鱼类增养殖学课件：第二章 养殖水域污染与控制

1、第二章 养殖水域生态环境与控制目录第一节养殖水域污染的特点第二节养殖水域生态环境调控第一节 养殖水域污染一、水体污染特点二、水体富营养化三、赤潮1.1 河流污染特点(1）污染程度随径流变化 河流的径污比（径流量与排入河流中污水量的比值）的大小决定了河流的污染程度。(2)污染影响范围广 随着河水的流动，污染物质随之扩散，上游受污染很快就影响到下游。(3)污染易于控制 河水交换较快，自净能力较强，水体范围相对集中，因此其污染较易控割。(1)湖泊污染的来源广、途径多，污染物种类复杂 (2)湖水稀释和搬运污染物质的能力弱(3)湖泊对污染物质的生物降解、累积和转化能力强 1.2 湖泊(水库)污染特点1.

2、3 我国地表水质污染特点(1)我国北方地区水体污染往往比南方严重，西部比东部严重 (2)随各地降水量的多寡形成季节变化 一般在夏季为河流丰水期，此时河水流量大，稀释和自净能力都强，除了在暴雨初期造成局部水体污染物含量增多之外，丰水期水质状况总是比枯水季节好得多。 (3)在我国大城市的工业区和人口密集区附近的水体污染较严重大城市人口稠密，工业和生活污染物多，水体污染严重。(1)污染源广(2)持续性强 (3)扩散范冒广(4)防治难、危害大 1.4 海洋污染特点 (一)按污染物的降解特性分类：1非降解性污染物 该类污染物包括铝制品、汞盐、长链的苯酚化合物、DDT和次氯联苯等。2降解性污染物 这类物质

3、包括生活污水、工农业副产品加工废物等。 (二)按污染物的成分分类：1重金属污染物 2非金属无机有毒污染物 。3有毒有机物 4耗氧有机物 5病原微生物 6酸、碱污染物7油污染物8热污染 9悬浮固体物质 10.放射性污染物 1.5 污染分级二 水体富营养化富营养化(eutmphicat i on)是水体衰老的一种表现，也是湖泊分类与演化的一个指标。它是指水体中营养物质过多，特别是氮、磷过多而导致水生植物(浮游藻类等)大量繁殖，影响水体与大气正常的氧气交换，加之死亡藻类的分解消耗大量的氧气，造成水体溶解氧迅速下降，水质恶化，鱼类及其他生物大量死亡，加速水体衰老的进程。水体富营养化与水中氧平衡有密切的

4、联系。因此，常用一些反映水体氧平衡的指标来描述水体富营养化。主要有：溶解氧(disso l vedo xygen，简称DO)、生化耗氧量(b iochemi ca l o xygen demand，简称BOD)、化学耗氧量 (chemical oxygen demand，简称COD)、总有机碳(total organic carbon，简称TOC)和总需氧量(to ta l o xygen demand，简称TOD)等。2.1 富营养化形成的条件 1营养元素 营养元素(特别是氮和磷)是形成水体富营养化的重要条件。2光 光是决定水体中绿色植物分布、生长的主要条件，它决定于水的透明度。 3温度 水

5、体温度的时间变化(季节、昼夜)形成水体的运动，是影响水中氧和营养物质的垂直运动和在各层分布的重要因素2.2 富营养化的指标 富营养化的指标包括物理指标、化学指标和生物学指标三类：1物理指标 主要有透明度以及与之有关的营养状态指数。 (1)透明度 富营养化是与藻类大量增殖引起水体透明度变化直接相关的。 水体中的光随水深以指数函数方式递减：Ih=I0exp(-ah) 式中，I0、Ih是指的照度；a是吸光系数。 藻类数量和透明度的关系：Ix=I00 exp一(KW+Kb)z 式中，IX是和透明度(m)相对应的水深照度；I0为水表面照度；IX是由水及溶解物质而产生的吸光系数；kb是由悬浮物质产生的吸光

6、系数；z为与水深度相对应的透明度，它与悬浮物的浓度成正比。叶绿素浓度为c，即Kb=ac。 在湖泊中，Kb通常大于Kw，因此，即Kb=ac(2)营养状态指数(troph ic state inde x,简称TSI) 日本国立公害研究所相崎地弘等人于1979年提出了湖泊的营养状态指数并求出了相应的水质参数(表21)。表2-1 营养状态指数与水质参数的系(相崎守弘等，1979)营业状态指数0102030405060708090100叶绿素（pg/L）透明度（m）总磷（m）县浮物有机碳（mg/L）县浮物有机氮（g/L）总氮（mg/L）耗氧量（mg/L）细菌总数（104个/mL）0.1480.40.04

