陆域传统水产养殖污染及其对直湖港输送通量研究

1陆域传统水产养殖污染及其对直湖港输送通量研究1马海峰张饮江黄子贤王聪罗思亭霍姮翠李娟英（上海海洋大学水域环境生态上海高校工程研究中心，上海201306）摘要针对太湖流域主要入湖河流直湖港周边水产养殖污染问题，于2009年对水产养殖较为集中区选点调研，进行了整年的排污量和水质同步监测与分析。结果表明：（1）传统养殖模式下，主要污染物为N、P营养物质和高锰酸盐指数（CODMn）等，其中CODMn和总氮（TN）占总输出通量的89.2%；（2）鳖塘、鱼塘与鱼苗塘总氮含量随时间变化波动较大，蟹塘总氮含量始终维持在较高水平，夏季总磷含量明显增高,有机污染严重，水质由地表水Ⅳ类上限逐渐升高，最终远远大于Ⅴ类水上限，各养殖塘变化趋势相似，其余指标常年处于平稳；（3）养殖实验区域排污通量中，鱼塘所占比例较大，达53.2%，其次是蟹塘2号（17.4%）、蟹塘1号（12.9%）、鱼苗塘（12.3%），而蟹苗塘（3.0%）和鳖塘（1.1%）的输出通量较低；（4）传统养殖模式下，养蟹死亡率较高，生产单位水产品所带来的污染较为严重，因此应优化当地健康生态养蟹方式，对养蟹塘污染加以重视；（5）从土地利用与环境污染角度，利用单位面积土地养殖鱼类和鱼苗的总污染物输出通量高，分别达25.19kg/亩和32.38kg/亩，是鳖塘的5-6倍，对环境压力较大；（6）养殖塘投饵量与总氮和亚硝态氮的输出通量相关性较大，为0.97和0.94，与高锰酸盐指数的相关性较低，为0.79。关键词陆域水产养殖；排污通量；直湖港ResearchonTraditionalAquaculturePollutioninLand-basedAreaandItsTransportFluxesofZhihuGangRiverMAHai-feng,ZHANGYin-jiang,HUANGZi-xian,WANGCong,LUOSi-ting,HUOHeng-cui,LIJuan-ying(ShanghaiOceanUniverisity,EngineeringResearchCenterforWaterEnvironmentEcologyinShanghaiShanghai201306,China)AbstractSitesselectedinaquacultureconcentratedareaofZhiHuGangRiverwereinvestigated，emissionsandwaterqualityweremonitoredandanalyzedthewholeyearsynchronouslyfacingtheaquaculturepollutionproblemsaroundtheZhiHuGangRiver,whichisoneofthemostimportantinflowriversofTaiHuLake.Theresultsshowedthat:（1）Themajorpollutantsweretotalammonia,totalphosphorus,nitratenitrogen,tritenitrogen,ammoniacalnitrogen,potassiumpermanganateindex,totalammoniaandpotassiumpermanganateindexcovers89.2%oftotaltransportfluxesunderthetraditionalculturemode.（2）TotalnitrogencontentinLaobiepond,fishpondandfrypondvariedmorewithtime,thetotalphosphoruscontentincreasedsignificantlyinsummerandthetotalnitrogencontentmaintainedathighlevel.（3）Theemissionfluxofthefishpondcoverthelargestproportion，accountingfor53.2%，followedbytheNo.2crabpond,accountingfor17.4%,theNo.1crabpondandthefrypondaccountfor12.9%and12.3%respectivelyinexperimentalarea.（4）Thehealthyecologicalcrabbreedingmethodsshouldbeoptimizedandthepollutionproblemsinthecrabpondshouldbepaidattentionbecausethecrabmortalitywasveryhighandthepollutionbroughtbyaquaticproductswasmoreseriousintraditionalmode.（5）Theexportfluxesofpollutantsinthefishpondandfrypondwereveryhigh,accountingfor25.19kilogramperacre,32.28kilogramperacreseparately，whichisfivetosixtimesofexportfluxesinLaobiepond.Thisgive1作者简介：马海峰，硕士研究生，从事水域环境生态学研究；张饮江，教授（通信作者），从事水域环境生态学、水环境科学与工程和水域景观工程学等研究，[e-mail]。基金项目：国家水专项（08zx07101–005–01）；上海市重点学科建设项目（Y1110，S30701）。2morepressureonenvironmentfromtheperspectiveoflanduseandenvironmentalpollution.