池塘循環(huán)水養(yǎng)殖實(shí)踐

1、池塘循環(huán)水養(yǎng)殖實(shí)踐陳家長 研究員（）中國水產(chǎn)科學(xué)研究院淡水漁業(yè)研究中心漁業(yè)環(huán)境保護(hù)研究室目前，隨著漁業(yè)生產(chǎn)水平的不斷提高，池塘單位水體的魚載量也在很大程度上得到了增加，但由于魚種放養(yǎng)密度的增加，大量的飼料投入和魚類代謝物積累而產(chǎn)生的有機(jī)污染物也越來越多，從而導(dǎo)致池塘內(nèi)源性污染加重。養(yǎng)殖環(huán)境的惡化不僅引起魚類疾病頻繁發(fā)生，而且使池塘的換水量和換水頻率加大。Phillips等報道，池塘養(yǎng)殖尼羅羅非魚和斑點(diǎn)叉尾鮰，每生產(chǎn)1kg魚分別消耗2.1萬L和0.30.5萬L水。池塘養(yǎng)殖自身污染的加重，導(dǎo)致養(yǎng)殖廢水的排放量大大增加，這不僅浪費(fèi)了寶貴的水資源，而且還進(jìn)一步加劇了近海、江河、湖泊等水域的富營養(yǎng)化進(jìn)程

2、。傳統(tǒng)的粗放性經(jīng)營、資源依賴型水產(chǎn)生產(chǎn)方式所帶來的生態(tài)失衡、環(huán)境惡化、資源萎縮、水產(chǎn)品質(zhì)量下降等狀況已十分明顯，因此，探索出一條高效、節(jié)水、綠色、環(huán)境污染少的池塘養(yǎng)殖模式已迫在眉睫。循環(huán)經(jīng)濟(jì)(circular economy)由美國學(xué)者K·波爾丁在20世紀(jì)60年代提出，是與傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)活動的“資源消費(fèi)產(chǎn)品廢物排放”開放型(或稱為單程)物質(zhì)流動模式相對應(yīng)的“資源消費(fèi)產(chǎn)品再生資源”閉環(huán)型物質(zhì)流動模式。實(shí)施循環(huán)經(jīng)濟(jì)最重要的操作原則是3R原則，即“減量( Reduce)、再用(Reuse)、循環(huán)(Recycle) ”。池塘養(yǎng)殖循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式是在循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念指導(dǎo)下產(chǎn)生的一種新型養(yǎng)殖模式，它是指把同一

3、養(yǎng)殖體系分為多個功能不同的養(yǎng)殖模塊，將某一養(yǎng)殖模塊排放出的養(yǎng)殖廢水和食物殘渣作為另一養(yǎng)殖模塊的物質(zhì)資源來利用的同時，使養(yǎng)殖廢水得以凈化，從而達(dá)到水資源循環(huán)使用、營養(yǎng)物質(zhì)多級利用和降低環(huán)境污染的目的。我國的池塘養(yǎng)殖模式發(fā)展于上世紀(jì)七十年代末，至今仍以“進(jìn)水渠+養(yǎng)殖池塘+排水渠”為主要形式。隨著養(yǎng)殖水平的不斷提高，單位水體的漁獲量也隨之增加，但是大量的飼料投入和魚類代謝產(chǎn)物的積累導(dǎo)致池塘內(nèi)源性污染加重，養(yǎng)殖廢水的排放量也大大增加。有研究表明，在池塘養(yǎng)殖投喂的濕飼料中，有5%-10%未被魚類食用，而被魚類食用的飼料中又有25%-30%以糞便的形式排出。池塘養(yǎng)殖廢水的排放，不僅浪費(fèi)了寶貴的淡水資源，更

4、加劇了周圍湖泊、河流等水域的富營養(yǎng)化程度。因此，對養(yǎng)殖廢水凈化修復(fù)技術(shù)的研究和對池塘養(yǎng)殖模式的升級改造越來越受到重視。對池塘養(yǎng)殖模式的升級就是要改變“進(jìn)水渠+養(yǎng)殖池塘+排水渠”的形式，即改變“資源消費(fèi)-產(chǎn)品-廢物排放”這一開放型物質(zhì)流動模式，以“資源消費(fèi)-產(chǎn)品-再生資源”這一循環(huán)型物質(zhì)流動模式來替代。相對于前者的傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)活動，后者被稱之為循環(huán)經(jīng)濟(jì)。淡水池塘的循環(huán)養(yǎng)殖模式就是在循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念指導(dǎo)下產(chǎn)生的一種新型的養(yǎng)殖模式，它將同一養(yǎng)殖體系分為多個功能不同的模塊，并將某一養(yǎng)殖模塊排放出的養(yǎng)殖廢水作為另一養(yǎng)殖模塊的物質(zhì)資源來利用的同時，使養(yǎng)殖廢水得以凈化，從而達(dá)到水資源循環(huán)使用、營養(yǎng)物質(zhì)多級利用的目的

5、，徹底實(shí)現(xiàn)淡水池塘養(yǎng)殖廢水“零排放”的目的。本文列舉了循環(huán)水養(yǎng)殖的實(shí)踐，并分析了養(yǎng)殖面積與凈化面積之間的效能關(guān)系，進(jìn)一步比較了以循環(huán)水養(yǎng)殖為代表的異位修復(fù)技術(shù)與以“魚-菜共生”模式為代表的原位修復(fù)技術(shù)，在此基礎(chǔ)上，對我國淡水池塘環(huán)境生態(tài)修復(fù)技術(shù)進(jìn)行了展望。池塘循環(huán)水養(yǎng)殖實(shí)踐實(shí)踐一 蚌、魚混養(yǎng)在池塘養(yǎng)殖循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式中凈化效能研究三角帆蚌（Hyriopsis cumingii）又稱河蚌、三角蚌，是廣泛分布于我國淡水湖泊等水域的大型雙殼類底棲動物，也是我國特有的優(yōu)良育珠蚌。它具有強(qiáng)大的濾水濾食功能，在水體生態(tài)系統(tǒng)的改良中起著重要的調(diào)節(jié)作用。利用蚌類凈化水質(zhì)正日益受到重視，石巖等報道河蚌能有效降低N、

