人工生物凈化體系對(duì)循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)水質(zhì)的影響

時(shí)間:2022-03-08 02:47:08

導(dǎo)語(yǔ):人工生物凈化體系對(duì)循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)水質(zhì)的影響一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳,不代表本站觀點(diǎn),若需要原創(chuàng)文章可咨詢(xún)客服老師,歡迎參考。

人工生物凈化體系對(duì)循環(huán)水養(yǎng)殖系統(tǒng)水質(zhì)的影響

系統(tǒng)硬度、堿度兩年的變化比較穩(wěn)定2008年,TH的年均值較高,為19.13mmol/L,變化也較大(CV:47.46%),且凈化系統(tǒng)的年均值稍大于養(yǎng)殖區(qū)域;2009年,年均值則降低至11.94mmol/L,全系統(tǒng)變化較為穩(wěn)定(CV:7.11%)。2008年的Alk全年變化(CV:18.46%)比2009年(CV:10.03%)稍大,兩年的年均值相差不大。人工凈化系統(tǒng)對(duì)無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)鹽吸收明顯2008年,凈化體系PO4-P的吸收效果不明顯(圖2),其年均值的平均值5.98μmol/L高于養(yǎng)殖池5.44倍。2009年,人工凈化體系對(duì)PO4-P的吸收作用明顯,其年均值經(jīng)生物凈化水渠后的含量?jī)H為養(yǎng)殖池塘的50.17%,凈化體系年均值的平均值為9.55μmol/L,比養(yǎng)殖池低122%。系統(tǒng)2個(gè)監(jiān)測(cè)年份的變化均較高:2008年,CV為70.45%;2009年,CV為97.43%。兩年的凈化體系對(duì)NH4-N均有凈化吸收作用(圖3)。養(yǎng)殖系統(tǒng)的最低值均位于凈化體系的沉淀儲(chǔ)水池,但2009年比2008年更明顯:2008年凈化體系的年均值為57.54μmol/L,比養(yǎng)殖池高1.35倍;2009年凈化體系的年均值為39.81μmol/L,比養(yǎng)殖池低146%。2008年,凈化區(qū)域的分解占主導(dǎo)地位;2009年,則呈現(xiàn)較強(qiáng)的吸收優(yōu)勢(shì)。2009年,凈化系統(tǒng)對(duì)NO3-N、NO2-N有明顯的吸收作用(圖4、圖5),尤其經(jīng)過(guò)生物凈化輸水渠的總進(jìn)水口(3#)后,分別是養(yǎng)殖池塘(1#)的2.51倍、5.64倍。而2008年凈化系統(tǒng)的吸收很弱,凈化系統(tǒng)的均值比養(yǎng)殖池分別高出4.37倍、2.55倍。2009年,人工生物凈化體系中的植物呈現(xiàn)出強(qiáng)勁的吸收優(yōu)勢(shì)。圖42008、2009年NO3-N年均值的變化圖52008、2009年NO2-N年均值的變化2.3人工凈化系統(tǒng)控藻效果顯著從浮游植物總量看,2009年與2008年的變化呈反相變化特征(圖6)。2009年的凈化體系對(duì)其有明顯的控制作用,尤其是生物凈化輸水渠。兩年的極值均出現(xiàn)在凈化體系和養(yǎng)殖池:2009年,極大值出現(xiàn)在養(yǎng)殖池(1#),極小值出現(xiàn)在總進(jìn)水口(3#);2008年,極大值出現(xiàn)在凈化輸水渠(2#~3#),極小值出現(xiàn)在養(yǎng)殖池(1#)。2008年凈化系統(tǒng)年均值的平均值為226.399mg/L,比養(yǎng)殖池塘高12.77倍;而2009年為57.83mg/L,比養(yǎng)殖池塘低477%。2009年的人工生物凈化體系控藻效果顯著。圖62008、2009年浮游植物總量年均值的變化2.4人工凈化系統(tǒng)有效控制養(yǎng)殖水體富營(yíng)養(yǎng)化2008年,只通過(guò)沉淀儲(chǔ)水池的鰱、鳙魚(yú)從養(yǎng)殖水體中提出營(yíng)養(yǎng)物質(zhì);2009年,除鰱鳙魚(yú)提出營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)外,40m2水蕹菜提出N0.2088kg、P0.2673kg、K0.0225kg;褶紋冠蚌提出17.5kg貝重的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)(未計(jì)培植的蘆葦,表2)。這些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)從養(yǎng)殖水體中提出,在一定程度上減輕了其富營(yíng)養(yǎng)化程度。

