第十章 养殖水体水质调控原理与技术

水产品普遍为人们所青睐，水产品的质量也日益受到人们的关注与重视，但是由于一些天然水域环境遭受污染，加之在传统方式的养殖生产中所采用的高密度、高排换水率以及滥用药物等方式，常造成水产品质量低下，使水产品的外观、品味、残留物和营养价值等不符合健康绿色产品的要求，同时造成养殖水体的自身污染，加剧周围环境的污染，甚至破坏天然水域的生态平衡。为了正常开展水产养殖，生产健康绿色产品，同时不造成环境污染，人们努力探索养殖用水的调控方法与技术，并设法循环处理再利用，开发适合于我国的可持续发展的生产模式已成为当前水产界急待解决的重要课题。本章主要介绍养殖水体水质的基本调控原理、方法与技术。

第一节 我国渔业水域水质概况

养殖生产用水均是取自天然水, 即江、湖、海以及地下水，但并非所有天然水域的水均可用于养殖生产。自古以来我国大多数天然水域均为鱼虾贝藻等水生生物良好的繁衍、生息场所，这些水域均可作为养殖用水的水源。但是由于人类生产与生活不合理的排废、围垦与养殖等多种原因，致使我国部分天然水域遭受了程度不等的污染。对此我国政府已经采取了有关措施加强对天然水域的保护与管理，并将继续完善有关法规和加大对天然水域的管理与保护力度。例如我国政府已制定了诸多有关天然水域及渔业水域保护与要求的各种政策、法规与标准，并且自二十世纪以来，开始了以政府有关部门组织的调查、监测所取得的大量数据为基础，每年定期发布我国天然水域环境及渔业生态环境状况，这些均是水环境保护的根本基础与重要依据。

一、我国海洋渔业水域水质概况

在第九章已详细介绍了近些年来我国海洋渔业水域水质概况，同时说明了我国海洋行政主管部门和我国农业部与国家环境保护总局每年分别向全国发布“中国海洋环境质量公报”和“中国渔业水域生态环境状况公报”。除此之外各省市有关部门尚发布所管辖海区的海洋渔业环境监测分析等资料。如农业部东海区渔政渔港监督管理局每年公布的“东海区海洋渔业环境监测分析情况”、广东省有关部门发布的“广东省海洋环境质量公报”等。这些重要文献及其他有关大量调查研究资料报告了我国海洋渔业水域的水质状况。

1、目前我国渔业水域生态环境总体状况良好，但部分水域已受污染，其中局部水域污染严重，且部分海域环境质量继续呈恶化趋势。离岸较远的海水区域和渔场水质良好，基本无受到污染。由于陆源污染物排放及局部海域快速发展的近海水产养殖，使近岸、河口及海湾渔业水域受到程度不等的污染，从近岸海域污染的区域分布发现，东海区近岸海域污染较严重，黄渤海区次之，南海区较轻。

2、目前近海海域主要污染物为营养盐类、有机物、石油类和重金属等。表1为1999-2000年与2001年“中国渔业生态环境状况公报”中公布的长江口和杭州湾渔业水域主要水质指标平均值。按富营养化指数E计算式：

E=COD(mg/L)×无机氮(mg/L)×无机磷(mg/L)×106/4500

利用表1中2001年有关值求得长江口与杭州湾的E值分别为14与26，当E≥1即为富营养化，可见，长江口、杭州湾显示出较严重的富营养化特点。

表1 1999-2000年、2001年长江口与杭州湾

渔业水域主要水化学指标平均值（mg/L）

*：海水水质一类标准，**：渔业水质标准

表10-2为臧维玲等所测得的2001年1-12月大小潮时杭州湾漕泾沿岸水化学指标平均值。从表10-1和10-2可知，长江口与杭州湾及漕泾沿岸水域均受到了营养盐、有机物较严重的污染，无机氮、COD远高于渔业水质所要求的相应值。

表10-2 2001年1-12月杭州湾漕泾地区沿岸水化学指标平均值（mg/L）

表10-3为2004年“中国渔业生态环境状况公报”中公布的象山港和启东海水养殖区主要水化学指标平均值。表10-3表明，无机氮污染最严重的象山港海水养殖区超标28倍，无机氮污染处于第四位的福建省同安湾也超标16倍，其活性磷酸盐也超标14倍。可见，近些年来无机氮与活性磷酸盐始终为河口、海湾、近海海域的主要污染物。

表10-3 2004年象山港和同安湾海水养殖区主要水化学指标平均值（mg/L）

*：海水水质二类标准。**：渔业水质标准

3、近岸海域鱼、虾类产卵场、所饵场及自然保护区无机氮、活性磷酸盐、化学需氧量及重金属铜均超标，但超标范围逐年减少，受污染情况略有好转，石油类超标范围有所增加；海水鱼、虾、贝、藻类养殖区主要污染物为无机氮、活性磷酸盐、石油类及重金属铅等，超标范围呈增加趋势。

4、由于海域环境遭受污染，尤其是有机物污染导致海洋富营养化，近几年来，海洋赤潮发生次数较多，影响面积较大，危害较为严重。2004年，我国海域共纪录到赤潮96起，较2003年减少19%，涉及面积26630平方公里，较2003年增加83%，造成经济损失6.5万元。大面积的赤潮主要集中在东海与渤海海域。此外，我国部分水域的渔业资源和渔业生产尚遭受了其他渔业污染事故的严重影响和破坏，如2004年，我国共发生海洋渔业污染事故79次，污染面积约2.8万公顷，造成直接经济损失约8.969亿元，其中浙江省污染事故发生次数（40次）最多, 山东省经济损失最大，共计87132.3万元。

