罗非鱼治理蓝藻水华研究

罗非鱼治理蓝藻水华研究尹春华,宣劲松,吕乐,闫海(北京科技大学应用科学学院生物科学与技术系,北京100083)摘要 [目的]为有效控制蓝藻水华污染提供方法支持。

[方法]通过现场设置围隔研究利用罗非鱼控制蓝藻水华污染的效果。

[结果]投放罗非鱼后水体中蓝藻颗粒浓度在5d 后下降到4.0@105/m ,l 而空白对照组(C K)蓝藻颗粒浓度基本维持在1@106/m l 。

与CK 相比,投放罗非鱼组水体中亚硝酸氮下降迅速,4d 后降低到0.02mg/L 。

罗非鱼对水体中硝酸氮和磷酸根的去除作用更为显著,分别在2d 后和4d 后降低到基本检测不出。

对于水体中氨氮的浓度,罗非鱼的影响则不明显。

[结论]高密度投放罗非鱼能显著减少水体中的蓝藻,迅速降低水体中硝酸氮、亚硝酸氮和磷的含量。

关键词 蓝藻水华;罗非鱼;控制中图分类号 S931.1 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2009)23-11112-03Study on C o n trolli ng C yanobacter i a B loo m with T ilapiaYIN C hun 2hua et a l (Depart ment ofB i ol ogi cal Sc i ence and Technol og y ,Coll ege ofApplied Sc i ence ,Univ ersit y of Sc i ence and Technol og y Beiji ng ,Be iji ng 100083)Abstr act [Objecti ve]The purpose was t o supplym et ho dol ogi cal support f or co ntrolli ng the poll uti o n caused by cyano bact er i a bl oo m effec 2ti vely .[Method]The eff ect of controlli ng t he poll uti o n caused by cyanobacteri a bl oo m wit h tilapia was st udi ed t hroug h setti ng enc l osures onsite .[R es ult]After t he til ap i as were put i ntowater ,the co ncn .of cy anobacteri a particleswas decreased to 4.0@105a fter 5d .The co ncn .of cyano bact er i a particles i n t he control group (CK)was kept above 1@106/m l basica ll y .The concn .of nitrite nitro gen i n t he wa t erbo dy of the tilapia group was 0.02mg/L after 4d ,which decreased more quick than that of C K .The concn .of nitrate nitrogen and phos phate radica l i n t he wa t erbo dy aft er til api as were putti ng i nt o was decreasedmore sig nifi cantl y ,wh i ch coul d not be detected out basi cally a fter 2d and 4d ,respecti vely .The change of a mmoni a nitrogen concn .i n t he waterbo dy had no si g n ificant difference fro m t ha t of t he co ntrol gro up .[Concl u 2si on]Putti ng til api as i ntowaterbo dy a t hi gh density coul d reduce its cyano bact er i a si g n ificantl y ,decrease its co ntents of nitra t e nitrogen ,ni 2tr i te nitrogen and phosphoro us rapi dl y .K ey wor ds Cyanobacteri a l blo o m ;Til ap i a ;Co ntrol基金项目 北京市教委共建计划资助项目。

作者简介 尹春华(1972-),男,湖南茶陵人,博士,讲师,从事环境生物学研究。

收稿日期 2009204215近年来,随着大量含氮磷废水排入天然水体,水体的富营养化程度加剧以及全球气候变暖的影响,中国乃至世界范围内蓝藻水华的爆发呈迅猛增加的趋势。

由于水华蓝藻产生以微囊藻毒素(m icroc ysti n ,MC)为主的多种藻毒[1-2],给生态环境和人类健康已构成严重威胁[3-4],北京市延庆县妫水湖位于北京饮用水源地官厅水库上游,水体面积达33313h m 2,是北京市郊区的著名旅游景区。

近年来由于氮磷负荷的加重,每年夏季已经有逐渐形成蓝藻水华的发展趋势,如何进行有效控制迫在眉睫。

目前,治理湖泊蓝藻水华有物理、化学和生物等多种方法[5],虽然一些物化方法的实施能取得迅速、短期的效果,但常带来一些二次污染。

如采用重金属铜等杀藻剂可以杀死蓝藻,但其残留将导致重金属污染。

有学者提出了非经典的生物操纵理论,即利用滤食性鱼类直接进行对浮游植物的生物操纵,因为滤食性鱼类能滤食浮游动物和浮游植物。

国内东湖、滇池、巢湖、千岛湖和太湖等许多湖泊的富营养化治理都应用了投放鲢、鳙鱼等滤食性鱼的措施并取得了良好的效果[6-9]。

国外也有许多采用滤食性鱼类成功控制蓝藻水华的报道,如巴西Pavo noa 大型水库中放养白鲢,成功控制了该水库微囊藻/水华0[10]。

滤食性鱼类主要包括鲢、鳙鱼和罗非鱼,目前采用滤食性鱼类控制蓝藻水华的研究主要集中于鲢、鳙鱼,对罗非鱼的报道相对较少。

笔者在北京市延庆县妫水湖现场设置围隔进行投放罗非鱼控制蓝藻水华的试验,结果发现罗非鱼对水华蓝藻控制有良好效果。

1 材料与方法1.1 围隔设置及实验条件 试验围隔设计成漂浮式长方体状,采用不锈钢框架和防水布制成(水下部分长宽各100c m ,高150c m 的围隔,可容纳水体近1.5m 3)并与外界水体隔绝。

