中国水产养殖污染物排放总量控制框架构建

黄瑛，穆希岩，李应仁

(中国水产科学研究院，北京 100141)

中国水产品总产量从1989年到2019年连续31年位居世界第一，约占世界总产量的36%。2019年全国水产品总产量6 480.36万t，其中全国水产养殖面积7 108.50 khm2，养殖产量5 079.07万t，占中国水产品总产量的比重达78%以上，是中国渔业的重要组成部分和主要增长点[1]。多年来，中国水产养殖业快速发展，为保障国家食物安全、促进农渔民增收和社会经济发展做出了重要贡献。但是，由于传统水产养殖发展方式粗放，部分设施装备落后，管理水平参差不齐，造成了养殖环境的污染，水产养殖尾水的排放给海洋、江河等天然水域环境造成一定的负面影响。

中国上世纪80年代末就提出了污染物排放总量控制制度，然而，由于初期中国经济发展方式粗放，生态环境问题未受到高度重视，直到1996年，污染物排放总量控制才正式成为国家环境保护的一项重要举措，逐渐取代浓度控制成为环境管理的核心制度[2]。从 “十二五”时期开始，水产养殖正式被列入污染物排放总量控制范围，将水产养殖网箱拆除量作为减排核算的主要依据。与印染业、种植业和畜牧业等其他行业相比[3-5]，水产养殖业的排污总量控制工作起步较晚，相关的研究基础还比较薄弱，标准法规等相关制度构建尚不完善，给管理工作带来困难。本研究在分析水产养殖环境污染的产生和总量控制工作现状的基础上，提出了水产养殖排污总量控制思路框架建议，旨在为“十四五”期间水产养殖污染物排放总量控制工作提供参考。

1 水产养殖环境污染的产生与排放分析

近年来，中国的水产养殖不断向集约化、规模化发展，形成高密度、高投入量的养殖模式。除了部分贝藻类和滤食性鱼类可不投饵，实现净水养殖之外，大部分水产养殖生产过程中，由于肥水、投饵等因素，造成氮、磷和其他有机或无机物质在封闭或半封闭的养殖生态系统中超过了水体的自然净化能力, 从而造成了养殖水体环境的污染。如果养殖尾水直接排放到环境中，无疑将增加天然水体的环境负荷。因此开展水产养殖污染物排放总量控制工作，推进节能减排，对保护水域生态环境，实现绿色养殖和行业可持续发展具有重要意义。

水产养殖环境主要污染指标为：一是氮、磷含量。氮和磷被认为是引起水体富营养化的主要因素，也是目前水产养殖污染物排放总量控制的重要指标。未被水生生物吞食的残饵，以及水生生物无法吸收的饵料排泄到水中，都会造成水体氮磷含量的增加。研究结果表明，饵料是水产养殖氮、磷输入的主要来源，分别占总输入的68.00%～92.00%和73.00%～91.00%，饵料中的氮、磷仅有14.00%～21.00%和7.00%～10.00%转化为鱼虾的生物量[6-9]。合理控制养殖密度、提高饵料利用率、科学投喂是氮磷污染控制的关键环节。二是化学需氧量指标。化学需氧量反映了水体中有机物的含量，是水体受还原性有机物、无机物污染程度的综合指标。现有的水产养殖污染物排放总量控制体系的主要参考指标即为化学需氧量，淡水水域中一般采用高锰酸盐指数来反映化学需氧量程度。三是重金属等其他指标。在投喂和养殖过程中，不可避免地会将投入品中的少量污染物质带入养殖环境中，如重金属元素、抗生素等，但由于污染情况相对轻微或者尚未有适用的测定方法，目前不适合作为水产养殖污染物排放总量控制指标。

水产养殖污染物排放总量的测算是开展总量控制工作的前提和重要参考，而单位产量排污强度是衡量水产养殖业污染物排放情况的最主要指标。《第二次全国污染源普查公报》[10]发布的排污数据显示，2017年单位水产品养殖产量的排污强度分别为：化学需氧量13.60 kg/t，氨氮0.45 kg/t，总氮2.02 kg/t及总磷0.33 kg/t。与10年前第一次全国污染源普查结果相比[11]，化学需氧量、总氮和总磷的单位产量排放强度分别降低了20.00%、23.80%、30.70%(第一次全国污染源普查未调查氨氮排放情况)。可见，中国水产养殖业在十年间产量大幅增加，而单位产量的污染物排污强度明显下降，实现了增产量降排污率的良好局面，水产养殖业绿色发展已初见成效。

