顧兆俊 劉興國(guó) 程果鋒 朱浩
摘要:針對(duì)淡水養(yǎng)殖池塘的養(yǎng)殖廢水排放溝渠,通過(guò)運(yùn)用2種生物操縱(水生植物和鰱魚(yú)、鳙魚(yú))技術(shù),以及生物浮床技術(shù)、生物填料技術(shù)等4種技術(shù)模式,以溝渠自凈能力作為參照對(duì)比,研究出一種修復(fù)效果全面的池塘排水溝渠生態(tài)構(gòu)建模式,為解決池塘排放水污染和調(diào)控池塘養(yǎng)殖水質(zhì)提供技術(shù)支持。結(jié)果表明,(1)池塘排水溝渠具有一定的自凈能力,在35 d內(nèi)養(yǎng)殖廢水中的總磷、總氮、氨氮、亞硝態(tài)氮、葉綠色a等的含量及CODCr的平均去除率分別為2.73%、11.85%、17.98%、12.95%、4.52%、43.35%;(2)生物浮床技術(shù)對(duì)養(yǎng)殖廢水的綜合凈化效果最理想,在35 d內(nèi)對(duì)養(yǎng)殖廢水中的總磷、總氮、氨氮、亞硝態(tài)氮、葉綠色a等的含量及CODCr的平均去除率分別為26.91%、58.97%、75.92%、42.83%、32.73%、85.62%;(3)生物填料技術(shù)對(duì)養(yǎng)殖廢水的綜合凈化效果較理想,在35 d內(nèi)對(duì)養(yǎng)殖廢水中的總磷、總氮、氨氮、亞硝態(tài)氮、葉綠色a等的含量及CODCr的平均去除率分別為11.64%、14.89%、58.59%、75.66%、47.92%、67.36%;(4)水生植物操縱技術(shù)對(duì)養(yǎng)殖廢水的綜合凈化效果一般,在35 d內(nèi)對(duì)養(yǎng)殖廢水中的總磷、總氮、氨氮、亞硝態(tài)氮、葉綠色a等的含量及CODCr的平均去除率分別為35.81%、23.40%、66.61%、33.07%、34.18%、41.21%;(5)鰱魚(yú)、鳙魚(yú)生物操縱技術(shù)對(duì)養(yǎng)殖廢水的綜合凈化效果相對(duì)較弱,在35 d內(nèi)對(duì)養(yǎng)殖廢水中的總磷、總氮、氨氮、亞硝態(tài)氮、葉綠色a等的含量及CODCr的平均去除率分別為14.19%、23.71%、32.75%、43.15%、21.70%、68.72%。
關(guān)鍵詞:養(yǎng)殖污染;生態(tài)溝渠;生物操縱;生物浮床;生物填料
中圖分類(lèi)號(hào): X714文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A文章編號(hào):1002-1302(2020)13-0285-07
收稿日期:2019-08-02
基金項(xiàng)目:現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專(zhuān)項(xiàng)(編號(hào):CARS-45)。
作者簡(jiǎn)介:顧兆?。?983—),男,上海人,碩士,助理研究員,研究方向?yàn)槌靥辽鷳B(tài)工程。E-mail:guzhaojun@fmiri.ac.cn。我國(guó)是世界上最大的水產(chǎn)養(yǎng)殖國(guó)。淡水池塘養(yǎng)殖是我國(guó)水產(chǎn)養(yǎng)殖的主要方式,《中國(guó)漁業(yè)統(tǒng)計(jì)年鑒2016》顯示,2015年我國(guó)淡水池塘養(yǎng)殖面積為270.122萬(wàn)hm2,占淡水養(yǎng)殖總面積的43.94%,占全國(guó)水產(chǎn)養(yǎng)殖面積的31.91%;池塘養(yǎng)殖產(chǎn)量為 2 195.69萬(wàn)t,占淡水養(yǎng)殖產(chǎn)量的71.70%,占全國(guó)水產(chǎn)品總產(chǎn)量的44.47%[1]。池塘養(yǎng)殖已成為漁業(yè)發(fā)展中不可或缺的一種模式。但池塘養(yǎng)殖中存在的一些問(wèn)題也越來(lái)越突出,尤其是水資源大量浪費(fèi)與水域環(huán)境污染等問(wèn)題。
