太湖流域水产养殖对水质的影响及治理建议
——以苏州市吴江区为例
2018-06-22穆兰芳王春瑞朱羊宝鲍俊杰蒋留泉周永章
穆兰芳 王春瑞* 朱羊宝 鲍俊杰 蒋留泉 周永章
(1江苏省苏州市吴江区渔政监督大队 215200;2江苏省苏州市吴江区农业委员会 215200)
太湖流域地处经济较为发达的长三角地区,是我国重要的工商业基地和淡水渔业基地。近年来,太湖及周边湖泊频频出现水体富营养化问题,严重影响了太湖流域的生活饮用水安全和生态文明建设。作为农业面源污染的重要组成部分,渔业生产带来的水体富营养化问题受到了社会各界的关注。为此,本研究对太湖流域典型渔业水质开展了持续监测,以期更好地认识和掌握水产养殖对太湖流域水质状况的影响,从而为科学推进太湖流域水环境综合治理工作提供参考。
1 监测点设置
以典型的太湖流域商品鱼基地——江苏省苏州市吴江区作为研究对象,针对该地区的河蟹、青虾、加州鲈鱼、温室甲鱼、常规鱼等主要水产养殖品种,共设置固定的水质监测点16个,其中吴江区七都镇浦江源太湖蟹生态养殖示范园区10个(进水口2个、北区出水口2个、南区出水口2个、河蟹池塘4个)、震泽镇3个(加州鲈鱼池塘2个、温室甲鱼出水口1个)、松陵镇3个(青虾池塘2个、常规鱼池塘1个)。各监测点均位于太湖流域一级保护区内(沿湖岸5 km区域内)。
2 样品采集及项目测定
2.1 样品采集
2017年10月20日~2018年1月11日,每隔10 d左右采水样1次,共采样6次。水样采集、储存、运输和预处理均按国家标准GB/T 12997、GB/T 12998、GB/T 12999的相关要求进行。
2.2 项目测定
对《太湖流域池塘养殖水排放标准》(DB32/T 1705)中要求的悬浮物、pH、氨氮、总氮、总磷、高锰酸盐指数、铜、锌等8项指标进行测定,测定方法分别按照GB 11901、GB 6920、HJ 535、HJ 636、GB 11893、GB 11892、GB 7475的规定执行。
3 结果与讨论
对照《太湖流域池塘养殖水排放标准》中一级排放限值,见表1,对检测结果进行判定和分析。
表1 太湖流域池塘养殖水排放限值
3.1 pH、铜、锌
pH是衡量水体酸碱度的指标,过高或过低均能引起水生生物机体不适,发生病理性反应。铜、锌是主要反映水质受这两种金属元素的污染程度,过量的铜离子、锌离子对许多生物有毒害作用。从本研究监测结果来看,各监测点均未出现pH过高过低、铜或锌超标现象,这3项指标均符合标准,监测合格率均为100%。
3.2 悬浮物
水中悬浮物主要指悬浮在水中的无机物、有机物及泥砂、黏土、微生物等,是造成水浑浊的主要原因。本研究中该指标的监测合格率为70.83%(68∶96)。其中超标的监测点主要集中在太湖蟹示范园区南区的出水口及各河蟹池塘、震泽镇温室甲鱼出水口、松陵镇常规鱼池塘等,超标幅度均在1倍以内(最高超标72.00%)。这可能与池塘中养殖品种的频繁活动及排水过程中搅动水体有关。
3.3 氨 氮
氨氮是指水中以游离氨(NH3)和铵离子(NH4+)形式存在的氮,作为水体中的营养素,氨氮可导致水体富营养化,是水体中的主要耗氧污染物,对鱼类及某些水生生物有毒害。本研究中该指标的监测合格率为61.46%(59∶96),其中温室甲鱼(最高超标22.87倍)、加州鲈鱼(最高超标4.86倍)、常规鱼(最高超标1.87倍)监测点的氨氮指数普遍偏高;河蟹池塘及园区进、出水处等也存在个别点位、个别批次氨氮指数偏高的现象,但超标幅度均在1倍以内(最高超标74.67%)。养殖水体中氨氮的主要来源有以下几种途径:(1)水产养殖动物的粪便及其排泄物、残饵、浮游生物残骸、淤泥等;(2)水体缺氧时,各种有机质、硝酸盐、亚硝酸盐在厌氧菌的作用下,发生反硝化作用产生氨氮。本研究中,温室甲鱼、加州鲈鱼池塘中氨氮指标超标严重,这可能与这些养殖品种普遍放养密度高、外源性饵料(饲料)投喂量大等有关。
