作者：李巖 張飲江 馬海峰 王聰 董悅 文曉峰 劉曉培 何培民 單位：上海海洋大學(xué)水產(chǎn)與生命學(xué)院 水域環(huán)境生態(tài)上海高校工程研究中心

1材料與方法

1．1試驗區(qū)位本試驗基地位于江蘇省無錫市胡埭鎮(zhèn)直湖港地區(qū)養(yǎng)殖塘(圖1)。胡埭鎮(zhèn)直湖港地區(qū)水產(chǎn)養(yǎng)殖面積700hm2，以養(yǎng)殖魚類和中華絨鰲蟹為主，養(yǎng)殖面積約38．8hm2，魚塘面積約83%，蟹塘面積約12%。水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)產(chǎn)值占農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值的比重呈逐年上升趨勢，是農(nóng)業(yè)增效產(chǎn)、農(nóng)民增收重要途徑。以太湖地區(qū)污染物排放系數(shù)、入河系數(shù)為基礎(chǔ)，根據(jù)污染源調(diào)查分析，直湖港地區(qū)CODMn(以高錳酸鉀作化學(xué)氧化劑測定的化學(xué)需氧量)、銨態(tài)氮、總磷等水產(chǎn)養(yǎng)殖污染物入河量分別為6.0、0．9、0．6t/年。

1．2試驗材料沉水植物主要為苦草(Vallisnerianatans)、輪葉黑藻(Hydrillaverticillata)、伊樂藻(Potamogetonmalaianus)。輪葉黑藻株高20～25cm，伊樂藻株高12～15cm，均來自上海海洋大學(xué)南匯水產(chǎn)養(yǎng)殖試驗基地，苦草為草籽，來自無錫。蟹塘面積為0．67hm2，中華絨鰲蟹(Eriocheirsinensis)投放密度109．5kg/hm2，規(guī)格200只/kg。魚塘面積為0．8hm2，主要為鯽魚、草魚、白鰱、花鰱混養(yǎng)(草魚4180尾/hm2，鯽魚3880尾/hm2，白鰱2090尾/hm2，花鰱895尾/hm2)，飼料為四大家魚配合飼料，每日投餌量為魚體重的3%～4%;試驗期間，補給水來自降雨，魚苗塘面積0．13hm2，主要是草魚與鯽魚魚苗。用化肥追肥，每隔3～5d施肥1次，每次用碳銨60～75kg/hm2，鈣鎂磷肥60～75kg/hm2;試驗期間補給水來自降雨。養(yǎng)殖塘水源來自龍延河河道。

1．3試驗方法原位生態(tài)修復(fù):從2010年1月至2011年1月，首先冬歇期對蟹塘干塘清整，維持底泥約5cm，用生石灰2340～2985kg/hm2，全塘潑灑消毒10d，水溫為5℃以上，選擇伊樂藻為春季先鋒種，輪葉黑藻為夏秋季主要植物。伊樂藻移栽時，按照2m×3m行間距扦插，扦插深度3～5cm，栽種密度為5～7g/L，隨著伊樂藻生長，逐步加水，使水深為1．2～1．5m。2月下旬投放中華絨鰲蟹，3月投放苦草籽1kg/0．07hm2，6月開始分階段移除過量伊樂藻，使苦草、輪葉黑藻主要發(fā)揮凈化水質(zhì)的功效。每月中旬10:00在蟹塘定點處的水面下50cm處采集水樣2L進(jìn)行檢測，同時觀察伊樂藻、苦草與輪葉黑藻生長狀態(tài)，并及時補種或收割。原位生態(tài)修復(fù)和異位濕地處理相結(jié)合措施:從2010年11月下旬中華絨鰲蟹捕撈后，有序分批地抽取魚塘與魚苗塘的養(yǎng)殖廢水至蟹塘，進(jìn)行凈化處理，其間魚塘異位處理20d，然后魚苗塘異位處理20d。12月17日開始，先用2d時間抽取魚塘中(50%)的養(yǎng)殖廢水(水位降低0．5m、水量減少4002m3)至異位濕地處理場所蟹塘中凈化處理，將凈化處理后的水排回魚塘再利用。1月10日開始，用1d時間抽取魚苗塘(50%)的養(yǎng)殖廢水(水量2335m3)，排至異位濕地處理場蟹塘中，凈化處理后，將水排回至魚苗塘再利用，削減養(yǎng)殖廢水排放。魚塘與魚苗塘每批抽水完成后，每隔5d定點采集水樣2L，共采樣5次。

