水产养殖水质监测及治理现状分析

○谢云波 朱志强 徐伟 普家勇 张扬

（湖北省水产科学研究所 湖北武汉 430077）

水质分析是掌握天然水域养殖环境和水生生物实验生态系统化学因子变化动态的重要手段，为了防止因水质污染造成水产养殖的环境破坏，就必须对水产养殖环境的水质进行分析和监测，并通过科学的方式控制水质，以满足水产养殖动物正常生长发育所需要的水质要求。

一、我省水产养殖现状

2020年湖北省淡水养殖面积52.6万公顷，水产品总产量467.9万吨，连续25年保持全国第一淡水大省地位。2020年渔业经济总产值达到2757亿元，占大农业比重的15.8%。小龙虾（98.2万吨）、黄鳝（13.3万吨）、黄颡鱼（13.6万吨）等特色品种产量连续多年居全国第一；河蟹（15.1万吨）、鳜鱼（7.5万吨）、甲鱼（4.8万吨）等特色品种产量居全国第二。2020年湖北省养殖产量大于1万吨/年的鱼类，共计15种，包括四大家鱼（青鱼、草鱼、鲢鱼、鳙鱼）、鲤鱼、鲫鱼、鳊鱼、泥鳅、鲶鱼、鮰鱼、黄颡鱼、黄鳝、鳜鱼、鲈鱼、乌鳢等。湖北省除恩施、十堰、神农架等地区以外，其他大部分区域淡水养殖面积较大；近年来从事淡水养殖行业人均收入超过2万元，基本呈现逐年上升的趋势。对于渔业养殖水质的检测需求也呈现上升趋势。

二、渔业水质监测参数及分析

渔业水质检测的项目包含pH、悬浮物、化学需氧量COD、总磷、总氮等项目。其原因是在水产品的养殖过程中为了让水产品更好的生长，提高水产品的存活和健康率，养殖户在水产品养殖的过程中人为的向养殖水产品的湖泊、养殖水域中投喂了一些药物。早期可能觉得效果不错，提高了水产品的存活率同时也提高了水产品的质量。但是随着社会的发展进步，我们发现原来觉得提高我们养殖效率的药物会残留在水产品的食用部分中最终进入人体，对人体造成伤害。在现在的渔业水质检测中早先被认为在水产品养殖的各种疗效显著的药物都赫然出现在必检项目列表中。同时在养殖过程中养殖户们也用到了各种非管制性化学物质用以调节养殖用水的pH等物理化学参数。天然水中的pH值是各种溶解的化合物所达到的酸碱平衡值。天然水中的碳酸盐体系对pH起着主要调节作用。采集的82个（由于有32个样品添加了固定剂，采样过程中加入了浓硫酸）样品pH监测结果范围为：7.09～8.89。于鱼类对水体pH值比较敏感，水体pH值＜5时，水体呈酸性，会造成鱼类的酸中毒，造成蛋白变性使组织器官失去功能而造成鱼类死亡；水体pH＞9时，水体呈碱性，对鱼有强烈的腐蚀性，使鱼体及鱼鳃损伤严重，鱼体表面粘膜被溶解，会使鱼失去控制水分渗透压的能力而死。

悬浮物质是指悬浮于水中，不能通过0.45μ滤膜且易沉降的细小有机或无机颗料物质。水域悬浮物质对光的散射与阻挡影响水色和透明度，从而降低浮游植物的光合作用，影响水生生物的呼吸和代谢，严重时会造成鱼、虾、蟹窒息死亡。水产养殖经过一个养殖周期后，由于饲料的投入，养殖生物的活动（游动、摄食、排泄等），气象条件（刮风、下雨等）等各种因素的作用，养殖水体中的悬浮物质会有所增加，因此必须对此要有一定的限制，如果含大量悬浮物质的养殖水排入水体，势必对受纳水体的生态环境产生危害。2018年8月农业农村部修订的《淡水养殖尾水排放要求（征求意见稿）》中，规定悬浮物一级排放标准为50mg/L，二级排放标准为100mg/L。