2 中国水产养殖污染物排放总量控制工作进展

党的十八大以来，原农业部相继发布了《农业部关于加快推进渔业转方式调结构的指导意见》和《关于加快推进水产养殖业绿色发展的若干意见》等文件，并从2020年起实施了水产绿色健康养殖“五大行动”，从优化布局、控制污染、发展健康养殖和开展总量减排核算等方面开展了水产养殖污染总量控制工作，并取得了良好的成效。

2.1 优化养殖布局

2018年，农业农村部发布了《关于进一步加快养殖水域滩涂规划编制发布工作的通知》提出落实养殖水域滩涂规划制度，实行养殖水域滩涂统一规划，划定禁止养殖区、限制养殖区和允许养殖区并进行分类管理。截至2019年，水产养殖主产县养殖水域滩涂规划编制已经基本完成，已有1 427个县级人民政府发布规划，严格实施规划管控措施，控制限养区养殖规模，转移禁养区内水产养殖，共撤出网箱网围14 600 hm2 [12]。养殖水域滩涂规划的制定，为规范水产养殖生产，加强养殖环境管理提供了重要保障。

2.2 控制水产养殖污染

为控制水产养殖污染，特别是池塘养殖尾水排放污染，原农业部于2007年发布了《淡水池塘养殖水排放要求》(SC/T 9101—2007)和《海水池塘水排放要求》(SC/T 9103—2007)，但由于中国养殖区域分布广，各地养殖业发展水平和养殖条件存在差异，管理上难度极大。为此，近年来，辽宁、江苏、湖南、广西和海南等省区以及湖北省荆州市等多个水产养殖重要地区根据当地水产养殖业发展特点和管理基础，陆续出台了相关标准(见表1)，大大推进了当地水产养殖污染排放的规范化管理工作。另外，江苏省地方标准《池塘养殖尾水排放标准》和天津市地方标准《海水养殖尾水污染物排放标准》的编制工作也在推进中。

另外，2011年以来，原农业部组织开展了稻渔综合种养和水产养殖节能减排技术示范，将养殖尾水循环利用，减少污染物排放。2016年起，在湖南、湖北两省部署开展了洞庭湖区水产养殖污染治理试点，在沿湖4个水产养殖主产县开展尾水整治试点，取得了良好成效。浙江、广东等地也重点开展了养殖区科学规划、养殖池塘升级改造、尾水集中处理排放等一系列举措，实现了养殖尾水的有效治理。以上工作为全国水产养殖污染控制和尾水治理工作的全面开展奠定了重要基础。

2.3 大力发展水产健康养殖

为推进水产养殖方式的转变，促进水产养殖绿色发展，近年来稻渔综合种养、工厂化循环水养殖、大水面生态增养殖、多营养层级立体综合养殖等生态健康养殖模式受到大力推广并获得良好成效，截至2019年已创建国家级健康养殖示范场 5 628家、健康养殖示范县39个[12]。水产健康养殖的推广，对进一步降低单位产量排污强度，控制污染物排放总量具有重要作用。

2.4 开展水产养殖污染物排放总量减排核算

从“十二五”时期开始，水产养殖被列入中国主要污染物总量减排核算范围。针对国家重点流域、区域以及各地确定的重点保护水体，根据减少的网箱养殖面积，结合2007年第一次水产养殖业污染源产排污系数测算结果，核算水产养殖减排量，测算指标主要为化学需氧量。近年来水产养殖产业结构调整，网箱养殖在水产养殖中所占比例不断减小，养殖技术和污染控制技术快速发展，单位产量的排污强度大大降低，现有的仅以拆除网箱养殖面积作为减排测算依据的方法，无法科学、全面、真实地反映水产养殖污染物排放总量的变化状况。因此，为客观、科学、全面评估水产养殖污染物减排效果和总量控制工作成效，目前亟需根据水产养殖业发展特点和管理基础，构建新的污染物排放总量减排核算体系。

表1 各省、市水产养殖尾水排放管理标准编制和发布情况Tab.1 State of aquaculture tailwater discharge management standards in various provinces

3 水产养殖污染物排放总量控制思路框架构建

随着生态环境保护战略地位的提升，生态环境保护被放在了更加重要的位置上。在保证产业平稳高质量发展的基础上，进一步推进水产养殖业污染排放总量控制和减排工作，实现环境改善的目标，是“十四五”时期水产养殖业发展需要关注的重要问题。本研究主要从源头防控、过程控制、以及末端治理等方面探讨水产养殖污染排放总量控制思路框架及关键环节(图1)。

