大型海藻对养殖废水营养盐吸收与生物修复

大型海藻对养殖废水营养盐吸收与生物修复

李　磊　于彦龙　王长进

（东北石油大学秦皇岛分校，河北　秦皇岛　０６６００４）

摘要：目前，海洋环境面临着极其严重的富营养化现象，为了海洋的富营养化现象能够得到有效治理及修复，便可充分利用大型海藻吸收氮磷的能力。本课题笔者在分析大型海藻对养殖废水营养盐吸收的基础上，进一步对大型海藻对富营养化海水养殖区的生物修复进行了探究，希望以此渤海养殖业工作的完善提供一些具有价值性的参考依据。

关键词：大型海藻；营养盐；富营养化海区

引言：在渤海养殖业快速发展的背景下，养殖对象的排泄、残饵的腐化分解等一系列因素造成了养殖水体营养盐逐渐积累，进而对海洋生态环境造成了严重威胁［１］。近年来，大量学者经研究表明：大型海藻具有吸收氮磷的能力，能够使海洋的富营养化现象得到有效治理及修复，进而为海洋营造一个良好的生态环境。鉴于此，本课题对“大型海藻对养殖废水营养盐吸收及其海区的生物修复”进行分析与探究具有尤为深远的重要意义。

一、大型海藻对养殖废水营养盐吸收分析

1、海藻的营养需求分析

在海洋植物中，氮的化合物是最为重要的营养物质，并且可能是海水中抑制海洋物质生长的主要物质。天然海水当中，氮磷的存在形式主要分为两类：第一类是无机氮，第二类是可溶性有机氮。其中，无机氮包括了Ｎ２、ＮＨ４－Ｎ、ＮＯ２－Ｎ、ＮＯ３－Ｎ等，可溶性有机氮包括了氨基酸、蛋白质、尿素以及酰胺等［２］。大型藻可对ＮＨ４－Ｎ、ＮＯ２－Ｎ、ＮＯ３－Ｎ进行直接吸收并利用，可溶性有机氮则能够少量吸收，大型藻可对ＮＨ４－Ｎ进行优先吸收。经实验显示，如果ＮＨ４－Ｎ、ＮＯ２－Ｎ、ＮＯ３－Ｎ三者共存时，其含量又同样抽同样有效量的范围内，大部分藻类均对ＮＨ４－Ｎ优先吸收，并且在ＮＨ４－Ｎ将近耗尽之后，才开始利用ＮＯ３－Ｎ。

2、海藻的营养影响因素分析

海藻的影响因素大致上分为以下三类：

①物理因素。包括了光照、温度以及水流。其中，光照主要是光以光合作用为基础，进而以多种形式间接影响营养吸收。光照强度主要以光合磷酸化调控ＡＴＰ的转换为基础，进而影响Ｎ的吸收速率，特别是对ＮＯ３－Ｎ的吸收。适度的光照可能使海藻当中硝酸还原酶的活性增强，进一步促进藻体对ＮＯ３－Ｎ的吸收。由此可见，大型藻类在光照的条件下对Ｎ的吸收速率远远高于黑暗条件。②化学因素。比如营养盐的浓度、离子的形式、分子的形式以及ＰＨ，这些因素均会对海藻营养盐的吸收率造成严重影响。很多大型海藻对ＮＨ４＋－Ｎ的吸收率要远远大于ＮＯ３－－Ｎ、尿素以及氨基酸。③生物因素。例如：表面积、体积、组织的类型、海藻的年龄以及营养史等生物因子均会对海藻的吸收率造成影响。

二、大型海藻对富营养化海水养殖区的生物修复探究

海水养殖区富营养化会造成许多危害，例如：网箱养殖水域营养指数偏高、极易形成缺氧层及二次污染等。下面笔者主要分析大型海藻对富营养化海水养殖区进行生物修复的原理及优点，并以“鱼类养殖”作为案例进行实质性的探究。