二、我国内陆渔业水域水质概况

以往由于人们对水资源的认识和利用存在诸多问题，甚至有误，以致造成一些地区排入天然水域的污染物远超过水环境的容量和自净能力，使我国河流、湖泊等普遍受到不同程度的污染。水系污染已成为制约和困扰我国可持续发展的一大障碍。

1、目前，我国江河鱼类产卵场、索饵场、回游通道及自然保护区受污染状况仍略呈加重趋势，主要污染物为总氮、总磷、高锰酸盐指数、石油类及重金属铜，超标范围分别为77%、52%、47%、48%和54%，超标面积分别为80、47、23、38和48万公顷。总磷、石油类、重金属铜的超标范围显增加趋势，四大流域渔业水域中，铜超标现象较为普遍，黄河、珠江、黑龙江、长江主要鱼类产卵场、索饵场超标范围最大的污染物分别为总氮、总磷、石油类、铜。

2、由于全球性气候干暖化及人为影响，我国西部少数湖泊退缩与咸化，建库蓄水致使一些湖泊先后干涸或濒于消亡，大量未处理的工业废水和生活污水排入湖内，污染了湖泊水环境。受污染湖泊中鱼类产卵场、索饵场主要污染物为总氮、总磷、挥发酚、重金属铜和锌，水域超标范围分别达100%、90%、14%、44%和11%。这些现象已引起我国政府的密切关注，并已采取有力措施，一些不良的变化已受到遏制。

3、由于我国江河湖海均程度不等遭受了污染，因此近些年来每年均发生了千次以上的渔业污染事故，造成了严重的经济损失。2002、2003和2004年所发生的渔业污染事故分别高达1255、1274和1020次，直接经济损失分别达3.88、7.13和10.8亿元。

从上述情况可以清楚地看到，我国江河湖海水域均程度不等地遭受了污染，水域污染不仅每年使渔业造成重大的经济损失，而且使养殖生产难以正常进行。但是高换水率、滥用药物等传统的养殖方法，不仅污染了自身环境，而且对周围的水环境也造成了严重污染。可见，改变养殖方法，采用新型的养殖模式，进行环境友好生产，使养殖生产的进行符合可持续发展，是今后养殖生产发展的方向

第二节 水产养殖与可持续发展

良好的水质是水产养殖成功的根本保证，因此水产养殖需良好的水资源，但是水产养殖用水的排放又将污染周围天然水域。许多科学家就环境污染、水质恶化对水产养殖的影响进行了大量的研究，同时也有不少资料报道了水产养殖对自身环境和天然水域生态环境所产生的影响以及水产养殖可持续发展的有关问题。可见水产养殖与周围水域环境之间存在着相互影响的密切关系，这种密切关系已引起人们的重视，并正在加强研究力度和采取有力于发展养殖和环境保护的相应措施，这一切的核心问题是探索如何实现水产养殖业的可持续发展。

一、水产养殖与水环境的关系

1、 水产养殖概况

（1）养殖方式

我国的水产养殖具有悠久历史，自1999年以来，我国水产品产量一直为世界首位，2004年水产品总产量达4900万吨，约占世界水产品总量38%，养殖总量为3209万吨，约占世界养殖总产量70%。水产品以养殖产量为主，这是在世界水产史上为我国所独具的特点。养殖生产的发展给人们带来了巨大的经济效益，但目前不少地区是采用以牺牲环境为代价的生产方式获取生产效果与经济效益，此不符合可持续发展的战略要求。

关于养殖方式的内涵目前尚无建立统一的认识。丁永良等、董双林等曾对此提出各自的见解。就养殖水面积而论，可分为大水面养殖与池塘养殖两大类，前者为利用湖泊、水库等开展围网、拦网等养殖，以及近年迅猛发展的河口、海湾、浅海等网箱、滩涂养殖。利用池塘开展养殖在我国水产业中占有相当大的比例，其中有海水养殖、淡水养殖两大类。

若据饵料来源、养殖技术与水质调控能力和水平，养殖方式大致又可分为以下3种：

1）粗放式 布苗后不做精细管理，饵料来源主要依靠水体初级生产等所提供的天然饵料，水质调控主要依靠水体内的自净作用，换水量或很多，或较少，甚至不换，仅补充因蒸发等损失的水量；

2）半集约化式 大部分饵料由人工投喂，水质人工控制程度较低，有些仍然采取高换水率的传统管理法，对生态环境存有较大的危害。但也有换水量不大、投饵量不多的管理法，后者对周环境影响较小；

3）集约化式 以集约化方式开展养殖在我国目前尚未得以普及，故开展集约化水产养殖面积较少。其主要包括两种方式，一种是高密度、高投饵率、高换水率的开放式养殖，排放水中含有大量颗粒态与溶解态有机物、无机氮等，对海区或河道造成一定污染；另一种是高密度、以循环水方式进行养殖，此方式是水产养殖业今后的发展方向，符合生产发展与环境保护相协调的可持续发展要求。

