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摘要：随着我国水产养殖业的迅速发展，带来的环境问题也日益突出。本文从水产养殖污染原因入手，总结了污染物的监测分析方法和污染防治措施，强化了水产养殖流域水环境污染防治的重要性。
近年来，我国水产养殖业发展迅速，养殖产业规模不断扩大，产量日益增长，取得了巨大的经济效益。然而，不科学的养殖规模、不合理的养殖布局、非环保的养殖技术破坏了水生生态系统的平衡，造成环境污染事故频发。养殖水体环境监测、污染成因分析、生态养殖技术和治理技术的开发应用在近年来已成为各界关注的热点。我国主要养殖方式有淡水池塘养殖、淡水大水面养殖、浅海养殖、海洋滩涂养殖和工厂化养殖五种。它们对环境的主要影响有养殖尾水污染、河道底泥淤积、集约化养殖密度过大和物种入侵等。
1水产养殖污染原因及主要污染物
1.1水源污染
目前，大量未经处理的工业和生活污水直接排放至水产养殖河流和水库中，水质严重恶化。由于科学管理技术的缺乏，难以对水质进行有效调控，只能依靠换水来改善水质。大量富含氮磷和有机物的养殖水被排放，对附近水体产生进一步污染，形成恶性循环，水质变差。
1.2养殖业自发污染
水产养殖业自身引起的污染主要包括投放添加剂、鱼类的排泄物和底质释放等。
（1）饲料：生物生长需要足够的蛋白质、脂肪、糖、维生素、无机盐等营养物质。这些营养物质来自单一的商品饲料、人工配合饲料和天然饵料。投入水体的饲料通常有30%以上未被摄食，残饵沉入水底后在微生物的作用下分解，消耗溶解氧，释放氮磷营养元素，污染水质。
（2）肥料：养殖时，为了保障水中各类营养物质的含量，通常需向水体投放各种肥料，以促进水中天然饵料生物的大量繁殖，为养殖生物提供丰富的饵料，提高产量。这些都会加重水体的污染，促进水体的富营养化，特别是对于静止水体的影响更为明显。
（3）添加剂和药剂：为了完善配合饲料的营养成分，提高饲料利用率，促进养殖生物生长发育，预防各类疾病发生，改进饲料适口性及养殖生物的品质等，养殖过程中常需加入各类添加剂。然而，在高密度的网箱养殖区，违法使用激素、类激素等禁用药品，超量使用添加成分，会使水体中污染物更加复杂，污染物集中度增高。
（4）养殖生物的排泄物：通常养殖生物对所摄食的饲料有20%～30%以粪便形式进入水域环境中。养殖生物的排泄物和分泌物含有大量的含氮化合物，如氨、尿素、三甲基胺、肌酸、蛋白质等。研究表明，每生产1kg鱼大约要产生162g粪便有机物，包括30gTN、7gTP。由此可知，高密度养殖时大量长期排放粪便所造成的污染是相当惊人的。
（5）底质释放：在经过一定时期的养殖后，由于下层氧气浓度低，大量的残饲料、有机肥料、死亡的生物体以及生物的排泄物等无法及时分解而不断沉积，同泥沙混合后形成淤泥，使原来的底质对水质的影响逐渐减弱，并逐步被新淤泥所代替。沉积的底质在厌氧条件下分解，产生大量还原物质，不断向水体释放出氮、磷、有机酸等物质，pH值下降，并向周围水域扩散，造成大面积水体富营养化，给治理带来困难，只能通过不断地换水和清淤来解决。
1.3养殖环境加重环境污染
养殖区大部分位于风平浪静的湖泊或港湾，水体交换条件差，易产生积累性污染。产生的污染物直接进入水体，沉入湖底或水库而不易随水流稀释排放，加剧了小区域的富营养化。
1.4养殖废水主要污染物