為了增加水產(chǎn)品的產(chǎn)量,向養(yǎng)殖水體中大量投放人工餌料,造成了嚴(yán)重的水體污染。水環(huán)境污染不僅制約了我國(guó)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的健康發(fā)展,也對(duì)養(yǎng)殖區(qū)及其毗鄰水域的生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生了重要影響[2]。目前,我國(guó)淡水養(yǎng)殖用水多數(shù)來(lái)自大大小小的河流、湖泊,養(yǎng)殖排放水體對(duì)周?chē)h(huán)境的負(fù)面影響日益加重[3],養(yǎng)殖產(chǎn)生的廢水如果及時(shí)治理,極易污染周?chē)乃h(huán)境,破壞水域生態(tài)平衡并限制農(nóng)村經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展[4]。
生態(tài)溝渠是把排水溝渠構(gòu)建成具有自身獨(dú)特結(jié)構(gòu)并發(fā)揮相應(yīng)生態(tài)功能的溝渠系統(tǒng)。近年來(lái),對(duì)水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)的調(diào)控已成為業(yè)內(nèi)關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題之一。而我國(guó)養(yǎng)殖場(chǎng)多修建于20世紀(jì)80、90年代,沒(méi)有預(yù)留關(guān)鍵人工濕地的場(chǎng)地,因此,可以將現(xiàn)有排灌溝渠改造成具有水質(zhì)凈化作用的生態(tài)溝渠可作為一種可操作性較強(qiáng)的水質(zhì)修復(fù)技術(shù)[5]。本研究構(gòu)建4種不同模式的溝渠:針對(duì)性種植水生植物調(diào)控水質(zhì)的生態(tài)溝渠、布置生態(tài)(物)浮床調(diào)控水質(zhì)的生態(tài)溝渠、針對(duì)性放養(yǎng)濾食性魚(yú)類(lèi)和貝類(lèi)調(diào)控水質(zhì)的生態(tài)溝渠、利用立體彈性填料調(diào)控水質(zhì)的生態(tài)溝渠。同時(shí)以溝渠自然凈化效果作為參照,以期研究出一種具有全面修復(fù)效果的生態(tài)構(gòu)建模式,為解決池塘排放水污染和調(diào)控池塘養(yǎng)殖水質(zhì)提供技術(shù)支持。
1池塘生態(tài)溝渠(試驗(yàn)系統(tǒng))的構(gòu)建
1.1試驗(yàn)環(huán)境
為了保證試驗(yàn)運(yùn)行的穩(wěn)定性,所選的排水溝渠對(duì)應(yīng)的池塘組相互串聯(lián)在一起,只開(kāi)啟末端養(yǎng)殖池塘的排水口(圖1)。試驗(yàn)排水溝渠全長(zhǎng)為 142 m,寬5.4 m,水深0.9 m;池塘養(yǎng)殖品種為大口黑鱸(Micropterus salmoides),試驗(yàn)期間池塘載魚(yú)量為0.96~1.08 kg/m3。
1.2構(gòu)建模式
從構(gòu)建成本和生產(chǎn)管理便捷度等方面考慮,構(gòu)建4種可應(yīng)用于池塘養(yǎng)殖排放水處理與調(diào)控的生態(tài)溝渠,包括2種生物(水生植物和水生動(dòng)物)操縱模式,以及生物浮床技術(shù)和生物填料技術(shù)模式。
從實(shí)際應(yīng)用性和可推廣性出發(fā),水生植物操縱模式應(yīng)選擇具有本地優(yōu)勢(shì)的大型挺水植物,水生動(dòng)物操縱模式選擇濾食性魚(yú)類(lèi),生物浮床調(diào)控模式選擇種植生物量較大的漂浮性或其他小型水生植物,生物填料選擇立體彈性填料。
1.3構(gòu)建工藝
