2目前存在的理论误区及不适宜的处理方法

“农业肥料的大量使用使湖泊等水体内聚集了大量的氮、磷元素,这些为蓝藻大量繁殖提供基础。当蓝藻爆发时,水中的氧会被蓝藻大量消耗,鱼类等其他水生生物因缺氧而死亡。”丛海兵教授介绍,蓝藻生长衰亡腐烂周期特别快,蓝藻腐烂后,不但会散发恶臭,严重污染水质,而且“水华”蓝藻中含有的蓝藻毒素能损害人的肝脏,给以湖泊为饮用水源的人们带来潜在危险。

(4)池塘的生化反应

2.2.3采取大量换水或停止施肥的方式,遏制水华的形成虽然这两种方法能有效地控制“水华”形成,但造成资源浪费和养殖产量大幅度下降,产生不必要的经济损失。

根据蓝藻失去气囊浮力后易于沉淀分离原理,丛海兵团队开发了两种微能耗的加压设备——“双罐并联加压设备”和“双通道深井加压设备”,实现了由原理向技术的转化。

(2)沉淀反应

1.2水温和季节的影响

据悉,加压沉淀蓝藻生长控制及沉淀处理技术属国际首创,目前已获2项发明专利、4项实用新型专利,在国内最权威的环境及水处理类杂志发表系列论文19篇。

池 塘的 生 化 反 应 光 合 作 用 属 于 产 生 溶 氧 的 过 程 , 而 呼 吸
作 用 则 是 一 个 耗 氧 过 程 。当 前 者 强 于 后 者 时 , 水 中 生 物
量 增 加 , 溶 解 氧 积 累 ; 反 之 则 水 中 溶 氧 剧 减 . 水 质恶 化
。因此,提 高 池 塘 光 合 作 用 与 呼 吸 作 用 的 速 度 和 强 度 . 使它
们 始 终 处 于 一 个 动 态 平 衡 , 是鱼 虾 健 康 养 殖 极 其 重 要 又
艰 巨 的 任 务 。

近年来的研究表明,“水华”同其它藻类一样,具有较高的营养价值,其蛋白质平均含量为43%,并具有全部的必需氨基酸;脂肪平均含量为11%,主要组成是不饱和脂肪酸;糖类平均含量为6.3%,还含有丰富的维生素,是鱼苗、鱼种和成鱼的优良食料。据笔者多年试验,捞取“水华”投喂罗非鱼种和白鲢夏花鱼种,均可获得较高成活率和增重率。在鱼池下风处,将水华捞起投放到其它鱼池中,作为饲料供鱼类摄食,使资源得到合理利用,达到化害为利的目的。

“利用化学试剂‘杀死’藻类是当前处理蓝藻水污染的主要手段,但藻细胞破裂释放毒素将造成二次污染。”丛海兵介绍,他研发的技术将生态学与水污染治理工程原理相结合,通过给蓝藻加压的方式,破坏藻细胞内的“气泡”,使蓝藻失去悬浮生长的能力,不能再悬浮于水面接受光照而生长繁殖,而是沉入水底在无光或弱光条件下衰亡,相当于给蓝藻“节育”,从而大幅降低水中蓝藻生长繁殖量,具有高效、安全、环保的特性。

我们从化学的角度来分析一下水的化学属性,这关系到养殖水质的化学原理。为大家养殖中的水质分析,搞清楚水的本质问题提供一个思考的方向。池塘是一个含有无机物、有机物,存在生命活动和物质转化的多成分电解质溶液。池塘水体中的各组分之间的反应非常复杂,了解这些反应的特点和规律,认识池塘中各种物
质的存在形式,迁移、分布特点,以及它们对水质及健康养殖的影响,是十分重要的。