（1）氮：水产养殖动物是排氨生物，氮是其排出废物中的主要组成成分。不同的养殖生物，以饲料中氮的含量100%计，双壳贝类排放到水体中的氮占总投入氮的75%，鲍鱼、鲑鳟鱼和虾类排放到水体中的氮分别为投入氮的60%～75%，70%～75%和77%～94%。
（2）磷：网箱养殖中，磷的来源主要是饲料及粪便，高密度的鱼类养殖常造成环境中磷浓度的净增加。统计认为，每产出1吨鱼，每年环境中的磷负荷就增加1916～2214kg，但随养殖生物种类的不同而有所不同，如每养殖1吨的虹鳟鱼，每年有40～45kg的磷进入到环境中，而每生产1吨鲑鱼环境中的磷含量仅增加910～915 kg。
2水产养殖水质调查系统建立
建立水产养殖水质调查系统，具体研究内容包括水产养殖状况调查、水产养殖污染物排放系数研究和水产养殖污染物排放量确定等。
2.1水产养殖状况调查
在一定的水产养殖调查区域范围内，主要调查养殖面积、养殖方式、养殖品种、养殖周期；投饵种类、数量、时间、周期；養殖水域换水方式、水量、时间、周期；年度养殖产量和粗饵料投放量等。
2.2水产养殖污染物排放系数研究
首先对不同养殖模式、养殖品种、在养殖周期内分不同养殖阶段对其养殖水域测定CODCr、氨氮、TP等有机物含量，完成水产养殖污染物排放水平测试。在该水平测试的基础上，结合养殖区域实际情况，测算各种养殖方式下污染物的排放系数Fi。
2.3水产养殖污染物排放量确定
根据养殖污染物排放系数和区域养殖状况，计算出各类养殖方式下的污染物排放量，并推算得出水产养殖CODCr、氨氮、_rP等污染物的排放量，探明水产养殖污染物的主要排放途径。具体的水产养殖污染物测定方法有以下几种：
（1）采样测定水质、底泥污染物浓度：在水产养殖区域选取不同断面、不同养殖生物区域、按季度进行采样；网箱养殖的区域要选择在养殖区中间、边缘、投料区分别采样；养殖场除了对养殖场排水量、排水频率等的调查外，还要对排水口水样进行取样。主要监测的项目应包括DO、COD、TN、TP、氨氮、亚硝态氮、挥发酚、氰化物和部分重金属等。
（2）水质监测浮标：主要应用于河口地带、排污口附近水域或养殖区，通过自动测量水质参数，为水体污染监测和水产养殖提供实时资料。其主要功能为：实时监测水体的pH、DO、氨氮、温度、盐度、磷酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐等8个要素；定时采集、处理、存储、发送各要素的数据；自动检测电源和各单机的工作状态，跟踪浮标的位置，有故障可及时通知岸站。水质监测浮标是一种监测环境和水产养殖区水质污染情况的小型浮标，其自动监测和发报功能可减少现场采样及事后实验室分析的大量人力和物力，可大范围地应用于科学研究领域以及为水产养殖业提供服务。 （3）等标污染负荷：主要反映污染源本身潜在的污染水平，采用等标污染负荷法对污染源进行评价，把污染源污染物的排放量全部稀释到评价标准所需的质量浓度，使同一污染源所排放污染物之间、不同污染源之间在对环境的潜在影响上进行比较成为可能，这大大增强了污染源评价的科学性，也给污染源科学管理带来很大方便。
3水产养殖污染防治技术
3.1水产养殖尾水处理研究现状及进展
（1）物理方法：机械过滤、泡沫分离技术、膜分离技术、养殖过程中机械增氧和换水、用筛网或栅栏过滤敌害、漂浮物和悬浮物以及利用活性炭吸附去除去除水体异臭物、色素、游离氨等物质。