把排水溝渠并聯(lián)分隔成5條渠道(每條渠道寬度為1 m,分隔墻厚度為0.1 m),其中1條為自然狀態(tài)溝渠,另外4條通過(guò)水生植物操縱技術(shù)、水生動(dòng)物操縱技術(shù)、生物浮床調(diào)控技術(shù)、生物填料調(diào)控技術(shù)等構(gòu)建4種生態(tài)溝渠(圖2)。以自然溝渠作為對(duì)照,分析自然狀態(tài)下排水溝渠對(duì)池塘養(yǎng)殖污染的自凈能力;4種生態(tài)溝渠主要分析對(duì)不同養(yǎng)殖污染元素的凈化效果,以及對(duì)相應(yīng)水化學(xué)指標(biāo)的調(diào)控效果。
2材料與方法
2.1自然溝渠
試驗(yàn)正式運(yùn)行前,把對(duì)照用的排水溝渠完全清整1次,使其處于自然狀態(tài)下,且不含有任何干擾因子。
2.2水生植物溝渠
水生植物選擇再力花(Thalia dealbata),再力花競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng),繁殖速度快,耐富營(yíng)養(yǎng)水質(zhì),具有較好的凈化水質(zhì)功能,加上人們對(duì)異國(guó)花卉的審美偏好,使其兼具一定的觀賞價(jià)值[6]。再力花的最適生長(zhǎng)溫度為20~30 ℃,與一般池塘淡水魚(yú)類(lèi)養(yǎng)殖的最適生長(zhǎng)溫度范圍相同;同時(shí),其對(duì)氮的吸收能力高于相同功能類(lèi)型的美人蕉(Canna indica)和千屈菜(Lythrum salicaria)等[7]。
試驗(yàn)正式運(yùn)行前移植二齡的再力花成株至試驗(yàn)溝渠內(nèi)。移栽植株128株,帶根(濕質(zhì)量)總質(zhì)量為588.8 kg,平均每立方水體質(zhì)量為4.6 kg。
2.3水生動(dòng)物溝渠
水生動(dòng)物選擇鰱魚(yú)(Hypophthalmichthys molitrix)和鳙魚(yú)(Aristichthys nobilis)。試驗(yàn)正式運(yùn)行前放養(yǎng)二齡鰱魚(yú)、鳙魚(yú)種于試驗(yàn)溝渠,放養(yǎng)量為鰱
魚(yú)20尾(均質(zhì)量為300 g/尾),鳙魚(yú)10尾(均質(zhì)量為 250 g/尾),放養(yǎng)魚(yú)類(lèi)平均密度為42 g/m3。
2.4生物浮床溝渠
浮床植物選擇蕹菜(Ipomoea aquatica Forsk)。諸多研究表明,蕹菜是一種凈水能力較強(qiáng)的水生植物[8-12],其被收割后可以作為蔬菜食用,兼具一定的經(jīng)濟(jì)效益,且每次收割都能促進(jìn)蕹菜的生長(zhǎng),加快對(duì)水體營(yíng)養(yǎng)鹽的吸收。蕹菜對(duì)浮床系統(tǒng)比較理想的覆蓋率為45%左右[13]。
試驗(yàn)正式運(yùn)行前移植已發(fā)苗的蕹菜到浮床上,試驗(yàn)期間每隔5不d收割1次,使蕹菜對(duì)浮床的覆蓋率保持在50%左右。
2.5生物填料溝渠
根據(jù)排水溝渠的結(jié)構(gòu),選擇立體彈性填料作為生物填料。試驗(yàn)正式運(yùn)行前放置直徑為120 mm,單位有效長(zhǎng)度為1.0 m,比表面積為300 m2/m3的填料,沿溝渠等距離布置,上端與水體表面平齊,下端墜重物使其能在水中完全伸展開(kāi)。溝渠內(nèi)填料的總體積為水體的28.72%。
2.6采樣與檢測(cè)
試驗(yàn)運(yùn)行時(shí)間為35 d,試驗(yàn)開(kāi)始當(dāng)天排放1次養(yǎng)殖廢水,直到試驗(yàn)結(jié)束,其間不再排放。試驗(yàn)當(dāng)天池塘排水口取樣1次作為初始樣品,之后每間隔5 d從5條溝渠末端分別取水樣1次。每次取樣時(shí)間為07:00,并在取樣結(jié)束后12 h內(nèi)完成水質(zhì)指標(biāo)的測(cè)定。測(cè)定指標(biāo)為總氮、總磷、氨氮、亞硝態(tài)氮、葉綠素a等的含量以及重鐵鉻酸鹽指數(shù)(CODCr),測(cè)定方法參考《水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法》[14]。試驗(yàn)數(shù)據(jù)用SPSS 13.0軟件統(tǒng)計(jì),每次取樣時(shí)測(cè)1次各個(gè)指標(biāo)與試驗(yàn)開(kāi)始時(shí)相比的去除率,然后求平均值作為平均去除率。
