摘要:乐清湾七•一塘网箱养殖已形成了较大规模产业并产生一定的经济效益。通过对乐清湾七•一塘内网箱养殖所产生的污染因素进行综合分析,针对目前存在的主要污染问题,详细地论述了防治对策,并提出了今后的发展战略与对策。
关键词:乐清湾;养殖水环境;污染;对策
中图分类号:P74
文献标识码:A
文章编号:1674-9944(2010)08-0138-04
1 引言
渔业水域泛指供发展渔业和水产养殖业使用的水域。根据中国《渔业法实施细则》的规定,渔业水域是指中华人民共和国管辖水域中鱼、虾、蟹、贝类的产卵场、索饵场、越冬场、洄游通道和鱼、虾、蟹、贝、藻类及其他水生动植物的养殖场所。因此,渔业水域作为水产经济动植物生活的环境,水质的好坏直接影响水产品的产量和品质。随着水产养殖业的不断发展,养殖密度不断增大,投饵量也随之不断加大,增加了养殖水域的承载量。虽然水产产量有了很大的提高,但是一味追求高产的措施对养殖水环境造成了很大的污染,破坏了原有的生态平衡,养殖水环境的恶化一旦超过了养殖对象的适应范围,鱼虾蟹则会处于应激状态,应激降低了它们正常的生理功能,表现为厌食、体弱、致病、甚至死亡。所以说,水产养殖的稳产高产离不开养殖水环境的调控,水质的好坏直接影响到水产品的质量和产量。
2 乐清湾七•一塘养殖概况
浅海、港湾、滩涂地带是大多数海洋生物的良好栖息地和繁殖场。由于这一地带的光照条件好、水温适宜、饵料生物资源丰富、水文条件适宜。因此,这一地带也是发展海水养殖业的优良场所。近20年来,中国海水养殖业的发展都集中在这一水域,并形成了鱼、虾、贝、藻养殖齐开发,浅海、滩涂都利用的局面。乐清湾位于浙江南部瓯江入海口北侧,原为潮流通道形港湾。东侧是玉环县,西岸是乐清市,温岭市在其湾顶,湾口是洞头县各岛屿。乐清湾系深入内地的半封闭海湾。南北长47km,东西宽15km,海域面积469km2,陆岸线长约220km。湾内水深港阔,岛屿错列。沿岸有清江、白溪、水涨、灵溪、江厦等30余条大小溪流注入湾内。乐清湾2.2万hm2的海涂是贝类养殖的天然牧场,这更是乐清湾值得骄傲的自然资源。在乐清湾有各种主要的经济鱼类20余种,其中大黄鱼是主要的鱼类资源,还有58种贝类,60种甲壳类动物,整个乐清湾水质肥沃,饵料生物丰富,利于海水养殖,是浙江省蛏、蚶、牡蛎三大贝类的养殖基地和苗种基地。七•一塘位于乐清湾的东北部,属于温岭市管辖,水域面积180hm2,江厦潮汐电站将七•一塘和乐清湾隔了开来,成了一处既相对封闭又可以实时进行水体交换的人工海域,抗风浪条件十分优越,加之其较深的水位,偏低的盐度,逐渐成了当地渔民网箱养殖的主要基地。据统计,目前七•一塘内有围塘养殖100hm2,网箱养殖2500只,滩涂养殖20hm2,浅海贝类养殖6.7hm2,年产量达2150t。
近年来,中国海水网箱养殖业发展迅猛,已成为中国渔业新兴产业的生力军。七•一塘内因其优越的地理位置,也成为网箱养殖的一块福地,养殖主要品种有鲈鱼、黑鲷、美国红鲈、鮸鱼等品种,年产量750t,收入颇丰,一度是当地人们趋之若鹜、争相投入的绝佳养殖场所。但海水网箱养殖系统作为一种高密度、高投饵的人工养殖生态系统,其输出的废物,包括残饵、代谢及排泄废物等是引发环境问题的主要污染源,再加上网箱养殖区布局不合理,通常设在水交换率较低的内湾,当养殖容量超出了海域的环境容量,就会引发一系列生态环境问题。