福建海门岛海水养殖区池塘水质分析与评价

('福建海门岛海水养殖区池塘水质分析与评价周细平;沈露;吴培芳;高晓芬【摘要】SeawaterqualityinmarineaquacultureareainHaimenIslanndwasstudiedandanalyzedinJuly2015.Fourdifferenttypesoffishpondswereevaluated,including2shrimpponds,2razorclamponds,3shrimp-crabmixedculturepondsand1shrimp-shellfishmixedcultureponds.Atotalofeightindicators,includingwatertemperature,pH,salinityandsuspendedsolids,dissolvedoxygen,ammonianitrogen,copperionandcadmiumionweredetected.Accordingto“FisheryWaterQualityStandard”,theresultsofwatertemperature,pH,suspendedsolidsanddissolvedoxygenmettherequirementsofaquaculturewater;suspendedsolidsandcopperionsshowedcontamination;cadmiumionswasnon-de-tected;andsalinitywaslowerduetotherainyseason.Combinedwithsinglefactorqualityindex,syn-theticpollutionindex,thesharerateofpollutantsandprimarypollutantwhichwerecalculatedwiththoseindicators,theresultsshowedthatallthesinglefactorqualityindexexceptammonianitrogenwhichshowedcleanstatus,therestofthesinglefactorindicateddifferentdegreeofpollution,includingsuspendedsolidsandcopperioncontentexceedsbidbadly,andthecomprehensivewaterqualityindexinthemaricultureareashowedthepollutionlevelsoverall.Soitshouldbetakenintoconsiderationseri-ously.%2015年7月对海门岛海水养殖区4种类型的8个养殖塘进行水质分析，其中包括虾池2个、蛏池2个、虾蟹混养池3个以及鱼类混养池1个；检测项目包括水温(SST)、pH、盐度(S)、悬浮物(SS)、溶解氧(DO)、氨氮(NH3-N)、铜离子和镉离子共8个指标。参照《渔业水质标准》(GB11607－89)相关标准，可知该区域水温、pH、溶解氧、氨氮4项指标均符合水质标准；悬浮物、铜离子指标则显示水质受到污染；镉离子未被检出；而盐度由于雨季有所降低。基于各项指标分别计算单因子质量指数、综合污染指数、污染物分担率以及首要污染物，结果表明，单项因子质量指数除氨氮属于清洁范围，其余单因子质量指数都显示不同程度的污染，其中悬浮物与铜离子含量严重超标，且该海水养殖区水体综合质量指数总体上处于污染水平，应引起重视。【期刊名称】《泉州师范学院学报》【年(卷),期】2016(034)006【总页数】5页(P31-35)【关键词】海门岛;海水养殖;水质【作者】周细平;沈露;吴培芳;高晓芬【作者单位】厦门大学嘉庚学院环境科学与工程学院，福建厦门363105;厦门大学嘉庚学院河口生态安全与环境健康福建省高校重点实验室，福建厦门363105;厦门大学嘉庚学院环境科学与工程学院，福建厦门363105;厦门大学嘉庚学院环境科学与工程学院，福建厦门363105;厦门大学嘉庚学院环境科学与工程学院，福建厦门363105【正文语种】中文【中图分类】X82水产养殖是世界动物性食品生产中增长最快的产业[1].根据2014年OECD和FAO共同发布的《农业前景：2013-2022》中预测，全球渔业产量将从2010年的1.47亿吨增长到1.81亿吨，其中1.61亿吨直接用于人类消费[2]，人们对海产品的需求量大大增加.