6、P等指標(biāo)。趙沐子等比較了不同貝類對水質(zhì)的凈化效能，結(jié)果表明，與褶紋冠蚌相比螺螄對葉綠素a消除率的優(yōu)勢更大，而褶紋冠蚌對懸浮物的消除量比螺螄好，認(rèn)為底棲性軟體動物具有凈化水質(zhì)的作用。張根芳等研究認(rèn)為魚、蚌混養(yǎng)能使水體富營養(yǎng)化得到有效控制。但將蚌、魚混養(yǎng)作為一個獨(dú)立凈化單元來凈化流動性養(yǎng)殖廢水的研究目前則鮮見報道。本試驗建立地池塘養(yǎng)殖循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式將養(yǎng)殖區(qū)分為主養(yǎng)區(qū)、混養(yǎng)區(qū)、表面流人工濕地區(qū)和水源區(qū)四個部分，分析了作為一個獨(dú)立凈化單元的蚌、魚混養(yǎng)區(qū)對主養(yǎng)區(qū)養(yǎng)殖廢水的凈化效果，以期為富營養(yǎng)性水污染的治理尋找一種更經(jīng)濟(jì)的凈化途徑，為池塘養(yǎng)殖業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供一個新的養(yǎng)殖模式。本研究中的池塘養(yǎng)殖循環(huán)經(jīng)濟(jì)模

7、式由主養(yǎng)區(qū)、混養(yǎng)區(qū)、表面流人工濕地區(qū)和水源區(qū)四個部分組成（圖1）?；祓B(yǎng)區(qū)主養(yǎng)區(qū) 1主養(yǎng)區(qū)2人工濕地水源區(qū)圖1系統(tǒng)組成及工藝流程示意圖主養(yǎng)區(qū)由主養(yǎng)區(qū)1和主養(yǎng)區(qū)2兩部分組成，主養(yǎng)區(qū)1由八口池塘組成，總面積3.53 hm2，平均水深皆為2.1m；主養(yǎng)區(qū)2包括面積分別為1.67 hm2（12塘）和1.00 hm2（13塘）的兩口池塘，平均水深皆為1.6m?；祓B(yǎng)區(qū)面積1.33 hm2，平均水深1.5m。人工濕地面積1.00hm2。水源區(qū)面積0.67 hm2，平均池深1.2m。主養(yǎng)區(qū)的排水靠水泵來完成，在該區(qū)每個池塘的排水端布設(shè)2.2千瓦的潛水泵1臺, 另一端設(shè)循環(huán)水入口。其他各區(qū)的進(jìn)、排水靠地勢按功能區(qū)

8、為單位階梯式降低產(chǎn)生的勢能來完成，在進(jìn)、排水口設(shè)置閥門來控制水的進(jìn)出。各功能區(qū)養(yǎng)殖生物的放養(yǎng)表1 各功能區(qū)養(yǎng)殖生物的放養(yǎng)情況放養(yǎng)種類主養(yǎng)區(qū)112塘13塘混養(yǎng)區(qū)人工濕地水源區(qū)數(shù)量(尾)規(guī)格(g/尾)數(shù)量(尾)規(guī)格(g/尾)數(shù)量(尾)規(guī)格(g/尾)數(shù)量(尾)規(guī)格(g/尾)數(shù)量(尾)規(guī)格(g/尾)數(shù)量(尾)規(guī)格(g/尾)三角蚌35000190長吻鮠2400001.1170001054000320白鰱4240180200018012001801000180黃顙魚12506050060狗魚40020花魚骨100030青魚301500草魚50950鳙魚500400河蟹15006.78006.7鱖魚6001

9、300130012001注：主養(yǎng)區(qū)2由12和13塘組成.各養(yǎng)殖區(qū)放養(yǎng)生物的種類、數(shù)量和規(guī)格如表1所示。混養(yǎng)區(qū)于2005年3月上旬開始放養(yǎng)，根據(jù)當(dāng)?shù)貤l件，掛袋吊養(yǎng)具有較強(qiáng)凈水能力的三角帆蚌，每袋裝三角帆蚌兩個，網(wǎng)袋之間吊養(yǎng)間距40cm，每排網(wǎng)袋間距2m，網(wǎng)袋中的三角帆蚌一般離水面20cm，單層吊養(yǎng)；同時混養(yǎng)不同比例的白鰱、鳙魚、瓦氏黃顙魚、花魚骨、青魚和草魚。主養(yǎng)區(qū)1于2005年6月開始放養(yǎng)，因該區(qū)各塘中放養(yǎng)生物的種類、規(guī)格和放養(yǎng)密度都是一致的，故只列出了總量，同時該區(qū)還放養(yǎng)了少量的匙吻鱘。主養(yǎng)區(qū)2（12塘、13塘）中主養(yǎng)魚類和配養(yǎng)魚類的放養(yǎng)時間不同，12塘中長吻鮠、白鰱和白斑狗魚的放養(yǎng)時間分別

10、為2005年2月、2005年3月和2005年7月，13塘中長吻鮠、白鰱和瓦氏黃顙魚的放養(yǎng)時間分別為2005年2月、2005年3月和2005年7月。由于養(yǎng)殖廢水中含有大量的有機(jī)物及營養(yǎng)鹽類，且主養(yǎng)區(qū)養(yǎng)殖廢水經(jīng)混養(yǎng)區(qū)初步凈化后NO2-N等有害物質(zhì)的含量已顯著下降，為充分利用水體及餌料資源，在人工濕地和水源區(qū)均放養(yǎng)少量河蟹和鱖魚。混養(yǎng)區(qū)養(yǎng)殖生物的營養(yǎng)來源及系統(tǒng)運(yùn)行在放養(yǎng)初期對混養(yǎng)區(qū)進(jìn)行適當(dāng)施肥以滿足養(yǎng)殖生物的生長需要。待2005年7月上旬系統(tǒng)正式運(yùn)行后，混養(yǎng)區(qū)停止施肥，開始接納主養(yǎng)區(qū)排出的養(yǎng)殖廢水作為其營養(yǎng)源?；祓B(yǎng)區(qū)采用連續(xù)進(jìn)、排水法，日進(jìn)、出水量分三個階段：7月上旬到9月上旬為2000m3/d，9

11、月中旬到10月上旬為1500 m3/d，10月中旬到12月上旬為1000m3/d，即混養(yǎng)區(qū)水體的日交換量分別占該區(qū)總水量的10%、7.5%和5%（本單位以往的生產(chǎn)經(jīng)驗表明，在與本系統(tǒng)中主養(yǎng)區(qū)養(yǎng)殖模式基本相同的情況下，整個養(yǎng)殖期間的總換水量為原水體總量的0.6倍，換水集中于7月到9月上旬，10月上旬后一般就不換水了。本研究中為了提高水質(zhì)以及便于對不同測定時間下混養(yǎng)區(qū)的凈化效果進(jìn)行分析比較，同時保證混養(yǎng)區(qū)養(yǎng)殖生物有連續(xù)不斷的營養(yǎng)源，并結(jié)合對收獲干塘?xí)r排出的養(yǎng)殖廢水進(jìn)行凈化而對日進(jìn)、出水量做了上述設(shè)定）。在滿足混養(yǎng)區(qū)日進(jìn)水量的條件下，主養(yǎng)區(qū)中各養(yǎng)殖池塘采用輪流式排水法，排水塘的確定是依據(jù)各塘的實(shí)際水