（2）养殖品种

目前我国养殖品种极多，青、草、鲢、鳙四大家鱼，以及鳊鱼、鲤鱼、鲫鱼等为普遍养殖的淡水品种。此外，尚有特种品种：鲑鱼、斑点叉纹鮰、淡水鲈鱼、鲶鱼、鳗鲡、甲鱼、罗氏沼虾、青虾、中华绒螯蟹等；海水养殖品种也相当多：海参、海蜇、东风螺、大黄鱼、真鲷、黑鲷、鲈鱼、石斑鱼、大菱鲆、牙鲆、梭子蟹、锯缘青蟹、对虾类等，此外尚在不断开发新的品种。海产品甚受市场欢迎，经济效益也就较好。

（3）海水养殖发展迅猛

近年来，我国水产养殖的一大特点为海水养殖突飞猛进地发展，网箱与室内外的规模化鱼虾养殖均取得了较大的成绩，特别是对虾的产量，近些年来逐年增加，2004年达54万吨以上，但也出现了无序无度的发展状态。南美白对虾的淡化养殖不仅在沿海地区发展迅速，在江西、湖北等内陆地区也在开展养殖，但因缺乏技术指导与病害防治等原因，目前死亡率相当高。

2、水产养殖与水环境

（1）水产养殖自身污染

在传统的养殖模式中，投喂的大量人工饲料、施加的有机肥料及生物排泄物和残骸构成了水中有机物来源的主体。Alabaster对池塘养殖虹鳟鱼的残饵量进行了研究，发现饲料类型的不同和投喂方式的差异，其残余饲料量在1%~30%之间。而在养殖动物摄食饲料中未被消化的部分连同肠道内的粘液、脱落的细胞和细菌则作为粪便排出。如鲑鳟鱼养殖中总固体排泄量（忽略残饵）可占投饵量的40%~50%。Braaten曾指出，网箱饲养鲑鱼时，干湿饲料的70%转为残饵。Gowen提出，网箱饲养大马哈鱼饲料中碳、氮均以76%的颗粒态与溶解态排入水中。Wallin认为饲料中磷仅15-30%被鱼利用，16-26%溶于水中，51-59%以颗粒态存在。再如罗氏沼虾育苗中，24h约需投喂蛋羹8-12次，投入池中的蛋羹约50%以颗粒态与溶解态随排污与换水流入周围水域。由此可见，全国众多的育苗场每年排入周围水域的育苗废水将给水环境造成何等严重的影响与破坏！残饵和粪便等所溶出的营养盐和有机质是影响养殖水环境营养水平以及造成虾池自身污染的重要因子。

这些均说明了在高密度的养殖生产中，所投入大量饲料的相当部分作为残饵随换水排入周围水环境中。这些有机物在水中的分解转化将消耗大量溶解氧，导致鱼虾贝类生长受到抑制、甚至出现窒息死亡，使饵料系数升高。由残饵、粪便等有机物产生的氨、亚硝酸盐均是诱发水产动物疾病的环境因子，且分子氨与亚硝酸盐均对鱼虾有毒害作用。

目前养殖中滥用药物现象较为普遍，虽然农业部已向全国公告养殖禁用药物，但目前公告的实施尚存有一定困难。因目前采用的养殖生产方式独立性强，随意性强，大部分是个体经营的“单干户”。生产中所使用药物的种类与数量日益增多，甚至滥用对人体十分有害的禁用药物，特别是采用农药或易在人体内积累的有害化学物质。如有人施用农药甲胺磷治疗淡水鱼的病害。甲胺磷对人体具严重的毒性，中毒后肢端感觉异常、无力、四肢运动障碍、肌肉萎缩及中枢与周围神经病变等，甚至对生殖和胚胎有致毒作用，还可经皮肤、呼吸道、消化道被吸收，引起恶心、呕吐、头昏、腹痛、多汗等。又如，在一些地区使用禁用药物孔雀石绿治疗幼蟹疾病，孔雀石绿在生物体内具有积累与致癌作用，这些药物不仅污染了养殖环境，同时也使水产品质量受到影响。

（2）水产养殖与周边水环境的关系

目前我国养殖场通常将未经处理的养殖废水直接排入邻近水域。，如前所述，养殖水体含大量的有机物和营养盐，致使接纳水体出现富营养化和沉积物出现厌氧状态，导致水体生物种群多样性的改变和水华或赤潮发生。如天津于桥水库的网箱养鱼明显增加了水库中藻类密度、COD、总磷、总氮的含量，并引起水温上升，溶解氧减少，促进水库富营养化进程。养殖废水不经循环利用或净化处理而直接排放，在一定程度上导致了水资源和能源的极大浪费。Phillips等报道，在台湾养殖尼罗罗非鱼，每生产1Kg鱼消耗水0.3万~2.1万L；鲍鱼苗种培育和成鲍室内越冬养殖（养殖水温为20℃左右），流水量为饲育水体的6~8倍。由此可见，高换水率不但浪费水资源，而且浪费大量能源，同时排放水中所含药物对水环境的生态平衡也带来一定的影响。

