刘春巧
(山东省莱阳市渔业技术服务中心,山东 莱阳 265200)
在水产养殖过程中,会产生大量废水,这些废水会对环境造成危害,甚至还会反过来影响水产品的品质。为确保水产养殖业能够健康可持续发展,必须设法解决水产养殖废水污染问题。
水产养殖过程中产生的废水非常多,对环境的污染也较为严重,水产养殖废水的来源主要有三个方面,分别为自体废水、生活和工业废水。首先是自体废水,自体废水有物理污染和化学污染两种,其中物理污染主要来源于饲料的过量使用,通常水产养殖户不会对饲料的投喂量进行精准把控,导致饲料投放过多,水产品无法吸收这么多饲料,剩余的饲料会导致水体出现富营养污染情况。而化学污染主要是指在水产养殖中,水产养殖户利用高锰酸钾等化学药剂造成的污染,这些化学药剂是存在一定害处的,如果滥用化学药剂就会导致养殖水体内的有益微生物数量下降,破坏水生环境的生态平衡。
其次,是生活和工业废水造成的污染,首先是生活污水,生活污水对水产养殖产生的原因主要是水产养殖场地的附近并没有专门的污水处置设施,这就会导致养殖人员的生活污水直接排放进养殖水中,直接对养殖水造成污染,随着养殖业的不断发展,水产养殖场地的规模越来越大,人员也越来越多,这就会进一步加大生活污水的排放,从而让养殖水的污染更加严重。而工业污水的情况主要来源于养殖场地周边的工业工厂,很多在乡村的工业企业都具备高污染特性,再加上没有足够先进的生产技术,导致产生的工业废水较多,很多工业企业会直接将工业废水排放进养殖水中,一方面会对水产品造成危害,另一方面还会对自然环境造成严重破坏。
水产养殖废水对于水产养殖的危害是非常严重的,首当其冲的就是水产品,水产养殖废水污染会对水产品的质量造成严重损害,主要体现于以下几个方面。首先是饲料方面,在很多时候养殖户为了减少成本或确保产量,对于饲料的质量和投放数量都没有进行严格控制,劣质饲料中多种化学药剂对严重危害水产品的健康,造成水产品死亡或活力丧失,从而导致水产品的质量下降,另外,劣质饲料中的一些成分会融入养殖水体,导致水体污染,从而对后续批次的水产品继续造成危害。
其次是水产养殖户的化学药剂滥用问题,水产养殖户在养殖时出于方便管理的目的,就会不顾剂量地使用高浓度药剂,这些药剂因为超过标准的数值,就会导致其中的重金属元素富集到水产品的体内,如果人食用了这些富集重金属元素的水产品就会导致重金属中毒或其他慢性损伤。研究表明,通常富集在水产品体内的重金属元素多为铅、汞、铬等元素,这些元素都是对人体有着剧烈毒性的元素,对人体有着重大危害。
另外是生活污水的污染问题,由于很多时候养殖户会直接将生活污水排放至养殖水体中,这就会导致养殖水体中细菌超标,可能会导致水产品生病从而引起水产品死亡或质量下降,另一方面,生活污水中可能会携带寄生虫,这些寄生虫也能寄宿在水产品的体内,一旦人食用这些有寄生虫的水产品,就很有可能感染寄生虫,从而危害人们的健康。
集约化养殖模式是现如今水产养殖业主要采用的养殖模式,这样的养殖模式会导致养殖水体中水产品的密度很高,水产品的代谢物数量要远远高于自然环境,这些代谢物会在分解过程中大量消耗养殖水体中的氧含量,释放大量的氨和氮,这会严重破坏养殖水体的生态环境,养殖的时间越长,养殖水体中有机物污染的情况就会越发严重,长此以往,就会导致氨氮以及亚硝酸盐等在水体中不断增加,而水体中的溶解氧会不断减少,水体中大量的细菌微生物繁殖,造成养殖水体富营养化,很多养殖场地的水体和自然水体是联通的,富营养化的水体进入自然水体就会严重破坏自然水体的环境,产生严重污染。
另外,工业废水污染对自然环境造成的损害也是不容小觑的,由于许多工业企业出于追求短期利益的原因,会将工业废水直接排放进养殖水体中,这些工业污染物一方面会对水产品造成危害继而危害人们的健康,另一方面还会借由养殖户换水将被工业污染的水体排放进自然水体中,导致自然环境遭到严重破坏,自然环境中的生物受到严重损害。