3.1 源头控制

源头控制包括合理规划养殖空间布局、优化养殖方式和环保型饵料的研发及推广。

3.1.1 合理规划养殖空间布局

合理规划养殖区域和生产规模，建立水产养殖准入机制和退出机制，是源头控制的首要环节。目前，水产养殖主要产区养殖水域滩涂规划编制已经基本完成，在此基础上，应进一步开展养殖水域的环境容纳量评估工作，根据区域水体环境特点，确定适宜的养殖规模、养殖模式和产量水平，逐步建立以省(市、地区)为单位的各类养殖水域环境容纳量评估制度。

在合理规划养殖区域和生产规模的基础上，建立水产养殖准入和退出机制。目前国内的水产养殖准入制度、环境评价标准和管理体系尚不完善，许多个体养殖经营活动随意性较大，给后期养殖环境的管理和污染物排放总量控制工作带来困难。在这方面，国外已形成了一些较为成功的经验做法，如澳大利亚建立了严格的水产养殖产前准入制度，大多数的养殖活动必须在通过产前环境影响评价后方能取得养殖许可证[13]；挪威将许可证制度列入《养殖法》，并建立了退出机制，规定在养殖场造成环境污染、场主违反养殖法以及3年内未按许可证的内容从事养殖生产开发等条件下，吊销许可证[14-15]。建议根据中国水产养殖业发展特点，参考国外部分成功经验，逐步建立包含产前环境影响评价、养殖环境监管和污染物排放总量控制效果等在内的相对完善的行业准入和退出管理体系。

3.1.2 优化养殖方式

建议从合理控制养殖密度和优化养殖品种结构两个方面，优化养殖方式，通过科学布局和加强监管，降低水产养殖业整体的污染物排放水平。

传统的粗放型高密度养殖方式，增加了养殖产品病害的风险，生物遗骸和代谢产物含量过大，超出了水体的自净能力承受范围，是造成养殖环境污染的主要原因之一。因此，为了维持水环境的生态平衡，控制污染物排放总量，建议在研究基础上，根据养殖品种、养殖模式和水体条件，综合考虑养殖产品的成活率、生长特性、水源、水质和管理水平等多种因素，合理控制养殖密度。

图1 水产养殖污染物排放总量控制思路框架建议图Fig.1 The framework diagram about aquaculture pollution total load control

此外，建议根据实际情况，通过科学调整养殖品种结构，降低水产养殖的污染物排放水平。适当增加海水养殖，以及滤食性贝类和鱼类等排污系数低的品种，这样不但从源头上减少了污染物的排放，还可达到净化水质的效果。另外，还可以通过控制黄鳝(Monopterusalbus)、鲈(Lateolabraxjaponicus)、乌鳢(Channaargus)及鳗鲡(Anguillajaponica)等单位产量排污量高的养殖品种[16]的养殖密度来控制污染物排放量。

3.1.3 环保型饵料的研发及推广

除滤食性鱼类、贝类等少数养殖品种可利用水体环境中的天然饵料外，大部分水产养殖品种都必须靠人工投饵来获取能量和蛋白质，因此饵料是水产养殖的必需品，也是养殖水体中氮磷等污染的最主要来源。减少水产饵料的用量，提高转化率，才能从源头控制养殖污染物的产生和排放。由于中国水产饲料的发展相对较晚，在水生动物营养需求方面的研究比畜禽营养落后不少[17-18]。目前，中国水产养殖配合饲料年产量约1 800多万 t，仅占实际需求量的一半左右，每年有300多万 t野杂鱼用来直接投喂，造成严重环境污染[19]。

要从源头降低养殖环境氮、磷浓度负荷量，推进环保型饲料的开发和使用，实现污染物总量控制和减排，建议从以下几个方面着手：一是研制饵料系数低或低蛋白高能量的环保型人工合成饵料，在满足养殖动物营养需求的基础之上，减少氮、磷等排放量；提高饵料在水中的稳定性，降低水产养殖对周边水域的环境破坏。二是推进相关标准、规范的制定，完善中国水产饲料的生产标准以及相关的监管措施，为环保型饵料的推广和应用提供科学的引导和规范。三是加强宣传和监管，一方面建立饵料流通可追溯体系，逐步提高水产饵料的安全性和品质，另一方面加大宣传力度和执法监督，严格限制冰鲜杂鱼用于直接投喂。

