海水养殖对环境的影响

海水养殖对环境的影响

温志良　温琰茂

(中山大学环境科学系　广州　510275)

摘要　本文分析了海水养殖造成自身污染的主要原因,对海水养殖造成的环境污染作了综述,就实现海水养殖的可持续发展,降低海水养殖造成的自身污染提出了相应的对策。

关键词　水产养殖　近海污染预防措施。

由于海洋渔业资源的锐减使得海水养殖业得到迅猛发展,过去的20年间全球的海水养殖以每年10%的速度增加,为丰富人民的菜篮子,提高人民的生活水平作出重要贡献。然而,大规模海水养殖使得大量水面被围拦或密置网箱,水面超负荷运载,由于网围精养采取高密度放养,并大量投喂外源性饵料、肥料、排泄物增加,致使水中氮、磷猛增,透明度下降,水质恶化,底质污染严重,水体富营养化加重,病害增加,赤潮发生率提高,养殖业自身污染已制约渔业生产的持续健康发展,其对环境的影响引起了许多学者的关注。

1　海水养殖废物的输出

海水养殖输出的废物主要包括未食的饲料、排泄和排粪以及化学药品等。海水养殖多采用精养或半精养网箱、网围等集约型养殖方式,这种高密度的养殖方式需要投喂大量的饵料,其中相当一部分不能被鱼类食用,而成为污染因素。Braaten[1]研究发现在海水网箱养殖鲑鱼中,投喂的干湿饲料有20%未被食用,而成为网箱养鱼输出的废物。G owen[2]等对网箱养殖大马哈鱼作了研究,结果表明饵料中76%的碳和76%的氮将以颗粒态和溶解态的形式进入海水环境中,其它一些研究表明52%-95%的氮将进入水环境中。此外, Wallin和Haknis on[3]研究了养殖过程中磷的物质平衡,饲料中15-30%的磷被鱼利用,16%

-26%溶解在水中,51%-59%以颗粒态存在。应注意到一种物质的利用率与氮、磷及有机质的流失率与饲料质量、投喂方式、鱼类种类的生长阶段、环境状况有密切关系。

集约化水产养殖中生物大量的排泄、粪便也是造成水产养殖自身污染的重要因素,如贝类养殖中的主要污染是贝类产生的粪便,其含有的有机质。K autshy和Evans[4]研究了自然种群的贻贝(Mytilus Edulis)产生粪便的情况,结果显示每年每克干重贻贝产生粪便量未1. 76g干重物,其中含碳0.13g、氮0.0017g、磷0.00026g。R odlhouse[5]研究了同种贻贝筏式养殖中的粪便产生情况,结果表明每年每m2产生8.5kg碳和1.1kg氮,其中C/N比值约为8。

此外,网箱养殖过程中经常应用许多药品,如疫苗、激素、肌肉色素、麻醉剂和水处理化合物等,对水域环境的污染不可低估。1990年挪威在水产养殖上食用的抗生素比农业上使用的还多。[6]网箱养殖中许多药品使用后直接进入水环境。饲料的化学药品既可通过粪便排入水中,也可通过未食的饲料消散。化学药品的摄取、分布和消散取决于养殖种类、化学药品的理化性质、饲料的组成和环境因素。化学药品的大量使用对水环境及水产品的影响不可忽视。

2　海水养殖对环境的影响

2.1　海水养殖对水质的影响

现代集约化、高密度海水养殖向水体输入了大量的废物,大大超过了水体的自净能力,使得养殖海域自身有机物污染严重,水体富营养化突出。杨庆霄[7]等研究虾塘残饵腐解对水质影响,发现过量的虾饵大部分沉淀于池底,残饵的分解使池底海水中DO和pH迅速下降,在24h内DO8mg/L和pH8.0分别下降到零和6.0。其恶化的水质已达到了生物不能生存的水平。即使虾池12h更换一次海水,但结果表明,由于仍有残饵覆盖于池底,虽更换新鲜水,8h后DO和pH仍从7.0mg/L和8.0下降到零和5.0,该水平仍达不到生物正常生存的水平。暨卫东[8]在研究马銮湾水产养殖自身有机污染问题时发现海水4m层以下由于大量有机物的氧化分解,水中溶解氧被消耗殆尽,在厌氧细菌的作用下嫌氧分解,并发生脱氧过程,硝酸盐、亚硝酸盐、铵盐几乎还原为分析零值,同时产生H2S等有害气体,恶化水生生态环境,对养殖业造成潜在威胁大。