3結(jié)果與分析
3.1自然溝渠
如表1所示,隨著時(shí)間的延長(zhǎng),養(yǎng)殖水體中的總磷、總氮、氨氮、亞硝態(tài)氮、葉綠素a等的含量及CODCr大體上均呈下降趨勢(shì),平均去除率分別為2.73%、11.85%、17.98%、12.95%、43.35%、4.52%。結(jié)果表明,排水溝渠在自然狀態(tài)下有一定的自凈能力,但效率不高。
3.2水生植物溝渠
如表2所示,種植再力花的排水溝渠對(duì)養(yǎng)殖廢水中的營(yíng)養(yǎng)鹽均有良好的凈化作用,總磷、總氮、氨氮、亞硝態(tài)氮、葉綠素a等的含量及CODCr的平均去除率分別為35.81%、23.40%、66.61%、33.07%、41.21%、34.18%。
3.3水生動(dòng)物溝渠
根據(jù)表3可知,放養(yǎng)鰱魚(yú)、鳙魚(yú)的排水溝渠對(duì)養(yǎng)殖廢水中的營(yíng)養(yǎng)鹽均有一定的凈化效果,總磷、總氮、氨氮、亞硝態(tài)氮、葉綠素a等的含量及CODCr的平均去除率分別為14.19%、23.71%、32.75%、43.15%、68.72%、21.70%。
3.4生物浮床溝渠
根據(jù)表4可知,采用生物浮床技術(shù)的排水溝渠對(duì)養(yǎng)殖廢水中的營(yíng)養(yǎng)鹽均有良好的凈化作用,總磷、總氮、氨氮、亞硝態(tài)氮、葉綠素a等的含量及CODCr的平均去除率分別為26.91%、58.97%、75.92%、42.83%、85.62%、32.73%。
3.5生物填料溝渠
根據(jù)表5可知,采用生物填料模式的生態(tài)溝渠,對(duì)養(yǎng)殖廢水中的營(yíng)養(yǎng)鹽均有一定的凈化效果,總磷、總氮、氨氮、亞硝態(tài)氮、葉綠素a等的含量及CODCr的平均去除率分別為11.64%、14.89%、58.59%、75.66%、67.36%、47.92%。
3.6不同類(lèi)型溝渠的調(diào)控效果
由表6可知,與自然排水溝渠相比,4種生態(tài)溝渠對(duì)營(yíng)養(yǎng)鹽的凈化效果均有明顯提升(除水生植物對(duì)葉綠素a的凈化效果外)。其中,對(duì)總磷凈化效果最佳的是水生植物操縱模式,對(duì)總氮、氨氮和藻類(lèi)凈化效果最佳的是生物浮床調(diào)控模式,對(duì)亞硝態(tài)氮和有機(jī)污染物的凈化效果最佳的是生物填料調(diào)控模式。
4討論與結(jié)論
4.1池塘排水溝渠的自凈能力
水體自凈是指水體受污染后,水域生態(tài)系統(tǒng)通過(guò)自然生態(tài)過(guò)程及物質(zhì)循環(huán)作用,將水體中的污染物吸收、轉(zhuǎn)化、再分配,使水體凈化,恢復(fù)到受污染前的狀態(tài)的自然過(guò)程[15-16]。水體自凈是水生生態(tài)系統(tǒng)的一種生態(tài)修復(fù)手段[17],它是一個(gè)包括物理、化學(xué)和生物作用的復(fù)雜過(guò)程[18-19],受季節(jié)變化影響顯著[17,20-21]。本試驗(yàn)所用溝渠的水體自凈能力受水溫、水中溶解氧含量、水力停留時(shí)間等的影響較大,但可能由于試驗(yàn)期間正值秋季養(yǎng)殖生產(chǎn)的高峰季節(jié),魚(yú)類(lèi)的代謝產(chǎn)物以及飼料等的投入量的加大,大幅提高了養(yǎng)殖水體的富營(yíng)養(yǎng)化程度,使得養(yǎng)殖廢水中的污染物超出了排水溝渠水環(huán)境容量(水體的納污能力)[22-23]的允許負(fù)荷量。因此,排水溝渠在自然狀態(tài)下,雖然有一定的自我修復(fù)功能,但效果不明顯,未達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求[24],須要加入人為的設(shè)施或技術(shù)手段,提高處理效率來(lái)達(dá)到養(yǎng)殖廢水的環(huán)保排放或循環(huán)利用,實(shí)現(xiàn)節(jié)能、減排的養(yǎng)殖目標(biāo)。
