诏安县水产养殖现状及尾水排放治理分析
2024-04-22沈冰玲
沈冰玲
(诏安县海洋与渔业局,福建诏安 363500)
水产品作为当今世界重要的粮食供应品种,以优质的蛋白质、丰富的营养物质受到人们的喜爱。水产养殖是获得水产品的重要方式,巨大经济利益促使这几年水产养殖行业的高速发展,养殖数量、养殖密度不断增加,但也给水域环境带来了较大压力。陈奇亮研究福建省近岸海域水体氮磷时空分布特征,发现不断扩张的海水养殖产业是造成东海海域水质营养化程度较高的重要因素[1]。孙策策等计算了2003—2018 年长江流经主要省份淡水养殖引起的总氮和总磷年排放量,结果显示长江流域淡水养殖产生的总氮和总磷释放量具有一致的空间分布[2]。如果不对养殖过程产生的尾水进行处理,大量的尾水排入自然水域,极易诱发水体富营养化,引起水域环境中的氮、磷超标。开展尾水治理是改善水域环境,也是促进渔业养殖健康发展、减少渔业疫病的重要手段。只有通过开展尾水处理,才能促进水产养殖转型升级和渔业水域环境改善,促进水产养殖的绿色健康发展,从而实现水产养殖行业的可持续健康发展。
1 诏安县水产养殖现状
1.1 地理环境优势
诏安县地处福建省最南端,闽粤两省交界处,南濒东海与南海交汇处,是一个海洋经济大县。其海水水域面积较广,拥有诏安湾、宫口湾、大埕湾3 个主要海湾,拥有广阔的浅海滩涂及沿岸围垦池塘、陆地工厂化养殖池,自然环境得天独厚,海域水质优良,含氧量充足,近年无赤潮发生,是水产养殖的理想海域。渔业在诏安县经济中有着重要地位,2022 年全县水产养殖面积为8 277 hm2,渔业产值54.34 亿元,占全县农牧渔总产值的48.21%。
1.2 水产养殖现状
诏安县的水产养殖业以对虾、牡蛎养殖为主,涵盖鲍鱼、石斑鱼、鲈等品种。诏安县被称为中国生态牡蛎之乡,拥有“大梧蚝”“梅岭牡蛎”两个地理标志。诏安县还是国家级出口对虾质量安全示范区、全国重点对虾幼体培育基地,主要培育品种是南美白对虾、金刚虾等。辖区内的工厂化对虾育苗场更是实现了对虾池和育苗温室的智慧化繁育。
水产养殖业的发展在推动社会经济发展的同时,也对海洋生态环境带来了一定的威胁。高密度养殖,在大量投喂饲料的同时,尾水产生氨、氮、亚硝酸盐等有害因子,导致水质富营养化,这种尾水直接排放或治理不及时会造成环境污染。高磷饲料的不合理使用也会导致海水活性磷酸盐超标。这一系列水产养殖发展所带来的尾水问题也引起了当地政府的高度重视。
根据诏安县的养殖现状调查,目前存在的主要养殖模式有海上筏式养殖(占比42%)、海上网箱养殖(占比1%)、滩涂养殖(占比21%)、水库养殖(占比1%)、池塘养殖(占比33%)、高位池养殖(占比1%)、工厂化养殖(占比1%)。海上筏式养殖、海上网箱养殖、滩涂养殖属于开放式养殖,不存在尾水排放问题;水库养殖密度很小,也不是尾水治理的主要目标。目前需列入尾水治理养殖的类型为池塘养殖、高位池养殖、工厂化养殖。本文根据3 种养殖模式的不同现状特点(见表1)展开分析,提出不同养殖模式的尾水治理方法。
表1 诏安县需开展尾水治理的养殖情况
2 不同养殖方式的尾水治理
2.1 池塘养殖现状及尾水治理方式
诏安县养殖池塘面积为2 767 hm2,在诏安县水产养殖中占33%,是水产养殖的重要养殖模式。池塘养殖可分为两种:一种是淡水池塘,养殖面积约1 254 hm2,主要养殖品种为对虾、草鱼、罗非鱼等;另一种是海水池塘,养殖面积约1 513 hm2,主要养殖品种为虾类、鱼类,有部分混养花蛤、青蟹等贝类和蟹类。池塘养殖尾水的特点为水量大,每公顷养殖池塘日排水量约700 t,但是池塘养殖密度较小,池塘排水的污染物浓度低,主要为养殖过程中投放过剩的残余饵料、鱼虾粪便等,表现为水体的富营养化,具体表现为尾水中氮、磷及化学需氧量(COD)的提高。目前诏安县的池塘养殖尾水排放多数还处于简单的过滤处理后直接排放到公共河流或海域,养殖也是以单个品种养殖为主,其中不管淡水还是海水的池塘养殖,主要养殖品种均为对虾,占比约81%,以南美白对虾及日本对虾为主,其中小部分会混养青蟹。鱼类占比约17%,其中淡水鱼类养殖以四大家鱼及罗非鱼为主,海水鱼苗以黑鲷、石斑鱼为主。贝类占比约2%,主要是花蛤,因此池塘养殖治理的重点是养虾池塘的治理。