从水的化学属性来谈水质,池塘中各类物质对水质及常规养殖的影响。3.2补放鱼种

该处理技术属国际首创,目前已获2项发明专利、4项实用新型专利。

(1)络合反应

在渔业生产实践中,经常可以见到不少养殖水面,漂浮着一层厚厚的绿色粘膜,这是由于浮游植物繁殖过盛,其死亡后尸骸漂浮于水面而形成,俗称“水华”。长期以来,我国渔业水质管理中,对养殖水体中出现“水华”的现象,缺乏正确的认识和客观的评价。这里不准备进行全面分析讨论,但有必要进行简洁澄清。否则,以讹传讹,贻害无穷。据笔者多年的研究试验,鱼池中有少量“水华”,不仅对鱼类无害,还可提高生长速度。这是因为出现“水华”的鱼池,水中营养盐类含量丰富,浮游植物生长旺盛,溶氧和鱼类的食料充足。但事物总是一分为二的。当“水华”数量过多,覆盖鱼池1/3或大半水面时,阻隔了太阳光进入水体,浮游植物光合作用受到抑制,水中溶氧减少,加上“水华”腐烂分解消耗氧气,恶化水质,对鱼类造成较大危害。

据了解,深井加压控藻技术已应用于我省高邮市罗氏沼虾养殖水体蓝藻生长控制,蓝藻水吸入井底加压后再返回水体,被加压过的蓝藻会快速沉入水底衰亡,藻类浓度以及藻毒素含量均大幅下降,技术应用取得成功。为了能在蓝藻重灾区的太湖无锡流域投入使用,丛海兵说:“我们已经和当地环保企业合作进行技术应用开发,由当地企业投资在太湖里挖了一口试验深井,相关的研究正在紧张进行中。”

在池塘中,弱酸弱碱类物质会发生电离反应,达到平衡时,离子和分
子共存;盐类会发生水解反应,产生离子;池塘中还有各种负离子,如氯离子、氢氧根、硫酸根、碳酸氢根、硫离子、磷酸根等,均属于无机配位体;另外池塘中还有氧、氮、硫
等原子的有机物,如有机酸、氨基酸、腐殖质酸等,均属有机配位体。当池塘水体中金属
离子水解以后,就会迅速形成络合物直至平衡,从而减少游离金属离子浓度。物质的化学形态的变化,对鱼虾健康养殖影响也不一样,比如治疗鱼病时常用的硫酸铜中的铜离子,在硬度高的池塘中,较多的铜离子以络合状态存在,从而失去对鱼虾的毒性:而在硬度低的池塘中,铜离子的毒性要强得多。这也就是在为海水鱼治病时,用药量一般要大于淡水的原因。所以人们在健康养殖实践中,特别是防治鱼病用药时,一定要了解一下池塘水体的酸碱度,弄清水体的基本状态,才能把好用药量,实行有效的治疗。

一般是前期施肥量过高,浮游植物大量繁殖,后期缺肥或追肥不及时,浮游植物细胞随即衰萎而死亡,这些死亡后的浮游植物漂浮于水面,从而形成水华。这种现象主要发生在一些大、中型养殖水面。

给蓝藻做“节育”手术大幅降低蓝藻生长繁殖量

(3)氧化还原反应

放养密度较高的鱼池,施肥的间隔期不宜过长,一般以2~3天为宜,高温期最好是坚持每天施肥,做到少量多次,始终保持水体透明度在20~25cm之间,这样既可避免水华的出现,又能满足滤食性鱼类的摄食需要,有利于提高养殖经济效益。

近日,中国环境科学学会组织的成果鉴定会在江苏宜兴举行,鉴定委员会认为,该成果开发了具有自主知识产权的蓝藻加压沉淀分离及生长控制技术和关键专用设备,并成功应用于工程实践,整体达到国际领先水平,对蓝藻水处理和生长控制具有重要意义。

养殖鱼虾的池塘,除了前面三个化学属性外,还有—个由池塘
生物体参与才能进行的化学反应,那就是生化反应。生化反应与池塘中营养元素、有机物质、溶解氧密切相关,也是池塘是否能保证健康养殖的重要环节。其中光合作用和呼吸作
用是池塘最重要的生化反应。

现在对养殖水体出现“水华”的理论误区表现在以下方面:其一,水华不宜作为饵料。国内外都有资料报道,认为蓝藻体内含有一种抗胰蛋白酶的物质,鱼类和其它水生动物摄食后不仅难以消化,还产生毒副作用,蓝藻的饵料价值不高;其二,蓝藻对鱼类和水产养殖生物有毒害作用。近年来有些资料报导,蓝藻在生长过程中分泌一种藻毒素,对鱼类生理代谢产生有害影响,严重时引发鱼病,甚至引起死鱼;其三,对水质危害较大。很多资料报道,蓝藻死亡后其尸骸在分解过程中,产生羟胺、硫化氢等有害物质,不仅引起大量死鱼,当牛、羊饮了此水后,也会中毒死亡。

