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水产养殖尾水处理研究进展

发表时间：2020/11/4 来源：《基层建设》2020年第21期作者：管建民

[导读] 摘要：自20世纪70年代以来，我国海水养殖业迅速发展。

        陕西省大荔县西苑供水站陕西渭南 715100
        摘要：自20世纪70年代以来，我国海水养殖业迅速发展。2017年，我国海水养殖水产品产量达到1963.13万t，占海水水产品总产量的56.25%。多年来，我国海水养殖业粗放式发展，养殖密度大，投饵量高，养殖尾水大排大放，养殖尾水中氮、磷、有机物等污染物浓度高，导致自然水域生态环境污染日趋严重。本文对水产养殖尾水处理研究进行分析，以供参考。
        关键词：水产养殖；尾水处理；研究进展
        引言
        目前我国水产养殖正处于稳定发展的阶段，据报道，我国的水产养殖产量约占世界水产养殖总产量的70%，且规模仍在不断扩大。然而，传统的水产养殖方式带来的水产动物安全隐患和养殖环境恶化引起了广泛的关注。
        1水产养殖环境污染现状
        1.1水中有机物污染严重
        水产养殖过程中，水中大量有机物难以被代谢掉，久而久之，这些有机物表面会附着大量的微生物。有机物经过长时间发酵会变质，产生大量有害物质，从而污染水圈环境。这些水中有机物有很大一部分来自于过剩的饲料。养殖过程中需要投喂大量饲料，但是并不是所有饲料都会被鱼类消化，部分饲料直接成为附着在微生物表面的有机物。同时鱼类吃掉饲料后所产出的粪便又会造成新的污染。有机物污染的主要原因是养殖方法不科学，没有进行科学地投喂，污染后如果不及时处理，会影响周围的水圈环境和生态环境。大量饲料沉在池塘底，经过长时间发酵会影响水中的化学平衡，造成水体环境富营养化，改变鱼类的生活环境，影响水产品的质量。
        1.2水厂养殖制度不健全
        目前，我国的水产养殖产业在环境保护方面缺乏法律制度的支撑和规范，导致环境问题较为严重。健全法律制度能在一定程度上减少环境问题的产生和扩大。尽管我国水产养殖相关的法律制度已经初步形成，但是在环境保护方面仍然缺少法律的支撑，很多养殖行为已经造成了环境污染。同时，现有的一些法律制度可实施性较小，制度实行缺乏依据，难以展开。也有一些法律制度缺乏强制力，很多养殖户“以身试法”，形成了不良风气。
        2生物技术在水产动物生物饲料研究中的应用
        2.1基因工程与饲用益生菌
        研究表明，饲用益生菌可以通过改变与养殖动物相关的微生物群落，起到维护动物胃肠道微生物群的生态平衡、保护其正常生理功能的作用，从而达到改善饲料利用率、增强机体免疫力等目的，而且还能减少由抗菌药物引起的动物畸变和抗生素耐药性等问题。目前在水产养殖中应用较多的益生菌种类包括乳杆菌、双歧杆菌、酵母菌、芽孢杆菌、嗜热链球菌等。近年来，随着基因工程技术的快速发展，逐渐应用到饲用益生菌中，通过构建工程菌的方法可以使之表达一些有用的外源基因，扩大其生物学功能，从而达到一种制剂发挥多种功能的目的，而且还能增强益生菌的稳定性。通过基因融合手段在枯草芽孢杆菌中成功表达了烟曲霉菌的植酸酶基因，构建后的菌株不仅明显减弱了植酸在斑马鱼饮食中的抗营养作用，还促进了斑马鱼的生长。同样发现通过重组技术构建的益生菌可以改善斑马鱼的营养代谢和肝脏氧化应激反应，且对嗜水气单胞菌和无乳链球菌的抵抗力也得到显著增强。研究表明，饲料中添加能表达木聚糖酶基因的重组解淀粉芽孢杆菌R8，饲喂尼罗罗非鱼60d后发现鱼体内与碳水化合物代谢相关的酶基因以及肝脏中的胰岛素样生长因子-1（InsulinlikeGrowthFactor，IGF-1）基因的表达水平显著升高，提高了饲料利用率和对嗜水气单胞菌的抵抗力。基因工程应用于饲用益生菌的安全性也引起了关注，利用基因克隆技术从凝结芽孢杆菌中克隆了新型α-半乳糖苷酶，经过蛋白质活性和抗性分析，在揭示其显著的蛋白酶抗性和高水解活性基础上，进一步研究证实了饲用安全性。

