浙江省典型淡水养殖区水体质量评价

郑重莺，吴洪喜，黎 飞，杜 伟

(浙江省水产技术推广总站，浙江 杭州 310023)

浙江省典型淡水养殖区水体质量评价

郑重莺，吴洪喜，黎 飞，杜 伟*

(浙江省水产技术推广总站，浙江 杭州 310023)

基于2011—2015年浙江省渔业水质监测与评估专项检测数据和《渔业水质标准》(GB 11607—1989)、《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)Ⅲ类水质标准，采用单因子和综合指数分析法，对浙江省嘉兴、湖州、绍兴、杭州、金华、衢州、丽水、温州等8个地区中的典型淡水养殖水体质量进行分析和评价。结果表明，某一季节或某一地区水体中总磷、石油类、总大肠菌群、高锰酸盐指数、氨氮、重金属铜或锌等单个项目超标现象较为普遍，超标程度依次为总磷、pH值、石油类、总大肠菌群、高锰酸盐指数、氨氮、铜、锌、氟化物和挥发酚；各养殖区水体的历年总体质量除温州苍南江南养殖区为及格或中等外，其他均处于优良或以上水平。全省典型淡水养殖区水体总体质量(基于8个典型淡水养殖区数据)，除2014年存在少数检测点为及格外，其他年份所有检测点均在中等或以上，且良和优等级约占90%。据2015年首次对上述养殖区水样进行磺胺类、喹诺酮类、青霉素类、头孢类和红霉素等 5大类42种抗生素的筛查结果，检出了磺胺甲噁唑、磺胺间甲氧基嘧啶、磺胺吡啶、磺胺氯哒嗪、恩诺沙星等5种药物，其中磺胺类和喹诺酮类抗生素残留较为普遍。可见，水体中抗生素药物残留已经不可忽视。

淡水养殖区； 水体质量； 抗生素； 残留

浙江省是我国渔业重点省份，内陆水系众多，水量充沛，气候适宜，淡水养殖业较发达。据官方部门统计，2015年全省淡水养殖总产量达102万t，总产值达227.5亿元。淡水养殖已成为浙江农业和农村经济一大支柱产业，在农业和农村现代化建设中具有重要地位。但随着工农业经济不断发展，生产和生活污水对淡水渔业水域环境的影响也日益加重，淡水养殖水域环境质量日趋严峻，污染事故时有发生。2015年，全省因水体污染受灾的淡水养殖面积达637 hm2，水产品损失达828 t，直接经济损失177万元。可见，养殖用水污染已成为水产养殖业的头号杀手。如何防范养殖水质污染已成为当今渔业和环境主管部门的主要工作。

本文基于2011—2015年的水质检测数据，分别采用单个水质指标和综合水质指数，对浙江省8个典型淡水养殖区的水质状况做了分析和评价，可作为相应水域水产养殖规划和可持续发展的重要依据。

1 数据来源与分析评价方法

1.1 数据来源

数据来源于2011—2015年浙江省渔业水质监测与评估专项。专项组在浙江省嘉兴汾湖养殖区、湖州菱湖前口漾养殖区、绍兴洋湖泊养殖区、杭州千岛湖(大型水库)养殖区、金华金东水库群养殖区、衢州江山碗窑水库养殖区、丽水石塘水库养殖区、温州苍南江南养殖区等8个不同区域(总检测面积约60 900 hm2)，设置了42个水样采集点(图1)。每年春(4—5月)、夏(7—8月)、秋(10—11月)、冬(12月至次年1月)4个季度各采样1次。检测项目有水温、氯度、透明度、总大肠菌群、pH值、悬浮物、溶解氧、高锰酸盐指数、氨氮、总磷、氟化物、挥发酚、石油类、铜、锌、铅、镉、镍、铬(六价)、汞、砷、叶绿素a等项目22个，2015年还增加了磺胺甲恶唑、磺胺间甲氧基嘧啶、磺胺吡啶、磺胺氯哒嗪、恩诺沙星等42种抗生素药物等项目。