4.2水生植物對(duì)養(yǎng)殖廢水的調(diào)控效果
水生植物操縱模式的生態(tài)溝渠對(duì)氮、磷等營(yíng)養(yǎng)鹽以及化學(xué)需氧量(COD)、藻類(lèi)的凈化效果均較明顯。水生植物生長(zhǎng)所需的氮源主要來(lái)自水體中可溶性氮,主要包括氨氮和硝態(tài)氮,因而水生植物能夠有效去除水體中的氨態(tài)氮,植物生長(zhǎng)所需的磷元素可通過(guò)吸收水體中的正磷酸鹽獲得[25]??傮w上,水生植物生態(tài)系統(tǒng)對(duì)磷的去除效果比氮的去除效果好,去除速率也比氮快,本試驗(yàn)中總磷和總氮的平均去除率也證實(shí)了這點(diǎn)。從氮類(lèi)營(yíng)養(yǎng)鹽的凈化效果來(lái)看,水生植物生態(tài)系統(tǒng)對(duì)氨氮的去除率最高(66.61%),對(duì)總氮的去除率最低(23.40%),這可能是由于大型挺水植物可利用的氮元素主要為離子態(tài)的氮[26-27],而對(duì)有機(jī)氮等并沒(méi)有表現(xiàn)出良好的去除能力。水生植物生態(tài)系統(tǒng)對(duì)有機(jī)物的凈化效果在前期不明顯,植物生態(tài)系統(tǒng)對(duì)有機(jī)物的去除主要是通過(guò)植物、微生物的吸收利用與代謝來(lái)完成的,試驗(yàn)前期可能由于植物和微生物的生物合成作用產(chǎn)生了部分有機(jī)物,從而導(dǎo)致水體中有機(jī)物含量上升,而后期COD明顯下降可能是由于植物吸收了水體中的有機(jī)物。
4.3鰱魚(yú)、鳙魚(yú)操縱技術(shù)對(duì)養(yǎng)殖廢水的調(diào)控效果
鰱魚(yú)、鳙魚(yú)水生動(dòng)物操縱模式的生態(tài)溝渠,對(duì)氮、磷等營(yíng)養(yǎng)鹽以及有機(jī)物和藻類(lèi)均有一定的凈化效果,對(duì)葉綠素a的凈化效果最好,平均去除率為68.72%;對(duì)總磷的凈化效果最低,去除率僅為14.19%。
鰱魚(yú)、鳙魚(yú)可通過(guò)自身捕食而獲取有機(jī)碎屑、懸浮顆粒、部分藻類(lèi),將其轉(zhuǎn)化為魚(yú)類(lèi)蛋白等物質(zhì),從而引起水體中有機(jī)質(zhì)含量減少;尤其是喜食浮游藻類(lèi)的鰱魚(yú)可通過(guò)對(duì)藻類(lèi)的捕食,限制藻類(lèi)光合作用的水平,以此來(lái)有效控制水體中有機(jī)物質(zhì)的補(bǔ)充[28]。鰱魚(yú)、鳙魚(yú)引入微型生態(tài)系統(tǒng)后,通過(guò)消化作用將一部分濾取的食物轉(zhuǎn)變成魚(yú)蛋白和魚(yú)體磷,其余以糞便的形式排出體外,經(jīng)微生物分解后重新進(jìn)入循環(huán)環(huán)節(jié),最終被鰱魚(yú)、鳙魚(yú)重新利用。這就造成營(yíng)養(yǎng)元素“短路”的現(xiàn)象,加快了它們的轉(zhuǎn)化速率[29-30],并最終以魚(yú)產(chǎn)品的形式脫離水體,導(dǎo)致水體中營(yíng)養(yǎng)元素濃度的降低[31]。本試驗(yàn)中,總磷的去除率較低,這可能與鰱魚(yú)、鳙魚(yú)的生物量有關(guān);氮類(lèi)營(yíng)養(yǎng)鹽的去除效果相對(duì)較好,這反映了鰱魚(yú)、鳙魚(yú)對(duì)藻類(lèi)的生物抑制作用。
4.4生物浮床技術(shù)對(duì)養(yǎng)殖廢水的調(diào)控效果