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        2.2微生物工程与饲用微藻
        同样，借助于微生物工程的饲用微藻也已成功用于水产动物生物饲料中，涉及小球藻、螺旋藻、节旋藻等藻类。研究表明，饲用微藻通过富含的生物活性分子而发挥其生物学作用。如饲用微藻中富含的不饱和脂肪酸可有效改善养殖动物体内的脂肪酸谱；饲用小球藻中的β-葡聚糖对鱼类具有明显的抗有害菌活性和免疫刺激活性；部分饲用微藻中的类胡萝卜素可以保护细胞免受自由基侵害，防止脂质过氧化和维持重要免疫细胞、组织的结构完整性，并促进生长发育和提高存活率。
        3养殖尾水的处理方法
        3.1物理方法
        通常处理养殖尾水的物理方法有机械过滤、泡沫分离、膜分离等。机械过滤是利用筛网的孔径限制，分离固态和液态，进而达到净化的效果。研究表明，随着微滤机中滤网目数增加，对养殖水体中总固体（ＴＳ）以及化学需氧量（ＣＯＤ）的去除率逐渐上升，滤网目数为３５０目时ＣＯＤ的去除率最高，达（２８．５８±０．１８）％；水体中氨氮浓度整体水平明显低于对照组。泡沫分离是利用吸附原理进行尾水净化处理。泡沫分离器可显著降低对虾养殖水体中有机物、总氨氮含量和弧菌密度，同时显著提高桡足类的密度。因为泡沫分离器可改善水化因子，调节浮游生物和微生物群落，有利于生长。膜分离分为微滤和超滤技术，主要通过不同孔径的过滤膜处理杂质，最终达到净化水质的效果。膜分离技术是现代技术背景下出现的一种有效的污水处理工艺，降低了净化消耗，提升了污水处理效率。
        3.2絮凝技术
        絮凝是指用有机或无机化学试剂将水体中小颗粒物及胶体等絮凝，形成大的絮凝体，使其沉淀的方法。一般加入相反电性的铝盐、铁盐等絮凝剂减少离子之间的排斥作用，促进离子凝聚下沉，达到去除水体中悬浮物的目的。以鳗鱼循环水养殖废水为研究对象，探究了不同Ｃ／Ｎ（０、５、１０和１５）对以生物絮凝反应器为唯一水处理装置的循环水养殖系统的废水处理效果，结果表明，随着Ｃ／Ｎ的升高，反应器脱氮除磷的效果也逐渐增加。
        3.3生物膜法
        其是在一定温度下，有益微生物通过硝化反硝化作用，将水体中对水产动物有毒物质如亚硝酸盐、氨氮、悬浮物（ＳＳ）等转化为无毒害的物质，达到净化水质的作用。该法处理养殖废水具有处理效果好、污泥产生量低以及运行管理方便等优点。研究表明，在室内使用生物膜法模拟处理养殖废水，在曝气条件下，对ＮＨ＋４－Ｎ、ＮＯ－２－Ｎ、ＣＯＤ的去除效率分别达９９％、９９％和７９％；不曝气条件下达３５％、７６％和７８％。生物膜法处理有机物浓度大、氮含量高的养殖废水有较好的效果。
        3.4人工湿地技术
        该技术操作简单、成本低，并具有一定的景观价值，但占地面积较大，一般在生态休闲为一体的养殖场应用较多。湿地种植芦苇、菹菜、狐尾藻等植物，对磷酸盐、氨氮具有一定的去除效果。
        结束语
        随着市场需求不断增加，水产养殖规模也不断扩大。环境科学研究是减少环境污染的主要途径之一，是环境保护的主要策略。通过科学分析水圈环境中的微生物、漂浮物、有机物等成分，找出清理杂物的方法，提高清理技术。养殖户应认识到保护环境的重要性，进行科学养殖，提高养殖技术，减少污染，保护周边环境，以促进水产养殖产业的可持续发展。
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