随着养殖年限的不断增加,网箱养殖对七•一塘内的海洋生态环境的污染逐渐显现出来。人们发现养殖品种病害率增加,产量不断下降,甚至部分渔民绝收。这主要是由于当地经年累月的大规模网箱养殖,使得原本水域面积不大的七•一塘水体超负荷运载。加之当地渔民为增加收入,减少成本,普遍采用高密度放养方式,投喂大量外源性饵料、肥料等,致使水中氮、磷等有机元素含量急剧提升,水体富营养化,底质污染严重,造成水质总体恶化,养殖品种病害频发。网箱养殖的自身污染已经开始制约当地水产业的可持续健康发展。
3 网箱养殖对七•一塘内水体环境的影响
网箱养殖对七•一塘内水体环境的污染主要是导致水体各种理化因子的改变和底泥环境的污染。造成污染的主要原因是放养密度过高,投喂饵料过多,加之养殖鱼类的排泄物和残饵长期累积,使得底质污染严重,海水高度富营养化。同时由于底质的淤积,使得塘内整体水位下降,影响了潮汐电站的水体交换能力,降低了水体自净能力,进一步加剧了塘内的水质污染。
3.1 水体中pH值的变化
何悦强等人对大亚湾网箱养殖区的水环境质量调查表明,短期内的网箱养殖对海水环境的pH无明显影响[1]。刘家寿等研究指出,网箱养殖对水体环境的pH无明显影响[2]。但长期进行大规模网箱投饵养殖,由于受各种有机碎屑、残留沉淀物等的影响,水体的pH值会略有所下降。这主要是由于高密度放养的生物呼吸作用和有机物分解产生CO.2的缘故。表1的监测数据表明了同期七•一塘内的pH值较温岭其他无网箱养殖海域偏低,这也证明了网箱养殖对海水pH值的影响。
表1 温岭各海域pH值对比表
海域名称七•一塘大港湾隘顽湾石塘海域
pH平均值7.778.048.028.10
3.2 水体中溶解氧、化学需氧量的变化
七•一塘内网箱养殖投放了大量的饵料,过多的有机残饵加上鱼类自身的排泄物,沉积在海底氧化分解,消耗了水中大量的O.2,造成网箱养殖区域溶解氧明显低于非网箱养殖海域,化学需氧量则明显高于非网箱养殖区。
表2 温岭各海域表层海水DO、COD值对比表
海域名称七•一塘大港湾隘顽湾石塘海域
DO平均值/mg/dm36.127.977.176.64
COD平均值/mg/dm31.620.790.700.49
表2的数据虽然只反映了表层海水的溶解氧和化学需氧量,但是由于海底需要氧化分解大量有机质,加剧了溶解氧的消耗。暨卫东在研究马銮湾海域水产养殖自身有机污染时发现,由于大量有机物的氧化分解,水深4m以下O.2几乎被消耗殆尽,在厌氧细菌的作用下嫌氧分解,并发生脱氧过程,硝酸盐、亚硝酸盐、铵盐几乎还原为分析零值,同时产生H.2S等有毒气体,进一步恶化水体质量[3]。甘居利等在研究大鹏澳网箱养殖海域海水溶解氧浓度影响因素分析中得出,海水中DO浓度按相关程度的高低依次与以下5个环境因子的强度显著负相关(r=-0.945,p=0.025):海水温度>底质硫化物>海水亚硝酸盐>海水磷酸盐>海水氨和铵盐[4]。这也说明了夏季小水潮时候七•一塘内多次突发性鱼类大规模死亡的主要原因是由于水位较浅,海底水温急剧上升,导致溶解氧消耗过快,同时产生大量H.2S等有毒气体,污染了整个养殖环境。
2010年8月
绿 色 科 技
第8期
3.3 网箱养殖海域的富营养化
参照七•一塘内各营养盐数据(表3),根据营养水平评价公式:
E=C.COD×C.DIN×C.DIP×106/4500.
