化工研究 2023年4期
關鍵詞:牛蛙廢水污染

*林宗彬

(漳州市云霄生態(tài)環(huán)境局 福建 363000)

1.概述

2018年全國水產養(yǎng)殖產量4.9×1010kg[1],占世界水產養(yǎng)殖產量的60%以上[2]。我國的水產養(yǎng)殖業(yè)位居世界前列同時也成為農業(yè)面源污染的重要來源[3]。水產品的低脂肪、高蛋白質含量獲得人們的青睞。牛蛙屬兩棲綱、無尾目、蛙科、蛙屬,原產于北美洲,牛蛙生長周期短,而且全身都是寶。蛙肉肉質鮮美,且脂肪含量低、蛋白質含量高;蛙內臟可以入藥;蛙皮皮薄、柔軟、堅韌,可以制作高級皮革、上等錢包等,也是外科手術線的優(yōu)質原料;蛙油可制作高級潤滑油[4]。我國牛蛙養(yǎng)殖基本以規(guī)?;⒏呙芏瑞B(yǎng)殖為主,在一定程度上忽略了對環(huán)境帶來的影響,導致了一系列食品安全、生態(tài)環(huán)境問題。

2020年《福建省探索建立九龍江流域生態(tài)環(huán)境保護議事協(xié)調工作機制》中提到,劃定流域禁養(yǎng)紅線,徹底取締漳浦縣、云霄縣、詔安縣、南靖縣等地牛蛙養(yǎng)殖場35起?!秳?chuàng)新生態(tài)修復 提升人居環(huán)境閩清推動生態(tài)文明建設不斷邁上新臺階》中也提到,閩清縣就環(huán)境污染問題關停取締了梅溪流域的8家牛蛙養(yǎng)殖點。由此可見,在牛蛙養(yǎng)殖過程中產生的污染會對人居環(huán)境以及生態(tài)環(huán)境引起嚴重影響,對牛蛙養(yǎng)殖污染控制刻不容緩。

本文通過對牛蛙養(yǎng)殖模式及對環(huán)境污染的調查,總結分析牛蛙養(yǎng)殖污染現(xiàn)狀、問題及成因并提出相應的環(huán)境保護防治對策。

2.牛蛙養(yǎng)殖主要環(huán)境問題

(1)污染水體

牛蛙養(yǎng)殖密度高,攝食量大,排泄物多,養(yǎng)殖尾水若不做妥善處理,容易造成水體富營養(yǎng)化嚴重,總氮、總磷、SS及總大腸菌群超標明顯,溶解氧不足,影響生態(tài)安全。牛蛙養(yǎng)殖廢水具有:

①有機質濃度高,水體紅褐色并帶有腥臭;

②污水中富含蛋白質和油脂,含鹽量也較高,一般不含重金屬及有毒化學物質;

③廢水中含有環(huán)丙沙星、培氟沙星、恩諾沙星和磺胺甲噁唑等抗生素,成為新型污染物來源之一;

④水質、水量變化大。

除此之外,一定量的分子氨會使牛蛙的免疫力降低,而達到一定濃度的亞硝酸鹽易引起牛蛙中毒、窒息死亡[7]。

(2)產生固廢及污染土壤

養(yǎng)殖戶對死蛙不規(guī)范處置,隨意丟棄于田間、河道,進一步污染土壤和水體。牛蛙養(yǎng)殖廢水中有害、有毒成分流入水渠、農田,污染地表水和土壤,導致持久性污染,不完全分解而殘留的大量有機物、抗生素等物質,會引起地質的改變進而破壞土地的基本功能,對土壤環(huán)境造成不可逆的危害[8]。

(3)污染大氣

牛蛙養(yǎng)殖廢水還會產生腥臭味,影響?zhàn)B殖場及其周邊的大氣環(huán)境。在2021年9月信訪投訴情況中,福建寧德市古田縣平湖鎮(zhèn)下嵩州村某牛蛙場因為牛蛙養(yǎng)殖廢水產生的惡臭和異味被投訴3次。

總之,隨著牛蛙的長期養(yǎng)殖,養(yǎng)殖區(qū)域和周邊生態(tài)環(huán)境會持續(xù)惡化,水體自我調節(jié)能力不斷下降。

3.牛蛙養(yǎng)殖環(huán)境污染防治對策

(1)合理布局,嚴控容量,劃定禁限養(yǎng)區(qū)