生物浮床上的植物根系擁有巨大的表面積,這為水中微生物的生長(zhǎng)提供了良好的固著載體,起到了生物膜載體的作用;同時(shí)浮床植物增大了水體接觸氧化的面積,并能分泌大量的酶,加速污染物質(zhì)的分解。生物浮床還能夠阻擋水面上的陽(yáng)光直射,降低藻類(lèi)進(jìn)行光合作用的光照強(qiáng)度,有效抑制藻類(lèi)的生長(zhǎng)繁殖。本試驗(yàn)中,生物浮床操縱模式的生態(tài)溝渠,對(duì)氮、磷等營(yíng)養(yǎng)鹽以及有機(jī)物、藻類(lèi)均有良好的凈化效果,這反映了植物與微生物間的互生協(xié)同效應(yīng)[32]。植物發(fā)達(dá)的根系為硝化菌、反硝化菌等微生物的附著生長(zhǎng)提供了巨大的表面積,且水生植物可將氧氣輸送至根區(qū),使根區(qū)形成了氧化態(tài)的微環(huán)境,這種有氧區(qū)域和缺氧區(qū)域的共存為根系好氧、兼性厭氧和厭氧微生物提供了不同的適宜的小生境。同時(shí)微生物可以把一些植物不能直接吸收的有機(jī)物降解成植物能吸收的營(yíng)養(yǎng)鹽類(lèi)。其中,對(duì)葉綠素a的去除率尤為明顯,這可能是由于蕹菜在試驗(yàn)期間的生長(zhǎng)速率較快,使整個(gè)溝渠直接被覆蓋,形成了厭氧環(huán)境,從而完全抑制了藻類(lèi)的生長(zhǎng)。
4.5生物填料技術(shù)對(duì)池塘養(yǎng)殖廢水的調(diào)控效果
4.5.1對(duì)有機(jī)物的調(diào)控效果生物膜法對(duì)有機(jī)物的去除機(jī)制主要包括微生物好氧降解、胞外酶對(duì)大分子有機(jī)物的分解和生物吸附絮凝作用等方面[33]。彈性立體填料在排水溝渠中具有適合微生物附著生長(zhǎng)的表面微環(huán)境,因此對(duì)養(yǎng)殖廢水中的有機(jī)物有良好的凈化效果,平均去除率為47.92%。
4.5.2對(duì)無(wú)機(jī)氮的調(diào)控效果生物填料技術(shù)對(duì)養(yǎng)殖廢水中的氨氮和亞硝態(tài)氮具有較好的凈化效果,平均去除率分別為58.59%、75.66%,但對(duì)總氮凈化效果一般,平均去除率為14.89%。由于在生物脫氮過(guò)程中,總氮的去除包括氨化、硝化、反硝化等3個(gè)階段[34],因此對(duì)氨氮和亞硝態(tài)氮的去除效果明顯高于對(duì)總氮的去除效果。
4.5.3對(duì)總磷的調(diào)控效果本試驗(yàn)中,生物填料技術(shù)對(duì)總磷的凈化效果不夠理想,平均去除率僅為11.64%。這可能是由于彈性立體填料在池塘排水溝渠構(gòu)建的結(jié)構(gòu)不適合除磷菌的生長(zhǎng)。
4.6結(jié)論
4.6.1自然溝渠自然狀態(tài)下的排水溝渠在35 d內(nèi),對(duì)載魚(yú)量不大于1.08 kg/m3的養(yǎng)殖模式所產(chǎn)生的養(yǎng)殖廢水,具備一定的自凈能力。但對(duì)總磷、總氮、無(wú)機(jī)氮類(lèi)和有機(jī)物的凈化效果均不夠理想,須要加入人工技術(shù)手段來(lái)提高池塘排水溝渠的凈化效率。
4.6.2生物浮床技術(shù)采用生物浮床技術(shù)構(gòu)建了排水溝渠,養(yǎng)殖廢水在溝渠內(nèi)停留時(shí)間超過(guò)15 d,能達(dá)到淡水池塘養(yǎng)殖水排放要求;在35 d內(nèi),綜合凈化效果相對(duì)較好,同時(shí)具有一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和美觀價(jià)值,以及環(huán)境生態(tài)修復(fù)功能。一般情況下,生物浮床技術(shù)模式可作為構(gòu)建淡水池塘生態(tài)溝渠的優(yōu)先選擇。