式中E为营养水平指数,当E值处于0~0.5时为贫营养,0.5~1.0是属于中营养,1.0~3.0是为高营养,≥3.0时为高富营养。C.COD、C.DIN、C.DIP分布为化学需氧量、无机氮、无机磷的测定值。可以得出6月份、8月份七•一塘网箱养殖海域的营养水平指数分别为19.96,35.80,远远超过高富营养的临界状态,属于严重富营养化状态。参照Braaten的研究发现约有20%的投喂饵料成为网箱养鱼输出的废物[5] ,结合Gowen等对网箱养殖大马哈鱼的研究表明,饵料中76%的碳和76%的氮以颗粒和溶解态进入海水[6] ,联系Wallin和Haknis在研究养殖过程中磷的物质平衡得出的结果,饲料中被鱼利用的磷只占15%~30%,约有16%~26%溶解在水中,其中51%~59%以颗粒形态存在[7]。
这说明七•一塘内的严重富营养化状态是由于网箱高密度投养所产生的大量残余饵料加上养殖生物自身的排泄物分解,产生了大量的N、P进入水体,导致整个水体严重富营养化。仅从海水水质上看该海域已经不能满足作为养殖区的使用功能,不适合继续发展水产养殖。
表3 七•一塘内营养盐监测值
监测项目6月8月
COD/mg/dm3平均1.621.68
PO.4-P/mg/dm3范围0.0603~0.07330.0867~0.1025
平均0.06770.0930
NO.3-N/mg/dm3范围0.738~0.7960.618~1.057
平均0.7730.804
NO.2-N/mg/dm3范围0.036~0.0400.074~0.177
平均0.0380.117
NH.3-N/mg/dm3范围0.006~0.0090.045~0.119
平均0.0080.110
DIN/mg/dm3平均0.8191.031
DIP/mg/dm3平均0.06770.0930
3.4 网箱养殖对底质的影响
高密度网箱养殖过程中,过量投入有机物质是造成底质和水质环境恶化的首因。残饵、养殖鱼类的排泄物、死亡有机体的残骸等不断的在沉积物中积累,导致养殖区域底质环境发生一系列的物理、化学、生物反应,从而影响着整个水体环境。据估计,有机废物在网箱养殖附近的水体中以3kg/m2•a的速率沉降,而在网箱底部的沉积速率则高达10kg/m2•a[8]。乐清湾七•一塘网箱养殖多年,鲜有机会清淤,由此带来的直接后果是“海底上升”,网箱养殖海域的水位降低,进而影响整个海域的水体交换能力和降低海水的自净能力。同时网箱底质中的有机物在海底环境作用下,分解出大量的富含C、N、P等元素的化合物,加重了水体有机负担,加剧了水体富营养化,为各种病原体、细菌的滋生繁殖提供适宜的条件,从而造成养殖鱼类病害频发,死亡率急剧上升。同时渔民们为了防范和治疗各种鱼病,广泛在有机饵料中添加各种抗生素和其他化学添加剂,以提高养殖鱼类的疾病抵抗能力和各种病害的治愈率,养殖海域存在着严重的药物滥用现象。有数据表明养殖鱼类对抗生素的吸收只占20%~30%, 70%~80%的抗生素则直接进入了海水环境中[9]。抗生素的广泛使用虽然能提高鱼类对病原体的抵抗能力,但长期使用则容易使底质中的细菌病原体等抗药性增强,甚至产生耐药菌株,从而导致药效减弱或完全无效的现象[10],这也是近几年七•一塘养殖户普遍反映鱼病难治的一个原因。此外,网箱养殖带来的各种沉积物,在海水底部发生各种分解反应,消耗了大量的O.2,造成海底缺氧,导致各种厌氧细菌滋生,特别是厌氧性硫酸盐还原菌的大量繁殖,导致了沉积物中硫化物含量的积累和升高,进而加剧了底质的污染,降低了鱼类的免疫能力。同时在缺氧环境下,无机氮的反硝化作用加强,产生的N.2和N.2O进入大气,其中N.2O属于温室气体,能破坏平流层中的臭氧,这一点引起了越来越多的学者关注[11]。
4 网箱养殖污染的防治措施
4.1 科学规划,合理清淤
乐清湾七•一塘内网箱养殖海域养殖老化现象十分严重,海水富营养化,底质淤泥按照10kg/m2•a的平均速度计算,已经超过了200kg/m2,污染问题突出,水位降低明显,已经到了非清淤不可的地步。七•一塘内养殖合作社应加强和潮汐电站的协作,共同制定出一份科学的清淤规划,统一行动,合理清淤。海底清淤不仅能快速清除底质污染,加深水位,增强海水的交换能力,提高海水自净力,而且可以增大江厦潮汐电站发电库容,提高潮汐电站年发电量。
4.2 控制养殖网箱数量,优化网箱养殖结构
七•一塘内的狭小海域面积决定其网箱养殖容量是有限的,一味的增加网箱数量,不仅不会提高收益,相反会增加海水负荷,导致污染加重,从而减少收入。因此,必须针对水体不同的使用功能,对养殖水面进行科学规划,确定水体对网围精养或网箱养殖的负载能力。并综合利用各种相关的数学模型,参照最新的研究成果,最终确定水体的养殖容量,以便科学规划养殖水面,尤其合理确定网围、网箱面积、网箱密度等。根据水流、水位,对网箱设置进行合理布局,科学搭配养殖品种,优化养殖结构。加强养殖鱼类科学配方管理,合理投饵,适量投放抗菌素和激素,在达到高产高收目的的同时,实现养殖水体的可持续利用。
4.3 推广配合饲料,倡导节能减排