堅持生態(tài)優(yōu)先、分類指導,嚴禁新、改、擴建牛蛙養(yǎng)殖場,對不符合規(guī)劃布局的牛蛙養(yǎng)殖聯(lián)合相關部門開展綜合整治。科學合理布局,嚴格控制養(yǎng)殖容量,有效養(yǎng)殖面積中牛蛙的產量控制在7.5kg/m2以內,建立相關操作規(guī)程,與資源環(huán)境承載力相匹配。

(2)推行生態(tài)循環(huán)養(yǎng)殖模式

按生態(tài)優(yōu)先原則,以養(yǎng)殖環(huán)境和產品質量安全為核心,引導牛蛙養(yǎng)殖依照相關國家無公害相關要求進行改造,實現(xiàn)規(guī)模和標準化,以“稻蛙共生”等方式發(fā)展生態(tài)健康循環(huán)養(yǎng)殖,嚴格用藥,最終實現(xiàn)“生態(tài)、綠色、高效”的新目標。

(3)完善養(yǎng)殖廢水處理設施

鼓勵和引導規(guī)模養(yǎng)殖戶,配套生物塘等生態(tài)化改造,同時配備足夠的污染治理設施,建立相應管理制度,做好臺賬,加強環(huán)境管理,減少環(huán)境影響。

(4)加強管理監(jiān)督工作

各執(zhí)法部門加強巡查,指導督促牛蛙養(yǎng)殖單位(戶)規(guī)范生產和用藥,做好臺賬記錄,加強日常檢查和專項抽查,增設監(jiān)控系統(tǒng)接入政府監(jiān)控平臺,或者委托第三方加強巡查并引導養(yǎng)殖標準化。

(5)鼓勵無害化處理

采取無害化焚燒爐焚化處理病死牛蛙,減少對水體、土地和周邊空氣的影響。

4.牛蛙污染防治工藝

(1)科學進行混養(yǎng)和立體養(yǎng)殖

利用山區(qū)地勢落差自然流水進行全天候換水養(yǎng)殖牛蛙。采用魚蛙混養(yǎng)、蛙鱉混養(yǎng)、蛙藕混養(yǎng)及蛙-樹-菜“水—空—陸”立體養(yǎng)殖,廢水循環(huán)使用,節(jié)能減排。

有研究表明,稻田能去除32% TN和24% TN,蓮藕能去除TN300kg/(hm2·a)和TP43kg/(hm2·a)[9]。牛蛙、水稻、蓮藕及芋頭搭配種養(yǎng),牛蛙可為水稻、蓮藕、芋頭捕捉害蟲,水稻、蓮藕、芋頭發(fā)達的根系凈化被牛蛙污染的水體。田埂上種植葡萄等植物供觀賞,游客可以垂釣牛蛙,吃肉質鮮美的牛蛙肉。每養(yǎng)殖10畝牛蛙配套建設3~5畝尾水凈化池,或10~20畝茭白田,起到凈化作用,減少環(huán)境污染。

安徽潤天農業(yè)發(fā)展有限公司充分利用藕塘的生態(tài)環(huán)境和空間,轉化池中的昆蟲、浮萍等,進行“藕—泥鰍—牛蛙—豬糞”種養(yǎng)結合高效循環(huán)利用模式進行牛蛙放養(yǎng)試驗。藕、泥鰍、牛蛙投入產出比高達1:2.55,單位面積平均收入245818元/hm2,遠遠高于一般種植模式[10],循環(huán)利用經濟效益、生態(tài)效益顯著。

衡陽縣茂晨農業(yè)開發(fā)有限公司推行大棚蛙魚共養(yǎng),加大進排水管道直徑,梯度出水,方便排污,以保持良好的水質。配套飼養(yǎng)胖頭魚、大口鯰魚、鰱魚、鳙魚、草魚等不同魚類品種,用于消化底泥,防止富營養(yǎng)化,調節(jié)酸堿度、增氧、改善透明度。

(2)牛蛙養(yǎng)殖廢水處理工藝

①物理化學處理方法

在牛蛙養(yǎng)殖過程中,大量飼料的使用和牛蛙代謝物的積累可以通過吸附的方法去除,通過過濾法可以截留廢水中懸浮的雜質?;瘜W處理技術常用的是臭氧氧化法、絮凝法和電化學處理技術,對牛蛙廢水中的色度、COD和氨氮都有一定的去除效果。物理化學處理技術操作方便,但實際應用成本較高,添加氧化劑如過氧化氫、高鐵酸鉀、二氧化氯、四羥甲基硫酸磷等可能產生二次污染,絮凝沉降只是將養(yǎng)殖水廢水中污染物截留在池塘底部,有可能再次釋放,一般作為牛蛙養(yǎng)殖廢水的預處理或后續(xù)處理過程。