3.2 过程控制

3.2.1 推进清洁生产标准化管理

清洁生产作为一种新的创造性理念，自20世纪90年代被引入中国[20]。水产养殖业的清洁生产，包含了清洁的生产过程和清洁的水产品两个方面，其中，清洁的生产过程包括节约原料和能源，减少或不使用有毒物质，并在全部环境排放物和废弃物离开生产过程之前，减少他们的数量和毒性[21]。2016年，原农业部印发了《关于加快推进渔业转方式调结构的指导意见》(农渔发[2016]1号)，提出加快推进养殖节水减排，制定实施养殖生产环境卫生条件和清洁生产操作规程。水产养殖清洁生产管理和服务体系的建立和完善，可有效控制水产养殖生产过程中污染物的产生，减少排放，防控水产养殖带来的面源污染，促进中国水产养殖业健康稳定可持续发展。

3.2.2 推广水产绿色健康养殖

1993年中国海水对虾(Litopenaeusvannamei)养殖业遭受白斑综合征病毒重创之后，首次提出了“健康养殖”的概念[22]。健康养殖包括健康的养殖种质与苗种、健康的养殖技术与模式、养殖饵料的高效利用、健康管理和调控技术等水产养殖过程的多个技术环节[23]。推广水产绿色健康养殖，是增产减排，保持水产养殖业可持续发展，实现污染物总量控制目标的重要环节。

近年来，中国水产健康养殖产业稳步推进，水产健康养殖示范区创建范围不断扩大[24-25]。2019年经国务院批准农业农村部等十部委联合发布了《关于加快推进水产养殖业绿色发展的若干意见》，2020年中央一号文件提出了“推进水产绿色健康养殖”重要部署，为此，农业农村部启动实施水产绿色健康养殖“五大行动”，提出下一步将重点示范推广池塘工程化循环水养殖、工厂化循环水养殖、稻渔综合种养、深水抗风浪网箱养殖、大水面生态增养殖、盐碱水绿色养殖、多营养层级综合养殖、鱼菜共生生态种养和集装箱式循环水养殖等9大技术模式，建立“水产生态健康养殖技术模式推广基地”200个以上，打造一批可复制、可推广的技术模式样板，辐射带动生态健康养殖技术模式广泛应用。

水产绿色健康养殖模式的发展，需要相关的基础研究和标准化体系建设作支持，包括重点养殖技术模式的适用条件和选择，养殖技术的集成和优化，相关的技术标准和操作规范体系建设、减排效果评估测算等，从而实现水产养殖污染物排放总量控制和减排目标。

3.3 末端治理

水产养殖季节性换水和养殖结束后尾水排放不当，是造成环境污染的主要原因之一。控制尾水排放浓度和尾水排放总量，对水产养殖污染排放总量控制和节水减排，实现绿色养殖具有重要意义。末端治理主要涉及尾水排放标准的制定和管理，以及尾水处理设施的升级改造两个方面。

3.3.1 完善尾水排放标准和管理

首先，制定水产养殖尾水排放标准，是依法开展水产养殖项目环境影响评价，加强尾水排放管理，开展污染物排放总量控制工作的依据。目前，中国对养殖尾水排放方式和排放标准没有采取严格管理。虽然于2007年发布了《淡水池塘养殖水排放要求》(SC/T 9101—2007)和《海水池塘水排放要求》(SC/T 9103—2007)，但由于养殖区域分布广，地区差异大，管理上难度极大，执行效果欠佳[26-27]。鉴于中国各省、区水产养殖业发展规模、分布特点、主要养殖模式及水资源状况等都存在较大差异，因此在进行水产养殖尾水排放管理中，建议因地制宜，根据当地水产养殖业发展特点和管理基础，制定相关的排放标准，有序推进水产养殖污染物排放的规范化管理工作。

在此基础上，生态环境监测部门依法依规开展养殖尾水定期监测，加强监管，摸清水产养殖排污口分布和排污量，制定减排目标，是实现总量控制的关键环节。2018年，海南省发布了《海南省陆域水产养殖建设项目环境保护管理规定(试行)》，规定陆域水产养殖项目化学需氧量年排放量大于30 t的申领排污许可证。该项工作为水产养殖污染物总量控制工作提供了新的思路。