在目前的网箱养殖中,主要还是采用小杂鱼饲喂,小杂鱼饲喂鱼类会破坏自然资源,最终导致供应不足,生态平衡失调,饲料效率低下,易造成水质污染,且易带来病原菌,导致疾病流行。因此,重点网箱养殖区要制定节能减排措施,积极应用“软颗粒饲料”、“膨化饲料”等海水养殖鱼类系列配合饲料,并根据不同投饵方式对海洋环境污染情况,分别制定不同的减排要求指标。开展养殖水域环境污染补偿制度试点,大力推广人工配合饲料和生态养殖模式。从而使海水水质得到明显改善。
4.4 发展生态养殖,改善养殖环境
利用生物学技术修复受污染的沉积环境和生态功能是当前治理环境污染的一大热点。我们可以尝试在生态系统各营养级上选择和培育有益和高效的生物种类,用来饲料或调控水质。目前较常采用的技术有混养一些滤食性生物、增加光合细菌、移植底栖动物、培养大型海藻等。适量放养部份滤食性动物,如扇贝、牡蛎和罗非鱼等,可滤食浮游生物,对浮游生物有下行效应的作用,可使养殖水体水质得到改善。投放光合细菌可分解沉积到表层底泥的残饵、生物粪便中的有机质,加速物质循环,改善养殖环境。重视人工放养沙蚕工作,使其摄食养殖鱼类的残饵粪便,改善底质环境污染状况。养殖一些大型藻类可吸收水中溶解的无机盐,降低养殖水体的营养负荷[12]。严禁塘内张网捕鱼作业,防止人为破坏生态平衡,切实保护各种自然生物资源,提高生态系统自身修复能力。
4.5 加强综合管理,完善养殖制度
加强同政府部门、科研单位的合作,重点开展对网箱养殖海域的海水环境质量监测,结合实测数据,实时改进相关改善环境的措施。加强对上游及周边一带围塘养殖的监督力度,一旦发现围塘养殖户使用禁用鱼药清塘偷排,及时向相关部门举报取证。加强环境保护宣传力度,提高渔民海洋环保意识,依靠养殖合作社,完善相关养殖制度,督促渔民规范养殖技术,做好养殖记录,禁止乱丢死鱼、乱倒废料等污染海域环境的行为。
参考文献:
[1]何悦强,郑庆华,温伟英,等.大亚湾海水网箱养殖与海洋环境相互影响研究[J].热带海洋,1996,15(2):22~27.
[2] 刘家寿,崔奕波,刘建康.网箱养鱼对环境影响的研究进展[J].水生生物学报,1997,21(2):174~184.
[3] 暨卫东.厦门马銮湾有机污染富营养化状况下的生化关系[J].海洋学报,1998,20(1):134~143.
[4] 甘居利,林 钦,黄洪辉,等.大鹏澳网箱养殖海域海水溶解氧浓度影响因素分析[J].海洋环境科学,2004,23(3):1~3.
[5] Braaten B.Polluntion on Norwegian fish farms[J].aquacuture Ireland,1983(14):6~7.
[6] Gowen R J,Bradbury N B.The ecological impact of salmon farming in coastal waters a review[J].oceanogr marbio l ann rew,1987(25):563~575.
[7] Walain M,Hakason L.Nutrient loadingmodels for estimating the enviromment effects of marine fish farm[J].in marine aquaculture and environment,1991(22):39~55.
[8] Wu R S S,Mackay D W,Lau T C.Impact of marine fish farming on water quality and bottom sediment:a casestudy in the sub-tropical environment[J].marine environ-mental research,1994(38):115~145.
[9] Samuelsen O B.Degradation of oxytetracycline in seawater at two different tempera-tures and light intensities and the persistence of oxytetracycline in the sediment from a fish farm[J].aquaculture,1989(83):7~16.
[10] Cheloss E,Vezzullt L,Milano A.Antibiotic resistance of bentic bacteria in fish-farm and control sediment of the Western Mediterranean[J].aquaculture,2003(219):83~97.
[11] Kim D H,Malsuda O,Yamamoto T.Nitrification,denitrification and nitrate reduction rates in the sediment of Hiroshima Bay,Japan[J].J of Oceanogr,1997(53):317~324.
[12] 董双林.论海水养殖的养殖容量[J].青岛海洋大学学报,1998,28(2):253~257.