（2）化学方法：化学方法研究较多的是臭氧氧化。研究表明：臭氧在降解有害有毒物质氨氮、硫化氢、蓝绿藻、致病微生物方面有显著效果；臭氧活化水对尼罗罗非鱼养殖水体中pH、DO、COD和TN等有良好的去除效果。
（3）生物方法：主要有水生植物、微生物、藻类以及综合治理。
i水生植物处理养殖废水：植物在生长的过程中能吸收利用、富集、吸附和固定水产养殖水体中的有机物、营养盐、重金属等，将富营养水体中的元素转化为自身生长所需物质；同时，植物能通过发达的通气组织和根系传输氧气，为微生物和其他生物的代谢活动提供条件。之前的研究已经证实了刺苦草、番茄、风眼莲、红梗叶甜菜、羽衣甘蓝、红花石蒜、黑麦草、早熟禾、空心莲子草等植物对养殖废水污染的去除效果。
ii藻类处理养殖废水：藻类在生长繁殖过程中能富集和吸收大量的有机物、无机物和重金属，并在富积有机物的同时发生代谢降解。研究已经证實了小球藻、螺旋藻等单独处理效果；藻类与水生生物，藻类与植物，藻类与菌种联合作用处理养殖废水也在进一步研究中。
iii微生物处理养殖废水：微生物能将水体或底质沉积物中的有机物、氨氮、亚硝态氮分解吸收，转化为有益或无害物质，达到净化环境的目的。如芽孢杆菌、硝化细菌和反硝化细菌等，目前还有投加微生物菌剂用来净化养殖废水的方法。
iv人工湿地处理养殖废水：通过构建人工湿地的方式来处理水产养殖废水，具有很高的净化能力和实用价值。人工湿地净化技术是一种综合技术，结合物理过滤、化学吸附共沉淀、植物过滤及微生物作用等方法，用于水产养殖废水处理效果良好，能有效去除水中氮磷等营养元素，还能去除一定的BOD、COD和SS。
3.2污染养殖水体的生物修复技术
有关养殖环境生物修复技术的研究，国内外刚刚起步，研究报道不多。水产养殖的水域可以粗略地分为河流、湖泊、水库、池塘、山泉、稻田和小型流水鱼池，因此，不同的水域环境其生物修复技术也不尽相同。
（1）微生物修复：微生物修复是目前污染环境生物修复的主要形式。光合细菌能够降低虾池水中有害物质含量，并能增加池水的DO含量，对改善虾池生态环境有明显效果。弧菌属、假单胞菌属、发光杆菌属、气单胞菌属和枯草杆菌等对虾池富营养有机物具有较高降解性能。自制的悬浮生物膜在工厂化养殖中应用时可以使氨氮和亚硝酸氨保持在安全水平。某些微生物（如光合细菌、诺卡氏菌、大型绿藻、席藻、螺旋藻和小球藻等）和微生物制剂（如光合细菌制剂、芽孢杆菌制剂、Clear2、F101200菌剂和高效复合微生物菌群等）均具有良好的净化水质的效果。另外，可以通过生物工程技术组建超级菌、利用共代谢、降解性质粒和固定化微生物技术等手段强化微生物，加强生物修复作用。在分离、培养和驯化微生物的同时，应加强具有修复养殖水体底泥功能的微生物研究，使底泥这一内源污染源得到有效控制。
（2）水生植物修复：水生植物尤其是沉水植物能有效抑制底泥中TN、TP、硝态氮和氨氮的释放，降低水中营养盐浓度。芦苇、菱角、凤眼莲、茭白和满江红等水生植物可以有效吸收富营养化湖泊中的氮、磷等过剩营养物质。红树林吸氮能力很强，可减弱鱼、虾过度养殖造成的富营养化程度，起到生物净化作用。大型海藻具有极高的生产力，快速生长的同时能从周围环境中大量吸收氮和磷，产生氧气，调节水体的pH值，从而达到对养殖环境的生物修复和生态调控作用。
4总结和展望
利用生物方法治理水产养殖污染的优势显而易见，但有些需要注意的问题如：经实验室筛选得到的微生物在应用于养殖水体后受到生物和环境因素影响后的有效性检测；水生生物修复中的生物入侵问题、饵料过量消耗问题以及腐烂物二次污染问题；季节、温度对选择的修复生物的影响；极端微生物种群的优势；在对水产养殖水域进行生物修复时，阻断自身污染源和外源污染源，防止恶性循环。