12、質(zhì)狀況選擇水質(zhì)最差的一個進(jìn)行連續(xù)排水，排水量以使該塘水面下降30-50cm為準(zhǔn)。然后選擇下一水質(zhì)最差的池塘繼續(xù)向混養(yǎng)區(qū)排水。接下來的以此類推。排水后的主養(yǎng)區(qū)池塘立即從水源區(qū)補(bǔ)水至原水位。生產(chǎn)過程中，在運(yùn)用混養(yǎng)區(qū)和人工濕地對主養(yǎng)區(qū)養(yǎng)殖廢水進(jìn)行多級凈化的同時還不定期向主養(yǎng)區(qū)施放一些有益微生物制劑，并根據(jù)各塘的面積配備相應(yīng)功率的增氧機(jī)。同時在水源區(qū)對人工濕地出水在養(yǎng)殖生物耐受范圍內(nèi)進(jìn)行消毒，并用微生物制劑改善水質(zhì)，以保證主養(yǎng)區(qū)用水安全。試驗期間整個主養(yǎng)區(qū)的投飼量隨養(yǎng)殖生物的生長而相應(yīng)加大，11月下旬水溫已低于13，長吻鮠開始停食，此時停止投餌。水樣采集、測試指標(biāo)及測試方法系統(tǒng)運(yùn)行期間，在混養(yǎng)區(qū)的進(jìn)水

13、口和排水口各設(shè)一個監(jiān)測站，分別代表混養(yǎng)區(qū)進(jìn)水水質(zhì)和經(jīng)三角帆蚌凈化后的水質(zhì)。從2005年7月30日起，每月一次分別對兩監(jiān)測站進(jìn)行采樣分析，每個監(jiān)測站布設(shè)6個采樣點(diǎn)，將6次測定的平均值作為最終結(jié)果。采樣時間分別為7月30日、8月28日、9月29日、10月28日和12月2日的上午10點(diǎn)左右。測定指標(biāo)包括：1）水溫（WT）；2）pH；3）透明度（SD）；4）溶氧（DO），便攜式溶氧儀；5）總鱗（TP），硝酸-硫酸消解法；6）正磷酸鹽（PO43-P），氯化亞錫還原光度法；7）總氮(TN)，過硫酸鉀氧化-紫外分光光度法；8）硝酸鹽氮（NO3-N），酚二磺酸光度法；9）亞硝酸鹽氮（NO2-N），N-（1-萘

14、基）-乙二胺光度法；10）氨氮（NH4+-N），納氏試劑光度法；10）高錳酸鹽指數(shù)（CODMn），酸性法；11）葉綠素a（Chla）。污染物去除率的計算按下述公式進(jìn)行：式中C1、C2分別為混養(yǎng)區(qū)進(jìn)、出水污染物濃度，V1、V2分別為混養(yǎng)區(qū)進(jìn)、出水體積。不考慮蒸散失水，則V1=V2?；祓B(yǎng)區(qū)進(jìn)出水理化參數(shù)變化系統(tǒng)運(yùn)行期間對混養(yǎng)區(qū)進(jìn)、出水水溫（WT）、pH、溶解氧（DO）等理化參數(shù)的測定結(jié)果表明：進(jìn)出水水溫沒有差別，從7月30日到12月2日各采樣時間下的水溫分別為30、27、24、18和10。各測定時間下的進(jìn)、出水pH沒有表現(xiàn)出顯著差別，總體變化在6.62-7.57之間（圖2）。如圖3所示，各測定時間

15、下的出水溶解氧，除12月2日外，均高于進(jìn)水溶解氧。蚌、魚混養(yǎng)對主要水質(zhì)污染指標(biāo)的凈化效果2005年7月30日-2005年12月2日，對混養(yǎng)區(qū)進(jìn)、出水水質(zhì)進(jìn)行了5次監(jiān)測，各測定時間下的污染指標(biāo)變化情況如表2所示。表2 混養(yǎng)區(qū)進(jìn)、出水中主要污染指標(biāo)變化測試指標(biāo)7月30日8月28日9月29日10月28日12月2日NH4+-N進(jìn)水濃度（mg/L）0.350.610.660.650.43出水濃度（mg/L）0.240.30.380.390.32去除率（%）31.4350.8242.424025.58NO2-N進(jìn)水濃度（mg/L）0.0590.0780.0770.0440.08出水濃度（mg/L）0.04

16、90.0540.0420.0340.065去除率（%）16.9530.7745.4522.7318.75NO3-N進(jìn)水濃度（mg/L）0.981.241.652.221.07出水濃度（mg/L）0.660.790.851.530.8去除率（%）32.6536.2948.4831.0825.23TN進(jìn)水濃度（mg/L）2.122.563.263.791.9出水濃度（mg/L）1.551.851.652.851.53去除率（%）26.8927.7349.3924.8019.47PO43-P進(jìn)水濃度（mg/L）0.230.280.370.3960.196出水濃度（mg/L）0.150.1820.17

17、60.230.16去除率（%）34.7835.0052.4341.9218.37TP進(jìn)水濃度（mg/L）0.660.71.321.240.98出水濃度（mg/L）0.420.40.660.980.86去除率（%）36.3642.8650.0020.9712.24CODMn進(jìn)水濃度（mg/L）6.297.408.008.806.18出水濃度（mg/L）3.964.124.035.004.21去除率（%）37.0444.3249.6343.1831.88Chla進(jìn)水濃度（mg/m3）10.115.074.984.421.63出水濃度（mg/m3）0.800.690.530.760.54去除率（%）

18、92.0986.3389.4082.7666.87SD進(jìn)水（m）0.400.350.450.330.50出水（m）0.60.510.690.560.70TLI（）進(jìn)水63.6963.7265.8167.3158.40出水50.3351.1150.2856.0051.08注：混養(yǎng)區(qū)進(jìn)口和出口各設(shè)一測站，每個測站設(shè)6個采樣點(diǎn)，表中數(shù)據(jù)為6次測定結(jié)果的平均值.混養(yǎng)區(qū)進(jìn)水水質(zhì)變化由表2可見，從2005年7月30日到2005年12月2日，混養(yǎng)區(qū)進(jìn)水口NH4+-N、NO3-N、PO43-P、TN、TP和CODMn的測定值均表現(xiàn)為先增加后降低的趨勢，其中NO3-N、PO43-P、TN、TP和CODMn都在1

19、0月28日達(dá)到最大值，之后便開始降低；NH4+-N在9月29日的測定值最高（0.66 mg/L），10月28日雖有所下降（0.65 mg/L），但下降不顯著，基本和9月29日的測定值相同。各測定時間下混養(yǎng)區(qū)進(jìn)水口葉綠素的含量表現(xiàn)為逐漸降低的趨勢，具有很強(qiáng)的規(guī)律性。各測定時間下NO2-N的變化比較紊亂，表現(xiàn)為先升高，再降低，爾后又突然升高的現(xiàn)象。蚌、魚混養(yǎng)對主養(yǎng)區(qū)養(yǎng)殖廢水的凈化作用如表2所示，從蚌、魚混養(yǎng)對主養(yǎng)區(qū)主要污染物的去除率來看，從7月30日到12月2日，除葉綠素外，各污染指標(biāo)的去除率基本表現(xiàn)為先升高后降低的趨勢。其中NH4+-N在所有測定時間下的平均去除率為38.05%，8月28日的去除