高锰酸盐指数主要用来测低浓度的COD，用于地表水、饮用水、深井水的检测，采用高锰酸钾作为氧化剂，而高浓度的COD采用重铬酸钾作为氧化剂。影响水体中化学需氧量的主要原因是水中含有大量还原性无机物和可被氧化的有机物，所以以化学需氧量作为水体受还原性有机、无机物污染程度的综合指标，水产养殖水中这些污染物主要来自养殖过程中末被养殖生物利用的饲料的分解，养殖生物的排泄物，以及各种微生物的分解所产生的各种还原性无机物和有机物，水产养殖水域中一般采用高锰酸盐指数反映化学需氧量程度。我国《地表水环境质量标准》中规定Ⅳ类为 10mg/L，Ⅴ类为 15mg/L，2018年8月农业农村部修订的《淡水养殖尾水排放要求（征求意见稿）》中，规定高锰酸盐指数一级排放标准为15mg/L，二级排放标准为25mg/L。

总氮是指水体中有机氮和无机氮（氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮）的总和，各种形式的氮在一定条件下可以以相互转化。水产养殖废水中氮的主要来源于饲料的投入、蛋白质分解和水生生物的排泄，饲料中的氮有60%～70%被排泄到水体中，因此水产养殖中总氮浓度与投饲率及饲料蛋白含量有直接关系。在工厂化育苗池、温室养鳖池、精养池塘中有机氮占有较大的比例；无机氮占比较少，主要是溶解氮气（N2）、铵态氮（NH4）、亚硝态氮（NO2）和硝态氮（NO3）。2018年8月农业农村部修订的《淡水养殖尾水排放要求（征求意见稿）》中，规定总氮一级排放标准为3.0mg/L，二级排放标准为5.0mg/L。

总磷包括有机磷和无机磷，它们存在于溶液、腐殖质粒子或水生生物中，各种形式的磷在一定的条件下可以相互转化。磷酸盐是水域中浮游植物的营养盐之一，其主要作用是活性磷酸盐，浮游植物在合适的氮磷比范围内且在过量提供的条件下，生长旺盛，某些藻类的个体数量还会突发增殖，更有甚者藻类的种类会减至二三种，破坏了生态结构，造成缺氧环境。然而，由于影响藻类生长的物理、化学、生物因素极其复杂多变，很难预测藻类生长的趋势，也难以定出导致突发增殖产生水华（赤潮）的指标。淡水养殖尾水中的总磷主要来源于饲料中的添加剂、饲料分解物及养殖生物的排泄产物，合理控制淡水养殖的投入品，适当使用水质调节剂是十分重要的，因此，在拟制定的淡水养殖尾水排放标准中考虑总磷的因素是必要的。2018年8月农业农村部修订的《淡水养殖尾水排放要求（征求意见稿）》中，规定总磷一级排放标准为0.5mg/L，二级排放标准为1.0mg/L。

三、水产养殖水质治理现状及措施

目前国家在非药物化学物质的使用上没有相关的政策和标准。这必然使得在渔业执法上无规可循，同时食品安全得不到保障。这就要求水质监测工作在新形势、新时期能够及时改变监测手段，加强应急监测监测能力建设。在这样的背景下各地相关部门对所辖的湖泊、河流及重点养殖水域都以面对社会公开的招标监督检测项目的形式进行了对水质的摸底监管工作。其使用招标的方式是为了让各个有资历的国家检测部门以及社会上的一些第三方检测中心都参与到竞标中来，从而保证了项目是由专业的、有资历的相关单位承接并且能够高效高质量的完成所对应的检测项目。其项目目的是对当地所辖的湖泊、河流及重点养殖水域进行长时间的跟踪摸底以及监管，从而保障人们能够用上清洁的生活用水，以及能够用洁净的水资源来养殖我们所食用的鱼、虾、蟹等各种水产品。