湖泊是目前我国淡水水产养殖业发展的主要场所。然而，人们为了尽可能地增加单位水面积的产量，忽略了水产动物所依赖的水体生态系统的整体性，仅局部强化个别种群动态及其生物量的增长，而忽略了水域总体生态系统的动态平衡。鱼类是鱼塘生态系统中食物链的顶级消费者, 饲养大量不同食性的鱼类，势必对系统中其他生物群落产生影响。如我国的一些草型湖泊，由于过量放流或网围养殖草食性鱼类以及中华绒螯蟹，导致水草灭绝、草型湖变成藻型湖，湖水恶化，水中生物大多消亡，物种多样性大为降低，水域生态环境退化甚至崩溃；而滤食性鱼类则抑制枝角类和大型浮游植物，促进桡足类和小型藻类种群增长。

目前我国有关养殖业的法规尚不够完善，养殖者不受约束随意开展生产的现象较为普遍。例如，布苗密度、换水量、药物施用等便是处于这种状况。此外，尽管我国已制定了90余项有关水产养殖的国家与行业标准，以及数百项地方标准，但目前对标准的宣传与执行尚不够有力，广大的渔民群众、养殖场等对标准了解甚少，因此仍不顾环境污染开展养殖生产，这一切也是导致养殖业存有诸多问题的重要原因。

综上所述可发现，目前从事养殖生产人员尚缺乏环境保护与可持续发展的观念，存在严重的以“经济效益为唯一目标”的观念，同时有关法规不够健全，执法不严、不力。这种状况必将造成两种后果：水产品质量不合标准，水域生态环境遭受污染、破坏。

由于水产养殖用水均是取之天然水域，因此周边水域水质的状况是当地水产养殖发展的基础，水源质量严重影响水产养殖状况。因目前我国的主要河流、湖泊与近岸海域均程度不等遭受了污染，往往富营养化较严重，重金属含量超标较普遍，以致造成当前水产养殖，特别是苗种培育生产用水均必须进行预先净化处理，显然这种净化处理仅通过沙滤已无法达到要求，尚需通过使用消毒剂等杀灭水中的细菌等病害生物、添加EDTANa2试剂络合重金属，否则育苗难以取得良好的效果，甚至无法开展生产。如臧维玲等曾报道，2001年8月杭州湾沿岸水质指标如下：pH：8.31, NH3-N：0.45mg/L, NO2--N：0.12 mg/L, CODMn：9.98 mg/L, 细菌总数：12500cell/mL，弧菌数：20 cell/mL。当时进行的室内节约化凡纳对虾养殖试验中，由于对照组水质未作消毒处理，因而养殖进行至第5天，细菌总数达46650 cell/mL，至第7天时开始死虾，至第9天，饲养虾所剩无几，细菌总数与弧菌数分别高达12.1×104cell/mL与36 cell/mL，同时进行的试验池水因采用臭氧消毒循环处理，在53天的饲养试验中，各项水质指标均维持在安全安范围内，幼虾生长正常。这一事例充分说明了养殖水源水质差时，必须进行相应的净化处理，否则养殖生产难以进行。

二、水产养殖与可持续发展

1、可持续发展的概念

当今社会各行各业均需走可持续发展之路，可持续发展的定义众说纷纭，其中为国内外学者引用最多的为挪威首相布伦特兰夫人等（1987）在《我们共同的未来》中定义：“可持续发展既满足当代人的需要，又不对后代人满足其需要的能力构成危害的发展”，此定义的内涵包括生态持续、经济持续和社会持续三方面的内容，即人类社会与经济增长必须控制在自然资源与环境容量能够支撑、允许的范围内。

2、水产养殖业的可持续发展

水产养殖业的可持续发展同样涉及到资源、环境、资本、政策和技术等要素，应体现生态、经济和和社会三方面的效益观，水产养殖的进行必须合理使用资源、不影响生态环境、获有良好的经济效益和向社会提供健康水产品。近期促进我国水产养殖业可持续发展的主要关键问题，也可称之为对策如下：

1) 控制环境生态平衡与合理开发 无污染养殖的关键技术是据环境容量确定养殖面积与密度、科学选择养殖品种、控制饵料质量与投喂量、杜绝各类污水排入养殖用水，采用生物等技术调控养殖环境生态平衡；

2) 发展集约化与循环水养殖模式 利用现代生物与理化等新技术，调控养殖环水环境，开发集约化循环水养殖模式，提高产品质量；

3) 加强病害防治措施与贯彻“以防为主，防治结合”的方针 严格控制药物种类与数量的使用；

4) 加强养殖业法制建设和执法管理与宣传；

5) 不断开发新品种，发展多品种养殖，以获取良好经济效益和社会效益。

第三节 养殖水体水质调控

由上述可知，当前若要有效开展水产养殖、生产绿色产品和保护环境，必须对养殖用水作相应调控，这也是水产养殖业可持续发展的需要。对于养殖用水的处理与调控主要是通过理化与生物技术以及相关设备去处水中悬浮物、有害化学物质与微生物，将与养殖对象密切相关的水质指标控制在最适生长范围内。这种处理与调控所采用的技术与设备主要由水源状况、养殖对象习性及经济支撑能力而定。下面介绍目前养殖用水常用调控方法与技术。

一、养殖水环境调控的依据与原则

1、调控依据

应根据水环境的物理、化学、生物等性状，结合养殖对象的生活习性对养殖用水进行相应的调控。通常是在了解水环境原有状况的基础上，按养殖对象所要求的温度、盐度、酸碱度、溶解氧、营养盐、COD与微生物等水质指标以及主要化学成分种类与含量等给予相应的调控。

