水產養殖水質監測及治理現狀分析

○謝云波 朱志強 徐偉 普家勇 張揚

（湖北省水產科學研究所 湖北武漢 430077）

水質分析是掌握天然水域養殖環境和水生生物實驗生態系統化學因子變化動態的重要手段，為了防止因水質污染造成水產養殖的環境破壞，就必須對水產養殖環境的水質進行分析和監測，并通過科學的方式控制水質，以滿足水產養殖動物正常生長發育所需要的水質要求。

一、我省水產養殖現狀

2020年湖北省淡水養殖面積52.6萬公頃，水產品總產量467.9萬噸，連續25年保持全國第一淡水大省地位。2020年漁業經濟總產值達到2757億元，占大農業比重的15.8%。小龍蝦（98.2萬噸）、黃鱔（13.3萬噸）、黃顙魚（13.6萬噸）等特色品種產量連續多年居全國第一；河蟹（15.1萬噸）、鱖魚（7.5萬噸）、甲魚（4.8萬噸）等特色品種產量居全國第二。2020年湖北省養殖產量大于1萬噸/年的魚類，共計15種，包括四大家魚（青魚、草魚、鰱魚、鳙魚）、鯉魚、鯽魚、鳊魚、泥鰍、鯰魚、鮰魚、黃顙魚、黃鱔、鱖魚、鱸魚、烏鱧等。湖北省除恩施、十堰、神農架等地區以外，其他大部分區域淡水養殖面積較大；近年來從事淡水養殖行業人均收入超過2萬元，基本呈現逐年上升的趨勢。對于漁業養殖水質的檢測需求也呈現上升趨勢。

二、漁業水質監測參數及分析

漁業水質檢測的項目包含pH、懸浮物、化學需氧量COD、總磷、總氮等項目。其原因是在水產品的養殖過程中為了讓水產品更好的生長，提高水產品的存活和健康率，養殖戶在水產品養殖的過程中人為的向養殖水產品的湖泊、養殖水域中投喂了一些藥物。早期可能覺得效果不錯，提高了水產品的存活率同時也提高了水產品的質量。但是隨著社會的發展進步，我們發現原來覺得提高我們養殖效率的藥物會殘留在水產品的食用部分中最終進入人體，對人體造成傷害。在現在的漁業水質檢測中早先被認為在水產品養殖的各種療效顯著的藥物都赫然出現在必檢項目列表中。同時在養殖過程中養殖戶們也用到了各種非管制性化學物質用以調節養殖用水的pH等物理化學參數。天然水中的pH值是各種溶解的化合物所達到的酸堿平衡值。天然水中的碳酸鹽體系對pH起著主要調節作用。采集的82個（由于有32個樣品添加了固定劑，采樣過程中加入了濃硫酸）樣品pH監測結果范圍為：7.09～8.89。于魚類對水體pH值比較敏感，水體pH值＜5時，水體呈酸性，會造成魚類的酸中毒，造成蛋白變性使組織器官失去功能而造成魚類死亡；水體pH＞9時，水體呈堿性，對魚有強烈的腐蝕性，使魚體及魚鰓損傷嚴重，魚體表面粘膜被溶解，會使魚失去控制水分滲透壓的能力而死。

懸浮物質是指懸浮于水中，不能通過0.45μ濾膜且易沉降的細小有機或無機顆料物質。水域懸浮物質對光的散射與阻擋影響水色和透明度，從而降低浮游植物的光合作用，影響水生生物的呼吸和代謝，嚴重時會造成魚、蝦、蟹窒息死亡。水產養殖經過一個養殖周期后，由于飼料的投入，養殖生物的活動（游動、攝食、排泄等），氣象條件（刮風、下雨等）等各種因素的作用，養殖水體中的懸浮物質會有所增加，因此必須對此要有一定的限制，如果含大量懸浮物質的養殖水排入水體，勢必對受納水體的生態環境產生危害。2018年8月農業農村部修訂的《淡水養殖尾水排放要求（征求意見稿）》中，規定懸浮物一級排放標準為50mg/L，二級排放標準為100mg/L。