4.6.3生物填料技術(shù)采用生物填料技術(shù)構(gòu)建生態(tài)(排水)溝渠,在35 d內(nèi)對(duì)總磷的凈化效果未達(dá)到淡水池塘養(yǎng)殖水的排放要求,對(duì)總氮的凈化效率未達(dá)到淡水池塘養(yǎng)殖水排放的一級(jí)要求。其綜合凈化效果僅次于生物浮床,但對(duì)部分主要水質(zhì)指標(biāo)的凈化效率最理想。因此,生物填料技術(shù)模式可作為構(gòu)建淡水池塘生態(tài)溝渠的主要選擇之一。
4.6.4水生植物操縱技術(shù)采用水生植物操縱技術(shù)構(gòu)建生態(tài)溝渠,養(yǎng)殖廢水在溝渠內(nèi)停留15 d后,可達(dá)到淡水池塘養(yǎng)殖水排放要求;在35 d內(nèi)對(duì)部分主要水質(zhì)指標(biāo)的凈化效率不夠理想,因而綜合凈化效果低于生物浮床和生物填料,但其相對(duì)比較美觀。因此,水生植物操縱模式可作為構(gòu)建淡水池塘生態(tài)溝渠的次要選擇。
4.6.5水生動(dòng)物操縱技術(shù)采用鰱魚(yú)、鳙魚(yú)生物操縱技術(shù)構(gòu)建生態(tài)溝渠,在35 d內(nèi)對(duì)總磷的凈化效果不夠理想,無(wú)法達(dá)到淡水池塘養(yǎng)殖水的排放要求;對(duì)其他水質(zhì)指標(biāo)的凈化效率均一般,因而綜合凈化效果相對(duì)較低。因此一般情況下,鰱魚(yú)、鳙魚(yú)生物操縱技術(shù)不適合作為單一模式用于構(gòu)建淡水池塘生態(tài)溝渠。
參考文獻(xiàn):
[1]農(nóng)業(yè)部漁業(yè)漁政管理局. 中國(guó)漁業(yè)統(tǒng)計(jì)年鑒2016[M]. 北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社,2016.
[2]蔡繼晗,李凱,鄭向勇,等. 水產(chǎn)養(yǎng)殖對(duì)環(huán)境的影響及其防治對(duì)策分析[J]. 水產(chǎn)養(yǎng)殖,2010,31(5):32-38.
[3]徐壽山. 中華鱉養(yǎng)殖生產(chǎn)現(xiàn)狀及有關(guān)問(wèn)題探討[J]. 水產(chǎn)科技情報(bào),2000,27(1):25-27.
[4]管越強(qiáng),張磊,李文艷,等. 中華鱉養(yǎng)殖水體理化指標(biāo)及浮游植物的研究[J]. 水產(chǎn)科學(xué),2011,30(7):395-399.
[5]劉豐雷,謝從新,張念,等. 自然溝渠與水泥溝渠水生植物群落結(jié)構(gòu)及凈水效果研究[J]. 漁業(yè)現(xiàn)代化,2013,40(2):27-32.
[6]繆麗華,陳煜初,石峰,等. 濕地外來(lái)植物再力花入侵風(fēng)險(xiǎn)研究初報(bào)[J]. 濕地科學(xué),2010,8(4):395-400.
[7]蔣躍,董琰,由文輝,等. 3種浮床植物生長(zhǎng)特性及氮、磷吸收的優(yōu)化配置研究[J]. 中國(guó)環(huán)境科學(xué),2011,31(5):774-780.
[8]戴全裕,蔣興昌,張珩,等. 水蕹菜對(duì)啤酒及飲食廢水凈化與資源化研究[J]. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),1996,16(2):249-251.
[9]李欲如,操家順,徐峰,等. 水蕹菜對(duì)蘇州重污染水體凈化功能的研究[J]. 環(huán)境污染與防治,2006,28(1):69-71.
[10]汪開(kāi)英,岑海燕. 漂浮栽培蕹菜、黑麥草對(duì)豬場(chǎng)廢水的凈化效果研究[C]//中國(guó)農(nóng)業(yè)工程學(xué)2005年會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集,2005.
[11]程樹(shù)培,丁樹(shù)榮,胡忠明. 利用人工基質(zhì)無(wú)土栽培水蕹菜凈化繅絲廢水研究[J]. 環(huán)境科學(xué),1991,12(4):41-57.