（6）Thefeedingamounthavegreatercorrelationwithexportfluxesoftotalammoniaandtritenitrogen，reaching0.94and0.89separately，whilethecorrelationwithpotassiumpermanganateindexwaslower,0.63.KeyWordsLand-basedaquaculture;emissionfluxes;ZhihuGangRiver引言随着渔业经济的迅猛发展，我国水产养殖业成为世界上养殖产量超过捕捞产量的渔业大国。但严重的环境污染也随之而来，一些中小型规模养殖场为了增加水产品产量,大量向养殖水体投放人工饵料、药物等[1]，排出高氮、磷废水，致河流、湖泊等水域氮、磷超标，致使水体富营养化，破坏了水体生态平衡与水生生物的多样性，部分养殖者只重视养殖效益而轻视水域环境保护，造成一些渔业水域发生不同程度的污染，加之水资源匮乏的现状，已使我国经济和水产养殖业发展受到严重制约。人们历来只重视水域环境对养殖的影响,而忽略了水产养殖所带来的负面影响，因此，水产养殖与水域环境的矛盾日益突出。直湖港是太湖流域14条主要入湖河流之一[2]，北通京杭运河，由滨湖区胡埭镇闾江口进入梅梁湖，介于无锡、常州两市交界[3]，其水质直接影响到梅梁湖水质。有研究表明,太湖的富营养化主要由于环湖污水直接入湖或经河流入湖,河道污染物输入是太湖流域点源、非点源污染的综合体现[4-5]。直湖港胡埭段全长9.3km，是流入太湖的重要河道。在当地传统水产养殖模式下，养殖生产自身也存在着水质劣化、连锁污染等问题，养殖过程污染物的排放对日益脆弱的自然环境的负荷愈来愈大。掌握重点河道水质污染状况，从源头上控制和减少入湖污染，才能实现太湖水变清的目标。但是目前尚缺乏有关传统养殖水质和污染负荷相关参数，不便于进行养殖指导和环境污染防治工作。针对直湖港周边陆域水产养殖传统模式下的污染问题，本研究进行了整年连续水质监测及的排水量分析，提供了主要污染物源、汇、污染特征及输送通量分析等，对于直湖港及太湖流域陆域水产养殖污染治理具有重要意义。1．实验区位2009年初先后四次对太湖流域直湖港段陆域水产养殖区域进行环境调查，摸清了当地养殖模式、品种及污染排放等基本状况，综合考虑当地养殖品种比例、污染排放特征和实验可行性等因素，选取养殖塘与养殖品种较集中的无锡市郊胡埭镇水产养殖塘实验区域，具体分布（如图1）：鳖塘、蟹塘1号、蟹苗塘、蟹塘2号、鱼塘、鱼苗塘。3图1实验监测区域示意图2．实验方法2009年2月-2010年2月，每月定期对养殖塘进水水质（直湖港）、不同养殖对象池塘内水质进行取样调查并进行水质分析，实时跟踪监测排水量。每个养殖塘设4个采样点，用Niskin采水器采集表层0.5m处水样，现场检测水温、pH值、透明度，实验室内检测总氮、总磷、硝态氮、亚硝态氮、氨氮、高锰酸盐指数、总碱度(Alk)、总硬度(HT)、叶绿素a(Chl-a)等。测定方法及评价标准均采用国家地表水环境质量标准（GB3838—2002）。3．结果与讨论3.1水质状况连续水质检测（如表1）表明：各养殖塘水质指标属于地表水劣Ⅴ类，主要污染物分别为总氮、总磷、硝态氮、亚硝态氮、氨氮、高锰酸盐指数，这与沈建军等[6]07-08年对太湖流域内水质的评价结果和江苏省水环境监测中心05-07年对直湖港地区的监测结果基本相一致。各养殖塘氮、磷污染与有机物污染较严重，各养殖塘总氮含量均较高，且主要为非溶解态氮污染，即养殖水体固体废物氮污染。鱼塘、鱼苗塘与甲鱼塘总磷含量较高，远远超过地表Ⅴ类水上限，水生植物生长稀少的蟹塘总磷含量明显偏高。根据高锰酸盐指数监测结果，水体有机污染水质指标属于地表水Ⅳ-Ⅴ类。另外，养殖水体硬度、碱度较高。4表1养殖实验塘主要水质变化情况（mg/L）水质指标鳖塘蟹塘1号蟹苗塘蟹塘2号鱼塘鱼苗塘进水总氮2.01-6.452.15-4.041.36-3.881.55-4.032.65-6.772.24-6.191.26-2.00总磷0.45-1.120.13-0.260.07-0.350.19-0.340.37-1.950.34-1.460.05-0.10硝态氮0.60-0.860.85-1.050.75-1.950.97-1.170.64-1.120.84-1.200.54-1.13亚硝态氮0.10-0.150.08-0.130.10-0.150.08-0.140.12-0.200.13-0.350.08-0.16氨氮1.24-1.841.01-1.230.85-1.140.56-1.051.24-1.421.03-1.480.31-0.65高锰酸盐指数8.64-59.668.92-53.537.09-52.948.49-55.978.23-57.068.39-58.493.54-9.14碱度134-15082-118121-138113-121117-127124-154145-226硬度CaCO3计124-226115-134105-188114-170130-228146-204134-226溶解氧2.98-4.064.10-4.584.13-4.564.05-4.753.47-3.843.12-4.215.25-5.87叶绿素a84.12-110.0835.43-75.3235.98-77.4254.74-94.6280.53-107.4353.10-99.4315.32-31.243.2养殖塘污染特征及机理鳖塘、鱼塘与鱼苗塘总氮含量随时间变化波动较大（图2），估计与投饵时间有关；蟹塘总氮含量较稳定，但始终维持在较高水平，防治对策中应考虑如何降低总氮整体浓度。鳖塘、鱼塘与鱼苗塘总磷含量较高，远远超过地表Ⅴ类水上限，且夏季总磷含量明显升高（图3），可能与太湖地区水源夏季富营养化严重有关；池塘中未栽种水生植物，与其他水生植物生长茂盛的蟹塘相比总磷含量明显偏高，说明水生植物对养殖水体磷污染的降低与去除有较大作用。根据高