1．4檢測指標(biāo)及方法主要檢測指標(biāo)為pH值、溶解氧含量、高錳酸鹽指數(shù)、硝態(tài)氮含量、亞硝態(tài)氮含量、銨態(tài)氮含量、總磷含量、總氮含量。檢測方法:高錳酸鉀指數(shù)，酸性高錳酸鉀滴定法;亞態(tài)硝氮含量，重氮－偶氮比色法;硝態(tài)氮含量，紫外分光光度法;銨態(tài)氮含量，納什試劑比色法;總磷(TP)含量，鉬酸銨分光光度法;總氮(TN)含量，堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法;活性磷(PO3－4－P)，鉬銻抗法;葉綠素a含量，單色分光光度法。

2結(jié)果與分析

2．1苦草、伊樂藻與輪葉黑藻組合群落對蟹塘的凈化效果2010年1月至2011年1月對蟹塘(原位生態(tài)修復(fù))、魚塘、魚苗塘和龍延河(水源)水質(zhì)情況開展定時、定點監(jiān)測(表1)，試驗區(qū)域水質(zhì)氮、磷與有機物污染較嚴(yán)重。蟹塘水質(zhì)優(yōu)于其他相鄰養(yǎng)殖塘。

2．1．1蟹塘N、P含量全年變化趨勢水體中高濃度的氮、磷是水體富營養(yǎng)化的主要表現(xiàn)，控制水體富營養(yǎng)化的根本措施在于削減水體中氮、磷濃度［6］。試驗結(jié)果表明，蟹塘TN、TP含量整年都較穩(wěn)定，且較魚塘、魚苗塘和水源低(圖2、圖3)。這說明苦草、伊樂藻和輪葉黑藻能有效降低蟹塘水體的氮、磷含量，并能使其維持在一定范圍內(nèi)。蟹塘總磷含量全年保持穩(wěn)定，在0．15mg/L上下波動，特別是6—9月，總磷含量明顯低于魚塘，達(dá)到國家地表水Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)(圖2)。蟹塘總氮含量明顯低于其他塘水質(zhì)，并且全年變化范圍不太大(圖3)。蟹塘水體氮、磷含量全年保持穩(wěn)定，為中華絨鰲蟹生長提供了良好的生境。

2．1．2蟹塘CODMn含量全年變化趨勢利用植物削減富營養(yǎng)化水體有機污染也有大量研究［7－8］，本研究利用苦草、伊樂藻與輪葉黑藻組合群落削減蟹塘養(yǎng)殖水體中的CODMn取得較好的效果。CODMn反映水體中有機污染程度的綜合指標(biāo)，由圖4可知，蟹塘CODMn全年較穩(wěn)定，平均為10mg/L，低于未種植苦草、伊樂藻和輪葉黑藻的魚塘、魚苗塘和水源。說明伊樂藻與輪葉黑藻對水體具有凈化功能，能有效削減養(yǎng)殖水體中的有機污染物。

2．1．3蟹塘葉綠素a含量全年變化趨勢葉綠素a含量是衡量水體藻類生物量的一個重要指標(biāo)［9］。沉水植物具有克藻效應(yīng)，能降低水體葉綠素a含量［10］。試驗結(jié)果表明，蟹塘葉綠素a含量全年基本穩(wěn)定，在夏季藻類滋生的高溫季節(jié)，蟹塘葉綠素a含量平均為15mg/m3，僅約為其他水體含量的1/5(圖5)，并且透明度在晴好天氣高達(dá)0．8m。而沒有種植沉水植物的魚塘及魚苗塘，在相同水源情況下，葉綠素a含量在6—9月之間發(fā)生明顯變化。說明苦草、伊樂藻和輪葉黑藻對控制蟹塘水體藻類生長發(fā)揮了很大作用，明顯降低了水體葉綠素a含量，并且提高了水體透明度。

2．2異位濕地生態(tài)修復(fù)對水質(zhì)凈化效果

2．2．1異位濕地生態(tài)修復(fù)期間水質(zhì)變化情況表2和表3為魚塘和魚苗塘養(yǎng)殖廢水異位生態(tài)修復(fù)水質(zhì)凈化效果。由圖6和圖7可知，養(yǎng)殖水排放到蟹塘?xí)r各主要水質(zhì)指標(biāo)有較大波動，但每批經(jīng)過異位處理10d后，主要檢測指標(biāo)幾乎不再有波動，且濃度持續(xù)降低，說明該系統(tǒng)穩(wěn)定性較高，凈化能力較強。魚塘和魚苗塘分別經(jīng)過20d異位修復(fù)后，魚塘養(yǎng)殖廢水高錳酸鹽指數(shù)、銨態(tài)氮、總磷、總氮和葉綠素a含量分別降至7．55、0．19、0．20、1．16、11．63mg/m3。魚苗塘養(yǎng)殖廢水高錳酸鹽指數(shù)、銨態(tài)氮、總磷、總氮和葉綠素a含量分別降至8.93、0．33、0．28、1．64、12．16mg/m3。水質(zhì)指標(biāo)低于生態(tài)修復(fù)前濃度，說明異位濕地生態(tài)修復(fù)起到較好的水質(zhì)凈化作用。