2008年的TH變異系數(shù)較大,是由于該系統(tǒng)的養(yǎng)殖歷史造成的。2005年,該系統(tǒng)的養(yǎng)殖品種為南美白對(duì)蝦,養(yǎng)殖區(qū)池塘全部為覆膜結(jié)構(gòu),且為提高養(yǎng)殖品質(zhì)而采取了維持水體一定鹽度的技術(shù)措施。2007年,因養(yǎng)殖結(jié)構(gòu)的調(diào)整,覆膜結(jié)構(gòu)及維持鹽度的技術(shù)措施取消,使Ca、Mg等離子有隨循環(huán)由凈化區(qū)向養(yǎng)殖區(qū)遷移的趨勢(shì)。至2008年,總體表征仍為非養(yǎng)殖區(qū)域的TH高于養(yǎng)殖區(qū)域,也致使本年度TH的CV較大。至2009年,這種交換已使系統(tǒng)趨于均化,則整個(gè)體系達(dá)較穩(wěn)定狀態(tài),CV減小。系統(tǒng)凈化區(qū)域接納養(yǎng)殖區(qū)域排出的養(yǎng)殖污水,無(wú)機(jī)、有機(jī)營(yíng)養(yǎng)物于此處匯集,且有機(jī)營(yíng)養(yǎng)物在此處分解。該區(qū)域各項(xiàng)指標(biāo)的含量數(shù)值取決于營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的分解、吸收作用的強(qiáng)弱對(duì)比。當(dāng)吸收作用占優(yōu)勢(shì)地位,該區(qū)域各項(xiàng)指標(biāo)呈現(xiàn)比養(yǎng)殖區(qū)域低;否則,凈化區(qū)域高于養(yǎng)殖區(qū)域。2008年,凈化系統(tǒng)呈現(xiàn)出較強(qiáng)的分解作用,而吸收作用較弱,故而PO4-P、NH4-N、NO3-N、NO2-N這幾項(xiàng)指標(biāo)呈現(xiàn)出含量升高的特性。2009年設(shè)立系統(tǒng)后,吸收作用加強(qiáng),沿凈化系統(tǒng)幾乎成逐級(jí)降低的趨勢(shì),尤其是PO4-P和NO3-N的含量降低十分明顯。養(yǎng)殖用水經(jīng)過(guò)生物凈化水渠后,均呈現(xiàn)最低值,分別比排水口均值下降了1.94倍、2.14倍。由于凈化系統(tǒng)中的無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)鹽被凈化體系吸收以及受植物化感物質(zhì)的控制[3]等原因,2009年的浮游植物總量年均值明顯低于2008年。2008年系統(tǒng)無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)鹽的消耗主要是水體內(nèi)的浮游生物,雖然此時(shí)凈化區(qū)域的浮游植物總量較高,但并沒(méi)有顯示其使水體各種營(yíng)養(yǎng)鹽含量降低。2009年,由于水生植物的吸收作用,無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)鹽含量明顯下降。水生植物中的N、P、K是從水體中吸收的。2009年,水蕹菜在其生長(zhǎng)過(guò)程中吸收了大量的氮、磷等營(yíng)養(yǎng)元素,當(dāng)其從水環(huán)境被移出時(shí),吸收的大量氮、磷等營(yíng)養(yǎng)元素隨之被帶走,從而減輕了水體的富營(yíng)養(yǎng)化程度,使水質(zhì)得到凈化。蘆葦濕地、水生經(jīng)濟(jì)植物釋放化感物質(zhì),吸收營(yíng)養(yǎng)鹽,抑制藻類(lèi)生長(zhǎng),并能影響微生物的種群種類(lèi)和數(shù)量及其分布,可促進(jìn)物質(zhì)循環(huán),提高系統(tǒng)的凈化能力,從而有效地改善水質(zhì)及控制富營(yíng)養(yǎng)化程度[4-5]。底棲軟體動(dòng)物、濾食性魚(yú)類(lèi)將浮游生物、腐屑等有機(jī)質(zhì)濾食、同化,轉(zhuǎn)化成自身物質(zhì)。經(jīng)濟(jì)品種構(gòu)建的產(chǎn)量,是從養(yǎng)殖水體中提取引起水體富營(yíng)養(yǎng)化的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。土著微生物,經(jīng)網(wǎng)基質(zhì)固化,增加了有益菌群的數(shù)量和生物作用面,且微生物代謝途徑多樣,可利用各種類(lèi)型的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),加大了水體中的物質(zhì)循環(huán)速率及通量,并且其次生代謝產(chǎn)物對(duì)有害微生物亦有控制作用。2009年,人工生物凈化體系的建立,使綜合控藻效果明顯。浮游植物量的高低影響著養(yǎng)殖水環(huán)境各因子的變化程度,即浮游植物的光合作用、分解作用整體變化較大,將導(dǎo)致水體中各項(xiàng)指標(biāo)發(fā)生較大的變化,也必然影響?zhàn)B殖生物生存環(huán)境的穩(wěn)定性。藻類(lèi)量的減少,增加了水質(zhì)的穩(wěn)定性。2008年,各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)的CV均高于2009年。2009年,系統(tǒng)Alk、PO4-P、NH4-N、NO3-N、NO2-N、浮游植物總量的CV比2008年分別降低了8.43、26.98、62.33、17.01、0.01、35.55個(gè)百分點(diǎn)。因地制宜地構(gòu)建生物凈化系統(tǒng),利用水生植物的提出水體營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、化感物質(zhì)控藻作用,濾食魚(yú)類(lèi)、貝類(lèi)的濾食浮游生物、有機(jī)腐屑提取水體中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)作用,以及固化微生物分解、控制有害微生物、加快物質(zhì)循環(huán)及通量作用,可形成一套凈化、穩(wěn)定養(yǎng)殖用水的技術(shù),達(dá)到養(yǎng)殖用水循環(huán)利用,改善生態(tài)環(huán)境,盡可能獲得最大的低碳、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益,從而實(shí)現(xiàn)池塘養(yǎng)殖業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

本文作者:李建國(guó)趙冬艷孫成渤工作單位:天津農(nóng)學(xué)院