水库网箱养鱼对水质的影响及防治对策

程素珍,许尚杰,刁汇文

(1.山东省水利科学研究院,山东济南2500132;2.山东省海河流域管理局,山东 济南2500132)

1 水库网箱养鱼现状及水质情况

山东的水库大部分建设在20世纪60、70年代,由于受当时的经济条件的限制,库区移民多数就地安置,土地贫瘠,生活条件落后。改革开放后,为增加移民收入,库区网箱养鱼就成为增加人民收入的途径。水库网箱养鱼从20世纪80年代末开始兴起,起初只是在水库岸边零星投放网箱,用网箱养殖鲢鱼、鳙鱼等滤食性鱼类,数量不大。从20世纪90年代初期开始养殖规模迅速扩大,养殖品种逐渐增加,鲤鱼、鲫鱼等吃食性鱼类也开始出现。由于管理不到位,在网箱养鱼的水库,网箱几乎遍布整个水库库区,如周村水库网箱养殖面积高峰时达到了库区水面面积的20%,总数约有1万余箱,其中吃食性鱼类鲤鱼、鲫鱼有3 000箱左右(主要是鲤鱼),滤食性鱼类鲢鱼、鳙鱼有7 000箱左右。高密度的网箱养鱼,向水库中投放了大量的饵料,其中一部分营养盐被水溶出直接进入水体,一部分被鱼类吸收,随鱼体而离开水体,另一部分则沉积在水库底质中,造成二次污染。由于网箱放置远远超过了其承载能力,导致水质严重恶化,并伴有强烈的腥臭异味,严重影响人们的正常生活和身体健康。

2 网箱养鱼对水质污染的原因分析

北方水库多数为多年调节的水库,上游来水量少,且集中在汛期,其余月份基本没有来水,造成水体交换差,承载力低,极易受到污染。网箱养鱼就是人为地在一定范围内的网箱中投入饲料,饲养各种水生生物的活动。网箱养鱼对水质的污染主要来自投放的饵料、肥料、药剂以及鱼类的排泄物、底质释放等几个方面。

2.1 饵 料

养鱼生产需昼夜多次投饵,有大量外源性饲料的投加,投放的人工饵料包括植物性饵料、动物性饵料以及各种添加剂。植物性饵料以豆饼、花生饼、麸皮等为主,蛋白质含量丰富,其含量分别为40%～45%、40%～49%、12%～17%。动物性饵料以鱼粉、骨粉等为主,是钙、磷等元素很好的补充饵料,每千克含钙290 g～360 g,磷120 g～150 g。

用人工配合饲料每生产1 kg鱼,约有800 g有机物、70 g氮和14 g磷通过各种形式进入水体,导致水域富营养化[1]。国内外有关文献表明[2,3],投喂的饵料只有25%～35%用于增加鱼类体重,65%～75%残留于养殖水域环境中,而造成水质污染。在损失的饵料中,有15%～30%在投喂过程中因粒度过细、投喂量过大、投喂方法不当、颗粒破碎后溶于水、粒度同鱼类摄食口径不同等原因而损失,部分溶解于水中,部分沉积于水底。大量残饵对水环境的影响较大,主要是由于有机物、氮、磷等对养殖环境和天然环境造成的污染。

2.2 肥 料

滤食性鱼类鲢鱼、鳙鱼网箱养殖主要食水库中天然饵料,包括草类、水中浮游的动植物和水生植物等。在网箱养殖过程中,为了保障水中各类营养物质的含量,通常需向水体投放各种肥料,以促进水中天然饵料生物的大量繁殖,为鱼类提供丰富的饵料,提高产量,对于网养滤食性鱼类增产效果明显。

施用的肥料包括有机和无机两大类。有机肥料有绿肥、畜禽粪便及生活污水,无机肥则包括氮、磷、钾、钙、硅等化学肥料。这将迅速加重水体的污染,促进水体的富营养化,特别是对于静止水体的水库更为明显。

2.3 鱼病防治药剂

为预防鱼类疾病,防治病害,消除敌害生物,消毒和抑制污损生物等,常常要施用各种消毒剂、抗生素、杀寄生虫剂、各类激素和疫苗。这些化学药剂在使用时有一部分直接用于网箱消毒和鱼体消毒,有一部分直接添加到饲料中。这两部分在使用时都直接排入水体,达到一定浓度时就会对水体造成污染。这些有机化学药物所造成的污染还会导致下游地区的取水安全,甚至在该水域的水生生物体中积累下来,导致食用这些水产品的人慢慢中毒。

药物在杀灭病虫害的同时,也使水中浮游生物有益生物受到抑制,杀伤或致死,造成微生态失衡,一些低浓度或性质稳定的药物残留可能会在一些水生生物体内积累并通过食物链放大,对整个水体的生态系统乃至人体造成危害。

2.4 鱼类的排泄物

通常认为鱼类对所摄食的饵料有20%～30%以粪便形式进入水域环境中。日本学者的研究发现[4],采用网箱淡水养殖鲤鱼,使用蛋白质含量36%的粗饵料,饵料系数为1.4,喂养后通过尿、粪进入水体的氮磷含量分别为62.3%和22%,进入底泥中的氮磷含量分别为5.8%和48.2%。每吨鱼在喂养1.4 t饵料后产生的粪便达0.45 t(干重)。此外还发现,若以BOD5计算,每千克鲤鱼每天将排放3 g～5 g。而排出的一半是氨,每千克鲤鱼每天排氨300 mg。由此可推断,水库库区长期大量的网箱养殖鱼类排放粪便所造成的二次污染是很大的。