有关海水养殖的相关研究，王秀娟等[3]曾做中国海水养殖与海洋生态环境协调度分析，李纯厚等[4]分析过中国海水养殖环境质量及其生态修复技术研究进展，以及蒲新明等[5]研究了海水养殖生态系统健康综合评价方法与模式等.以上学者都倾向于认为海水养殖的重点在于养殖环境，其不仅影响养殖业的发展，还影响着海域生态环境、水产品质量、食品安全问题等.2015年5月，《海西晨报》报道了海门岛地区鱼虾莫名死亡的事件，引起了公众对于水产养殖过程中的安全性是否有保证的关注.海水养殖水源水质和环境的变化直接影响着海水养殖生物的生长和繁殖，从而影响食品卫生和人体健康.因此，本研究于2015年7月对海门岛的海水养殖塘进行水体环境参数的检测，调查海门岛现有的养殖模式以及养殖区域周围的生态环境，为优化海门岛现有的海水养殖模式和改善水环境质量状况提供基础资料.1.1调查区域及采样点设置海门岛位于福建省东南部，闽南金三角的漳州市龙海浮宫镇、九龙江入海口南岸，全岛面积3.69km2，是一座中小型有居民海岛.本研究选取福建省漳州龙海市海门岛作为调查研究区域，该区域的海水养殖种类主要包括虾类、蟹类、鱼类、蛏类等.根据海门岛的海水养殖状况和周围生境特征，共设置养殖塘采样点8个，涉及虾池、蛏池、虾蟹混养池和鱼类混养池4种不同类型的养殖塘，其中虾池、蛏池各2个，虾蟹混养池3个和鱼类混养池2个.1.2水样处理和数据统计分析水样的现场采集和检测按照《海洋调查规范》(GB12763.4-2007)[6]中的规定执行.每个采样点距离养殖塘边3m以外，在水面下50cm处用550mL聚乙烯塑料瓶采取水样.采集水样时用溶解氧仪测定水体中层和深层的溶解氧值、用多参数水质分析仪测定pH和表层水温.将检测所得的数据运用Excel软件分别计算海门岛不同类型养殖塘的水质情况.根据国家标准分析方法分析样品的pH值(采用STARTER2100实验室pH计)、温度、溶解氧(采用优特DO60溶解氧测定仪)、盐度(采用SALT6+盐度计)、悬浮物、氨氮、镉含量和铜含量(火焰原子吸收分光光度法采用AA3300原子吸收分光光度计).1.3评价方法采用环境污染指数评价方法，即以原始分析数据与规定的评价标准作为评价依据，计算环境质量指数来作为评价环境质量的尺度[7].1.3.1计算公式单项质量指数：Pi=Ci/Si.式中Pi为污染物i的污染指数；Ci为污染物i的实测值；S为污染物i的评价标准值.其中pH和溶解氧的单项质量指数分别采用下列各计算方法：PpH=CpH-S’pH/SpH-S’pH.式中S’pH为评价标准的最高值和最低值的平均值，SpH为评价标准的最高值或最低值，CpH为pH的实测值.PDO=10×(1.0-CDO/SDO)+CDO/SDO(当DO实测值小于DO标准值时)；PDO=(Cmax-CDO)/(Cmax-SDO)，Cmax=486/(31.6+t)(当DO实测值大于DO标准值时).式中SDO为DO评价标准值，CDO为DO实测值，t为采样点处的水温(℃).综合质量指数：I=∑Pi/n，式中n为参评指标总数.污染负荷分担率[8]：Ki(%)=(Pi/∑Pi)×100.1.3.2评价标准按《国家渔业水质标准》(GB11607-89)和《国家地面水环境标准》(GB3838-88)进行，对海水养殖区水质综合污染等级评价可依据如下：水质质量指数分别<0.2、0.2～0.4、0.4～0.7、0.7～1.0、1.0～2.0、>2.0时指示水体质量状况为清洁、尚清洁、轻度污染、中度污染、重度污染、严重污染水平.2.1基本理化指标的变化情况2015年7月，海门岛的水温(SST)、盐度(S)、pH、溶解氧(DO)、悬浮物(SS)、氨氮(NH3-N)、铜离子和镉离子的测量结果见表1.由表1可以得到：4种类型养殖塘的水温范围在27.6～28.4℃，温度变化不大，且测定的值均符合海水水质标准.pH的测定范围在7.92～8.24，不同养殖塘的pH有所波动，但根据《渔业水质标准》(GB11607-89)，4种养殖塘的pH均符合标准.各养殖塘的盐度范围在2.4%～2.7%，4种类型养殖塘的盐度均偏低，可能是由于7月连续的阴雨天气产生的雨水和地表径流的影响所致.同一个养殖塘均测定中层和深层2个深度的溶解氧值，再取平均值作为养殖塘的溶解氧值.根据《渔业水质标准》(GB11607-89)，溶解氧值应≥5mg/L，大部分的养殖塘均符合标准，其中蛏池和虾蟹混养池的溶解氧值相对较低.溶解氧含量与水温有关，水温上升会导致水体中溶解氧含量的下降，由于这两个类型的养殖塘水温较高，所以水中的溶解氧含量下降.氨氮的测定值在0.003～0.008mg/L之间，测定的值均符合渔业水质的标准.虾池、蛏池、虾蟹混养池和鱼类混养池的悬浮物含量分别为51.3、77.5、43.2和42.5mg/L.