3.3.2 尾水处理设施的升级改造

近年来，国内外研究者针对水产养殖尾水处理技术开展了大量的研究和应用[28-31]。然而，由于中国水产养殖多以中小养殖户为主、组织化程度低、集约化方式少、尾水净化技术和措施在全国水产养殖业中的普及和应用情况并不理想等原因，大部分小养殖户仍然采取传统的氧化塘方式进行水产养殖的尾水处理，有的甚至不经处理直接排放。因此，要整体提升水产养殖尾水治理水平，实现污染排放总量控制和减排目标，亟需对现有养殖区进排水设施进行标准化改造，对水产养殖尾水进行分步排放、集中处理，实现达标排放。

2018年以来，中国多省市开展了水产养殖环境治理行动，对养殖池塘和尾水处理设施进行升级改造，获得了良好的效果。如广州市以规模养殖场自治、连片养殖场集中治理为原则确定治理点，按照池塘面积相应比例落实相应的尾水治理面积，建设沉淀池、过滤坝、曝气池、生物处理池和人工湿地等养殖水处理设施，建设养殖水内循环处理系统，实现水产养殖区污染物减排。

4 建议

4.1 完善水产养殖业污染物排放总量控制管理体系

完善的管理体系是保障水产养殖业稳定健康发展、实现污染物排放总量控制目标的重要前提。目前，中国水产养殖业污染排放相关的管理制度和标准规范等还不完善，亟待建立健全水产养殖准入制度和排污许可制度、可行的排放标准和环境评价标准、污染排放管理手段等。《渔业水质标准》作为渔业环境管理的主要标准依据，制定于1989年，已无法满足目前的管理需求；而在水产养殖污染排放末端控制环节，缺乏适用性、操作性强的规范标准，严重影响了污染物排放总量控制工作的开展。建议根据各地区水产养殖业发展特点和管理基础，构建涵盖环境影响评价在内的水产养殖准入和退出制度、排污许可制度，建立适用性、操作性强的标准、监管和评价体系，为全面开展水产养殖污染物排放总量控制工作奠定基础。

4.2 推进环保饲料和绿色渔药的研发和推广

环保饲料和绿色渔药等投入品的研发和推广，能够从源头上减少水产养殖污染物的产生和排放。近年来中国在生态健康养殖技术的研究、环保型饲料研发和疫病防控技术等领域开展了大量研究，但是在研究成果的集成、应用和推广方面还有待加强，比如仍存在投入品的生产和使用不规范，甚至是小杂鱼用来直接投喂的情况，增加了水产养殖活动对水体环境造成的压力。建议在环保型投入品研发的基础上，一方面加强宣传和推广，推进环保饲料和绿色渔药的普及使用，用环保型饲料替代冰鲜小杂鱼；另一方面加强监管，包括投入品生产过程和质量监管，以及科学规范使用管理。

4.3 优化养殖模式

放弃传统的粗放型养殖模式，大力发展生态健康养殖，是推动水产养殖绿色发展，降低污染排放的重要途径。对于池塘养殖和工厂化养殖等封闭养殖模式，建议在现有的环境控制和生态养殖技术成果的基础上，结合部分省份养殖环境减排治理的成功经验，推进全国养殖设施标准化改造，配备完善的循环水和进排水处理设施，降低养殖污染物排放浓度和排放总量；对于网箱养殖等开放式养殖模式，建议加强水产养殖容量评估研究，科学评价水域滩涂的承载能力，控制湖泊、水库、河流和近海等公共自然水域网箱养殖规模和密度，减少开放养殖对自然水域环境的影响。

4.4 提高环境监测技术的自动化、信息化水平

提高养殖水环境监测技术自动化、信息化水平，研发污染物快速检测和在线实时监控设备是实现养殖环境控制、加强排污监管，控制水产养殖污染物排放总量的关键技术条件。近年来，国内研究者在水环境的自动监控、重金属等污染物在线监测技术等方面取得了一定进展[32-34]，但由于现有在线监测设备精度和稳定性不足，缺乏标准依据，总氮、总磷和化学需氧量等指标在线快速检测技术尚不成熟等原因，目前在实际的排污监管和环境影响评估过程中，仍主要是采用定期人工采样结合传统的实验室分析检测的方法，存在监测效率和频率低，无法满足污染物排放总量管理需求等问题。因此，建议在推进养殖系统标准化、工业化建设与运行的同时，重点加快水产养殖污染物排放总量控制关键指标的快速检测和在线自动监测设备的研发应用，将信息技术和原位在线监测技术相结合，提高排污监管和环境影响评估工作效率。