除此之外,围绕蓝藻加压沉淀关键技术,丛海兵团队还研发了三种处理工艺。据了解,这三种技术都已投入应用。其中,压力混凝沉淀蓝藻水处理技术对含蓝藻水自来水处理效果显著,蓝藻能轻松地被混凝沉淀去除,该技术可将蓝藻去除率从80%提高到90%以上,节省混凝剂30%以上,省去化学氧化,避免了蓝藻毒素的释放和氧化副产物的残留。而水体蓝藻生长加压控制技术则能将水体蓝藻浓度控制在很低的水平,降低了蓝藻繁殖基数,应用于养殖水体效果显著。

物质化合价的改变反应称为氧化还原反应。反应中失去电子,正
价增大的物质为还原剂;得到电子,负价增大的物质为氧化剂。容易得到电子的物质是强氧化剂;容易失去电子的物质是强还原剂。在池塘健康养殖中,常以臭氧、漂白粉或二氧化氯等强氧化剂,来氧化池水中的有机物,杀灭病原体,来改善水质。但是强氧化剂用置要严格掌握,过量施用会对包括鱼虾在内的水生动物造成危害。

在施肥量较高和有生活污水排入的鱼池,水中氮、磷营养元素含量较高,能促进浮游植物快速增殖,特别是鱼腥藻、铜绿微囊藻、螺旋藻、颤藻等蓝藻大量繁殖。若此时能摄食这些藻类的花、白鲢和罗非鱼数量较少,大量藻类得不到利用,在水中自然老化而死亡。而很多学者把“水华”形成的原因归结为水体富营养化所致,这是值得商榷的。的确,当水中含氮量在2mg/L以上、含磷量在0.1mg/L以上时,发生“水华”的频率增大。然而,在高产养殖水体中,其氮、磷含量远远超过这一指标,但不出现水华,其根本原因就是浮游植物能够被鱼类摄食利用。所以,我们认为养殖品种放养不合理是养殖水体产生“水华”的主要原因。

丛海兵说,蓝藻为了能长时间悬浮于水体表层,接受阳光进行光合作用而生长繁殖,细胞内进化出气囊,“这些气囊就相当于是一种‘气泡’,他们就像给蓝藻戴上了‘游泳圈’,所以蓝藻具有很强的上浮特性,不易沉淀。”而丛海兵教授的压力除藻技术就是根据蓝藻本身的“气囊”特性,给蓝藻水施加外部压力,使气囊受压空瘪,气体通过细胞壁扩散释放到水体中。

水的化学属性

3.3均匀施肥

蓝藻治理一直是世界性难题,继2008年太湖蓝藻爆发,蓝藻防治问题就越来越受到人们关注。近日,由扬州大学环境科学与工程学院丛海兵教授发明的蓝藻加压沉淀分离及生长控制技术,经中国环境科学学会组织的成果鉴定会鉴定为原创技术,且达到国际领先水平。据了解,该技术已应用于江苏省高邮市罗氏沼虾养殖水体蓝藻生长控制,藻类浓度以及藻毒素含量均大幅下降,技术应用取得成功。

光合作用是二氧化碳还原成有机物的过程,必须在浮游植物和水生植物体内进行。这个作用为池塘增加了溶氧。相反,呼吸作用在植物、动物甚至在微生物体内
进行。它是将碳水 化 合 物 、 脂 肪 、 蛋 白 质 等 含 能 量 的 物 质 分
解 释 放 出 能 量 的 过 程 , 呼 吸 作 用 会 释 放 二氧 化 碳 。值 得 注
意 的 是 , 在 有 溶 解 氧 的 情 况 下 , 微 生 物 的 呼 吸 作 用 叫 有
氧 呼 吸 , 产 生二氧化 碳; 在 缺 氧 的 条 件 下 , 微 生 物 进 行 厌
氧 呼 吸 , 却 产 生 有 毒 的 氨 氮 、 疏 化 氢 、 甲 烷等 气体 , 对 鱼
虾 健 康 养 殖 危 害 极 大 。