2008年7月在妫水湖中安装了试验围隔,试验分2组处理:¹投放罗非鱼组。

罗非鱼购自北京常兴庄渔场,投放密度为80g/m 3;º无鱼对照组。

2次重复,试验数据取2次重复的平均值。

试验开始后每天14:00取样进行蓝藻颗粒浓度、总氮和磷酸浓度等参数的测定。

试验时间为2周,水体表层温度维持在28~32e ,p H 维持8.0~9.5。

1.2 检测方法 蓝藻颗粒浓度测定采用血球计数板在显微镜放大400倍下进行计数。

采用携带有总氮测定装置的TOC 仪测定水体中的总氮。

采用离子色谱仪直接测定水体中的亚硝酸、硝酸和磷酸。

2 结果与分析2.1 罗非鱼控制蓝藻水华的效果 图1显示,在对照组围隔内水体表面漂浮着很多蓝藻,已经形成蓝藻水华(图1a)。

而在投放罗非鱼的水体中,水体表面看不到任何明显的蓝藻漂浮(图1b),但可能是由于罗非鱼的搅动和排泄物的影响,水体的透明度没有明显改善。

说明投放罗非鱼能有效滤食蓝藻,显著控制蓝藻水华。

图2显示,在整个试验期间对照组的蓝藻颗粒浓度有所波动,但基本维持在1@106/m l 以上。

投放罗非鱼后,蓝藻颗粒浓度迅速下降,5d 后蓝藻颗粒浓度降到较低水平(4.0@105/ml)并维持基本不变,蓝藻生物量较C K 降低了60%,显示出投放罗非鱼快速持续降低蓝藻数量的效果。

2.2 罗非鱼对水体中各种形式氮含量的影响 图3显示,投放罗非鱼后水体中总氮浓度总体变化逐渐下降,但有一定的波动。

在试验初始3d ,与C K 相比,投放罗非鱼能够迅速责任编辑 罗芸 责任校对 卢瑶安徽农业科学,Jo u r n al ofAnhu iAgr.i Sc.i 2009,37(23):11112-11114注:a .对照;b .投加罗非鱼5d 后。

Not e :a ,Contro;l b ,5d after addi ng tilap i a .图1 投加罗非鱼控制蓝藻效果F i g .1 Th e co n trol effects of stock i n g til ap i a o n cyan o bacteria图2 投放罗非鱼后藻细胞浓度变化F i g .2Th e ch an ges of cyan o b acter i a cell co n cen tra tio n after stock i ng tilap ia降低水体中的总氮浓度,但在试验3d 后去除总氮的速率明显降低,最后阶段维持在3.0mg /L 左右波动。

C K 总氮浓度在初始4d 保持较快降低速率,但之后也基本保持在210mg/L 左右波动。

图4~6为投放罗非鱼后围隔试验水体中各种形式氮浓度的变化。

结果表明与对照组相比,投放罗非鱼后水体中氨氮浓度变化没有明显差异(图4);而亚硝酸氮、硝酸氮浓度总体上呈明显降低趋势,但试验初期减少的速率存在明显差图3 投放罗非鱼降低水体中总氮的效果F i g .3 Th e redu cti on effects o f tota l n itrogen i n water by stock 2i ng tilap ia异。

试验初始4d ,投放罗非鱼组与对照组的亚硝酸氮浓度降低速度基本一致(图5),而4d 后投放罗非鱼组的亚硝酸氮迅速降低至0.02mg/L 左右,对照组则要到10d 后才将至这一水平。

而对于水体中硝酸氮浓度的变化(图6),罗非鱼的影响更为显著,与对照相比,投放罗非鱼后围隔中水体的硝酸氮浓度急速下降,试验第2天后降低至基本检测不出,而对照组中硝酸氮的浓度一直在0.60mg/L 上下波动。

2.3 罗非鱼的投放对水体磷酸根含量的影响有研究表图4 投放罗非鱼后水体中氨氮的变化F i g .4 Th e changes of a mmon i aca l n itro 2gen i n water after stock ing til ap ia图5 投放罗非鱼后水体中亚硝酸氮的变化F ig .5 T he ch an ges o f n itrite n itroge n inwa ter after stock i ng tilapia图6 投放罗非鱼后水体中硝酸氮的变化F i g .6 T he changes of n itrate n itrogen i nwa ter after stoc k i ng tilap ia明,控制磷的浓度是长期有效治理湖沼富营养化、限制藻类生长的最重要因素[11]。