图1 浙江省8个典型淡水养殖区的地理位置

1.2 数据分析与评价方法

1.2.1 水体质量单个项目

pH值的标准指数计算方法如下：

当pHj=7.0时，SpH.j=(7.0-pHj)/(7.0-pHsd)；

当pHj>7.0时， SpH.j=(pHj-7.0)/(pHsu-7.0)；

当pHj<7.0时， SpH.j=(7.0-pHj)/(7.0-pHsd)。

式中：SpH.j表示pH在第j取样点的标准指数；pHj表示j取样点水样pH实测值；pHsd表示评价标准规定的下限值；pHsu表示评价标准规定的上限值。

溶解氧标准指数计算方法如下：

当DOj≥Dos时，SDO.j=|Dof-Doj|/(Dof-Dos)；

当DOj

DOf=468/(31.6+T)。

式中，SDO.j表示饱和溶解氧在第j取样点的标准指数；DOf表示饱和溶解氧浓度，mg·L-1；DOj表示在j取样点水样溶解氧的实测浓度值，mg·L-1；Dos表示溶解氧的评价标准，mg·L-1；T表示水温，℃。

水体中pH、溶解氧、氟化物、挥发酚、石油类、铜、锌、铅、镉、镍、汞、砷、总大肠菌群数质量评价以《渔业水质标准》(GB 11607—1989)中的标准值为准，高锰酸盐指数、氨氮、总磷、铬(六价)采用《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)Ⅲ类水质标准值。

环境中污染物单向污染指数计算方法如下：

Pi=Ci/Si。

式中，Pi为环境中污染物i的单项污染指数；Ci为环境中污染物i的实测值；Si为污染物i的评价标准。

Pi(SDO.j、SpH.j)>1表示指标超过了相应的水质评价标准，已不能满足相应的使用要求，判定为不合格；Pi(SDO.j、SpH.j)≤1，表示指标未超过了相应的水质评价标准，判定为合格。区域性监测检出率占样品频数的1/2以上，未检出部分取检出限XN的1/2量参加污染指数统计运算。区域性监测检出率占样品频数的1/2以下，未检出部分取检出限XN的1/4量参加污染指数统计运算。

1.2.2 水体总体质量的评价方法

水体总体质量采用指数法(WQI)评判，其内容包括3个因子。因子1(F1)代表的是所评价的时间段内，不符合环境质量标准的要素的百分比。

式中，NV为拟评价要素的总数，NV′为未达到环境质量的要素数。

因子2(F2)代表的是不符合环境质量标准的测定结果的百分比。

式中，NT为所有拟评价要素的总测定次数，NT′为未达到环境质量的测定次数。

因子3(F3)代表的是不符合环境质量标准的测定结果偏离环境质量标准的程度。当环境质量标准为不得大于目标值时：

式中，Di为第i个超标测定值的污染指数值；NMi为超标要素的测定值；MSi为该超标要素的环境质量标准值。

当环境质量标准为不得小于目标值时：

加和所有的未达到环境质量标准的测定结果的超标程度，并除以总的测定次数(包括达标的和未达标的测定次数总和)：

F3的求算公式为：

CCME的水质综合指数(WQI)的求算公式为：

当95≤WQI≤100时，水体质量为优，说明水体保护良好，水体环境未受到威胁或损伤，环境质量状况非常接近天然或原始水平。当80≤WQI<95时，水体质量为良，说明水体保护良好，水体环境受到的威胁或损伤程度很小，环境质量状况很少偏离天然或理想水平。当65≤WQI<80时，水体质量为中，说明水质得到保护，水体环境有时会受到威胁或损伤，环境质量状况有时偏离天然或理想水平。当45≤WQI<65时，水体质量为及格，说明水体环境质量经常受到威胁或损伤，环境质量状况经常偏离天然或理想水平。当0≤WQI<45时，水体质量为差，说明水体环境质量几乎总是受到威胁或损伤，环境质量状况通常偏离天然或理想水平。水质状况年际比较以评价年水质质量等级为评价依据，等级相同为持平，等级向好为好转，等级向差为恶化。

2 水体质量分析与评价

2.1 水体质量单个项目

2.1.1 总磷

浙江省8个典型淡水养殖区水体中的总磷含量基本上介于Ⅲ至劣Ⅳ之间，且随季节变化影响较少。湖州前口漾外荡养殖区总磷含量较其他地区略高，2014年总磷全年均值处劣Ⅳ类。温州苍南江南外荡养殖区水体中总磷含量明显高于其他地区，年平均含量在0.277～0.750 mg·L-1，污染指数最大值出现在2013年春季，为4.40，降到劣Ⅴ类水质(图2)。

图2 水体总磷年平均含量

2.1.2 pH值

根据《中华人民共和国国家标准渔业水质标准》(GB 11607—1989)淡水渔业水域的标准pH值应该在6.5～8.5。5年调查结果发现，8个典型淡水养殖区中大部分水体全年pH值均符合渔业水质标准，只有个别水库在某一季节的pH值高于渔业水质标准。如衢州碗窑水库2011年夏季pH高达9.43；金华金东水库2014年春季pH高达10.3。