加强对水产养殖的水质监测全过程管理，传统的水产养殖水体控制强调的是末端治理，反映了养殖者被动地对待水体环境的理念。虽然诸多的生态修复体现出一定的效果，但这毕竟是事倍功半的工作。随着社会的发展和科学的进步，养殖过程污染控制管理日益受到重视。

刘国锋等提出须从苗种、饲料、技术、装备、机制和生产模式等方面入手，提高水产养殖的技术水平，从而达到“提质增效、减量增收、绿色发展、富裕渔民”的总目标。李树国在应对内陆水产养殖的水域污染中提到培育抗病品种、减少药物用量的对策；《2018年全国渔业渔政工作要点》亦有围绕渔业绿色发展，加强新品种培育等技术研发对策的提出，更要求各地要主动适应科技体制改革新要求，增强科技创新能力。王汉玉等在对水产养殖自身污染及其防治的探讨中采用了生态营养学饲料的配制技术，开发出了水产专用的生态生物复合鱼肥，运用科学的投喂方式和投饲技术，极大的减少了单位生物量排泄能量以及饲料投加对水产水体的污染程度。农业绿色发展技术导则（2018-2030年）中针对水产养殖污染对策中亦提出了应采用环保高效肥料、农业药物与生物制剂的应对措施。李树国等提出实现养殖生境的全过程精细管理也是对水产养殖污染治理过程控制的一大良策。其涉及水产养殖环境的构建与维护，对水体中生物群落的定向培植和优化调控，使各个养殖季节都有适宜的生境，空间上达到各种技术优势互补，合理搭配。

水产养殖业的污染防治应坚持控制源头、阻断过程、治理末端的技术路线，当水产养殖已造成一定的环境污染，及需要采取相应技术对环境进行净化和修复。当前水产养殖环境污染的净化和修复技术主要分原位修复和异位修复两类，这两类技术各自的优缺点具体如表1所示。

表1 原位修复与异位修复各自优缺点

原位净化与修复技术包括物理技术、化学技术和生物技术，其中应用最广泛、效果最好的是生物技术。物理技术主要是机械增氧、底泥疏浚；化学技术主要是投入氧化剂提高水体中的氧化还原电位、使用络合剂络合金属离子等，而生物技术主要是利用水生植物和微生物来净化水体环境。因养殖水体环境中的污染物多为氮、磷等植物性营养元素及BOD、COD等有机污染物，其恰好是水生植物和微生物生长所需的营养物质，故可通过生物的生长代谢来完成物质循环、污染物的净化及生态的控制。近年来，有关此方面的研究成果较多，吴伟等先后报导了采用浮床种植空心菜净化池塘养殖环境、利用人工弹性填料构建固定化微生物膜处理养殖水体、应用脱氮副球菌实现养殖水体好氧反硝化以及运用侧孢芽孢杆菌控制养殖水体富营养化过程。

异位净化与修复技术主要是人工湿地循环水处理技术。人工湿地（constructed wetland）处理系统是指通过模拟自然湿地，人为设计与建造的由饱和基质、水生植物、动物和水体组成的复合体系。按水流方式的不同可将其分为表面流湿地、潜流湿地和垂直流湿地三大类型。人工湿地具有投资少、效果好、运行维护方便、氮磷去除率高和对负荷变化的适应能力强等优点，目前已广泛应用于处理生活污水、工业废水、面源污染、恢复和净化受污河流、湖泊等诸多方面。将人工湿地用于水产养殖循环经济模式中净化养殖废水的研究已有报导。吴振斌和谢小龙等研究了复合垂直流人工湿地处理养殖水体的效果，水体中浮游动物和TSS的去除率分别达60%和70%，水质得到显著改善。

水产养殖是我省粮食安全、营养安全和菜篮子工程的重要组成部分，关乎国计民生，管理方式应采取切合实际、逐步推进的原则，同时进行实地考察调研、采样监测及数据统计相结合的方法避免今后监管过程中造成“一刀切”的方式整治水产养殖。