网箱养鱼对底部沉积物最明显的影响在于有机物的积累及底质向缺氧状态转变。经过一定时期的养殖后,大量的残饲料、有机肥料、鱼类的排泄物等无法及时分解,不断沉积在底部,由于水体下层氧气浓度低,沉积的底质在厌氧条件下分解,产生大量还原物质,不断向水体释放出氮、磷、有机酸等物质,使pH值下降,并向周围水域扩散,造成水体富营养化。

3 网箱养鱼对水库水质的影响

3.1 对水质的影响

为了分析网箱养鱼对水库水质的影响程度,在周村水库设置了观测点,分别在水库的鲢鱼、鲤鱼网箱中布置监测点,另外在距离网箱较远的水库大坝附近选取一处地点作为对照点,取样监测高锰酸钾指数、总氮、总磷、溶解氧,分析网箱养鱼对水质的影响;同时,还分别在距离网箱50 m、100 m、200 m处布置监测点进行监测,分析网箱养鱼对不同距离水质的影响。

表1的监测结果表明:网箱内水体中总氮、总磷的浓度均高于对照点的浓度,特别是总磷的浓度比对照点增加幅度达到了116%以上,高锰酸钾指数浓度与对照点的浓度基本一致,溶解氧浓度变化与总氮、总磷恰好相反。这说明网箱养鱼增大了水体中TN、TP的浓度,同时降低了水体中的溶解氧的含量,而对水体中的有机物总量(以高锰酸钾指数计)的影响不明显。

表1 监测项目含量统计表

3.2 对水质范围的影响

网箱养鱼不仅影响网箱养殖区的水质,还影响到附近较大水域的水质。例如周村水库库区呈河道式,库湾不发达,网箱区全部布设在水库中央。由表2可见,在0m～200m范围内,总氮、总磷的浓度随距网箱距离越远有降低的趋势,溶解氧变化趋势相反,因此网箱在周围至少200 m以内形成了污染区域。

表2 监测项目含量与距网箱距离关系统计表

3.3 网箱养鱼对底质产生的影响

网箱养鱼对底部沉积物最明显的影响在于有机物的积累及底质向缺氧状态转变。张敏等[5]研究了网箱养殖对东湖沉积物有机质含量等的影响,结果表明,东湖养殖罗非鱼的网箱下沉积物中有机质和可酶解磷(PHP)含量以及碱性磷酸酶活性(APA)均显示增高。王立明等[6]研究了网箱养鱼对潘家口水库底质的影响,网箱底部有机质含量2.14%,氮含量0.146%,含量明显偏高,网箱底部底质中有机质和氮的含量随着与网箱距离的增大而降少,距离网箱10 m处的含量仅相当于网箱底部的50%左右。底部有机物的积累造成底质缺氧,在缺氧的条件下,底质中会释放大量有毒气体,如H2S、NH3、CH4等。Enell等估计,淡水网箱底质中NH3的释放速度是网箱区外底质中NH3释放速度的2.6～3.3倍[7～9]。

4 降低网箱养鱼污染的途径和对策

4.1 妥善解决库区居民的生活

水库建设之初有部分居民采取后靠的形式安置在库区,网箱养鱼是库区居民的主要收入来源。只有通过合理的农业产业结构的调整,发展生态型的农业经济,妥善解决库区居民的生活问题,才是解决水库网箱养鱼污染的最根本途径。

4.2 加强库区水产养殖的管理力度

为了保证库区养殖的可持续发展和良好的渔业生态环境,应成立水库运行管理单位和地方政府职能部门参加的工作组,建立库区综合管理的协作机制,从宏观上加以调控和指导,不能盲目扩大养殖面积和追求产量,以资源和环境承载力的调查为基础,对养殖水面进行科学规划,科学确定水域养殖负荷;提出保护库区环境和生态的管理框架,制定网箱养鱼的管理办法。

4.3 合理规划养殖、改变养鱼观念

在水产养殖中要兼顾渔业生产和环境保护,兼顾渔业产量和优质高效,大力发展“保水渔业”,就是以保护水环境为最终目的,选择适当的鱼类放养,以改善淡水水域的鱼类种群组成,做到“以鱼治水”或“以鱼养水”。并且从水质保护的角度来确定渔业的环境容纳量,进而提出最佳的渔业规模和渔业方式,确保水域良好的生态环境和永续利用。

4.4 优化养殖方式和结构

由于大多数水产养殖废物来自饵料,采用科学的饵料配比和喂养方法可以大大减少饵料的投放量和损失量,从而减少营养物质的输入。按季节变化、鱼体重、水温、溶解氧的含量等指标,科学调整投喂率和投喂量以及投喂的时间,降低饵料在水中的流失所造成污染。实行多品种混养,充分利用天然饵料,发挥鱼类之间的互利作用。加大滤食性鱼类的投放量,有利于消化由于富营养化增加的浮游生物量,可以避免浮游生物过量增加而造成的二次污染。

[1]汤叶涛,贾后磊,温琐茂,等.网箱养殖对水环境的影响[J].水利渔业,2003,23(1):47-48.

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[4]日本水产会.浅海养殖自身污染[M].东京:恒星社厚生阁,1987.

[5]张敏,李建秋,周易勇.网箱养殖对东湖沉积物有机质含量以及磷的酶促水解与吸附行为的影响[J].水产学报,2002,26(6):510-518.

[6]王立明,刘德文.网箱养鱼对潘家口水库水质的影响分析[J].河北渔业,2008,(6):24-28.

[7]陈小江,沈子伟,胡家文,等.网箱养殖与水环境相互作用关系的研究进展[J].中国水产,2007,36(2):76-78.

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