相比物理和化學處理技術,使用生物處理技術治理牛蛙養(yǎng)殖廢水的效果更好,具有綠色、環(huán)保、污染小、成本低、無二次污染等優(yōu)點。

②生態(tài)塘工藝

可充分利用空閑池塘構建生物塘系統(tǒng),如水生植物塘—養(yǎng)殖塘串聯(lián)可去除25.3% TN和50.6% TP。此外,可建設表面流、垂直流人工濕地系統(tǒng),利用基質—微生物—植物,利用過濾、吸附、離子交換和微生物降解聯(lián)合凈化污水。葛川[11-12]研究表明TN、TP、CODMn的去除率分別達到31%、31%、65%。但是生物塘模式均需要占用較大面積、較長水力停留時間、處理效果受各種因素制約較大的缺陷[12]。

③生物處理法

厭氧生物處理技術主要利用厭氧微生物將牛蛙養(yǎng)殖廢水中復雜的有機物轉化為簡單有機物,常用于處理高濃度有機廢水。據(jù)報道,養(yǎng)殖廢水經過厭氧處理可以去除掉80%溶解在水中的有機物。此外,厭氧處理技術可以殺死病菌,保護牛蛙免受傳染病危害等。好氧生物處理技術特點是成本低、處理效果顯著,并且處理過程中不受溫度、pH值影響。通過好氧池中的微生物把廢水中的有機物分解為無機鹽、二氧化碳和水。單一處理技術無法有效處理牛蛙養(yǎng)殖廢水,達標排放。因此,近年來將兩種技術進行結合,形成厭氧-好氧生物處理技術,最終使牛蛙養(yǎng)殖廢水得到有效治理,達到廢水排放標準[13]。

A.UASB-A/O-MBR組合工藝

UASB-A/O-MBR組合工藝可對牛蛙養(yǎng)殖廢水進行有效治理(見圖1)。先用粗格柵攔截牛蛙養(yǎng)殖廢水中殘余飼料和糞渣,然后廢水進入調節(jié)池均化水質,接著廢水通過固液分離設施,以物理篩分、離心、重力分離去除廢水中的懸浮顆粒,然后進入到UASB反應器進行厭氧處理。牛蛙養(yǎng)殖廢水經過UASB反應器后,廢水中大部分的COD、BOD得到去除,出水流入一沉池,通過加入除磷劑,沉淀排泥去除部分磷,最后出水進入兼氧池。兼氧池通過反硝化作用進一步去除氨氮,兼氧出水流入好氧池。好氧池采用活性污泥法,徹底將廢水中的有機物降解為無機鹽、二氧化碳和水,同時將廢水中的氨氮轉化為硝態(tài)氮、亞硝態(tài)氮,并進一步轉化為氮氣得以去除。然后回流到兼氧池進行脫氮處理,達到去除COD、氨氮、總磷目的。廢水經過膜生物反應器(MBR)后進行泥水分離,可以提高牛蛙養(yǎng)殖廢水的清澈度,提升出水水質。通過以上技術治理的牛蛙養(yǎng)殖廢水在排放前,還要經消毒池的二氧化氯消毒裝置,對廢水進行消毒,將水中的細菌、病毒去除,以達到排放標準。

圖1 UASB-A/O-MBR組合工藝處理牛蛙養(yǎng)殖廢水

B.“兩壩三區(qū)”系統(tǒng)

胡庚東等構建了一個由水源地、進排水渠、養(yǎng)殖池塘、生態(tài)溝渠(Ⅰ級凈化)、Ⅱ級凈化塘和Ⅲ級凈化塘組成的“兩壩三區(qū)”凈水系統(tǒng)對養(yǎng)殖池塘尾水進行處理,TN、TP去除率最高達87.38%、99.30%[14-16]。廢水處理系統(tǒng)主要分為3單元,利用溢流壩阻擋沉淀污染物、增加表面流、提高水體含氧量;采用潛流壩阻擋懸浮污染物,提供低氧環(huán)境、促進厭氧凈水微生物生長,交替構成好氧-厭氧生物處理模式。

5.未來展望

隨著國家對生態(tài)環(huán)境保護的要求日益嚴格,企業(yè)在牛蛙養(yǎng)殖的過程中應融合環(huán)境保護的理念,實現(xiàn)經濟效益和環(huán)境保護雙贏的養(yǎng)殖模式。并且企業(yè)應不斷設計優(yōu)化牛蛙養(yǎng)殖廢水的新工藝的研發(fā),提高牛蛙養(yǎng)殖廢水的處理技術,同時促進牛蛙養(yǎng)殖企業(yè)的健康、可持續(xù)發(fā)展。

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