3.4 总 氮
总氮是指水中各种形态无机氮和有机氮的总量,包括硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、氨氮等无机氮和蛋白质、氨基酸、有机胺等有机氮,常用来表示水体富营养化程度和受污染程度。本研究中该指标的监测合格率为4.17%(4∶96),进水处、出水处及养殖池塘等各监测点的该指标几乎全部超标(>2.0 mg/L),尤以温室甲鱼(最高超标达23.40倍)、加州鲈鱼(最高超标5.70倍)等监测点超标严重,其次为青虾池塘(最高超标3.00倍)和常规鱼池塘(最高超标2.92倍)。研究表明,水体中总氮的来源途径主要有上游来水携带、随降雨带入、水中及沿岸植被腐烂后汇入等。就本研究的监测点来说,太湖蟹示范园区进水处、出水处、河蟹池塘等各监测点的总氮指标无明显差异(监测值基本持平),可以认为该区域的总氮值超标主要由上游(即太湖)来水中本身携带了较高浓度的总氮成分引起,与园区内河蟹养殖没有明显关联。另外,温室甲鱼、加州鲈鱼、青虾等的养殖生产则明显会引起水体中总氮含量增高。
3.5 总 磷
总磷指水体中磷元素的含量,是反映水体富营养化的一项重要指标。本研究中该指标的监测合格率为91.67%(88∶96)。在监测初期(11月)有温室甲鱼及个别批次的常规鱼监测点指标超标,后随天气转凉趋于降低;其余各监测点均合格。总体来讲,养殖河蟹、青虾、加州鲈鱼未见引起总磷指标上升,温室养殖甲鱼则有促使水体中总磷指标上升的趋势。
3.6 高锰酸盐指数
高锰酸盐指数常作为地表水体受有机及无机还原物质污染程度的综合评价指标。本研究中该指标的监测合格率为45.83%(44∶96),其中在温室甲鱼排水口、部分批次的加州鲈鱼池塘、河蟹池塘、常规鱼池塘、青虾池塘及河蟹池塘排水处等监测点指标偏高。据监测情况显示,进水口该指标全部合格,而温室甲鱼、鲈鱼、河蟹、常规鱼、青虾等养殖池塘及各池塘排水口则存在高锰酸盐指数不同程度的超标现象,其中以温室甲鱼监测点(最高超标6.10倍)该指标超标最为明显,其次为常规鱼池塘监测点(最高超标1.11倍),其他监测点超标幅度基本在1倍以内。根据监测结果可初步断定,水产养殖生产行为抬升了水体中高锰酸盐指数这项指标,各养殖品种对该项指标的影响由大到小依次为温室甲鱼、常规鱼、加州鲈鱼、青虾、河蟹。
4 治理建议
加强水产养殖业污染管控是太湖流域水环境综合治理的重要内容,也是推动江苏省生态文明建设、高水平全面建成小康社会、建设美丽江苏的重要内容。结合本研究所开展的水质监测情况,对如何开展太湖流域水产养殖水质治理工作提出如下建议。
4.1 加快渔业经济转型升级
太湖流域水网交错、河湖众多,水产养殖业发达,素有“鱼米之乡”的美誉,是我国重要的淡水鱼生产基地。以苏州市吴江区为例,全区渔业年产值达32.69亿元,约占当地农业总产值的46%,在当地农业经济发展中占据着举足轻重的地位。与此同时,受经济利益驱使,太湖流域的水产养殖业仍然存在着养殖观念陈旧、池塘建设标准不高、放养密度偏大、养殖模式粗放、饵料及渔药等投入品使用过量等问题,影响了太湖流域的生态环境,制约了当地水产品质量的进一步提升,潜在威胁着周边城市居民的生活饮用水安全。鉴于渔业对经济社会发展和农民增收具有重要作用,因此加快渔业经济转型升级将是太湖流域的必然选择。
