孔石莼凈化珊瑚養殖水體水質(zhì)的研究論文
關(guān)鍵詞：孔石莼；珊瑚；水質(zhì)；凈化
Key words：Ulva lactuca； coral； water quality； purification
孔石莼（ Ulva lactuca L.）屬于綠藻門(mén)，絲藻目，孔石莼科，孔石莼屬，亦稱(chēng)海白菜、海青菜、海萵苣、綠菜、青苔菜、綸布，屬常見(jiàn)海藻。片狀，近似卵形的葉片體由兩層細胞構成，高10～40 cm，鮮綠色，基部以固著(zhù)器固著(zhù)于巖石上，生活于海岸潮間帶，生長(cháng)在海灣內中、低潮帶的巖石上。與紅藻Gelidium amansii、褐藻Sargassum enerve和繁枝蜈蚣藻Grateloupia ramosissima等多種大型海藻相比，孔石莼對N、P有著(zhù)較高的吸收率，而且生長(cháng)速度也高于其它幾種藻類(lèi)[8-9]。對于不同形式的N和P元素來(lái)說(shuō)，孔石莼的吸收速率不同，何潔等[10]研究表明，孔石莼對氨氮和磷酸鹽的去除率要高于對硝酸態(tài)氮的去除率。
本研究在不換水的情況下采用孔石莼處理珊瑚養殖水體水質(zhì)，并定期監測水體質(zhì)量，測定NO3--N、NO2--N、NH4+- N和PO43--P等水質(zhì)指標的變化，以期為生態(tài)無(wú)公害養殖提供參考。
1 材料和方法
1.1 試驗裝置
珊瑚養殖池內養殖用水體積為6.4 t，養殖珊瑚種類(lèi)及投喂情況如下：
養殖對象：海雞冠Dendronephthya sp（12個(gè)）、九尾狐Sphaerella krempfi（19個(gè)）。
投喂情況：早晨喂珊瑚糧 236 mL、輪蟲(chóng)液500 mL；下午通過(guò)打汁機將20 g太平洋磷蝦、沙丁魚(yú)10 g、裂壺藻添加劑7 g、雪蝦6 g混合，去掉濾渣，將食物汁喂養珊瑚。
試驗為期60 d，試驗期間采用孔石莼水處理系統對水質(zhì)進(jìn)行處理。養殖缸內的海水在水泵的作用下流經(jīng)蛋白分離器，再進(jìn)入沙濾罐進(jìn)行第2次水處理之后，重新流回珊瑚養殖池。而孔石莼水處理系統單獨與珊瑚養殖池進(jìn)行連接，確保養殖水體完全進(jìn)入孔石莼水處理系統。養殖過(guò)程中，水體溫度為（22.7±0.7） ℃；pH值為8.00±0.05；溶氧為7.80±0.04。 每隔15 d，用水抄將孔石莼從養殖缸內撈出放到籃子里控水5 min，盡量除去其中的海水，放到電子稱(chēng)上秤出孔石莼的濕質(zhì)量。稱(chēng)量結束后將孔石莼重新放到養殖缸內，然后稱(chēng)量籃子得到孔石莼的凈質(zhì)量，并記錄。
2 結果與分析
2.2 孔石莼過(guò)濾系統對珊瑚養殖水體NO3--N的影響
如圖3所示，在孔石莼的作用下，珊瑚養殖池水體NO3--N的含量基本維持在10.34～15.45 mg?L-1這個(gè)水平范圍內，基本趨于穩定，且整體上還有略微下降趨勢。
2.3 孔石莼過(guò)濾系統對珊瑚養殖水體NH4+-N的影響
2.4 孔石莼過(guò)濾系統對珊瑚養殖水體PO43--P的影響
如圖5所示，珊瑚養殖池水體PO43--P的含量基本維持在0.31～0.40 mg?L-1這個(gè)水平范圍內，基本趨于穩定，說(shuō)明孔石莼凈化系統能夠有效吸收養殖過(guò)程中產(chǎn)生的PO43--P。
2.5 孔石莼的增長(cháng)量
不換水培養過(guò)程中，孔石莼質(zhì)量的變化見(jiàn)表1，孔石莼由最初的3.5 kg逐漸增長(cháng)至試驗結束時(shí)的4.01 kg，這在一定程度上說(shuō)明，孔石莼吸收水體中的N和P等營(yíng)養物質(zhì)，既進(jìn)行了水質(zhì)凈化，也實(shí)現了自身生長(cháng)。
3 討 論
3.1 養殖水體的N素污染