2.1.3 石油类

浙江省8个典型淡水养殖区水体中石油类含量基本上介于Ⅲ至Ⅳ之间，夏、冬季略高于其他季节(图3)。温州苍南江南外荡养殖区要比其他地区高，年平均值在0.116～0.224 mg·L-1，常年处于Ⅲ～Ⅳ的超标状态，其中2014年夏季污染指数最大，达6.91。2015年，嘉兴汾湖、湖州前口漾、衢州碗窑水库、丽水石塘水库和温州苍南江南外荡养殖区的石油类含量较前3年有较大升幅。

2.1.4 总大肠菌群

8个典型淡水养殖区中多数水体总大肠菌群含量，夏、秋季节较高，冬、春季较低，但仍符合《渔业水质标准》要求，微生物污染在可控制范围内。从区域分布来看，水体中总大肠菌群含量，温州苍南江南外塘养殖区较其他地区高，极端值出现在2014年春季。从历年数据来看，其中2015年浙江省8个典型淡水养殖区中有6个养殖区水体中总大肠菌群含量高于往年，占全部养殖区的75%(图3)。

2.1.5 高锰酸盐指数

高锰酸盐指数结果见图5。除温州苍南江南养殖区外，其他养殖区的高锰酸钾指数年均符合地表水Ⅲ类水质标准。温州苍南江南养殖区2011—2014年平均值5.59～9.46 mg·L-1，处于劣Ⅲ至Ⅳ类之间，污染指数最大值出现在2014年春季，达2.34。2015年又有明显回落迹象，年平均值首次符合地表水Ⅲ类水质标准。

图3 水体中石油类年平均含量

图4 水体中总大肠菌群年平均含量

图5 水体高锰酸盐指数年平均值

2.1.6 氨氮

从氨氮年平均值看，只有温州苍南江南养殖区水体中氨氮含量较高，年平均值在0.51～3.44 mg·L-1，属劣Ⅲ～劣Ⅴ类水质，污染指数最高值出现在2014年春季，高达8.79。其他养殖区水体中的年平均值均符合Ⅲ类水质标准(图6)。

2.1.7 主要重金属含量

数据显示，浙江省8个典型淡水养殖区水体中的铅、镉、镍、铬(六价)、汞、砷等重金属含量均处于较低水平，符合渔业水质标准。铜、锌元素只有在湖州菱湖前口漾外荡和温州苍南江南外荡2个养殖区水体中含量略有超标，其他养殖区水体中的含量均符合渔业水质标准。根据季节性肯达尔检验方法，对这2个区域5年监测数据进行趋势性分析，结果表明湖州菱湖前口漾养殖区水体中上述重金属含量均符合渔业水质标准，但水体中的铜含量在冬季和锌含量在秋季均有所上升；温州苍南江南外荡养殖区水体中的铜含量呈下降趋势，锌含量呈上升趋势，其他重金属含量基本平稳(表1)。

图6 水体中的氨氮含量年平均值及其比较

表1 2011—2015年两养殖区水体重主要重金属的变化趋势

注：↓表示水体中重金属含量下降；↑表示水体中重金属含量上升；-表示无变化

2.1.8 药物残留

根据2015年对浙江省8个典型淡水养殖区60批次水样对磺胺类、喹诺酮类、青霉素类、头孢类和红霉素等 5大类42种抗生素的筛查结果，检出磺胺甲噁唑、磺胺间甲氧基嘧啶、磺胺吡啶、磺胺氯哒嗪、恩诺沙星等5种药物，其中20个水样检出磺胺甲噁唑，含量为22.3～3.6 ng·L-1；14个水样检出磺胺间甲氧基嘧啶，含量为32.3～76.3 ng·L-1；10个水样检出磺胺吡啶，含量为18.9 ～41.9 ng·L-1；6个水样检出磺胺氯哒嗪，含量为18.8 ～30.6 ng·L-1；4个水样检出恩诺沙星，含量为94.2 ～113.2 ng·L-1。

从浙江省8个典型养殖区水样中检出的药物种类看，磺胺类和喹诺酮类抗生素是最主要的残留药物。杭州千岛湖、衢州碗窑、丽水石塘3个水库养殖区的22个水样中未检出筛查药物，嘉兴汾湖、绍兴洋湖泊、金华金东3个水库(山塘)、湖州菱湖前口漾等4个养殖区的22个水样中检出5种筛查药物，检出率达到总水样品50%。