2、调控原则

水质调控的基本原则应使经过处理与调控的水质状况符合养殖对象繁衍与生长的最适需要，并可获得良好的经济效益与社会效益，不影响环境生态平衡，符合可持续发展要求。

二、养殖水体水质调控

养殖水体水质的调控通常是采用理化与生物技术以及有关设备，对水环境的物理性状、化学成分与微生物状况等三方面进行调控。

1、物理性状的调控

物理性状包括水温、水色、比重与透明度等因子，这些因子的调控应是较容易完成的。水生生物随其生活水域与水层深度的不同而对水中光强的要求与适应能力不一，通常以透明度表示水的透光状况。在室外养殖中常通过施肥培养藻类调节水色与透明度，若水色过浓或浑浊度过高，可向水中施放适量石灰水，水色与浑浊度可较迅速得以调整。对室内的育苗与集约化养殖池水的光强，可通过在池顶或屋顶张挂有色塑料薄膜予以调节，窗帘与顶棚颜色据养育对象而定，如罗氏沼虾幼体喜红色，便可以采用这种办法调节池水的颜色。

2、化学成分的调控

化学成分主要有三种情况需调控：第一种是当生产初始用水的化学成分种类、含量等不符合需要；第二种是初始用水的某些化学指标不符合需要；第三种是以循环水封闭式的生产运行中某些重要指标将发生变化。

生产用水需做何种调控以及如何调控，应事先将拟用水主要化学成分含量、主要水化学指标测定后再作决定。例如在河口地区开展对虾类苗种培育时，首先应了解河口水的特点与主要离子含量。通常河口水盐度较低，主要离子含量之间失去了海水所具有的常量成分恒定性原理。海水常量成分恒定性原理是指在不同海区盐度可能不同，但其常量成分含量之间的比值基本恒定。海水的这一特点表明，在海水中繁衍、栖息的虾类等海洋生物，对于其生活的水环境要求具有海水的主要特点，特别是不仅要求具有海水的盐度值，而且要求水中主要化学成分种类及其含量之间的比值均符合海水的这一重要特点，因此在河口地区开展对虾育苗时，化学成分的调控必须遵受这一基本要求。

有关初始需作调控的水化指标，一般是指pH、氨氮、亚硝酸盐与重金属等。水的酸碱性通常通过添加碱性物质（生石灰、NaOH、NaHCO3等）或酸性物质（盐酸等）加以调控，有机绿肥也是降低pH的有效方法；降低或去除氨氮、亚硝酸盐，可采用添加氧化剂的办法，室外以培养藻类吸收是最好的方法；室内养殖降低COD可用氧化剂、泡沫分离器与过滤等方法；对于以循环水模式进行养殖过程中某些指标的调控较为复杂，下面将专作介绍。

3、微生物的调控

生产池水中若能以有益菌作为优势种群存在，可有效抑制有害微生物的繁殖，为此可在生产过程中定时添加有益的复合微生物制剂，这是一种可有效调控养殖水环境生态平衡的方法。但是由于当前天然水域遭受污染，细菌等有害生物含量往往较高，因此常采用消毒剂对生产用水进行消毒净化处理，再施放复合微生物制剂。

三、常用消毒剂简介

近年来，消毒剂的发展较快，新型产品层出不穷，下面作一些基本产品介绍。

（1）氯制剂

特点：呈碱性、具氧化能力。其消毒的主要机理是利用氯与细菌蛋白的氨基结合生成氯胺化合物，使细菌失去致病能力。漂白粉一类氯制剂缺点是稳定性差，遇光和热易分解。主要产品有：漂白粉 — 有效氯含量35-40%，漂白粉精 — 有效氯含量60-65%，次氯酸钠 — 有效氯含量8-10%，这三种氯制剂常称为第一代消毒剂；80年代末以来有了新型的氯制剂二绿异氰尿酸钠，分子式：C3Cl2N3O3.Na，简称SDIC或 DCCNa，俗称优氯精，有效氯含量60-70.9%。，也被称之为第二代氯制剂。属广谱杀菌消毒剂，具有杀藻、除臭及净化水质的作用。但水溶性差，杀菌率不够理想，对水产动物具有强烈的刺激性，有一定的副作用，影响水产动物的摄食，使用效果受环境影响较大，在水中的分解速度极慢，对人有致癌作用。其分子结构式如图10-1 ：

图10-1 二绿异氰尿酸钠分子结构式

被人们称之为第三代的氯制品三氯异氰尿酸，简称TCCA，俗称强氯精，分子式：C3Cl3N3O3 ，有效氯含量：优级品90%，一级品87%，合格品85%；水份含量分别为0.5%，0.8%，1.0%。具有杀菌消毒作用，可杀灭聚缩虫、丝状菌、弧菌等微生物，药效时间长。本产品也具有上一产品的缺点。其分子结构式如图10-2：