水產(chǎn)養殖動(dòng)物是排氨生物，氮是其排出廢物中的主要組成成分。進(jìn)入人工養殖水體的N素部分被養殖動(dòng)物吸收同化轉化為營(yíng)養成分，部分通過(guò)反硝化作用或NH3 的揮發(fā)進(jìn)入大氣， 其余大部分則以有機和無(wú)機氮形式溶解于水中。氨氮超標影響養殖動(dòng)物的生存和生長(cháng)，輕者導致養殖動(dòng)物生長(cháng)緩慢，食量減弱，引發(fā)各種疾病，食用品質(zhì)差；重者將引起養殖動(dòng)物中毒死亡。研究發(fā)現，瓣鰓綱貝類(lèi)排放到水體中的氮占總投入氮的75%，魚(yú)、蝦類(lèi)排放到水體中的氮分別為投入氮的70%～75%和77%～94%[11]。養殖廢水中如此高的含氮量，為大型海藻對養殖廢水的生物修復作用提供了依據和前提。由此可見(jiàn)，養殖種類(lèi)、餌料的性質(zhì)等因素都會(huì )對以殘餌、糞便的形式被釋放到水環(huán)境中的氮素的`數量和種類(lèi)產(chǎn)生影響。本試驗通過(guò)孔石莼水處理系統使養殖水體中的氮含量處在一個(gè)穩定的范圍內，隨著(zhù)試驗的進(jìn)行并略微下降。
3.2 大型海藻對無(wú)機營(yíng)養鹽的吸收利用
大型海藻由于其自身的生理特點(diǎn)，包含著(zhù)無(wú)機氮、氨基酸氮、非蛋白可溶性有機氮和蛋白質(zhì)氮等營(yíng)養物質(zhì)庫。營(yíng)養物質(zhì)庫的存在保證了大型海藻在營(yíng)養鹽劇烈變動(dòng)的水體環(huán)境中可以正常的生長(cháng)。如上所述，大型藻類(lèi)對不同營(yíng)養元素有著(zhù)不同的吸收速率，在具有同樣濃度的N鹽和P鹽水體中，大型藻類(lèi)首先吸收N元素；對于NO3--N和NH4+- N來(lái)說(shuō)，大型藻類(lèi)首先偏向于對NH4+- N的吸收。NH4+- N往往是養殖水體中無(wú)機氮代謝后的主要存在形式，對養殖對象有著(zhù)一定的損害作用，大型藻類(lèi)對NH4+- N吸收偏好恰好可以作為清潔水質(zhì)的一個(gè)手段。本研究結果也表明，在不換水情況下，孔石莼的培育可以使珊瑚養殖水體中的NH4+- N含量保持在最初的水平。另外，大型海藻易于收獲，減輕水體污染的同時(shí)，又能實(shí)現養殖污染物的資源化利用。
3.3 大型藻類(lèi)對養殖水體的生態(tài)調控
大型藻類(lèi)可以通過(guò)光合作用吸收養殖水體中因餌料輸入、養殖動(dòng)物代謝造成的營(yíng)養負荷，產(chǎn)生氧氣，提高水體pH值�？资慌c其他水生生物一樣，雖然可以利用大量的營(yíng)養元素，但在夜間也會(huì )消耗一定的氧氣，如果控制不好孔石莼的密度容易導致耗氧增加，與養殖對象之間形成競爭。本研究中，6.4 t水體利用10.5 kg的孔石莼進(jìn)行水質(zhì)凈化，石莼能夠有效凈化珊瑚養殖用水水質(zhì)，使其不換水情況下各水化指標維持在穩定范圍內，說(shuō)明孔石莼的生物量和珊瑚的養殖密度搭配較為適宜，有效地建立了孔石莼和珊瑚之間營(yíng)養鹽的流動(dòng)平衡，為孔石莼與養殖對象的搭配密度提供一定的參考。此外，在考慮搭配密度的同時(shí)還應考慮養殖對象和投喂量的不同，不能盲目增大孔石莼的量�？资辉跔I(yíng)養鹽充足的情況下，生長(cháng)速度很快，如果盲目地增加孔石莼的量，部分孔石莼在水體中腐爛降解會(huì )消耗大量溶解氧，釋放有害的降解物質(zhì)，再次成為污染物質(zhì)，導致養殖環(huán)境的進(jìn)一步惡化，不利于養殖對象的生長(cháng)。鑒于此，為了深入了解孔石莼與養殖對象之間互惠互利的形式，達到最佳的利用狀態(tài)，需要進(jìn)一步開(kāi)展孔石莼和養殖對象不同條件下的生理學(xué)特性及代謝規律的研究，探索最佳的生態(tài)養殖模式。
參考文獻
[5] Neori A， Cohen I， Gordin H. Ulva lactucabiofilters for marine fishpond effluents：II. Growth rate， yield and C：N ratio[J]. Bot Mar， 1991， 34： 483-489.
[8] Liu D Y， Amy P， Sun J. Preliminary study on the re-sponses of three marine Algae， Ulva pertusa （Chloro-phyta）， Gelidium amansii （Rhodophyta） and Sargassumenerve （Phaeophyta）， to nitrogen source and its avail-ability [J]. Journal of Ocean University of China， 2004，3（1）： 75-79.
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