20、率最大，12月2日的去除率最??；NO2-N、NO3-N、PO43-P、TN、TP和CODMn在所有測定時間下的平均去除率分別為26.93%、34.75%、36.50%、29.66%、32.49%和41.21%，并且均在9月29日去除率達(dá)到最大，12月2日時降低為最小。如表2所示，在前四次的測定結(jié)果中，蚌、魚混養(yǎng)區(qū)對葉綠素a的去除率均維持在較高水平，12月2的去除率雖然與前幾次的測定值相比明顯下降，但仍然達(dá)到66.87%。在所有5次測定中，葉綠素a的平均去除率為83.49%。從透明度的變化情況來看，主養(yǎng)區(qū)養(yǎng)殖廢水經(jīng)蚌、魚混養(yǎng)區(qū)凈化后，透明度明顯升高。在數(shù)據(jù)處理中采用卡爾森指數(shù)法計算了混養(yǎng)區(qū)進(jìn)、出

21、水水質(zhì)的綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)（TLI（）（表2），結(jié)果顯示7月30日、8月28日、9月29日和10月28日進(jìn)水水質(zhì)的綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)均大于60而呈中度富營養(yǎng)狀態(tài)，且富營養(yǎng)程度是逐漸加重的；經(jīng)蚌、魚混養(yǎng)區(qū)凈化后的出水水質(zhì)的綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)均介于50-60之間而呈輕度富營養(yǎng)狀態(tài)，甚至有些時候的綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)已接近50而幾將呈中營養(yǎng)狀態(tài)。12月2日的進(jìn)、出水水質(zhì)雖然都表現(xiàn)為輕度富營養(yǎng)狀態(tài)，但相比之下進(jìn)水的富營養(yǎng)程度是遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于出水的?；祓B(yǎng)區(qū)進(jìn)水水質(zhì)變化由表2可以看出，從7月30日到10月28日，除葉綠素外，混養(yǎng)區(qū)進(jìn)水中各項污染指標(biāo)的測定值均表現(xiàn)為逐漸增加的趨勢，這可能是由主養(yǎng)區(qū)的投飼量逐漸加大而造成的。

22、在本次試驗過程中，隨著魚類的不斷生長，投飼量是逐漸增加的。有報道認(rèn)為池塘養(yǎng)殖投喂的濕飼料中有5-10%未被魚類食用；而被魚類食用消化的飼料中又有25-30%以糞便的形式排出。在魚類養(yǎng)殖中大約有70%-80%的投喂飼料以溶解和顆粒物的形式排入環(huán)境。因此，投飼量的增加直接導(dǎo)致池塘環(huán)境污染加重，從而各污染指標(biāo)的測定值出現(xiàn)了逐漸增加的趨勢。11月下旬水溫已低于13，長吻鮠開始停食，此時便停止了投餌，因此在12月2日的監(jiān)測結(jié)果中混養(yǎng)區(qū)進(jìn)水中主要污染指標(biāo)的測定值呈現(xiàn)下降趨勢。葉綠素a是植物光合作用的重要光合色素，通過測定浮游植物葉綠素含量可掌握水體的初級生產(chǎn)力情況，同時其也是反映水體富營養(yǎng)化程度的一個重要

23、參數(shù)。葉綠素a的含量與浮游植物總量有著極為顯著的正相關(guān)關(guān)系，而浮游植物總生物量又受著水溫，光照，N/P以及浮游植物種類組成等因素的影響。在本試驗中，溫度可能是影響浮游植物總生物量的主要因素，從而出現(xiàn)隨著溫度降低主養(yǎng)區(qū)排水中葉綠素a含量逐漸下降的現(xiàn)象。蚌、魚混養(yǎng)對主養(yǎng)區(qū)養(yǎng)殖廢水的凈化作用貝類屬濾食性動物，借外界進(jìn)入體內(nèi)的水流所帶來的食物為營養(yǎng)。利用貝類和濾食性魚類凈化水質(zhì)是根據(jù)生物操縱（Bio-manipulation）原理進(jìn)行的，其主要是通過高營養(yǎng)級生物濾食水體中的浮游植物和有機(jī)碎屑，從而間接降低水體中N、P等營養(yǎng)鹽含量，并最終使水質(zhì)得以凈化。在本次研究中，混養(yǎng)區(qū)對NO2-N、NO3-N、PO

24、43-P、TN、TP和CODMn的去除率均表現(xiàn)出先增大后減小的趨勢，且都在9月29日時去除率達(dá)到最大，同時NH4+-N和Chla在此時的去除率也維持在較高的水平。這可能與三角帆蚌在不同條件下的濾水率不同有關(guān)，Mohlenberg等和林元燒等研究表明，貝類的濾水率與其體重之間符合冪函數(shù)關(guān)系F = aWb，濾水率F（cm3/min）隨貝類干肉重W (g) 的增加而變大。同時水溫直接影響三角帆蚌的新陳代謝，從而影響其攝食，隨著水溫的變化三角帆蚌的凈化效率會發(fā)生巨大變化，彭建華等的研究表明大規(guī)格三角帆蚌在25時的濾水率最大，低于25時濾水率隨著溫度的增加而增加，高于25時，濾水率隨著溫度的增加而降低。

25、因9月29日的水溫（24）接近25，所以此時的濾水率最大，從而凈化效率也達(dá)到最高。加之9月29日時主養(yǎng)區(qū)向混養(yǎng)區(qū)的排水量減少可能也是造成去除率增加的一個因素。之后雖然主養(yǎng)區(qū)向混養(yǎng)區(qū)的排水量又進(jìn)一步減少，蚌的體重也在不斷增加，但溫度的變化對濾水率的影響是居于主導(dǎo)地位的，所以9月29日后，隨著溫度的降低去除率表現(xiàn)為逐漸下降的趨勢。Hildreth研究認(rèn)為當(dāng)流量為2-42 L/h時，流速對貝類的濾水率沒有影響，而在濾水率保持不變的情況下，不斷更新蚌周圍的水體將對凈化效果產(chǎn)生積極作用。在本試驗所設(shè)計的池塘養(yǎng)殖循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式中，混養(yǎng)區(qū)水體是保持著一定的流動狀態(tài)的，而且其中搭配的一些濾食性魚類更進(jìn)一步增強(qiáng)了