高錳酸鹽指數主要用來測低濃度的COD，用于地表水、飲用水、深井水的檢測，采用高錳酸鉀作為氧化劑，而高濃度的COD采用重鉻酸鉀作為氧化劑。影響水體中化學需氧量的主要原因是水中含有大量還原性無機物和可被氧化的有機物，所以以化學需氧量作為水體受還原性有機、無機物污染程度的綜合指標，水產養殖水中這些污染物主要來自養殖過程中末被養殖生物利用的飼料的分解，養殖生物的排泄物，以及各種微生物的分解所產生的各種還原性無機物和有機物，水產養殖水域中一般采用高錳酸鹽指數反映化學需氧量程度。我國《地表水環境質量標準》中規定Ⅳ類為 10mg/L，Ⅴ類為 15mg/L，2018年8月農業農村部修訂的《淡水養殖尾水排放要求（征求意見稿）》中，規定高錳酸鹽指數一級排放標準為15mg/L，二級排放標準為25mg/L。

總氮是指水體中有機氮和無機氮（氨氮、亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮）的總和，各種形式的氮在一定條件下可以以相互轉化。水產養殖廢水中氮的主要來源于飼料的投入、蛋白質分解和水生生物的排泄，飼料中的氮有60%～70%被排泄到水體中，因此水產養殖中總氮濃度與投飼率及飼料蛋白含量有直接關系。在工廠化育苗池、溫室養鱉池、精養池塘中有機氮占有較大的比例；無機氮占比較少，主要是溶解氮氣（N2）、銨態氮（NH4）、亞硝態氮（NO2）和硝態氮（NO3）。2018年8月農業農村部修訂的《淡水養殖尾水排放要求（征求意見稿）》中，規定總氮一級排放標準為3.0mg/L，二級排放標準為5.0mg/L。

總磷包括有機磷和無機磷，它們存在于溶液、腐殖質粒子或水生生物中，各種形式的磷在一定的條件下可以相互轉化。磷酸鹽是水域中浮游植物的營養鹽之一，其主要作用是活性磷酸鹽，浮游植物在合適的氮磷比范圍內且在過量提供的條件下，生長旺盛，某些藻類的個體數量還會突發增殖，更有甚者藻類的種類會減至二三種，破壞了生態結構，造成缺氧環境。然而，由于影響藻類生長的物理、化學、生物因素極其復雜多變，很難預測藻類生長的趨勢，也難以定出導致突發增殖產生水華（赤潮）的指標。淡水養殖尾水中的總磷主要來源于飼料中的添加劑、飼料分解物及養殖生物的排泄產物，合理控制淡水養殖的投入品，適當使用水質調節劑是十分重要的，因此，在擬制定的淡水養殖尾水排放標準中考慮總磷的因素是必要的。2018年8月農業農村部修訂的《淡水養殖尾水排放要求（征求意見稿）》中，規定總磷一級排放標準為0.5mg/L，二級排放標準為1.0mg/L。

三、水產養殖水質治理現狀及措施

目前國家在非藥物化學物質的使用上沒有相關的政策和標準。這必然使得在漁業執法上無規可循，同時食品安全得不到保障。這就要求水質監測工作在新形勢、新時期能夠及時改變監測手段，加強應急監測監測能力建設。在這樣的背景下各地相關部門對所轄的湖泊、河流及重點養殖水域都以面對社會公開的招標監督檢測項目的形式進行了對水質的摸底監管工作。其使用招標的方式是為了讓各個有資歷的國家檢測部門以及社會上的一些第三方檢測中心都參與到競標中來，從而保證了項目是由專業的、有資歷的相關單位承接并且能夠高效高質量的完成所對應的檢測項目。其項目目的是對當地所轄的湖泊、河流及重點養殖水域進行長時間的跟蹤摸底以及監管，從而保障人們能夠用上清潔的生活用水，以及能夠用潔凈的水資源來養殖我們所食用的魚、蝦、蟹等各種水產品。