2.2 水质综合评价

2.2.1 各养殖区水体总体质量评价

采用单因子评价方法，对2011—2015年的单个水质检测项目数据进行分析，超标(Pi>1)较多的水质项目依次为总磷、pH、石油类、总大肠菌群、高锰酸盐指数、氨氮、铜、锌、氟化物、挥发酚(表2)。

表2 水质各项目超标水样数统计数

对全省8个典型淡水养殖区历年水体总体质量的综合指数法分析结果显示，除温州苍南江南养殖区水体质量为及格或中等外，其他所有养殖区水体总体质量历年均达到优良以上(表3)。

表3 水体总体质量评价结果

对全省8个典型淡水养殖区2011—2015年水体总体质量分析结果显示，除2014年存在少部分为及格外，其他年份均在中等或以上，且良和优等约占90%(图7)。

图7 水体总体质量评价

3 污染源分析

3.1 工农业、旅游和生活污水等外源性污染物

石油类主要来源是陆上的生活污水、工业废水，以及河道中运输船、客轮等船舶压仓水、水上渔排等，近年来以水库和养殖塘为依据发展起来的渔家乐给周边水域带来了新污染。丽水石塘水库一直以来养殖鲢、鳙，养殖过程不投饵料，周边主要以农业种植为主，2011—2014年水质综合指数均为优。2015年，坐落在该水库所在的丽水石塘镇小顺村，发展休闲渔业，全村有40%的农户在石塘水库边从事旅游、餐饮等第三产业，在水库中开了不少水上游乐、垂钓、摄影等休闲活动场所，2015年对其水质检测结果显示，石塘水库水体的总磷、石油类、总大肠菌群等指标不合格率明显上升，水质综合指数等级降为良(图8)。

图8 丽水石塘镇小顺村水域主要污染物指标情况

高锰酸盐指数是反映水体受有机污染物和还原性无机物质污染程度的综合指标。高锰酸盐指数越高说明水体受污染程度越大。苍南江南外荡养殖区位于钱库镇附近，周边以农业和印刷业为主，农业化肥、印刷业产生的废水在处理不达标情况下直接排放等均极易造成周边河道有机污染物超标。这些外源污染源进入养殖水体后在微生物生化降解过程中需消耗大量溶解氧，并释放硫化氢、氨氮等有害物质，引起水体缺氧或富营养化，导致养殖生物发生病害或死亡，给养殖者造成巨大经济损失。

重金属由是外源污染物之一，生物体长期暴露在高剂量重金属水体中不仅可直接引起养殖生物中毒死亡，而且因生物体对中金属具有富集作用，不仅影响了水产品的质量，还将通过食物链影响人类健康。由于重金属子在水体或底泥中消解时间及其漫长，重金属污染影响应引起人们高度重视。

3.2 不健康的养殖模式造成的内源性污染

渔用肥料、饲料、渔用药物及环境改良剂等养殖投入品及由此所产出的固、液态废弃物(残饵、动物粪便和排泄物以及固态物质的溶出成分等)是造成养殖水体污染的另一大主要原因。投入水体的饲料通常有30%以上未被摄食，残饵沉入水底后在微生物的作用下分解，消耗溶解氧，释放氮磷营养元素，污染水质[1]。高密度、集约化、规模化养殖模式下，大量残剩饵料、肥料和生物代谢产物累积，超过了水体自净能力，导致水体富养化，研究表明，投饵和排泄对水体富营养化影响很大，网围内磷酸盐含量有比网围外高1倍[2]。苍南江南网箱养殖区2011年产量36.5 t，区内总磷年平均值为0.358 mg·L-1；2012—2014养殖年产量猛增至1 400 t时，区内总磷年平均值上升到了0.750 mg·L-1；2015年养殖年产量下降至800 t，总磷年平均值又回落至0.315 mg·L-1。可见，养殖密度增大是导致水体中总磷等含量上升的主要原因之一。相类似，水体中氨氮化合物积聚将导致水体富营养化，可引起水体中藻类爆发性增殖；抗生素残留积聚对水生动物产生急慢性毒性作用，或引起诸如耐药菌、“超级细菌”的产生以及环境菌群失调等副作用。