26、該區(qū)水體的運(yùn)動性。因此，在循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式中采用的蚌、魚混養(yǎng)比單純靜止水體中的蚌、魚混養(yǎng)凈化水質(zhì)具有更大的優(yōu)越性。當(dāng)然，主養(yǎng)區(qū)養(yǎng)殖廢水經(jīng)過混養(yǎng)區(qū)后各污染指標(biāo)的顯著下降與混養(yǎng)區(qū)水體對主養(yǎng)區(qū)所排污水的稀釋作用也是有很大關(guān)系的，但由于稀釋作用不能使養(yǎng)殖廢水中的污染物最終從水體中去除，同時，沒有生物凈化的長期稀釋作用最終只能使稀釋水也同樣變?yōu)槲鬯?，因此在這里不再對稀釋作用作深入討論。實(shí)踐二 表面流人工濕地在池塘養(yǎng)殖循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式中的凈化效能研究人工濕地(Constructed wetland)污水處理系統(tǒng)是指為了人類的利用和利益，通過模擬自然濕地，人為設(shè)計與建造的由飽和基質(zhì)、水生植物、動物和水體組成的復(fù)合體

27、系。按水流方式的不同可將其分為表面流濕地、潛流濕地和垂直流濕地三大類型。人工濕地污水處理是20世紀(jì)70年代發(fā)展起來的一種污水處理技術(shù)，與傳統(tǒng)的生化二、三級處理相比，人工濕地具有投資少、效果好、運(yùn)行維護(hù)方便、氮磷去除率高、對負(fù)荷變化的適應(yīng)能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，目前，已廣泛應(yīng)用于處理生活污水、工業(yè)廢水、蓄積和凈化暴雨徑流、控制面源污染、恢復(fù)和凈化受污河流、湖泊10等諸多方面。但將人工濕地，特別是表面流人工濕地用于池塘養(yǎng)殖循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式中凈化養(yǎng)殖廢水的研究，目前比較鮮見，為此，本試驗研究了表面流人工濕地在池塘養(yǎng)殖循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式中對養(yǎng)殖廢水的凈化效能。本研究中的池塘養(yǎng)殖循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式由主養(yǎng)區(qū)、混養(yǎng)區(qū)、表面流人工濕地

28、區(qū)和水源區(qū)四個部分組成（圖1）?；祓B(yǎng)區(qū)主養(yǎng)區(qū) 1主養(yǎng)區(qū)2人工濕地水源區(qū)圖1系統(tǒng)組成及工藝流程示意圖Fig.1 The conceptual diagram of system structure and technics flow人工濕地面積1.00hm2，選種伊樂藻(Elodea nattalii)和香蒲(Typha angustifolia)作為濕地的主要凈化植物，種植面積分別占濕地面積的40%和30%，并搭種少量苦草(Vallisneria natans)、輪葉黑藻(Hydrilla verticillata)、菱(Trapa natnas Linn var. bispinosa)等沉水

29、植物和浮葉植物，搭種水草占濕地面積的20%。同時放養(yǎng)適量螺螄(Bellamya sp)，以增強(qiáng)人工濕地的水質(zhì)凈化作用。由于養(yǎng)殖廢水中含有大量的有機(jī)物及營養(yǎng)鹽類，且主養(yǎng)區(qū)養(yǎng)殖廢水經(jīng)混養(yǎng)區(qū)初步凈化后，NO2-N等有害物質(zhì)的含量已顯著下降，為了充分利用水體及餌料資源，在該區(qū)放養(yǎng)了少量中華絨鰲蟹及鱖魚。為了進(jìn)一步提高該區(qū)的經(jīng)濟(jì)收入，在養(yǎng)殖廢水凈化量較少的秋冬季節(jié)將該區(qū)租給中華絨鰲蟹經(jīng)紀(jì)人做囤蟹之用。主養(yǎng)區(qū)由主養(yǎng)區(qū)1和主養(yǎng)區(qū)2兩部分組成，主養(yǎng)區(qū)1包括面積分別為0.20 hm2（1塘）、0.20 hm2（2塘）、0.20 hm2（3塘）、0.20 hm2（4塘）、0.53 hm2（6塘）0.93 hm2（

30、7塘）0.53 hm2（8塘）和0.74 hm2（9塘）的八口池塘，平均水深均為2.1m，用于培育1齡長吻鮠魚種；主養(yǎng)區(qū)2包括面積分別為1.67 hm2（12塘）和1.00 hm2（13塘）的兩口池塘，平均水深均為1.6m，用于養(yǎng)殖長吻鮠商品魚，同時搭配少量白鰱、白斑狗魚和瓦氏黃顙魚。混養(yǎng)區(qū)面積為1.33 hm2（10塘），平均水深1.5m，用于掛袋吊養(yǎng)三角帆蚌，同時混養(yǎng)白鰱、鳙魚、瓦氏黃顙魚、花魚骨、青魚和草魚等商品魚。主養(yǎng)區(qū)的排水靠水泵來完成，在該區(qū)每個池塘的排水端布設(shè)2.2千瓦的潛水泵1臺, 另一端設(shè)循環(huán)水入口；主養(yǎng)區(qū)進(jìn)水以及其他各區(qū)的進(jìn)、排水均靠地勢按功能區(qū)為單位階梯式降低產(chǎn)生的勢能來

31、完成，在進(jìn)、排水口設(shè)置閥門來控制水的進(jìn)出。水源區(qū)面積為0.67 hm2，平均有效深度1.2m，用作水流從濕地凈化區(qū)到主養(yǎng)區(qū)的過渡池(該區(qū)中對人工濕地出水在養(yǎng)殖生物耐受范圍內(nèi)進(jìn)行適當(dāng)?shù)南?，并用微生物制劑改善水質(zhì)，以保證主養(yǎng)區(qū)用水安全)，同時作為補(bǔ)水池用于補(bǔ)充主養(yǎng)區(qū)因蒸發(fā)和滲漏而損失的水量。為充分利用水體，在該區(qū)放養(yǎng)少量河蟹及鱖魚，并且在主養(yǎng)區(qū)換水量較少的秋冬季節(jié)將該區(qū)租給中華絨鰲蟹經(jīng)紀(jì)人做囤蟹之用。各功能區(qū)養(yǎng)殖生物的放養(yǎng)表1 各功能區(qū)養(yǎng)殖生物的放養(yǎng)情況放養(yǎng)種類主養(yǎng)區(qū)112塘13塘混養(yǎng)區(qū)人工濕地水源區(qū)數(shù)量/尾規(guī)格/克數(shù)量/尾規(guī)格/克數(shù)量/尾規(guī)格/克數(shù)量/尾規(guī)格/克數(shù)量/尾規(guī)格/克數(shù)量/尾規(guī)格/克