根据《渔业水质标准》(GB11607-89)，悬浮物的人为投加量应小于10mg/L，由以上数据可以看出4种类型养殖塘的水中悬浮物含量均严重超标，其中蛏池养殖塘是其他3种养殖塘的一倍多.过高的悬浮物可能导致水体透明度下降，影响水中的藻类光合作用，甚至会对养殖对象的呼吸产生影响.可能导致该情况的原因为水中存在较多没有吃完的饲料和养殖对象的排泄物，加上养殖塘中水体更新较慢，因此水中悬浮物高于标准值，建议适量投加饲料，不要过多投放.2.2重金属重金属及其化合物是蓄积性的有毒物质[9]，大多数重金属具有致癌性[10]，会严重损害人体肝、肾、消化系统[11]和神经系统[12]等，对人体生理造成不良影响以及对人体健康造成伤害.本次对海门岛海水养殖区水质状况进行调查，结果表明养殖塘中镉离子的含量极低，几乎不含有此种物质.而铜离子的含量极高，远远超过了标准值.虾池、蛏池、虾蟹混养池和鱼类混养池的铜离子含量分别为0.0259、0.0234、0.0249和0.0209mg/L.总体看来，重金属铜离子的单项指数变化范围为2.09～2.59，属于严重污染水平，应引起重视.2.3海水水质评价为了分析海门岛各类型养殖塘的水质状况，采用单项污染因子指数法和综合质量指数法对pH、氨氮、DO、Cu4项因子进行评价，评价结果见表2.在评价的4项因子中，4种养殖塘的氨氮指标均保持清洁和较清洁的水平，符合养殖水体的渔业水质标准.除了鱼类混养池的pH和虾池的DO处于尚清洁的水平外，其余养殖塘的pH和DO均处于轻度污染或中度污染的水平.污染最为严重的是铜离子，4种类型养殖塘的铜离子单项质量指数均大于2，属于严重污染水平.由表3可见：4种养殖塘中的首要污染物均为铜离子，其分担率都超过了50%.从4种养殖塘类型的首要污染物看，所有养殖塘的首要污染物均为铜离子，虾池类型中其次污染物是pH，分担率达到了16.8%.蛏池、虾蟹混养池和鱼类混养池其次污染物均是DO，其单项污染物分担率分别为20.98%、20.29%和17.59%.海门岛养殖塘水质综合质量指数计算结果显示，虾池、蛏池、虾蟹混养池和鱼类混养池综合质量指数分别为3.87、3.86、4.19和3.24，显示污染水平从大到小顺序为：虾蟹混养池>虾池>蛏池>鱼类混养池，均处于严重污染水平.铜离子含量偏高有可能是受工业废水和生活污水的影响.近年来，随着社会经济的高速发展，人类活动频繁，使九龙江的水环境问题日益突出[13].相关研究显示九龙江流域漳州市水体受城区工业废水和生活污水的污染[14-15].再加上采样近期，连续不断的阴雨天气导致陆地上不少的金属污染物经雨水冲刷后被带入海域，然后养殖户又将被污染过的海水引进养殖塘，使得每个养殖塘的铜离子含量均超标.持续的阴雨天气极易导致溶解氧不足，但是氨氮的数据正常，说明没有出现因为溶解氧低而导致池底有机质无法分解的情况.3.1海门岛4种类型养殖塘水质分析总体上来看，将各类型养殖塘的综合质量指数由高到低排序依次为虾蟹混养池>虾池>蛏池>鱼类混养池，综合质量指数均大于2，均处于严重污染水平.而从单项因子质量指数来看，大部分指标均符合标准，但由于悬浮物与铜离子的含量严重超标导致综合质量指数超标，达到严重污染水平.海门岛虾池养殖塘各类指标的均值大部分都符合标准，其中水温为27.7℃、pH为8.24，氨氮为0.0045mg/L、溶解氧达到6.92mg/L，是4种养殖塘类型中溶解氧值最高的.但悬浮物与铜离子含量严重超标，含量达到了51.3和0.0259mg/L，属于严重污染水平.海门岛对虾养殖主要为精养型，人工投饵是主要能量来源.人工投饵养殖的特点是饵料只有部分被养殖生物利用，其余则进入水体，被生物利用的饵料还有部分转化为排泄物进入水体[16].杨逸萍等报道人工投饵输入虾池的N占总输入N的90%左右，其中仅19%转化为虾体内的N，其余大部分(62%～68%)积累于虾池底部淤泥中，即使是管理得最好的虾池，也仍会有多达30%的饲料从未被虾摄食[17]，所以导致了水体中的悬浮物含量严重超标.蛏池养殖塘存在着较多的问题，除了氨氮的单项质量指数显示清洁水平以外，pH质量状况为轻度污染、DO为中度污染和铜离子为严重污染.这可能是由于近段时间雨水较多，陆地上含有较多重金属的悬浮颗粒物质经雨水冲刷后进入水体.且悬浮物含量达到了77.5mg/L，超过了标准上限的7倍之多.贝类分泌的排泄物较多，其代谢过程中排入水中的产物，一般80%是可溶性物质，其余为悬浮物.所以导致蛏池养殖塘的悬浮物含量是4种养殖塘类型中悬浮物含量最高的，且远远超过了其余3种养殖塘.鱼类养殖塘总体水质状况一般，其中DO单项质量指数质量状况为轻度污染以及铜离子属于严重污染水平，悬浮物含量也有所超标，较其他3种养殖塘悬浮物含量相对较低一些.