池塘养殖相对于高位池和工厂化养殖,养殖密度较低,因此池塘养殖重点是改善进排水、供电、交通等基础设施条件,推行生态养殖模式,也就是采取多种生物混养生态模式,一般采用鱼、虾、贝、蟹等生物的混养。一方面不同生物可以充分利用养殖水体的空间提高养殖产量,另一方面不同种类的混养也可以减少病害。在生态混养模式下,饲料的利用率高,氮、磷等排泄物少,有利于水域环境的保护[3]。混养模式下,鱼、虾类产生的排泄物和饲料残渣可以被贝类和藻类利用,从而提升了资源利用率,增加了养殖效益。另外也可以在排水口前和池埂上修建过滤坝和过滤渠。这样通过一系列的生态混养、简单的尾水过滤等方式,减低了尾水中的氮、磷、化学需氧量等物质,从而使养殖尾水得以治理。也有研究发现尾水经过沉淀-吸附过滤-曝气-红树林人造潜流湿地后可继续作为南美白对虾及其他鱼类养殖的水源[4]。通过不同的方式对池塘养殖尾水进行处理,可减少尾水中的氮、磷等物质,使尾水排放达标。
2.2 高位池养殖现状及尾水治理方式
诏安县高位池养殖面积93 hm2,养殖品种主要为南美白对虾、珍珠斑、石斑鱼等,其中南美白对虾是最主要的养殖品种,占比超过90%。高位池养殖是一种高度集约化的养殖模式,与池塘养殖相比高位池有着投资大、产量高、养殖效益高等特点[5]。高位池养殖的主要品种虾多用配合饲料饲养。目前诏安县对虾配合饲料蛋白质含量约为41%~45%,磷含量约为1%~2%。在高位池养殖过程中,饲料是最主要的氮、磷输入形式,因而高位池养殖尾水经常呈严重富营养化现象,不仅氮、磷含量高,而且化学需氧量也很高,特别是养殖中期和后期投饲量快速增加,导致水体中氮、磷含量快速增加。因此高位池治理中饲料的优化是一个重要的环节,建议采用低磷饲料,饲料的投入不宜过多,可根据需要投入适量的饲料,降低尾水治理的压力。
高位池养殖是尾水治理的重点也是难点。高位池养殖尾水的处理,最直接有效的措施是收集水体中的悬浮颗粒,可采用物理过滤、滤膜分离和泡沫分离等方法。鉴于诏安县的高位池养殖现状以连片养殖居多,可以多个养殖场联合进行尾水处理。比较分散的高位池可以养殖主体为单位单独进行尾水处理。目前较为有效的处理方式是采取物理、化学、生物混合模式的多级化处理模式,即尾水排放后通过沉淀过滤、贝类藻类形成的多级沉淀、消纳来处理尾水。具体流程为:养殖尾水汇入沉淀池,通过沉淀及砂滤作用,去除掉大部分的残余饵料及粪便,经过沉淀过滤后的水流入消纳池,此时尾水中大颗粒物质基本去除。消纳池中投放芽孢杆菌、酵母菌、乳酸菌、硝化细菌、反硝化细菌及光合细菌等菌类及小球藻、卵囊藻等多种小型藻类;种植海马齿等浮水植物,投放牡蛎、花蛤等贝类;适当增加曝气、增氧装置,用来促进水体中各种藻类和微生物的生长;利用贝藻类吸收过多的富营养物,降低尾水的氮磷和化学需氧量。固定化藻球比悬浮藻液对氮、磷处理效果更好[6],因此在消纳池中设置附着基便于各种藻类、菌类附着固定,提高其净化能力。建议消纳池一般设2~3个,沉淀池、消纳池深度不小于1.5 m,尾水处理池面积不小于养殖面积的8%。通过尾水沉淀消纳池的逐级消化,尾水中残余的饵料、粪便及其他氮、磷等物质可以逐渐消耗掉,从而使尾水得到治理。
2.3 工厂化养殖现状及尾水治理方式