暨卫东研究了厦门马銮湾自身有机污染、富营养化、赤潮的成因。马銮湾养殖海域位于厦门西港的西侧,与厦门西港仅一墙之隔,属于封闭式养殖海域。马銮湾有260hm2余虾池和120hm2余水域用于网箱养鱼。养殖过剩的饵料、生物代谢产物残骸进入海域,自身有机污染特别严重。除冬季以外,其它季节海水4m层以上C OD小于5.00mg/dm3,有机污染物表现为好氧降解过程,有利于硝化等作用,无机氮、磷、硅等营养元素大量增加。以海水4m层为例全年SiO32-的浓度范围为12.5-63.3um ol/dm3,PO43-的浓度的范围为1.32-4.77um ol/dm3,NO3浓度范围为6.02-12. 50um ol/dm3。而根据Red field最早的研究结果表明,一般大洋深层水的N:P值约在16¬1,与浮游植物体内元素组成的N:P值大致相同,后人把它称为Red field比值。人们往往根据Red field比值来研究生态环境中氮和磷的限制因素。[9]暨卫东在厦门西海域赤潮调查研究中,发现该海域硅、氮、磷之间有显著关系的Si:N:P比值为20:21:1,若磷盐含量超过0.5um ol/dm3就容易发生赤潮。[10]由引可见,对于毗邻厦门西港的马銮湾,除了夏季的0. 5m和2.0m水层之外,各季水体中磷酸盐含量超过0.5um ol/dm3,尤其是4.0m层以下,由于有机物的分解补充积累了大量磷酸盐。从上述有显著关系的si:N:P比值可以推出富营养化的si:N:P比阈值为10:10.5:0. 5。马銮湾的硅氮磷含量已超过富营养化比阈值,属于富营养化养殖海域。

水质的恶化,特别是水质的富营养化,引发赤潮生物的大量繁殖,造成水体缺氧及堵塞海洋生物呼吸器官,某些赤潮生物分泌毒素使鱼、贝中毒死亡。大量研究表明,严重的有机污染导致水质恶化,养殖环境和临近海域生态环境中致病微生物大量繁殖,致使养殖鱼、虾的生病大幅度增加。Craggs等在研究对虾病问题时认为,由于养殖环境恶化,病毒和病菌就会大肆泛滥,对虾抵抗力和虾体免疫力下降,最终导致虾病爆发性流行。

2.2　海水养殖对周围浅海生态环境的影响

受急功近利思想的影响,我国海岸滩涂养殖池塘得到迅速发展,对海岸线及邻近海域生态环境造成一定的影响。如我国沿海不少地区大量兴建虾池,甚至本来盛产贝类等一级消费的滩涂也被改建成虾池,造成局部地区对虾养殖密度过大,养殖种群单一,对虾养殖的剩余生产力因不能被充分利用而转化为污染因素,加剧了生态环境的恶化,同时虾池排放的大量废水对邻近海域的渔业生态环境造成巨大危害。[12]翟美华[13]在调查烟台市养虾废水的排放情况时,发现仅莱州、牟平县所在的莱州湾和象岛湾年接纳虾池废水230300万t、C OD排放量约占烟台北部海域入海总量的10%以上。同时被清除的池底废物中含有大量有害物质,仅单项污染指标硫化物含量即要达27×10-6干重,而这些清除物不经任何处理被人们随意堆积于滩涂,有害物质经冲刷后入海,既殃及