近年来，我国水产养殖业发展迅速，养殖产业规模不断扩大，产量日益增长，取得了巨大的经济效益。然而，不科学的养殖规模、不合理的养殖布局、非环保的养殖技术破坏了水生生态系统的平衡，造成环境污染事故频发。养殖水体环境监测、污染成因分析、生态养殖技术和治理技术的开发应用在近年来已成为各界关注的热点。我国主要养殖方式有淡水池塘养殖、淡水大水面养殖、浅海养殖、海洋滩涂养殖和工厂化养殖五种。它们对环境的主要影响有养殖尾水污染、河道底泥淤积、集约化养殖密度过大和物种入侵等。
1水产养殖污染原因及主要污染物
1.1水源污染
目前，大量未经处理的工业和生活污水直接排放至水产养殖河流和水库中，水质严重恶化。由于科学管理技术的缺乏，难以对水质进行有效调控，只能依靠换水来改善水质。大量富含氮磷和有机物的养殖水被排放，对附近水体产生进一步污染，形成恶性循环，水质变差。
1.2养殖业自发污染
水产养殖业自身引起的污染主要包括投放添加剂、鱼类的排泄物和底质释放等。
（1）饲料：生物生长需要足够的蛋白质、脂肪、糖、维生素、无机盐等营养物质。这些营养物质来自单一的商品饲料、人工配合饲料和天然饵料。投入水体的饲料通常有30%以上未被摄食，残饵沉入水底后在微生物的作用下分解，消耗溶解氧，释放氮磷营养元素，污染水质。
（2）肥料：养殖时，为了保障水中各类营养物质的含量，通常需向水体投放各种肥料，以促进水中天然饵料生物的大量繁殖，为养殖生物提供丰富的饵料，提高产量。这些都会加重水体的污染，促进水体的富营养化，特别是对于静止水体的影响更为明显。
（3）添加剂和药剂：为了完善配合饲料的营养成分，提高饲料利用率，促进养殖生物生长发育，预防各类疾病发生，改进饲料适口性及养殖生物的品质等，养殖过程中常需加入各类添加剂。然而，在高密度的网箱养殖区，违法使用激素、类激素等禁用药品，超量使用添加成分，会使水体中污染物更加复杂，污染物集中度增高。
（4）养殖生物的排泄物：通常养殖生物对所摄食的饲料有20%～30%以粪便形式进入水域环境中。养殖生物的排泄物和分泌物含有大量的含氮化合物，如氨、尿素、三甲基胺、肌酸、蛋白质等。研究表明，每生产1kg鱼大约要产生162g粪便有机物，包括30gTN、7gTP。由此可知，高密度养殖时大量长期排放粪便所造成的污染是相当惊人的。
（5）底质释放：在经过一定时期的养殖后，由于下层氧气浓度低，大量的残饲料、有机肥料、死亡的生物体以及生物的排泄物等无法及时分解而不断沉积，同泥沙混合后形成淤泥，使原来的底质对水质的影响逐渐减弱，并逐步被新淤泥所代替。沉积的底质在厌氧条件下分解，产生大量还原物质，不断向水体释放出氮、磷、有机酸等物质，pH值下降，并向周围水域扩散，造成大面积水体富营养化，给治理带来困难，只能通过不断地换水和清淤来解决。
1.3养殖环境加重环境污染
养殖区大部分位于风平浪静的湖泊或港湾，水体交换条件差，易产生积累性污染。产生的污染物直接进入水体，沉入湖底或水库而不易随水流稀释排放，加剧了小区域的富营养化。
1.4养殖废水主要污染物
（1）氮：水产养殖动物是排氨生物，氮是其排出废物中的主要组成成分。不同的养殖生物，以饲料中氮的含量100%计，双壳贝类排放到水体中的氮占总投入氮的75%，鲍鱼、鲑鳟鱼和虾类排放到水体中的氮分别为投入氮的60%～75%，70%～75%和77%～94%。