加強對水產養殖的水質監測全過程管理，傳統的水產養殖水體控制強調的是末端治理，反映了養殖者被動地對待水體環境的理念。雖然諸多的生態修復體現出一定的效果，但這畢竟是事倍功半的工作。隨著社會的發展和科學的進步，養殖過程污染控制管理日益受到重視。

劉國鋒等提出須從苗種、飼料、技術、裝備、機制和生產模式等方面入手，提高水產養殖的技術水平，從而達到“提質增效、減量增收、綠色發展、富裕漁民”的總目標。李樹國在應對內陸水產養殖的水域污染中提到培育抗病品種、減少藥物用量的對策；《2018年全國漁業漁政工作要點》亦有圍繞漁業綠色發展，加強新品種培育等技術研發對策的提出，更要求各地要主動適應科技體制改革新要求，增強科技創新能力。王漢玉等在對水產養殖自身污染及其防治的探討中采用了生態營養學飼料的配制技術，開發出了水產專用的生態生物復合魚肥，運用科學的投喂方式和投飼技術，極大的減少了單位生物量排泄能量以及飼料投加對水產水體的污染程度。農業綠色發展技術導則（2018-2030年）中針對水產養殖污染對策中亦提出了應采用環保高效肥料、農業藥物與生物制劑的應對措施。李樹國等提出實現養殖生境的全過程精細管理也是對水產養殖污染治理過程控制的一大良策。其涉及水產養殖環境的構建與維護，對水體中生物群落的定向培植和優化調控，使各個養殖季節都有適宜的生境，空間上達到各種技術優勢互補，合理搭配。

水產養殖業的污染防治應堅持控制源頭、阻斷過程、治理末端的技術路線，當水產養殖已造成一定的環境污染，及需要采取相應技術對環境進行凈化和修復。當前水產養殖環境污染的凈化和修復技術主要分原位修復和異位修復兩類，這兩類技術各自的優缺點具體如表1所示。

表1 原位修復與異位修復各自優缺點

原位凈化與修復技術包括物理技術、化學技術和生物技術，其中應用最廣泛、效果最好的是生物技術。物理技術主要是機械增氧、底泥疏浚；化學技術主要是投入氧化劑提高水體中的氧化還原電位、使用絡合劑絡合金屬離子等，而生物技術主要是利用水生植物和微生物來凈化水體環境。因養殖水體環境中的污染物多為氮、磷等植物性營養元素及BOD、COD等有機污染物，其恰好是水生植物和微生物生長所需的營養物質，故可通過生物的生長代謝來完成物質循環、污染物的凈化及生態的控制。近年來，有關此方面的研究成果較多，吳偉等先后報導了采用浮床種植空心菜凈化池塘養殖環境、利用人工彈性填料構建固定化微生物膜處理養殖水體、應用脫氮副球菌實現養殖水體好氧反硝化以及運用側孢芽孢桿菌控制養殖水體富營養化過程。

異位凈化與修復技術主要是人工濕地循環水處理技術。人工濕地（constructed wetland）處理系統是指通過模擬自然濕地，人為設計與建造的由飽和基質、水生植物、動物和水體組成的復合體系。按水流方式的不同可將其分為表面流濕地、潛流濕地和垂直流濕地三大類型。人工濕地具有投資少、效果好、運行維護方便、氮磷去除率高和對負荷變化的適應能力強等優點，目前已廣泛應用于處理生活污水、工業廢水、面源污染、恢復和凈化受污河流、湖泊等諸多方面。將人工濕地用于水產養殖循環經濟模式中凈化養殖廢水的研究已有報導。吳振斌和謝小龍等研究了復合垂直流人工濕地處理養殖水體的效果，水體中浮游動物和TSS的去除率分別達60%和70%，水質得到顯著改善。

水產養殖是我省糧食安全、營養安全和菜籃子工程的重要組成部分，關乎國計民生，管理方式應采取切合實際、逐步推進的原則，同時進行實地考察調研、采樣監測及數據統計相結合的方法避免今后監管過程中造成“一刀切”的方式整治水產養殖。