人工湿地调控养虾塘水质状况与技术的研究

摘要

近年来，我国对虾养殖业迅猛发展，年产量增幅较大。2008年，我国对虾养殖产量达108万吨，约占世界对虾养殖总产量的43.2％。但目前我国虾类养殖主要仍采用传统的高密度、高换水率等方式，不仅影响养殖地区周边生态环境，还给对虾养殖业带来诸多不利和潜在危害。因此，研究养殖新模式，特别是提出养虾塘水环境调控新技术已成当务之急。本文在开展多种铺助性试验，获得相关数据与实践经验的基础上，通过生产性试验，重点研究了循环处理虾塘水人工湿地的构建技术及其应用方法与技术，并获得良好养殖效果。据试验结果，提出一套较完整的、适用于循环处理养虾塘水的湿地生态系统构建与应用技术及相关参数：湿地长L，宽W，符合20m＜L＜50m的构建要求、L/W=2.33，湿地包含三单元区，斜坡区、挺水植物区和蓄水塘，分别占总面积21.5％、46.9％和31.6％，湿地植被采用挺水植物。养殖中期(61d、70d)，启动湿地系统循环处理约16％虾塘水，流量控制约40t/h。养殖第102d时，以同样流量循环处理约30％虾塘水，虾塘水静止停留湿地5d具较好净化效果。水力负荷1650mm/d，水力停留时间为9～10h时，湿地系统对TAN、NO2-N、NO3--N、TN、PO43--P与BOD5具较高去除效果，去除率分别为：33.4％、73.4％、54.4％、61.7％、86.1％与34.7％；湿地系统循环处理虾塘水10h，处理16％虾塘水，可有效改善虾塘水质：TAN、NO2-N、PO43--P分别降低13.7～41.8％、15.7～17.2％与40.0％～57.7％,DO、NO3--N与BOD5等也有所改进，仅CODMn增加20.6～27.7％;湿地系统可有效抑制、去除虾塘微囊藻繁衍与危害。
　　 人工湿地与试验塘配置的新型增氧机及塘内布放的净水网、金鱼藻联合运用，在不用药、不换水条件下，可确保养殖周期内，虾塘主要水化学指标均处于对虾安全生长范围内，并有效抑制铜绿微囊藻暴发，去除微囊藻危害，获得良好养殖效果。
　　 本文为向重点研究内容提供数据、实践支撑与科学依据，尚开展了以下辅助性研究：
　　 (1)盐度对金鱼藻除氮效果的影响
　　 试验发现金鱼藻在盐度S＜4.0可正常生长、具除氮效果，当S＞4.0时，盐度胁迫作用使金鱼藻失去除氨氮能力、影响生长。因试验虾塘布苗时S≤2.0，试验结果为养殖试验塘及湿地植被提供了采用金鱼藻的科学性与实践依据；
　　 (2)淡水养殖凡纳滨对虾耗氧速率随体长的变化
　　 试验结果获得了凡纳滨对虾体长(L)2.02～8.67cm时，瞬时耗氧速率(Ⅴ，mg/g·h)与溶氧(DO,mg/L)水平的关系，并提出了不同体长虾Ⅴ与DO的相关方程，发现淡水养殖虾Ⅴ具河口水养殖虾类似特点：属顺应型，Ⅴ随时间(t，h)延长与水体DO的降低而降低，随体长增长而降低。试验结果为估算养虾试验塘耗氧因子演变、溶氧收支平衡状况及其溶氧调控提供了科学与实践的可靠根据。
　　 (3)养虾塘耗氧因子的演变状况
　　 通过养殖试验探讨了不换水、不用药的条件下，凡纳滨对虾室内外封闭式淡化养殖池水质变化与溶氧收支特点，发现采用微泡曝气增氧机、水质净化网、金鱼藻、复合微生态制剂调控N2室内池及仅采用叶轮式增氧机、微生态制剂、漂白粉精等调控W3室外池，经过82d养殖试验，N2池NO2--N与NO3--N极显著高于W3池(P＜0.01),pH与NH3-Nm极显著低于W3池(P＜0.01)，两池DO与CODMn均无显著性差异(P＞0.05)。两池主要水质指标基本控制在对虾合适生长范围。W3池溶氧收大于支，水柱水呼吸为主要耗氧因子；N2池机械增氧能满足耗氧需求，虾呼吸为主要耗氧因子。研究结果为湿地循环处理虾塘水的养殖试验采用新型微泡曝气增氧机、净水网与金鱼藻等配套设施提供了实践与技术支撑。

目录

文摘

英文文摘

上海海洋大学硕士学位论文答辩委员会成员名单

第一章 引言

1.1 世界对虾养殖概况

1.2 我国对虾养殖存在的主要问题

1.3 养殖水体污染简况

1.3.1 养殖水源污染简况

1.3.2 自身污染

1.4 我国对虾养殖业的可持续发展

1.5 本文研究内容和意义

1.5.1 研究目的及意义

1.5.2 研究内容

第二章 人工湿地调控养虾塘水质状况与技术的研究

2.1 前言

2.2 材料与方法

2.2.1 试验塘与养殖用水

2.2.2 养殖试验塘设备与水环境调控方式

2.2.3 试验塘日常管理

2.2.4 人工湿地构建

2.2.5 人工湿地生态系统调控虾塘水质方法与技术

2.2.6 水质指标测定方法

2.3 结果与讨论

2.3.1 虾塘水在人工湿地不同停留时间的净化效果

2.3.2 人工湿地对虾塘水的净化效果

2.3.3 不同水环境调控方式下养虾塘水质状况

2.3.4 养殖效果

2.4 结论

第三章 盐度对金鱼藻除氮作用的影响

3.1 前言

3.2 材料方法

3.2.1 试验水草、用水与容器

3.2.2 盐度对金鱼藻生长影响的测定

3.2.3 盐度对金鱼藻去除无机氮营养盐作用影响的测定

3.2.4 水质测定方法

3.3 结果与分析

3.3.1 盐度对金鱼藻生长的影响

3.3.2 盐度对去除氮效果的影响

3.4 结论

第四章 淡水养殖凡纳滨对虾瞬时耗氧速率和体长与溶氧水平的关系

4.1 前言

4.2 材料与方法

4.2.1 试验用水与试验用虾

4.2.2 试验方法

4.3 结果与讨论

4.3.1 瞬时耗氧速率与时间的关系

4.3.2 瞬时耗氧速率与溶氧量的关系

4.3.3 凡纳滨对虾瞬时耗氧速率与体长的相关性

4.3.4 窒息点

4.4 小结

第五章 凡纳滨对虾室内外高密度养殖池水质状况比较

5.1 前言

5.2 材料与方法

5.2.1 试验池、试验用水与布苗简况

5.2.2 养殖试验池设备与水环境调控方法

5.2.3 试验池日常管理

5.2.4 水质指标测定方法

5.3 结果与讨论

5.3.1 室内外养殖试验池水质状况分析

5.3.2 试验池溶氧收支状况

5.3.3 试验池养殖效果

5.4 结论

5.4.1 室内外养虾试验池水质主要差异

5.4.2 两试验池溶氧收支特点

第六章 凡纳滨对虾室内高密度封闭式淡化养殖耗氧量研究

6.1 前言

6.2 材料与方法

6.2.1 材料

6.2.2 试验池

6.2.3 测定方法

6.2.4 试验池日常管理

6.3 结果与讨论

6.3.1 水呼吸耗氧分析

6.3.2 虾呼吸耗氧

6.3.3 虾池溶解氧消耗分析

6.4 结论

参考文献

附录 2007——2010年攻读硕士学位期间发表的论文

致谢