（2）磷：网箱养殖中，磷的来源主要是饲料及粪便，高密度的鱼类养殖常造成环境中磷浓度的净增加。统计认为，每产出1吨鱼，每年环境中的磷负荷就增加1916～2214kg，但随养殖生物种类的不同而有所不同，如每养殖1吨的虹鳟鱼，每年有40～45kg的磷进入到环境中，而每生产1吨鲑鱼环境中的磷含量仅增加910～915 kg。
2水产养殖水质调查系统建立
建立水产养殖水质调查系统，具体研究内容包括水产养殖状况调查、水产养殖污染物排放系数研究和水产养殖污染物排放量确定等。
2.1水产养殖状况调查
在一定的水产养殖调查区域范围内，主要调查养殖面积、养殖方式、养殖品种、养殖周期；投饵种类、数量、时间、周期；養殖水域换水方式、水量、时间、周期；年度养殖产量和粗饵料投放量等。
2.2水产养殖污染物排放系数研究
首先对不同养殖模式、养殖品种、在养殖周期内分不同养殖阶段对其养殖水域测定CODCr、氨氮、TP等有机物含量，完成水产养殖污染物排放水平测试。在该水平测试的基础上，结合养殖区域实际情况，测算各种养殖方式下污染物的排放系数Fi。
2.3水产养殖污染物排放量确定
根据养殖污染物排放系数和区域养殖状况，计算出各类养殖方式下的污染物排放量，并推算得出水产养殖CODCr、氨氮、_rP等污染物的排放量，探明水产养殖污染物的主要排放途径。具体的水产养殖污染物测定方法有以下几种：
（1）采样测定水质、底泥污染物浓度：在水产养殖区域选取不同断面、不同养殖生物区域、按季度进行采样；网箱养殖的区域要选择在养殖区中间、边缘、投料区分别采样；养殖场除了对养殖场排水量、排水频率等的调查外，还要对排水口水样进行取样。主要监测的项目应包括DO、COD、TN、TP、氨氮、亚硝态氮、挥发酚、氰化物和部分重金属等。
（2）水质监测浮标：主要应用于河口地带、排污口附近水域或养殖区，通过自动测量水质参数，为水体污染监测和水产养殖提供实时资料。其主要功能为：实时监测水体的pH、DO、氨氮、温度、盐度、磷酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐等8个要素；定时采集、处理、存储、发送各要素的数据；自动检测电源和各单机的工作状态，跟踪浮标的位置，有故障可及时通知岸站。水质监测浮标是一种监测环境和水产养殖区水质污染情况的小型浮标，其自动监测和发报功能可减少现场采样及事后实验室分析的大量人力和物力，可大范围地应用于科学研究领域以及为水产养殖业提供服务。 （3）等标污染负荷：主要反映污染源本身潜在的污染水平，采用等标污染负荷法对污染源进行评价，把污染源污染物的排放量全部稀释到评价标准所需的质量浓度，使同一污染源所排放污染物之间、不同污染源之间在对环境的潜在影响上进行比较成为可能，这大大增强了污染源评价的科学性，也给污染源科学管理带来很大方便。
3水产养殖污染防治技术
3.1水产养殖尾水处理研究现状及进展
（1）物理方法：机械过滤、泡沫分离技术、膜分离技术、养殖过程中机械增氧和换水、用筛网或栅栏过滤敌害、漂浮物和悬浮物以及利用活性炭吸附去除去除水体异臭物、色素、游离氨等物质。
（2）化学方法：化学方法研究较多的是臭氧氧化。研究表明：臭氧在降解有害有毒物质氨氮、硫化氢、蓝绿藻、致病微生物方面有显著效果；臭氧活化水对尼罗罗非鱼养殖水体中pH、DO、COD和TN等有良好的去除效果。