通常1.0kg鱼类生产量可产生162g有机物粪便废物[7].鱼类排泄物、残饵等长期积累，底泥污染物的释放也会造成水体的质量状况下降.3.2污染防治与治理对策(1)合理地投放饵料，改进投饵技术.残余饵料是造成水体自身污染的重要原因，所以改良投饵技术，例如饲料颗粒的粒径、投料量等的合理考虑能从源头上减轻水体污染.一般应控制饲料颗粒直径为鱼类口径大小的20%左右，并根据养殖鱼类在不同生长阶段的营养需求量和饲料的营养水平来确定每天的投料量[7]，避免投料过剩造成水体污染.(2)进一步调整或优化养殖结构.利用动植物具备修复水体的作用，可适当地在养殖塘中投放一些藻类和蚤类等来达到改善水质的目的.例如有学者提出在海水池塘内栽培海带、江蓠等，可有效地改善水体的水质[18].再者，综合改善养殖环境.通过物理修复、化学修复等一系列修复技术来改善养殖区水体环境，达到改善水体水质的目的.常见的有换水、曝气、筛网、泼撒沸石粉等方法来吸附有害物质[19]，在污染底泥上放置覆盖物，使其与水体隔离，防止底泥污染物向水体迁移的掩蔽法等[20].利用化学制剂与污染物发生氧化、还原、沉淀、聚合等反应，使污染物从养殖环境中分离或降解转化成无毒、无害的化学形态[20].【相关文献】[1]TROELLM,HALLINGNC,CHOPINT,etal.Integratedmariculture:askingtherightquestions[J].Aquaculture,2004,226(1):69-90.[2]郝向举.全球水产养殖前景分析[J].中国水产,2015,3:39-41.[3]王秀娟,胡求光.中国海水养殖与海洋生态环境协调度分析[J].中国农村经济,2013(11):86-96.[4]李纯厚.中国海水养殖环境质量及其生态修复技术研究进展[J].农业环境科学学报,2006，25(增刊)：310-315.[5]蒲新明.海水养殖生态系统健康综合评价:方法与模式[J].生态学报,2012,32(19):6210-6222.[6]国家技术监督局.海洋调查规范：GB12763.4-2007[S].北京:中国标准出版社,2008.[7]王有基,周兵,翟旭亮.从洪湖市老湾乡养殖塘水质状况分析影响养殖水环境的几点重要因素[J].中国水产,2007(8):76-78.[8]陆书玉,栾胜基,朱坦.环境影响评价[M].北京:高等教育出版社，2001:89-95.[9]阮金山.厦门贝类养殖区海水、沉积物和养殖贝类体内重金属含量的初步研究[J].热带海洋学报,2008,27(5):47-54.[10]STEINEMANNA.Rethinkinghumanhealthimpactassessment[J].EnvironmentalImpactAssessmentReview,2000,20:627-645.[11]ELONORAW,DAWNL,RAFALK,etal.Humanhealthriskassessmentcasestudy:anabandonedmetalsmeltersiteinPoland[J].Chemosphere,2002,47:507-515.[12]LIYL,LIUJL,LIUJL，etal.EffectofEDTAonleaduptakebyTyphaoreentalisPresl:anewlead-accumulatingspeciesinsouthernChina[J].BulletionofEnvironmentalcontaminationandtoxicology,2008.DOI:10.1007/s00128-008-9447-0.[13]张莉.福建九龙江流域重金属分布来源及健康风险评价[J].中国环境科学,2014,34(8):2133-2139.[14]蔡志伟.漳州市水资源的开发利用与对策[J].水利规划与设计,2005(3):23-25.[15]郑建华.厦门市饮用水水源地环境保护的现状与建议[J].厦门科技,2007(3):31-34.[16]陈祖峰.海水养殖自身污染及污染负荷估算[J].厦门大学学报(自然科学版),200443(s1):258-262.[17]杨逸萍,王增焕,孙健,等.精养虾池主要水化学因子变化规律和氮的收支[J].海洋科学,1999(1):15-17.[18]杨中喜,杨建恒.生物修复法及其在改善养殖水体中的应用[J].安徽农业科学,2003,31(6):1032-1033.[19]李卓佳,文国梁,陈永青,等.正确使用养殖环境调控剂营造良好对虾生态环境[J].科学养鱼,2004(3):1-2.[20]籍国东,倪晋仁,孙铁珩.持久性有毒污染底泥修复技术进展[J].生态学杂志,2004,23(4):118-121.',)