[12]黃婧,林惠鳳,朱聯(lián)東,等. 浮床水培蕹菜的生物學(xué)特征及水質(zhì)凈化效果[J]. 環(huán)境科學(xué)與管理,2008,33(12):92-94.
[13]劉喜坤,陳紅娟,徐玉良,等. 生態(tài)浮床處理再生水的主要影響因素研究[J]. 環(huán)境科技,2014,27(4):14-17.
[14]國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局《水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法》編委會(huì). 水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法[M]. 4版. 北京:中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社,2002.
[15]Ostroumov S A , Library B Y. An aquatic ecosystem:a large-scale diversified bioreactor with the function of water self-purification function[J]. Doklady Biological Sciences,2000,374:514-516.
[16]Vagnetti R, Miana P, Fabris M,et al. Self-pufification ability of a resurgence stream[J]. Chemosphere,2003,52(10):1781-1795.
[17]Ostroumov S A.On some issues of maintaining water quality and self-purification[J]. Water Resources,2005,32(3):337-346.
[18]劉永,郭懷成,戴永立,等. 湖泊生態(tài)系統(tǒng)健康評(píng)價(jià)方法研究[J]. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2004,24(4):723-729.
[19]何本茂,韋蔓新. 鐵山港灣水體自凈能力及其與環(huán)境因子的關(guān)系初探[J]. 海洋湖沼通報(bào),2006(3):21-26.
[20]Ostroumov S A.On the Biotic Self-purification of aqutic ecosystems,elements of the Theory[J]. Doklady Biological Sciences,2004,396:206-211.
[21]任瑞麗,劉茂松,章杰明,等. 過(guò)水性湖泊自凈能力的動(dòng)態(tài)變化[J]. 生態(tài)學(xué)雜志,2007,26(8):1222-1227.
[22]周洋,周孝德,馮民權(quán). 渭河陜西段水環(huán)境容量研究[J]. 西安理工大學(xué)學(xué)報(bào),2011,27(1):7-11.
[23]張帆,徐建新,徐晨光. 遼寧省典型流域水環(huán)境容量計(jì)算與分析[J]. 水土保持研究,2010,17(5):231-234.
[24]中華人民共和國(guó)農(nóng)業(yè)部. 淡水池塘養(yǎng)殖水排放要求: SC/T 9101—2007[S]. 北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2007.
[25]雷澤湘,謝貽發(fā),除德蘭,等. 大型水生值物對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化湖水凈化效果的試驗(yàn)研究[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2006,34(3):553-554.
[26]賀鋒,吳振斌. 水生植物在污水處理和水質(zhì)改善中的應(yīng)用[J]. 植物學(xué)通報(bào),2003,20(6):641-647.
[27]黃子賢,張飲江,馬海峰,等. 4種沉水植物對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化水體氮磷的去除能力[J]. 生態(tài)科學(xué),2011,30(2):102-106.
[28]崔福義,林濤,馬放,等. 水體治理中鰱鳙生物操縱作用的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 南京理工大學(xué)學(xué)報(bào),2004,28(6):668-672.
[29]Boers P,Ballegooijen L V,Uunk J.Changes in phosphorus cychng in a shallow lake due to food web manipulation[J]. Freshwater Biology,1991,25(1):9-20.
[30]陳少蓮,劉肖芳,華俐. 鰱、鳙在東湖生態(tài)系統(tǒng)的氮、磷循環(huán)中的作用[J]. 水生生物學(xué)報(bào),1991,15(1):8-26.
[31]Smith D W.Biological control of excessive phytoplankton growth and the enhancement of aquacultural production[J]. Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences,1985,42(12):1940-1945.
[32]賈晨,殷守仁,趙文,等. 生物浮床技術(shù)研究與應(yīng)用進(jìn)展[J]. 中國(guó)水產(chǎn),2014(4):76-77.
[33]周云,何義亮. 微污染水源凈水技術(shù)及工程實(shí)例[M]. 北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2003:97-127.
[34]Packham R F.Public health and regular aspects of inorganic nitrogen compounds in drinking water[J]. Water Supply,1992,10(3):17.何海生,劉金殿,張愛(ài)菊,等. 錢(qián)塘江水域秋季著生藻類(lèi)群落特征與水環(huán)境因子的關(guān)系[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué),2020,48(13):292-297.doi:10.15889/j.issn.1002-1302.2020.13.058