7、0.0230.010.064.20.26270.90.090.0560.020.128.30.66152.00.230.10130.040.24161.608.04.60.550.21290.0790.48324.104.410.01.300.44620.160.9664102.423.02.10.921300.311.8130261.350.07.71.902900.653.6250640.73110.019.04.106201.207.14901600.4250.045.08.6013402.3014.09604000.22555108.018.029004.6027.0190010000

8、.12123026038.0650091.054.03800表2-1 营养状态指数与水质参数的关系(相崎守弘等，1979)2化学指标 藻类繁殖过程中，需要大量的营养盐类。根据Li ebig最小因子定律，氮、磷是水体富营养化的限制因子，可以把它们作为富营养化的指标。美国的湖泊曾通过控制氮、磷等营养盐进行富营养化的治理，在623个湖?白中，67是通过控制磷，30是通过控制氮，控制其他营养盐的仪占3。湖泊富营养化的氮、磷标准分为5类(表22)。此外，还提出了不同水深湖泊总磷、总氮的允许负荷标准和危险值(表23)。营养程度总磷（mg/L）无机氮（mg/L）极贫营养贫-中营养中营养中-富营养富养0.11

9、.5表2-2 湖泊富营养程度的氮、磷标准(Vollenweider，1968)平均水深（m）总 氮总 磷允许危险允许危险510501002001.01.54.06.09.02.03.08.012.018.00.070.100.250.400.600.130.200.500.801.20表2-3不同水深湖泊总氮、总磷的允许负荷标准和危险值g/（m3.a）（Volleneider,1967）3生物学指标 随着富营养化程度的增加，生物种类数量减少，优势种个体数目大量增加。因此，可以用物种多样性指数来表示富营养化程度。日本概括了湖泊富营养化和浮游生物优势种的关系，提出了从贫营养化向富营养化过渡时出现的

10、浮游生物优势种名录，如下：贫营养性浮游硅藻(小环藻、平板藻) 浮游黄鞭毛藻(锥囊藻)富营养性浮游硅藻(St杆藻、脆杆藻、冠盘藻和颗粒直链藻)富营养性浮游绿藻(盘星藻、栅藻)浮游蓝藻(微囊藻、囊丝藻、鱼腥藻)眼虫藻类浮游生物(裸藻) 细菌类浮游生物 在贫营养湖中，硅藻类的小环藻等占优势夕当过渡到富营养化初期，星杆藻等富营养化硅藻类成为优势种；再进一步富营养化，绿藻、蓝藻大量产生。因此，可根据植物种类组成来指示水环境的富营养程度。采用的评价标准如表所示。结果表明，全国1 7个湖泊中，武汉东湖和杭州西湖为极富营养，巢湖、滇池等5个湖泊为富营养，青海湖、太湖、洱海等10个湖泊为中营养。 3.3 富营养

11、化的评价等级总磷（g/L）耗氧量（mg/L）透明度（m）总氮（ mg/L）生物量（万个/L）极贫营养贫营养中营养富营养极富营养66027.1122.40.550.174.61000湖泊富营养化评价标准(蔡煜东等，1995)3.4 富营养化的危害1感官恶化，不利观光 2鱼类窒息或中毒死亡3影响作物生长 4水质变劣，净化费用增高 4 赤潮赤潮是在特定的环境条件下，海水中某些浮游植物、原生动物或细菌爆发性增殖或高度聚集而引起水体变色的一种有害生态现象。赤潮是一个历史沿用名，它并不一定都是红色，实际上是许多赤潮的统称。赤潮发生的原因、种类、和数量的不同，水体会呈现不同的颜色，有红颜色或砖红颜色、绿色、

12、黄色、棕色等。值得指出的是，某些赤潮生物（如膝沟藻、裸甲藻、梨甲藻等）引起赤潮有时并不引起海水呈现任何特别的颜色。我国各海域赤潮发生情况4.1 赤潮的发生原因（1）海水富营养化陆源含氮磷的污染物过度集中排放海洋溢油海水养殖等生产活动的污染（2）水文气象和海水理化因子的变化2030是赤潮发生的适宜温度范围。科学家发现一周内水温突然升高大于2是赤潮发生的先兆。海水的化学因子如盐度变化也是促使生物因子赤潮生物大量繁殖的原因之一，盐度在2637的范围内均有发生赤潮的可能。赤潮发生的主要环境条件赤潮的判断依据4.2 赤潮的危害（1）破坏海洋生态平衡（2）破坏海洋渔业和水产资源（3）危害人类健康4.3 赤