水产养殖废水污染相较于其他水污染在其污染方式上有着大量差别,其主要原因是水产养殖废水污染主要的污染物是大量的氨氮、细菌以及溶于水中的有机物质,主要的污染形式是水体富营养化,所以在开展水产养殖废水污染危害处理的工作时,需要针对上述特点,采用相应的污染处理技术,才能最大限度地起到对水产养殖废水危害处理的工作效果。目前在针对水产养殖废水污染危害处理方面,主要可以采用以下几种处理技术。
首先是物理技术,物理技术的技术核心在于通过物理手段对水体中的悬浮物进行去除,从而减轻养殖水体中因为有机物悬浮物等造成的溶解氧流失。物理处理技术具备操作便捷简单、成本低廉的优点,但其缺点也十分明显,就是无法对已经溶解在养殖水体中的氨氮等元素或微生物细菌等进行去除,这就需要配合化学或生物处理技术才能达成最大化的处理效果。在实际工作中,可以采用泡沫分离法实现对受污染的水产养殖水体进行处理,泡沫分离法是一种通过空气让水体中出现气泡从而将水中的各类污染物质带至水面的技术,由于分离到水面的污染物质会聚成一团并呈现泡沫状,这时仅需要将泡沫清理干净即可实现去除污染物的目的。近些年,泡沫分离技术已经得到进一步的发展,专家通过不断研发,发明了一种泡沫分离柱,这种设备利用其内部的交叉结构,有效避免泡沫在其内部出现滞留,相较于传统的泡沫分离技术有着大幅的进步,对于处理效果也有诸多提升,能够更好地完成对水产养殖废水污染危害的处理工作。
由于物理处理技术并不能有效去除在养殖水体中的细菌及微生物,这就需要进一步采用其他处理技术来对水体污染问题进行处理。目前针对细菌和微生物主要会采用化学处理方式,目前普遍采用的化学处理方式是氧化法或电化学法,氧化法是一种通过氧化剂的方式对水体中的细菌、微生物等有机污染物进行分解的方式,这种方式主要采用臭氧、过氧化氢等成分作为氧化剂,通过强氧化作用能够有效对水体中的各种污染进行处理,但在使用时需要对剂量进行严格把控,如果剂量使用过多,就会产生二次污染,对水产品造成危害或破坏水体中的生态平衡。
生物处理技术是一种利用生物之间的关系实现对水产养殖废水处理的技术,这种技术具备低风险,成本低廉,效果显著的特点,是非常适合大量推广的,目前生物处理技术可以分为活性污泥法、生物膜法以及生态处理法。
首先是活性污泥法,活性污泥是一种通过将空气吹入养殖废水中,刺激其中的好氧微生物大量繁殖形成的污泥状物质,通过活性污泥可以有效吸附在养殖废水中存在的有机污染物,经研究表明,由好氧微生物大量繁殖形成的活性污泥具备强氧化性和强吸附性,对于养殖废水中的各种有机污染物具备吸附和净化作用,此外,还可以通过应用其他成分对活性污泥进行调控,例如在应用硫酸盐和零价铁时,活性污泥的脱水性会得到提升,所以在控制好用量的前提下可以通过零价铁、硫酸盐以及过硫酸铵等化学成为对活性污泥的活性进行提升。
生物膜法是一种通过生物滤器中的填料对养殖废水进行过滤的处理方法,在填料的表面会附着许多微生物,在养殖废水经过的时候,微生物会对养殖废水中存在的有机污染物进行捕获并处理,这种生物膜处理技术还可以对氨、氮、磷等元素起到处理作用,经研究表明,将生物过滤器放入水中40分钟其对养殖废水中的污染物处理量能达到总体的90%,可以看到生物膜法具备非常高的养殖废水处理效率,其处理的效果也是非常出色的。
生态处理法是一种利用生态环境对养殖废水进行处理的方式,利用自然的净化能力对养殖废水中的各种有机污染物进行处理,为了避免对自然环境造成破坏,这种生态处理方式大多采用的是生态浮床的形式,通过生态浮床中种植的具备净化功能的植物,来对养殖废水中的有机污染物进行清理。研究表明,在通过种植大麦处理养殖废水时,其处理效果非常明显,养殖废水中的有机污染物含量大幅下降,生态处理法对养殖废水具备足够的净化作用,后续还可以通过沉水植物种植和生态浮床进一步提升对于养殖废水的处理效果。但需要注意的是,养殖废水中不能有过多的化学药剂成分,经实验乙醇、漂白剂等化学成分会影响植物种子的萌芽率,降低其对废水的处理效率,所以在对仅出现有机污染物的养殖废水开展废水处理工作的时候可以采用生态处理方式。