图10-2 三氯异氰尿酸分子结构式

（2）二氧化氯（ClO2）

有人将该试剂称之为第四代消毒剂，其特点：具极强的氧化性，作用于水释放出原子态[O]，是一种有效的氧化性杀菌剂，且可增氧， 具有高效、低毒、快速、广谱性的杀菌能力，对细菌、病毒、霉菌、真菌、细菌芽孢、噬菌体原虫和藻类均具有较强的杀灭作用，杀菌能力较上述药品强且快，对病毒抑制能力强于臭氧。它能使微生物蛋白质中氨基酸氧化分解，从而使微生物死亡，杀菌能力为氯制剂的5-10倍，药效持久，为广谱性杀菌剂与水质净化剂。在使用过程中，无有机胺、有机氯等有害物生成。不影响鱼虾等摄食和正常生长，不损害浮游生物。在1983年美国推荐以二氧化氯取代液氯消毒饮用水，以控制漂白粉等氯制剂在水中与有机物发生取代反应生成氯仿，氯仿对人和水生生物均有危害作用。二氧化氯可与水中有机物质发生氧化反应。有试验表明，ClO2以0.5~1mg/l浓度用于水消毒，1 min可将99%的细菌杀灭，该药品由亚氯酸钠和固体活化剂（醋酸或柠檬酸）相互作用生成，故其商品为两种药剂，现用现配，应其药性强，使用时应特别注意安全。应指出，不同生产厂家产品的含量相差极为悬殊，使用时应格外注意。

（3）新一代消毒剂

新一代消毒剂种类很多，此处仅介绍以下几种常用品：

1）二溴海因，化学名称：1，3-二溴-5，5-二甲基海因。分子式：C5H6Br2N2O2。杀菌能力为三氯异氰尿酸的4倍以上。二溴海因是一种高效快速、广谱、低毒及低残留消毒剂，该制剂添加增溶剂后的的改良产品称为百杀迪，杀菌消毒效果显著增强，深受养殖户欢迎。

2）溴氯海因 为目前国际上溴氯并用的新一代主导消毒剂。 化学名称：1-溴-3-氯-5，5-二甲基海因，学名：1-溴-3-氯-5，5-二甲基咪唑烷-2，4-二酮（1-溴-3-氯-5，5-二甲基海因），简称BCDMH，分子式：C5H6BrClN2O2。溴氯海因消毒作用机理：溴氯海因在水中不断释放出活性Br+ 离子与Cl+离子，形成次氯酸与次溴酸，后两者易与水中微生物体内的原生质结合，进而与蛋白质中的氮形成稳定的氮-卤键，干扰微生物的代谢过程并导致微生物中毒死亡，从而达到水质净化与消毒的目的。其可杀灭细菌、真菌、芽孢、病毒等，属广谱性，杀菌能力为三氯异氰尿酸的2~4倍，且具高效快速、低毒与低残留的优点，为深受欢迎的新一代消毒剂，目前国际上已广泛推广使用。该消毒剂与的分子结构式如下：

图10-3 溴氯海因分子结构式

（4）聚乙烯吡咯烷酮碘

简称聚维酮碘或PV碘，系极强氧化剂，为聚乙烯吡咯烷酮和碘的络合物，原粉含碘为9.0~12.0%，其避免了碘作消毒剂的缺陷—易挥发、难溶于水、有刺激性、和过敏性等。PV碘性能稳定，作用持久，具有广效性的杀菌消毒效力，对细菌、细菌芽孢、真菌、病毒等均具有强烈的杀灭作用。由于极强的氧化性，0.1%的PV碘溶液10min即可将大肠杆菌、败血型杆菌、氯脓杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草杆菌、破伤风杆菌等全部杀灭。在预防对虾杆状病毒病、中肠线坏死杆状病毒、小核糖核酸病毒病以及多数细菌性疾病等是目前甚为有效的药物。其作用机理为可迅速与致病微生物的氨基酸发生卤化反应，使菌体蛋白变性而失去致病能力。PV碘在水中的稳定性强，作用持久，品质温和，对于虾等无刺激性和过敏反应，内服外用均可。尚具清洁、去污、除臭的功能。缺点为当虾池中有机物污染程度高时，药物的使用效果将受影响，故在有机物含量高的水中应加大剂量，此药物价格较高。

（5）臭氧（O3）

是O2的同素异构体，在水中的氧化还原电位高于氯、二氧化氯，系极强氧化剂，特点：为广谱性、高效、快速杀菌剂，具有极强的破坏病毒能力，一般病毒、细菌、真菌、芽孢、病菌原虫包囊等在极短的时间之内便可杀灭99%以上，甚至全部杀灭。臭氧极强的氧化能力对养殖生物也具有伤害作用。因此，用臭氧处理过的养殖用水必须通过曝气、活性炭吸附等方法去除残余臭氧与在水中所生成的次溴酸根等有害物质后方可引入使用。其灭活的机理是极强的氧化能力破坏或分解病原菌的细胞壁，迅速扩散透入细胞内，氧化破坏细胞内酶而使病原菌致死。O3在水中产生氧化能力极强的原子态氧[O]和羟基（OH）,迅速分解水中的有机物、细菌等微生物、细菌和微生物，同时还可氧化水中的硫化物、氨等还原性物质。目前国内外均有利用臭氧对养殖用水进行杀菌消毒，效果明显。美国的育苗厂中，利用臭氧处理技术及设备已成为水产养殖中不可缺少的部分，臭氧也为集约化养殖循环水处理与调控所普遍采用，由于臭氧稳定性差，常温可自行分解，故一般均是在现场生产使用。

（6）其他消毒剂

除上述消毒剂外，生产中尚使用生石灰、茶子饼、甲醛、过氧化氢、新洁尔灭、高锰酸钾、硫酸铜、有机络合铜等药品。此外，紫外线也可用作处理水质，但由于紫外线是一种低能量的电磁辐射，穿透力较差，故要求处理水流速较慢、水层较浅，加之灯管使用期有限而价高，因此目前大规模养殖生产尚未得以推广使用。