32、三角蚌35000190長吻鮠2400001.1170001054000320白鰱4240180200018012001801000180瓦氏黃顙魚12506050060白斑狗魚40020花魚骨100030青魚301500草魚50950鳙魚500400中華絨鰲蟹15006.78006.7鱖魚6001300130012001各養(yǎng)殖區(qū)的放養(yǎng)種類、數(shù)量和規(guī)格如表1所示?；祓B(yǎng)區(qū)（10塘）于2005年3月上旬開始進(jìn)行養(yǎng)殖生產(chǎn)，根據(jù)當(dāng)?shù)貤l件，掛袋吊養(yǎng)具有較強(qiáng)凈水能力的三角帆蚌，每袋裝三角帆蚌兩個，網(wǎng)袋之間吊養(yǎng)間距40cm，每排網(wǎng)袋間距2m，網(wǎng)袋中的三角帆蚌一般離水面20cm，單層吊養(yǎng)；同時，混養(yǎng)不同比例的白

33、鰱、鳙魚、瓦氏黃顙魚、花魚骨、青魚和草魚。主養(yǎng)區(qū)1（1塘、2塘、3塘、4塘、6塘、7塘、8塘、9塘） 于2005年6月開始進(jìn)行苗種培育，因該區(qū)各塘中放養(yǎng)生物的種類、規(guī)格和放養(yǎng)密度都是基本一致的，故只列出了總量，同時該區(qū)還放養(yǎng)了少量的匙吻鱘。主養(yǎng)區(qū)2（12塘、13塘）中主養(yǎng)魚類和配養(yǎng)魚類的放養(yǎng)時間不同，12塘中長吻鮠、白鰱和白斑狗魚的放養(yǎng)時間分別為2005年2月、2005年3月和2005年7月，13塘中長吻鮠、白鰱和瓦氏黃顙魚的放養(yǎng)時間分別為2005年2月、2005年3月和2005年7月。濕地運(yùn)行2005年7月上旬人工濕地系統(tǒng)開始運(yùn)行。此時主養(yǎng)區(qū)養(yǎng)殖廢水首先排入混養(yǎng)區(qū)，經(jīng)混養(yǎng)區(qū)初步凈化后再排入人

34、工濕地。濕地采用連續(xù)式進(jìn)水法，日進(jìn)、出水量按混養(yǎng)區(qū)的排水量不同而相應(yīng)分為三個階段：7月上旬到9月上旬為2000m3/d，9月上旬到10月上旬為1500 m3/d，10月上旬到12月上旬的為1000m3/d，在這三個階段中表面流人工濕地的水力負(fù)荷分別為200mm/d、150mm/d和100mm/d。生產(chǎn)過程中對養(yǎng)殖廢水進(jìn)行凈化的同時還不定期向主養(yǎng)區(qū)施放一些有益微生物制劑。根據(jù)各塘的面積配備相應(yīng)功率的增氧機(jī)。濕地運(yùn)行后，除主養(yǎng)區(qū)外，其他各功能區(qū)均不投餌，其養(yǎng)殖生物的營養(yǎng)源靠主養(yǎng)區(qū)排放的養(yǎng)殖廢水提供。主養(yǎng)區(qū)的投飼量隨養(yǎng)殖生物的生長而相應(yīng)加大，11月下旬，水溫已低于13，長吻鮠開始停食，此時停止投餌。

35、水樣采集、測試指標(biāo)及測試方法系統(tǒng)運(yùn)行期間，在人工濕地的進(jìn)水口和排水口各設(shè)一個監(jiān)測站，分別代表濕地進(jìn)水水質(zhì)和經(jīng)濕地凈化后的出水水質(zhì)。從2005年7月30日起，每月一次分別對兩測站進(jìn)行采樣分析，每個測站布設(shè)6個采樣點(diǎn)，將6次測定的平均值作為最終結(jié)果。采樣時間分別為7月30日、8月28日、9月29日、10月28日和12月2日的上午10點(diǎn)左右。測定指標(biāo)包括：1）水溫（T），溫度計；2）pH ，pH計；3）透明度（SD），透明度盤；4）溶氧（DO），便攜式溶氧儀；5）總P(TP)，硝酸-硫酸消解法；6）正磷酸鹽（PO43-P），氯化亞錫還原光度法；7）總N(TN)，過硫酸鉀氧化-紫外分光光度法；8）硝酸

36、鹽氮（NO3-N），酚二磺酸光度法；9）亞硝酸鹽氮（NO2-N）， N-（1-萘基）-乙二胺光度法；10）氨氮（NH4+-N），納氏試劑光度法；10）高錳酸鹽指數(shù)（CODMn），酸性法；11）葉綠素a（Chla）。各項指標(biāo)的測試方法均按國家環(huán)保局編制的水和廢水監(jiān)測分析方法11進(jìn)行。污染物去除率的計算按下述公式進(jìn)行：式中C1、C2分別為混養(yǎng)區(qū)進(jìn)、出水污染物濃度，V1、V2分別為混養(yǎng)區(qū)進(jìn)、出水體積。不考慮蒸散失水，則V1=V2。濕地植物的生長狀況濕地中的主要凈化植物為香蒲和伊樂藻，同時搭種少量苦草、輪葉黑藻、菱等沉水植物和浮葉植物。香蒲的栽種密度為2株/m2，種植面積占濕地總面積的30%；伊樂藻在

37、栽種前，先將其切成15cm的小段，然后按間距30×40cm人工載插，種植面積占濕地總面積的40%。待7月上旬人工濕地運(yùn)行時，濕地植物已非常茂盛，香蒲種群密度達(dá)到23株/m2，株高2m左右；伊樂藻生物量達(dá)2.60kg/m2。其他搭種水草也長勢良好。基質(zhì)表面的植物覆蓋度近100%。由于伊樂藻不耐高溫，因此在高溫季節(jié)（7月上旬）對其上部進(jìn)行了刈割，并適當(dāng)增加該區(qū)水位以降低底層水溫。在試驗過程中，隨機(jī)選定了100株香蒲進(jìn)行了為期兩個半月地連續(xù)測定；同時，每次隨機(jī)選取15個面積均為0.25m2的伊樂藻方塊對伊樂藻的生長情況進(jìn)行了測量。每次測量的時間間隔為15天左右。將多次測量的平均值作為最終測

38、量結(jié)果列于表2。表2 人工濕地中主要凈化植物的生長情況7月15日7月30日8月14日8月28日9月13日9月29日香蒲高度/cm210.25232.90253.00265.88272.44274.20生長率(cm/d)-1.511.340.920.410.11伊樂藻生物量(g/m2)1740.521738.121774.871905.912175.352531.67生長率(g/d)-0.162.459.3616.8420.27水溫()323029272624 由表2 可見，香蒲的生長率是隨著溫度的降低而下降的。相反，伊樂藻的生長率是隨著溫度的降低而升高的，甚至在7月15日到7月30日期間出現(xiàn)了