诏安县工厂化养殖约88 hm2,主要养殖南美白对虾、金刚虾等虾类及鳗、石斑鱼、鲍鱼等成品,也包括一些水产苗种的培育。工厂化养殖是一种高度集约化养殖,其尾水中一般含有较多的饵料残渣、粪便及其各种有机物。治理的方式目前主要有两种:一种方式是通过循环水设备来处理养殖用水。养殖用水的重复利用是循环水处理体系的核心,其特点是通过物理、生物、化学等手段,通过沉淀、滤渣收集、生态净化等过程处理后,把养殖水体中的大分子颗粒、悬浮物、可溶性物质和气体排出物转化为无害物质,并补充溶氧,尾水重新进入养殖过程,使养殖水体得以循环使用。循环水养殖模式水资源消耗少、对环境污染小,解决了水产养殖用水、排水的问题,是实现绿色、健康养殖的重要途径,对渔业的可持续发展和环境保护有着重要的作用。目前诏安县一些规模的工厂化养殖已采取循环水养殖模式,并取得了良好的效果,以其中一个规模化养鳗场为例分析尾水的循环处理模式。养鳗池的尾水流入旋流沉淀池,通过旋流沉淀池把尾水中的颗粒物分离出来,颗粒物质通过集污池等处理形成污泥,后续可以作为农作物肥料使用。尾水部分再经过过滤器过滤掉残余的小颗粒后进入清水池,清水池中通过加入臭氧和氧气降解水中的氨氮,最后尾水通过加入合适的菌藻进行调水,调节后的水再次进入养殖池,从而实现尾水的循环使用。由于尾水循环系统比较复杂,建设和使用成本均较高,因而在小型的养殖场中很少使用。大型养殖场通过合理利用尾水循环,可以在较高养殖密度下进行生产,且解决了养殖场用水的问题,从而降低了成本,提高了收益。目前诏安县部分工厂化的养殖场已采取循环用水的模式,避免了尾水外排的问题。
另一种方式是根据工厂化养殖设施生产的特点,设计尾水处理设施,除去养殖尾水中的残饵、粪便及养殖过程中产生的废弃物,根据需要设计多级沉淀消纳池,具体可以参考高位池的尾水治理。
3 尾水治理存在的困难
3.1 尚未有强制执行标准
目前国内的渔业尾水排放尚未颁布统一的强制执行标准,尽管一些省市已经颁布了尾水排放标准,但是福建尚未出台地方标准,这样给尾水的治理带来了一定困难。
3.2 养殖场标准化程度低,改建成本大
诏安县大部分的水产养殖场建设时间较早,且没有统一的规划,这导致养殖场的分布比较随意,大多根据各自的需求进行建设。很多养殖场的尾水处理只是简单的过滤处理,个别养殖场更是没有尾水处理设施,而是直接排放。开展尾水治理,势必要求养殖企业更改养殖场的设施、设备,这样容易造成养殖场总体布局的改变,投入增大,致使养殖成本增高,因此养殖户对于开展尾水治理的热度并不高。另外,水产饲料与改良剂等的不合理使用、养殖密度过高等问题依然存在,也是造成水产养殖尾水氮、磷过高的主要原因,因而急需推广生态养殖方式,建设标准化的养殖场。
3.3 尚未有成熟的适合各种水产养殖尾水处理的设施和设备
目前国内尚无成熟的水产养殖尾水、底泥排放处理的设施设备和治理技术工艺路线。尾水的处理还需要进一步摸索出一条适合不同养殖场需要的工艺,降低尾水处理的成本,以适应不同养殖场的需求。
4 展望
当前,环境保护势在必行,渔业的可持续性也要求发展绿色健康的水产养殖,因此不论是传统的池塘养殖还是高位养殖、工厂化养殖,都同样面临着尾水处理问题。建议相关部门加强与养殖户的沟通交流,了解养殖场养殖尾水改造工程的重点、难点,降低企业的运行成本,尽快推出较为成熟的尾水治理设施和尾水处理工艺,进而提高养殖户进行尾水工程改造的积极性,逐步推进水产养殖尾水治理工作。
发展“安全、绿色、高效、经济”的水产养殖方式。通过对养殖过程的控制,如控制饲料投放量、控制养殖方式、采用适合的微生物制剂、循环水养殖等,或者通过有效的物理化学处理,降低尾水中氮、磷及化学需氧量的排放量,从而使我们的水产养殖尾水排放达标,真正实现水产养殖的可持续性发展。