4.2 明确治理重点
(1)监测指标上,pH(合格率100%)、铜(合格率100%)、锌(合格率100%)、总磷(合格率91.67%)等4项水质指标较好;而总氮(合格率4.17%)、高锰酸盐指数(合格率45.83%)、氨氮(合格率61.46%)、悬浮物(合格率70.83%)等4项水质指标超标率较高,应成为吴江区养殖尾水治理的重点。(2)养殖品种上,温室甲鱼对养殖水体的影响最为明显,往往造成部分指标成倍乃至20余倍的升高;其次是加州鲈鱼和常规鱼养殖,也会在一定程度上引起池塘水体富营养化;而河蟹、青虾养殖对水体的影响相对较小。同时,高养殖密度、高饵料(饲料)投入、高单位产出的品种更易造成水体的富营养化和污染。因此,建议进一步调整养殖空间,优化养殖品种和产业布局,引进和推广效益明显、符合供给侧结构性改革需求、品种新、污染少的河蟹和青虾等养殖品种,严格管控温室甲鱼、加州鲈鱼等的养殖发展,确保吴江区水产养殖总量与环境承受力相适应。
4.3 着力循因施策
(1)总氮超标治理。太湖蟹示范园区两个进水口监测点的总氮超标,提示了水质治理需进一步向上游来水(即太湖水)治理方面扩展,从根本上减少氮元素的输入;同时,建议减少池塘及河道两岸的杨树、柳树等大型落叶乔木种植,并及时清理、打捞落叶和枯死的水生植物,以减少其腐烂后带来的氮源。(2)高锰酸盐指数、氨氮超标治理。因水产养殖对该2项水质指标的影响较为明显,建议合理搭配养殖品种、控制放养密度、避免过量投饵、定期清淤、移植水生植物改善养殖环境、补充有益菌种改良水质等,以降低养殖生产对高锰酸盐指数、氨氮的影响。(3)悬浮物超标治理。可通过安装机械过滤设备或配备沉淀池、过滤坝等途径对养殖尾水进行处理。
4.4 强化综合整治
在对吴江区国家级现代农业示范园区内稻渔综合种养池塘(稻与蟹虾共生模式,其中水稻种植面积约占总面积的40%)的水质监测中,两口稻虾池塘中包括总氮在内的8项水质指标均达标,氨氮、总氮、总磷等3项水质指标甚至优于外河,这进一步验证了稻渔综合种养模式在水生态治理方面有着巨大潜力。因此,建议借鉴吴江区及周边地区已有的养殖尾水治理做法,从源头管控、尾水处理、环境整治等多方面综合推进养殖尾水治理,以实现水清、岸洁、景美的治水目标和渔业转型升级。
具体做法为:(1)源头管控。主要通过控模式、控品种、控投饲来实现水产健康养殖,切实减少富营养尾水排放。控模式,即着力推广生态立体养殖(稻渔综合种养、鱼菜共生等)、低密度健康养殖、池塘工程化循环水养殖等生态健康养殖模式,严控温室大棚、肥水养鱼等高污染养殖及尾水直排等落后的粗放型养殖模式。控品种,即引进推广污染排放少的养殖品种,控制甲鱼、加州鲈鱼等投饲量大或需投喂动物源性饵料的养殖品种的数量。控投饲,即通过推广精准投喂、配合饲料替代冰冻鱼及动物内脏、规范养殖用药等配套技术,降低水环境污染,保障水产品质量安全。(2)尾水处理。主要通过治理尾水和治理进排水河道来实现尾水达标排放或循环利用。治尾水,即建立沉淀池、曝气池、生物处理池、过滤坝等养殖尾水处理设施,推进规模养殖场自治和集中连片养殖尾水集中治理。治河道,即改造原有的废弃河道、排水沟渠,建立生态浮床,种植水生植物吸收氮磷等营养元素,投放鲢鱼、鳙鱼、河蚌、螺蛳等洁水性鱼类、贝类,通过重建养殖区河道生态系统,提高河道环境承载力和自净能力。(3)环境整治。通过建立人工湿地、生态浮岛、生态驳岸,在驳岸和塘埂种植低矮景观经济作物,打造“花基”渔业。同时,加强生产区域绿化和清洁工作,及时打捞落叶及枯死的水生植物等,让整个养殖区域更干净、更整洁、更美丽。