对于生产用水以及池塘消毒处理所用消毒剂的选择，应据用水及池塘状况与生产要求而定，并应严格按照产品说明书使用，能在使用前先进行小型使用试验更好，特别要注意安全用药。

第四节 工厂化养殖与育苗水质的调控技术与工艺

一、养殖用水的预处理

由于目前天然水域水质状况较差，为获得良好生产效果，对养殖初始用水必须进行预处理，特别是苗种培育用水更需作严格处理。若所用水化学成分符合要求，育苗生产用水预处理仅包括沉淀、沙滤与消毒三大步骤。若水质浑浊度较大，应采用暗沉淀效果更好，沉淀时间应为2-3天；对于高混浊度的用水，沙滤池应经常进行反冲，否则极易堵塞，以至无法使用；消毒处理所采用的消毒剂与仪器设备应据水质状况、生产要求及经济能力而定，可选用上述消毒剂。在育苗过程中，据水质状况，可采用臭氧或紫外线、泡沫分离器与生物滤器等对池水进行净化处理。图10-4为水产苗种培育初始用水的一种处理方法与工艺：

图10-4 水产苗种培育用水预处理方法与工艺

二、养殖水质调控方法与技术

当前养殖用水调控方法多种多样，所采用的方法主要由养殖要求、水质状况与经济能力等而定，特别是室内集约化循环水养殖要求对水质进行较严格的处理，此处以虾类养殖为例，重点介绍集约化养殖循环水处理方法与工艺。

1、池塘消毒

可按以下方法进行池塘消毒：晒塘→清淤（见黄土）或翻耕→进水10-20 cm→泼洒漂白粉水液（约10-20g/T）（傍晚进行）或生石灰（约200Kg/亩）→翌日加水至满池→浸泡1-2 d → 排尽池水，冲洗2遍，然后可进水布苗。选择合适的池塘消毒剂，切忌采用浓药，

2、酸碱性调控

（1）增加pH：泼洒石灰水、漂白粉液（傍晚进行）等；降低pH：泼洒工业盐酸或豆浆，也可施加绿肥。泼洒无机酸碱性药剂时，应注意以充分稀释水液全池泼洒，以免伤及鱼虾；

（2）由于天然水均具有一定的缓冲能力，故应注意酸碱性的调控需一定的时间，通常可在酸碱调控3-4小时后，再次检测池水pH，以便检查调控是否达到要求；

（3）布放苗种时应检查池水的pH，当pH<9.4时，可放虾苗，9.4不会引起死苗，但对摄食有一定影响，当pH>10时，不可布苗，易死苗。

如以生石灰或漂白粉等碱性化学物质消毒池塘，必须以水冲洗2遍，并尽可能将水排尽，否则池水pH将偏高。

3、不同养虾模式水环境调控
（1）常规养殖法
1）初始水消毒 可据水质状况选用上述消毒剂进行消毒；

2）养殖期间池水消毒 在养殖期间池水的消毒要极为谨慎，这种消毒主要为改善水质或防治病害。若能事先通过小试验选用消毒剂及其浓度则更安全，切忌因使用药物过量或不当导致养殖池水清澈到池底；

3）施放微生物制剂 若益生菌能成为养殖池水的优势种群，则养殖水体将处于良好的生态平衡，有害菌的繁殖将受到抑制，故可在养殖过程中定期添加复合微生物制剂。采用生物技术调控养殖生态环境的方法是一种不危害环境的生态调控法，应广泛推广。但在使用时应注意，要慎重选用有效的菌剂，而且菌剂必须在消毒剂用后7天左右方可使用，以免影响菌剂的效果，施放复合微生物制剂的养殖池应尽量少换水或不换水。

4）淡化养殖 因多数对虾类均具广盐性的特点，为降低海水中病害的传播，可在养殖期间对池水进行适当淡化；

（2）循环水养殖法
1） 臭氧消毒循环水养殖法 这种养殖法水质处理工艺流程如图10-2。利用臭氧处理养殖池水可增加放养密度，减少病害发生，甚至无病害发生，显著提高产量，单产可达30-45吨/hm2（2 -3吨/亩）以上。过滤池的滤料宜选用粗沙与碎石，且应定期清洗，以免堵塞。若养殖池设在室外，可种植水生生物与养殖贝类，这样可达到生态净化池水，若在室内开展养殖，可设一挂放人造水草的净化池。臭氧消毒池用以对循环水进行多次消毒处理，消毒后必须进行充分曝气以去除残余臭氧等有害物，消毒与曝气时间应通过试验予以确定。当使用臭氧消毒与曝气时，应停止池水循环，如在水生生物池与养虾池之间增设一管道，则在臭氧处理期间循环水可改用此通路。

2）多级沉淀—生物处理循环水养殖法

在室外可采用集约化多级沉淀—生物处理循环水养殖模式，该模式的循环水工艺流程流程图如下：

(三)

（—）：养殖塘， （二）： 沉淀— 植物净化池 ， （三）：微生物滤器

图 10-3 集约化养殖多级沉淀—生物处理循环水工艺流程

该模式的养虾与水处理面积约为1∶1，沉淀—植物净化池内不仅可种植水生植物，同时可养殖贝类，循环水通过植物与贝类不同的生命代谢特点得到可更好的净化处理；由于在植物净化池中，循环水流程是按照曲线方式进行，故循环水在该池内尚可达到沉淀净化作用。过滤池所用滤料要求同上。若有病害，应停止水的循环，用药间隔7天左右即可再行循环。