1.1养殖品种放养不合理

“双罐并联加压设备”由两个并联的加压罐组成,压力源接入加压罐,从而实现对连续蓝藻水流加压。而“双通道深井加压设备”则拥有两个竖向平行的通道,原水从井口注入,流经井底后回到井口。蓝藻在井底部受水压压迫,气囊空瘪,该设备巧妙利用水压,且水流在深井中流动的水头损失很小。

池塘内经常会发生迕多沉淀反应,使许多物质由液态转移到固态,沉
落在池底。比如硬水池塘碳酸盐、磷酸盐的沉淀,池塘缺氧时金属硫化物的沉淀等。对健康养殖来说,应采取措施,加速有害物质如H2S的沉淀,避免如磷酸根这类有益物质沉淀。

特别提醒渔民朋友们,切忌采取上述得不偿失的方式消除“水华”。当鱼池出现大量“水华”时,可采取以下方法进行消除。

这一技术属国际首创已应用于高邮养殖领域

在上述理论的误导下,很多渔户发现鱼池中出现水华时,就采取以下几种不适宜的方法清除水华,给生产造成了不必要的损失。具体分析如下:

2.2.2用草木灰或生石灰杀灭“水华”草木灰和生石灰都是碱性较强的物质,它们杀灭“水华”并非是从源头上抑制其生长,而是通过本身所具有的碱性加速水华的腐烂,从表面上看“水华”在短期内是消失了。然而,因草木灰和生石灰中含有钾、钙等营养元素,特别是钙元素有提高藻类叶绿素光合作用的功能,加之死亡后的藻类体内所含氮、磷释放于水中,又促进藻类大量繁殖,形成新的“水华”,而且数量会更多。我们在实践中发现,在水温25℃以上时,施用草木灰或生石灰后2~3天,浮游植物大量繁殖,使鱼池中的“水华”形成恶性循环。

2.1理论误区

1养殖水体中出现水华的主要原因

当水温16℃以上时,就可出现“水华”。在水温25℃以上出现“水华”的频率增多,特别是盛夏季节,是鱼池发生“水华”的高峰期;在水温15℃以下的早春和秋末则较少出现;冬季一般不出现“水华”。

3.1及时打捞

2.2不适宜的处理方法

1.3施肥不当

2.2.1用硫酸铜等重金属盐类进行杀灭硫酸铜杀灭水华的原理主要是铜离子与藻类的体蛋白质结合,生成蛋白盐使其变性失去活性而死亡;其次是铜离子与藻类某些酶的活性基团结合,阻碍其正常生理代谢,达到控制藻类繁殖的目的。由于硫酸铜是一种重金属盐类,使用后不可避免地产生毒副作用。首先是破坏水质环境,硫酸铜在水中溶解后所产生的硫酸根离子,在缺氧条件下还原成硫化物和硫化氢两种有毒物质,对鱼类产生强烈毒害作用,引起中毒和缺氧死鱼。其次是产生慢性中毒症状,影响正常生长。硫酸铜的铜离子通过渗透作用进入鱼体,破坏造血组织和损害肝胰脏细胞,还引起鱼的肾细管扩张及组织细胞坏死,降低肠道消化酶活性,抑制了鱼类正常生长发育。渔民在实践中发现,凡是使用过硫酸铜的鱼池,鱼类生长缓慢,畸形增多,其原因就在于此。另外,还可诱发其它鱼病。一方面是因为使用硫酸铜后降低了鱼体抗病力,导致病原体趁虚而入,尤其是增大了细菌性鱼病的感染机率;另一方面可直接引发小瓜虫等某些寄生虫病。试验表明,用硫酸铜清除水华不仅毒副作用大,而且效果也不理想,是一种治标不治本的方法,在使用初期时有一定的抑制作用,一周后或稍长时间又发生新的“水华”。若是再次使用硫酸铜,水体污染加重,产生的危害将更大。

生产实践中经常出现一个有趣的现象,就是很多高产养殖水体,水中氮、磷营养元素含量非常丰富而不出现“水华”。即使有少量水华出现,也很快自行消失。这是因为水中摄食浮游植物的鱼类较多,当水华出现时很快被鱼类作为食物而吃掉。我们经过多年试验,在经常出现“水华”的鱼池,每亩水面补放体重300g左右的白鲢鱼种80~120尾;如果水质较肥,“水华”数量较大,白鲢鱼种的数量可增加到150~180尾。这样方法既有效地防止了水华的产生,又增加了产量。

3适宜的处理方法