13、潮的预防赤潮的预防（1）控制污水入海量，防止海水富营养化实行排放总量控制建立污水处理装置克服污水集中排放（2）加强海洋环境的监测，开展赤潮的预报服务（3）科学合理地开发利用海洋第二节 养殖水域生态环境调控养殖用水和废水的净化理就是用物理、化学和生物的方法将污水中含有的污染物质分离出来或将其转化为无害物质，从而使水质达到洁净可重新利用。其主要处理工艺和流程见表。方法类型处理方法处理对象优缺点物 理 法栅栏、筛网 去除野杂鱼、敌害生物、大粒径悬浮物、漂浮物优点：工艺简单，费用低廉缺点：一般属水质预处理和初级处理沉淀、气浮、过滤去除小粒径块状物、粒状悬浮物及胶体物质化 学 法中和法、混凝法调节pH，

14、属预处理去除悬浮物、胶体物质及色度优点：占地面积小，处理时间较短，处理 缺点：费用较大氧化法去除溶解性物质，杀藻、杀菌、脱色生 物 法好氧生物处理：物膜法、活性污泥法去除溶懈性污染物，BOD、COD去除率达8 59 5优点：利用微生物使溶解有机物转化为无害的物质，并可大大降低其浓度。耐冲击，负荷有机物的能力较强。缺点：占地面积较大，微生物、藻类 （海藻)、水生维管束植物均需培养，处理时间长，水生管束植物均需培养，处理时间长并需处理老化物质。 表25 养殖用水和废水的处理方法比较(王武，2000)水循环系统1 养殖用水的物理处理1.1 栅栏通常用在养鱼水源进水口，目的是防止水中个体较大的鱼、虾类

15、、漂浮物和悬浮物进入养殖弯体。否则容易使水泵、管道堵塞或将敌害生物带人养鱼水体。栅栏通常是由竹箔、网片组成，也有的由金属结构的网格组成。1.2 筛网 筛网材料通常为尼龙筛绢。筛网可去除浮游动物(小虾、枝角类、桡足类等)和尺寸较小的有机警(如粪便、残饵及悬浮物等)。生产上，作为幼体孵化用水，往往在水源进水口，在栅栏的内侧再安置筛网以防小型浮游动物进人孵化容器中残害幼体。1.3 沉淀1沉淀类型 沉淀是借助水中悬浮固体本身重力，从静止或缓流的液体中，使密度比悬浊液大的颗粒物质与水分离的过程。沉淀主要分为3种类型： (1)自由沉淀 水中悬浮固体物质的浓度不高，颗粒无凝聚性，在沉淀过程中颗粒间不相互黏合

16、，形状和尺寸均不变，其沉降速度也不变。 (2)絮凝沉淀 水中悬浮固体虽浓度不高，但固体颗粒有凝聚性能，在沉淀过程中颗粒能互相黏合，成为较大的絮凝体，且沉降速度在沉淀过程中逐渐增大。 (3)化学沉淀 在污水中加入化学药剂，产生化学反应，生成不溶性化合物，然后把这种不溶性化合物通过沉淀分离出来。2 沉淀池结构(1)平流式(2)辐流式 (3)竖流式 图22 三种类型沉淀池的结构a平流式 b辐流式c竖流式1进水区 2沉淀区 3出水区 4缓冲区 5污泥区(王武，2000)3 养殖用水的化学处理 养殖用水的化学处理是利用化学作用，以除去水中的污染物通常加人化学药剂，促使污染物配位、沉淀、中和以及氧化还原等。3.1 消毒法(一)重金属的去除：EDTA作为一种金属离子螯合剂，已广泛用于水产养殖生产之中。EDTA是乙二胺四乙酸(CH2 COOH)NC Hz C H2 N(CH z C0()H)2的简称。(二)氧化一还原法：在养殖生产上最常用的是空气氧化法，将水中的无机物和溶解有机物通过氧化一还原反应转化为无害物质或转化为易于从水中分离的气体或固体。(三)混凝法：水中的悬浮物质大多数可以通过自然沉淀法