1、原理。大型海藻的生物修复作用指的是以大型海藻对污染物的吸收、降解以及转移等作用为途径，进而形成降低或者消除海水养殖环境污染的目的，最终让遭受损失的沿海生态系统得以有效恢复。经研究表明：大型海藻组织当中具有非常丰富的氮库，能够高效地对大量的营养盐进行吸收及存储。另外，大型海藻和养殖生物之间在生态上具有互补性，它们可以对养殖生物释放至水体中多余的营养盐进行吸收，最终转化成具有高效益的价值产品。

2、优点。①大型海藻属于第一营养级，通过直接的形式收获，能够利于海洋生态系统的能量向人类流动，进一步提升生态效率。

②能够使无机营养物质的近海排放量降低，并使可能引发的毁灭性与造成巨大损失的超营养事件得到减少或规避［３］。较适宜大面积的富营养化污染治理，并且不容易形成二次污染。③大型海藻能够去除水体营养物质，进而对海水养殖管理起到可持续发展的作用，并对周围环境起到保护作用，这样便有利于周边生态环境的健康。

3、鱼类养殖。有学者在鱼类集约化养殖中混养大型海藻，经过研究表明：２年中，养殖水体的一系列水质指标大致上能够较为稳定地适应鱼类生长的范围内，所涉及的指标包括了：ＮＨ４－Ｎ、ＮＯ２－Ｎ、ＮＯ３－Ｎ、ＤＯ以及无机磷等。

基于集约化鱼类网箱养殖中对大型海藻进行混养，能够对铵态氮进行吸收，有效吸收率高达９０％。基于鲑鱼网箱养殖区附近，对大型海藻江蓠进行养殖，能够降低养殖水体中的氮盐与磷酸盐。其中，氮盐大约降低６．５％，磷酸盐大约降低２７％，这样便能够达到对富营养化鱼类养殖区进行生物修复的目的。

还有学者在鱼类养殖区对江蓠进行养殖，采用鱼类养殖中所产生的废物作为海藻生长的营养源，这样使养殖水域当中氮和磷的浓度均有所降低，与此同时使单位水体综合养殖的经济效益得到了提升。有效数据显示：１ｈａ的海区，每一年能够生产处２５８ｔ的江蓠［４］。并且，以江蓠收获为途径，能够从水体当中去除１．０２×１０３ｋｇ的氮与３．７４×１０２ｋｇ的磷。另外，使鲑鱼和江蓠共生，能够使鱼类养殖过程中排放到环境中的可溶性铵得到去除，大约去除８７．５％。

结语：综上所述，大型海藻可以有效地吸收并利用养殖环境当中多余的氮、磷等营养物质，使养殖环境当中的营养盐含量得到明显下降，使水体维持一定程度的营养盐状态，进而大大降低养殖废水对环境造成的影响，与此同时使养殖系统的经济输出得到全面提升。总之，要想使我国海水养殖业实现可持续发展，利用大型海藻对富营养化海水养殖区进行生物修复是有效策略之一，也是渤海养殖业今后工作的必然趋势。

参考文献

[1]李恒.李美真.曹婧.徐智广.温度对几种大型海藻硝氮吸收及其生长的影响[J].渔业科学进展,2013,02,15.

[2]沈淑芬.魏婷.孙琼花.王月华.郑怡.海带对罗源湾养殖区海水的生物修复研究[J].福建师范大学学报(自然科学版),2013,07,08.

[3]陈聚法.赵俊.过锋.张艳.夏斌.33条斑紫菜对胶州湾湿地浅海富营养化状况的生物修复效果[J].渔业科学进展,2012,02,15.

[4]江海英.罗鹏.于宗赫.彭鹏飞.胡超群.33条大亚湾浒苔分子鉴定及其对养殖废水中营养盐的吸收特性研究[J].热带海洋学报,2013,09,15.

作者简介：李磊（1980.10—），男，河北保定人，东北石油大学秦皇

岛分校石化系环境治理教研室讲师，本科，主要从事环

境保护方向研究。

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