39、負(fù)增長現(xiàn)象。出現(xiàn)這種情況的主要原因是由于當(dāng)溫度高于30時，伊樂藻的生長即受到抑制，而7月15日到8月14日的平均水溫高于或非常接近30，所以此時伊樂藻的生長非常緩慢；加之7月上旬對伊樂藻進(jìn)行的刈割可能損害了草體，致使7月15日到7月30日期間出現(xiàn)了負(fù)增長現(xiàn)象。之后，隨著溫度降低并逐漸向最適生長溫度（25）的靠近，伊樂藻的生長率也開始逐漸增加。人工濕地系統(tǒng)進(jìn)出水理化參數(shù)變化系統(tǒng)運(yùn)行期間對混養(yǎng)區(qū)進(jìn)、出水水溫（T）、pH、溶解氧（DO）等理化參數(shù)的測定結(jié)果表明，進(jìn)出水水溫沒有差別，各采樣時間下的水溫變化在1030，7月30日水溫最高，為30，12月2日水溫最低，為10（圖2）。各測定時間下的進(jìn)、出水

40、pH沒有表現(xiàn)出顯著差別，變化在6.628.21之間。如圖3所示，各測定時間下的出水溶解氧均顯著低于進(jìn)水溶解氧。人工濕地對污染物的凈化效果2005年7月30日2005年12月2日，對人工濕地進(jìn)、出水水質(zhì)進(jìn)行了5次監(jiān)測，各測定時間下的污染指標(biāo)變化情況如表3所示。表3 人工濕地進(jìn)、出水中主要污染指標(biāo)變化測試指標(biāo)7月30日8月28日9月29日10月28日12月2日NH4+-N進(jìn)水濃度（mg/L）0.240.300.380.390.32出水濃度（mg/L）0.020.050.080.100.14去除率（%）91.6783.3378.9474.3656.25NO2-N進(jìn)水濃度（mg/L）0.0490.05

41、40.0420.0340.065出水濃度（mg/L）0.010.0250.020.020.04去除率（%）79.5953.7052.3841.1838.46NO3-N進(jìn)水濃度（mg/L）0.660.790.851.530.8出水濃度（mg/L）0.120.320.330.640.45去除率（%）81.8259.4961.1858.1743.75TN進(jìn)水濃度（mg/L）1.551.851.652.851.53出水濃度（mg/L）0.310.860.761.361.05去除率（%）80.0053.5153.9452.2831.37PO43-P進(jìn)水濃度（mg/L）0.150.1820.1760.23

42、0.16出水濃度（mg/L）0.0320.0660.0700.1000.084去除率（%）78.6763.7460.2356.5247.50TP進(jìn)水濃度（mg/L）0.420.400.660.980.86出水濃度（mg/L）0.120.140.260.400.52去除率（%）71.4365.0060.6159.1839.53CODMn進(jìn)水濃度（mg/L）3.964.124.035.004.21出水濃度（mg/L）2.362.062.212.962.86去除率（%）40.4050.0045.1640.8032.07Chla進(jìn)水濃度（mg/m3）0.800.690.530.760.54出水濃度（m

43、g/m3）1.451.150.891.190.74去除率（%）-81.25-65.94-68.56-56.17-37.04SD進(jìn)水（m）0.600.510.690.560.70出水（m）0.790.990.910.981.00TLI（）進(jìn)水50.3351.1150.2856.0051.08出水39.8641.2842.7047.7646.16注：人工濕地進(jìn)口和出口各設(shè)1個監(jiān)測站，每個測站設(shè)6個采樣點(diǎn)，表中數(shù)據(jù)為6次測定結(jié)果的平均值.Note: One monitoring station with six sampling points was set at influent and effl

44、uent of constructed wetland, respectively, and the data in the table was the average of six mensuration results.如表3所示，從表面流人工濕地對主要污染物的去除率來看， 7月30日12月2日，除葉綠素a（Chla）和高錳酸鹽指數(shù)（CODMn）外，各污染指標(biāo)的去除率基本表現(xiàn)為逐漸降低的趨勢；NH4+-N、NO2-N、NO3-N、PO43-P、TN和TP在此期間的去除率分別變化在56.25%91.67%、38.46%79.59%、43.75%81.82%、47.50%78.67%、31.3

45、7%80.00%和39.53%71.43%，平均去除率分別為76.91%、53.06%、60.88%、61.33%、54.22%和59.15%。人工濕地對CODMn的去除率表現(xiàn)為先增加，爾后降低的趨勢，各測定時間下的去除率變化在32.07%50.00%，平均去除率為41.69%，經(jīng)人工濕地凈化后的出水水質(zhì)高錳酸鹽指數(shù)已達(dá)到地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB3838-2002）的類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。由表3可見，在各測定時間下，葉綠素a的去除率均為負(fù)值，取其絕對值來看，去除率基本呈逐漸變小的趨勢，說明混養(yǎng)區(qū)養(yǎng)殖廢水經(jīng)過表面流人工濕地后，浮游植物的總生物量有所增加，且增加量是隨著溫度的降低而逐步減小的。從透明度的變化

46、情況來看，混養(yǎng)區(qū)養(yǎng)殖廢水經(jīng)表面流人工濕地凈化后，透明度明顯升高，說明混養(yǎng)區(qū)養(yǎng)殖廢水經(jīng)過表面流人工濕地后，大量懸浮顆粒發(fā)生了沉淀。 在數(shù)據(jù)處理中采用卡爾森指數(shù)法計算了人工濕地進(jìn)、出水水質(zhì)的綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)（TLI（）（表3），結(jié)果顯示各測定時間下人工濕地進(jìn)水水質(zhì)的綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)均大于50而呈輕度富營養(yǎng)狀態(tài)，而經(jīng)人工濕地凈化后的出水水質(zhì)的綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)則均介于3050之間，呈中營養(yǎng)狀態(tài)，且有隨著水溫的降低而逐漸增大的趨勢。因綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)越大水質(zhì)越差，TLI（）值的增加表明人工濕地的凈化能力在下降。人工濕地系統(tǒng)是一個綜合性的生態(tài)系統(tǒng)，具有反沖容量大、處理效果好、運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。它應(yīng)用生態(tài)系

47、統(tǒng)中物種共生和物質(zhì)循環(huán)利用原理以及結(jié)構(gòu)與功能相關(guān)的原則，在去除污染物、凈化水質(zhì)的同時，充分發(fā)揮了資源的再生產(chǎn)潛力，達(dá)到防止環(huán)境污染，獲得污水處理與資源化的最佳效益。運(yùn)用人工濕地改善水質(zhì)的現(xiàn)象已存在了許多年，但有關(guān)這方面的最早報道是由澳大利亞Brian Mackney于1904年發(fā)表的。自德國于1974年首先建立人工濕地以后，該技術(shù)在歐美等國得到了大力推崇和廣泛應(yīng)用。1977年Kickuth提出的“根區(qū)理論”更是進(jìn)一步推動了人工濕地的蓬勃發(fā)展。相比之下，我國對人工濕地的研究則起步較晚，于1990年7月才在深圳建立了我國第一個污水處理系統(tǒng)，而且當(dāng)前有關(guān)人工濕地的研究也大多集中于處理工業(yè)廢水和生物污