（3）生物方法：主要有水生植物、微生物、藻类以及综合治理。
i水生植物处理养殖废水：植物在生长的过程中能吸收利用、富集、吸附和固定水产养殖水体中的有机物、营养盐、重金属等，将富营养水体中的元素转化为自身生长所需物质；同时，植物能通过发达的通气组织和根系传输氧气，为微生物和其他生物的代谢活动提供条件。之前的研究已经证实了刺苦草、番茄、风眼莲、红梗叶甜菜、羽衣甘蓝、红花石蒜、黑麦草、早熟禾、空心莲子草等植物对养殖废水污染的去除效果。
ii藻类处理养殖废水：藻类在生长繁殖过程中能富集和吸收大量的有机物、无机物和重金属，并在富积有机物的同时发生代谢降解。研究已经证實了小球藻、螺旋藻等单独处理效果；藻类与水生生物，藻类与植物，藻类与菌种联合作用处理养殖废水也在进一步研究中。
iii微生物处理养殖废水：微生物能将水体或底质沉积物中的有机物、氨氮、亚硝态氮分解吸收，转化为有益或无害物质，达到净化环境的目的。如芽孢杆菌、硝化细菌和反硝化细菌等，目前还有投加微生物菌剂用来净化养殖废水的方法。
iv人工湿地处理养殖废水：通过构建人工湿地的方式来处理水产养殖废水，具有很高的净化能力和实用价值。人工湿地净化技术是一种综合技术，结合物理过滤、化学吸附共沉淀、植物过滤及微生物作用等方法，用于水产养殖废水处理效果良好，能有效去除水中氮磷等营养元素，还能去除一定的BOD、COD和SS。
3.2污染养殖水体的生物修复技术
有关养殖环境生物修复技术的研究，国内外刚刚起步，研究报道不多。水产养殖的水域可以粗略地分为河流、湖泊、水库、池塘、山泉、稻田和小型流水鱼池，因此，不同的水域环境其生物修复技术也不尽相同。
（1）微生物修复：微生物修复是目前污染环境生物修复的主要形式。光合细菌能够降低虾池水中有害物质含量，并能增加池水的DO含量，对改善虾池生态环境有明显效果。弧菌属、假单胞菌属、发光杆菌属、气单胞菌属和枯草杆菌等对虾池富营养有机物具有较高降解性能。自制的悬浮生物膜在工厂化养殖中应用时可以使氨氮和亚硝酸氨保持在安全水平。某些微生物（如光合细菌、诺卡氏菌、大型绿藻、席藻、螺旋藻和小球藻等）和微生物制剂（如光合细菌制剂、芽孢杆菌制剂、Clear2、F101200菌剂和高效复合微生物菌群等）均具有良好的净化水质的效果。另外，可以通过生物工程技术组建超级菌、利用共代谢、降解性质粒和固定化微生物技术等手段强化微生物，加强生物修复作用。在分离、培养和驯化微生物的同时，应加强具有修复养殖水体底泥功能的微生物研究，使底泥这一内源污染源得到有效控制。
（2）水生植物修复：水生植物尤其是沉水植物能有效抑制底泥中TN、TP、硝态氮和氨氮的释放，降低水中营养盐浓度。芦苇、菱角、凤眼莲、茭白和满江红等水生植物可以有效吸收富营养化湖泊中的氮、磷等过剩营养物质。红树林吸氮能力很强，可减弱鱼、虾过度养殖造成的富营养化程度，起到生物净化作用。大型海藻具有极高的生产力，快速生长的同时能从周围环境中大量吸收氮和磷，产生氧气，调节水体的pH值，从而达到对养殖环境的生物修复和生态调控作用。
4总结和展望
利用生物方法治理水产养殖污染的优势显而易见，但有些需要注意的问题如：经实验室筛选得到的微生物在应用于养殖水体后受到生物和环境因素影响后的有效性检测；水生生物修复中的生物入侵问题、饵料过量消耗问题以及腐烂物二次污染问题；季节、温度对选择的修复生物的影响；极端微生物种群的优势；在对水产养殖水域进行生物修复时，阻断自身污染源和外源污染源，防止恶性循环。