另外,还可以利用休耕田对水产养殖废水进行处理,通过对水产养殖废水的成分分析不难发现,水产养殖废水中的主要成分为各种有机污染物和氮磷等元素,这些元素对水产品非常不利,但却对农业种植非常有利,氮磷等元素恰恰是作物生长中所需要的主要元素类型。通过大量研究表明,将水产养殖废水排放到休耕田中,其土壤能够有效截留废水中的有机物和氮磷等元素,有效提升土壤的肥力,且对农田地下水不会造成影响,通过土壤和植物根系的过滤吸收作用,养殖废水中的污染物已经得到基本去除,从而实现水产养殖废水的净化效果。但需要注意的是,对于排放水量需要依照实际情况进行调控,如果一次性排放的养殖废水过多会导致污染物负荷增加,降低水的下渗速率,会导致农田长期处于淹水状态,破坏农田原有的土壤状态降低土壤含氧量,在影响水产养殖废水的处理效果的同时还会对农田起到破坏作用。
微藻处理法是一种通过在水产废水中养殖微藻处理各类污染物的方式,微藻是一种光能自养型单细胞生物,具有资源量大、适应能力强生长速度快等特点,微藻通过不断进行光合作用,能够有效吸收二氧化碳排放氧气,减轻养殖废水水体富营养化的情况,从而起到对水产养殖废水的处理作用,养殖的大量微藻还可以在之后应用于动物饲料等方面,进一步节省水产养殖废水的处理成本。
目前主要采用的微藻有四种,分别为牟氏角毛藻、绿色巴夫藻、青岛大扁藻以及海水小球藻,这四种藻类在生长过程中不但能够减少水体富营养化,还可以有效去除水体中超标的氮磷等元素和重金属污染,研究表明,微藻对养殖废水中氮、磷元素的去除率能够达到87.4%,亚硝态氮的去除率能够达到89.4%,硝态氮的去除率能够达到85.5%,可以看到其对于水产养殖废水中的元素处理效果非常显著。另外微藻还能有效调整水体的pH值,研究表明,通过微藻的光合作用,不断吸收二氧化碳排放氧气,从而使得养殖废水水体的pH值呈现一种先上升后降低最后稳定的过程,一般情况下水产养殖废水的pH值都比较低,微藻大量繁殖能够有效提升水体的pH值到正常水平,对于水体的净化作用非常彻底。
人工湿地处理方式是近些年在水产养殖废水处理工作中的新型养殖废水处理方式,这种方式通过人工模拟自然湿地的生态系统,来构建湿地环境,通过湿地环境的净化能力对养殖废水进行处理,近年来相关实践在我国各地大量开展。人工湿地在处理水产养殖废水的过程主要分为过滤、吸附、沉淀、离子交换、植物吸收、微生物代谢等步骤,这些步骤通过人工湿地生态系统中的植物、基质以及微生物之间的涵盖物理化学生物途径的共同作用来实现,对养殖废水中存在的有机污染物、重金属、无机物等都具备有效地去除能力,经研究,人工湿地对水产养殖废水中的BOD能达到85%以上的去除率,对COD也能达到80%以上的去除率,其对养殖废水的处理能力良好,培养人工湿地主要依靠芦苇等常见水生植物,其培养成本也很低,相较于其他养殖废水处理方式具备得天独厚的优势,另外由于人工湿地蓄水量大,能够在一次处理中处理更多的水产养殖废水,是非常值得推广使用的技术。
目前我国已经有部分地区采用这种人工湿地的处理方式,收获了非常不错的成效。例如在20世纪90年代,我国北京市建成人工湿地系统用于处理废水,在当时其日处理量就能达到500m,可以说是收效显著。现如今我国已经建成多个人工湿地系统,不但对各地水产养殖废水的处理收效显著,还对各地的生态环境起到了美化作用,可谓是两全其美。
在对水产养殖废水污染的危害以及处理方式的探讨中不难发现,相较于其他污染类型,水产养殖废水污染的危害虽然很大,但其处理难度并不是很高,需要的是采用足够科学的方法,将物理生物生态多种方式依据实际情况结合起来,从而提升水产养殖废水的处理效率和处理效果,从而促进我国的水产养殖业不断健康蓬勃发展。