48、水方面，有關(guān)人工濕地凈化養(yǎng)殖廢水的研究則很少報道。因此，針對性地開展人工濕地與池塘養(yǎng)殖相結(jié)合進(jìn)行養(yǎng)殖廢水凈化并循環(huán)利用的研究目前正受到科研工作者的廣泛關(guān)注。水生維管束植物是人工濕地的重要組成部分，栽種大型水生植物是人工濕地區(qū)別于其他水處理系統(tǒng)的一個重要特征。水生維管束植物介于水、泥、氣之間，是水體生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)的重要環(huán)節(jié)，也是沉積物、水體、大氣之間物質(zhì)交換的重要途徑，能向基質(zhì)環(huán)境釋放大量糖類、醇類和酸性分泌物, 促進(jìn)微生物活性。由于濕地植物對氧的運(yùn)輸、釋放和擴(kuò)散作用能將空氣中的氧氣轉(zhuǎn)運(yùn)到根部，再經(jīng)過植物根部的擴(kuò)散，在植物根須周圍形成了有利于硝化作用的好氧微區(qū)，大量好氧微生物在該區(qū)將有機(jī)質(zhì)分解

49、，同時通過硝化作用將 NH4+-N 轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮而除去，由于每轉(zhuǎn)化1gNH4+-N 成 NO3-N，需要消耗4.3g O2，因此人工濕地的出水溶解氧顯著降低（圖3）。另一方面，在遠(yuǎn)離根須的地方形成了缺氧和厭氧區(qū)，為反硝化反應(yīng)提供了有利條件。而且有研究者認(rèn)為，在表面流人工濕地中，微生物反硝化時所利用的主要碳源是植物殘體腐敗時所釋放出來的有機(jī)物，而不是隨污水進(jìn)入FWS（表面流人工濕地）中的有機(jī)物質(zhì)。同時，大型水生維管束植物在控制浮游植物總生物量中也發(fā)揮著重要作用，它們一方面可通過分泌他感物質(zhì)直接抑制某些藻類的生長繁殖，另一方面可通過吸收水體和沉積物中的營養(yǎng)鹽、減少沉積物及其中的營養(yǎng)鹽再懸浮釋放來控

50、制藻類生長繁殖，從而降低污水的濁度、改善水質(zhì)。因此，水生高等植物被公認(rèn)為是水環(huán)境污染治理的重要工具。在本試驗所設(shè)計的池塘養(yǎng)殖循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式中，混養(yǎng)區(qū)廢水經(jīng)過人工濕地凈化后葉綠素a的含量反而升高，說明浮游植物總生物量有所增加，這可能是因為與混養(yǎng)區(qū)中三角帆蚌、濾食性魚類對浮游植物的直接攝食產(chǎn)生的抑藻作用相比，人工濕地中大型植物的抑藻作用是較弱的，所以藻類生物量開始增加。在本試驗的5次監(jiān)測結(jié)果中，人工濕地對NH4+-N、NO2-N、NO3-N、PO43-P、TN、TP和CODMn的去除率分別變化在56.25%91.67%、38.46%79.59%、43.75%81.82%、47.50%78.67%、3

51、1.37%80.00%、39.53%71.43%和32.07%50.00%，平均去除率分別為76.91%、53.06%、60.88%、61.33%、54.22%、59.15%和41.69%，出水水質(zhì)的綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)（TLI（）分別從50.33、51.11、50.28、56.00和51.08的富營養(yǎng)狀態(tài)降低到39.86、41.28、42.70、47.76和46.16的中營養(yǎng)狀態(tài)，其中CODMn在所有測定時間下的出水水質(zhì)中均達(dá)到地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB3838-2002）的類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，出水中的TP在大多時間下達(dá)到了地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB3838-2002）的類或類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。說明表面流人工濕地對

52、養(yǎng)殖廢水具有很好的凈化效果。從表3可以看出，隨著時間的延續(xù)或溫度的降低，濕地對NH4+-N、NO2-N、NO3-N、PO43-P、TN和TP的去除率都基本表現(xiàn)為逐漸降低的趨勢。濕地系統(tǒng)對污染物的去除主要是靠濕地植物吸收和濕地微生物分解代謝來完成的。結(jié)合表2對濕地主要凈化植物的生長測定結(jié)果來看，香蒲的生長率是隨著溫度的降低而下降的，但占濕地面積40%的伊樂藻的生長率在所測時間內(nèi)是隨著溫度地降低而升高的，甚至在7月15日到7月30日期間出現(xiàn)了負(fù)增長現(xiàn)象，據(jù)此推測濕地植物對營養(yǎng)鹽地直接吸收不是導(dǎo)致污染物去除率逐漸下降的決定性因素，則濕地微生物的分解代謝可能是這一現(xiàn)象的重要成因，即濕地微生物是污染物的

53、主要去除者。從而推測濕地中NH4+-N的去除主要是在好氧環(huán)境中靠微生物的硝化作用來完成的，在高溫季節(jié)，植物光合作用強(qiáng)，水中溶氧相對較多，硝化作用強(qiáng)，從而出現(xiàn)溫度越高NH4+-N去除率越高的現(xiàn)象。濕地中NO2-N、NO3-N的去除主要是通過細(xì)菌的反硝化作用來實(shí)現(xiàn)的，有研究表明，在1030范圍內(nèi)，高溫有利于反硝化，反硝化的最佳溫度為30；結(jié)合本試驗對水溫的測量值來看,7月30日的水溫最高，為30，之后水溫便開始逐漸下降，到12月2日時降低到10。本試驗中NO2-N和NO3-N去除率的逐漸下降可能與水溫的逐漸降低有關(guān)。濕地中的磷容易被懸浮顆粒吸附，然后隨著顆粒的沉淀而進(jìn)入基質(zhì)中，這是磷在人工濕地中的重要去除途徑，而且濕地土壤被公認(rèn)為是進(jìn)入濕地系統(tǒng)磷的最終歸宿。在本試驗所設(shè)計的人工濕地中，出水透明度顯著升高。因為影響水體透明度的主要因素是浮游生物和懸浮顆粒，由表3中葉綠素a的升高可知浮游植物生物量與進(jìn)水中的相比是有所增加的，顯然，出水透明度的升高說明懸浮顆粒在人工濕地中發(fā)生了大量沉淀，這可能是磷濃度降低的主要原因。實(shí)踐三 池塘循環(huán)水養(yǎng)殖模式構(gòu)建及其對氮、磷去除效果的研究2008-2010年度，淡水漁業(yè)研究中心在江蘇常