该模式养虾的优点是设备简易、操作简单、成本低、生物调控力强、病害易控制。

思考题

1、 目前我国渔业水域水质状况如何？

2、 何为水产养殖的可持续发展？其有哪些重要意义？

3、 目前我国水产养殖用水为何需作净化处理？主要处理步骤有哪些？它们的作用是什么？

4、 常用消毒剂有哪些？他们的消毒原理各是什么？又各有什么特点？

5、 养殖用水调控的依据和原则是什么？

6、 试设计室内集约化鱼虾养殖循环水的处理工艺流程。

参考文献

1.丁永良，苏建通。循环经济与“3R准则”呼唤世界工业化养鱼[J].现代渔业信息，2000，15（6）：3-7.

2.于秀娟，曾一本，郭薇，等. 发展中的水产养殖标准化[J]. 中国水产，1999，（9）：39，41.

3.王广军，黄建华. 四种常用药物对蒙古裸腹蚤的毒性研究[J]. 海养湖沼通报，2002，（1）：75-78.

4.王东石，高锦宇。中国对虾养殖业现状与持续发展的途径[J]. 渔业现代化，2002，（3）：3-5.

5.中国水产编辑部. 中国渔业五十年[J]. 中国水产，1999，（9）：3-4，6.

6.王春, 罗月媚. 鳜鱼养殖中不应滥施药物(J). 中国水产, 1995, (11): 24-25.

7.农业部东海区渔政渔港监督管理局. 东海区海洋渔业环境监测分析. 2001

8.农业部东海区渔政渔港监督管理局. 东海区海洋渔业环境监测分析. 2002

9.农业部，国家环境保护总局. 中国渔业生态环境状况公报. 1999-2000

10.农业部，国家环境保护总局. 中国渔业生态环境状况公报. 2001

11.农业部，国家环境保护总局. 中国渔业生态环境状况公报. 2002

12.农业部，国家环境保护总局. 中国渔业生态环境状况公报.2004

13.李万庆, 李金中, 吴雷等. 于桥水库网箱养鱼对水质影响分析[J]. 城市环境与城市生态, 1999, 12(4): 33-35.

14.余瑞兰, 聂湘平, 魏泰莉等. 分子氨和亚硝酸盐对鱼类的危害及其对策[J]. 中国水产科学, 1999, 6(3): 73-77.

15.吴玉霖, 周成旭, 张永山等. 烟台四十里湾海域红色裸甲藻赤潮发展过程及其成因[J]. 海洋与湖沼, 2001, 32(2): 159-167.

16.张永良. 水环境容量基本概念的发展(J). 环境科学研究, 1992, 5(3): 59-61

17.李秀辰, 崔引安, 雷衍之. 水产养殖环境工程技术的研究展望[J]. 中国农业大学学报, 1998, 3(4): 59-62.

18.谷孝鸿, 刘桂英. 滤食性鲢鳙对池塘浮游生物的影响（J）. 农村生态环境, 1996, 12(1):6-10, 41.

19.陈实. 环境管理系统在英国水产养殖业中的应用(J). 世界环境, 1998, (3): 29-22.

20.苏胜齐, 姚维志. 水产养殖的环境问题与水产养殖环境工程技术的发展(J). 贵州环保科技, 2001, 7(1): 32-37, 41.

21.单志欣，郑振虎，习邢红艳. 渤海莱州湾营养化及其研究[J]. 海洋湖沼通报，200，（2）：41-46.

22.胡景虎. 甲胺磷毒性研究综述[J]. 职业医学，1997，24（1）：45-46.

23.董双林，李德尚，潘可厚.论海水养殖的养殖容量[J]. 青岛海洋大学学报，1998，28（2）：253-257.

24.臧维玲，蔡云龙，戴习林，等. 杭州湾漕泾沿岸水化学状况[J]. 上海水产大学学报，2002，11（3）：219-224.

25.Alabaster J S. Report of the EIFAC workshop of fish-farm effluents. Rome, FAO. 1982. 54-57.

26.Braaten B. Pollution problem on Norwegian fish farms. Aquaculture Ireland,1983,(14):6-7.

27.FAO/NACA. Regional Study and Workshop on the Environmental Assessment and Management ofAquaculture Development. NACA Environment and Aquaculture Development Series No.1. Bangkok, NACA. 1995，492p.

28.Gowen R J. Bradbury N B.The ecological impact of salmon farming in coastal waters: a review. Oceanogr. Mar. Biol. Ann. Rev., 1987,25:563-575.

29.Philips M J, Beveridge M C M, Clarke R M. Impact of Aquaculture on Water Resources. World Aquaculture Society, Advances in Aquaculture, 1991, (3): 568-591.

30.Rosenthal, H. Environmental issues and the interaction of aquaculture with other competing resource users. AAC Special Publication No. 2.. St. Andrews, Aquaculture Association of Canada. 1997，1-13.

31.Wallin M. Hakason L. Nutrient loading models for estimating the environmental effects of marine fish farms .In: Marine Aquaculture and Environment ,edited by T. Makinen Copenhagen, Nordic Council of Ministers. Nord,1991(22):39-55.

第十章 养殖水体水质调控原理与技术