3.3 气候等环境因素也是引起水质恶化的因素之一

大肠菌群是水体受粪便污染的指示菌[3]，在某些条件下大肠菌群细菌在水中能自行繁殖。从2011—2015年淡水地区大肠菌群年均含量变化情况来看，2011—2014年大部分地区总大肠菌群的含量均变化不大，但2015年监测的8个区域中嘉兴汾湖、湖州前口漾、绍兴洋湖泊、金华金东水库、温州苍南江南等5个区域总大肠菌群含量明显较往年同期升高。微生物污染与气候有直接关系，气温或水温越高，水体自净能力变弱，微生物极易繁殖。浙江省气候中心发布的信息显示，受强厄尔尼诺事件影响，2015年浙江省气候年平均气温17.7 ℃，比常年偏高0.5 ℃，这可能也是导致上述养殖区水体中大肠菌群数据比往年偏高的原因。

4 防治对策

4.1 做好水产养殖区划，确保自然水域充分合理利用

各级政府对天然水体要科学地进行功能分区和规划，渔业行政主管部门需要对管辖区域内水体进行环境评价，划定适养区、禁养区及其养殖容量和养殖方式，核发养殖许可证。有关部门对水域生态环境、尤其养殖用水上游水质进行定期监测，实时监控水体质量，将上游水对水产养殖的负面影响降至最低程度。

4.2 优化养殖模式，尽可能减少养殖自身污染

坚持“生态优先”理念，在开展养殖之前对具体养殖区域环境容量进行测算和分析，估算该区域水体环境对污染负荷的承载能力，确保养殖过程中产生的污染负荷不超过水体环境的自净能力，在此基础上决定养殖品种、养殖密度和养殖模式。利用不同养殖生物的生理特性，考虑其食性及对营养利用的差异进行多品种混养，使得物质循环和能量流动有效合理，维系养殖水域生态平衡。大力推广渔业转型升级，走设施化和生态化新路子，建议多采用“轮养”“混养”“池塘内跑道式养鱼”以及陆基封闭式循环水养殖等新型养殖模式，减少外源性营养物质投入和养殖尾水排放，降低环境污染，保证水域资源的可持续利用和优良生态生态。

4.3 完善排放标准和法律体系，做到监管有法可依

由于养殖场不是随便可以移动的场所，所以受水源的影响很大，一旦遇到受污染的水源，就十分无能为力。因此，各级政府及环保、农业等有关部门加强对工农业业、生活污染的预报和监管力度，是有效制止或减少污染水源对养殖影响的重要手段[4]。

加强监管管理力度须有法可依、有据可查。我国目前涉及渔业环境质量最主要的标准有《渔业水质标准》(GB11607—89)、《淡水池塘养殖水排放要求》(SC/T9101—2007)和《海水养殖水排放要求》(SC/T9103—2007)等，《渔业水质标准》(GB11607—89)是一个不分级的、共计33项指标的单一值标准，颁布至今已有25 a，已不大适应当今复杂的环境形势。后二者执行中对是否排水、排水多少等很难监控。随着近年来信息技术和物联网的快速发展，管理部门可通过安装监控、数据并传输等手段及时了解尾水质量及其排放动态，从而从事达到有效监管。完善和严格执行《水污染防治法》《渔业法》等法律法规，建立养殖污水达标排放许可和尾水排水收费等制度，对限制或减少养殖尾水排放也能起到一定的效果。加强鱼药和环境改良剂生产和市场准入制度，可避免“非药品”类产品的生产销售中只需企标备案的现状，杜绝养殖过程中违禁药物的使用。对破坏养殖环境者，加大处罚力度，提高违法成本，与也将有利于水域环境保护成效。

[1] 杨正勇, 郭灿华, 陈清源. 我国水产养殖业内因致污的研究[J]. 生态经济(中文版), 2002(10):44-46.

[2] 彭自然, 陈立婧, 王武. 长江中下游浅水湖泊水产养殖污染现状与对策[J]. 安徽农业科学, 2010, 38(12):6467-6468.

[3] 胡睿娟. 水质污染指示菌：总大肠菌群[J]. 山西科技, 2015(5):148-150.

[4] 孙平. 水产养殖环境的污染及其控制对策[J]. 农业科技与信息, 2016, 33(15):135-136.

2017-09-18

郑重莺(1979—)，女，浙江杭州人，高级工程师，硕士，从事海洋与渔业环境生态学、水产品质量等研究工作，E-mail: zhengchong98@163.com。

杜 伟，E-mail: david-8-0@163.com。

文献著录格式：郑重莺，吴洪喜，黎飞，等. 浙江省典型淡水养殖区水体质量评价[J].浙江农业科学，2017，58(12)：2268-2274.

10.16178/j.issn.0528-9017.20171258

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0528-9017(2017)12-2268-07

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