臭氧水處理技術在對蝦養殖中的應用

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我國對蝦養殖自我污染和病害的傳播蔓延日益加劇，探索和開發可操作性強、效果顯著的養殖水質綜合調控技術，對推動對蝦養殖業的可持續發展具有重要的意義。

文/海南大學、海南省熱帶水生生物技術重點實驗室 魯春雨 賴秋明 陳金玲 蘇樹葉

我國對蝦養殖自我污染和病害的傳播蔓延日益加劇，嚴重危及對蝦養殖業的健康發展。探索和開發可操作性強、效果顯著的養殖水質綜合調控技術，通過優化和改善池塘養殖環境，減少對蝦養殖廢水的排放，提高經濟和生態效益，對推動對蝦養殖業的可持續發展具有重要的意義。

臭氧是一種強氧化劑，具有極強的氧化能力，能快速分解水中有機物，殺菌力較強。臭氧在水產養殖中的應用，可通過其氧化反應起到滅菌、分解有機物和提高水體溶解氧濃度的作用，從而凈化和改善池塘養殖水質。近幾年，臭氧在水產養殖生產中的應用研究越來越廣泛。孫廣明等（2000）曾采用臭氧處理水進行海膽育苗及單細胞藻類培養試驗；陳淑琴等（2001）曾利用臭氧處理水開展蝦、蟹幼體培育試驗；柳超等（2009）將臭氧水處理技術應用于凡納濱對蝦的養殖生產；他們的試驗研究均取得明顯的效果，為臭氧在水產養殖生產中的應用積累大量的有用數據。

本試驗通過在凡納濱對蝦的精養池塘中通入微量臭氧，監測養殖水質的變化情況以及對蝦攝食生長狀況，探討臭氧水處理技術的應用對養殖水質和對蝦養殖效果的影響，為臭氧在水產養殖的應用和推廣提供參考。

一、材料與方法

1 實驗材料
該實驗研究于2009年9月21日至2010年1月18日期間在海南文昌市強光對蝦養殖場進行，其中實驗池塘2口，對照池塘1口，面積均為0.1hm2，平均水深120cm，池塘四邊及底部鋪設地膠膜進行防滲護坡，底部鋪設厚度為20cm的細沙。養殖水源為砂濾海水，鹽度變化范圍24.0-28.9。
實驗所放養的蝦苗為進口SPF凡納濱對蝦親蝦繁殖的子一代蝦苗，體長0.8-1.0cm，經檢測不攜帶WSSV、TSV、IHHNV等特定病原。

2 實驗設置
實驗池塘A1和A2各設置功率1.0 kw的漿葉式增氧機1部和附臭氧發生器的射流式增氧機1部，臭氧發生器額定功率50 W，產臭氧量為3 g/h，放養蝦苗70d以后才開始每周換水1次，每周換水量為總水體的20％；對照池塘B1僅設置功率1.0kw漿葉式增氧機2部，放養蝦苗20d后每周換水2次，每次換水量為總水體的20％。實驗池塘和對照池塘的放養密度均為195萬尾/ hm2。
實驗期間，每天用儀器現場測量池水的溶解氧、pH值；每20d分別從3口池塘采集水樣，帶回實驗室測定池水的化學耗氧量、總氨氮、亞硝酸鹽氮和葉綠素a含量。

二、結果

1 pH值
各池pH值變化范圍為8.01-9.60，均呈微堿性且相對穩定（見圖1），實驗池塘和對照池塘的平均值無顯著性差異(P>0.05)。


圖1 不同池塘pH的變化

2 溶解氧
在整個養殖試驗期間，實驗池塘A1、A2的溶解氧含量的變化范圍分別為5.25-9.69 mg?L-1、5.78-8.62 mg?L-1，對照池塘B1的溶解氧含量的變化范圍為5.65-8.51mg?L-1。（見圖2）每次測定時間都在上午9:00左右，測得日間各池塘水中的溶解氧濃度都基本在5.25 mg?L-1以上。

圖2 不同池塘DO的變化


盡管實驗池塘在養殖生產的前、中期不換水，后期換水量也只有對照池塘的50%，但池水的溶氧仍然維持在較高的水平，且與對照池塘的溶解氧濃度沒有顯著性差異(P>0.05)。

3 亞硝酸鹽氮
實驗池塘A1和A2的亞硝酸鹽氮濃度在60d前一直保持在較低的水平，變化范圍分別為0.0035-0.0826 mg?L-1和0.0030-0.1397mg?L-1，但養殖后期的亞硝酸鹽氮濃度呈快速上升態勢（見圖3），其中實驗池塘A1的最高濃度達到1.9954 mg?L-1；與實驗池塘相對，由于對照池塘B1在養殖過程自始至終實施適量換水，池水中亞硝酸鹽氮濃度始終維持在較低的水平，變化范圍在0.0368-0.4852 mg?L-1之間。


圖3 不同池塘亞硝酸鹽氮濃度的變化


4 總氨氮
在養殖期間的前80d，各池塘水中的總氨氮濃度一直維持在較低的水平，均在0.0294-0.1852mg?L-1的范圍內波動；但在養殖后期（80d以后），3口池塘水中的總氨氮濃度呈現出快速上升的趨勢，與對照池塘B1相比，A1、A2的總氨氮濃度升高的幅度更大，其中實驗池塘A1的最高濃度達到了0.9357 mg?L-1（見圖4）。


圖4 不同池塘總氨氮濃度的變化

5 化學耗氧量
在養殖前期（前40d），池水的COD值隨養殖時間的延長而增加；養殖中、后期池水COD值趨于穩定，在7.0162-10.362mg?L-1的范圍內波動（見圖5），但3口池塘間池水的COD值沒有顯著性差異。


圖5  不同池塘化學耗氧量的變化

6 葉綠素a
在整個養殖期間，實驗池塘A1、A2和對照池塘B1池水中的葉綠素a含量一直較為穩定，在67.095-371.592μg?L-1的范圍內波動，3口池塘之間并無顯著性差異（見圖6），藻類生長正常，水色穩定呈黃綠色。


圖6 不同池塘葉綠素 a 含量的變化

7 對蝦養殖效果
實驗池塘A1和A2的蝦苗放養成活率分別為59.3%和71.8%，分別比對照池塘B1提高了6.7％和19.2％，單位面積產量分別提高了16.10％和39.33％，餌料系數分別降低了9.0%和10.5%，對蝦生長速度也略快于對照池塘B1，但差異很小（見表1）。

表1 3 口池塘的對蝦養殖效果


三、討論

1 養殖試驗期間池水pH值的變化
周麗彬（2007）報道養殖凡納濱對蝦池水適宜的pH值范圍為7.7-8.8。該對蝦養殖試驗自始至終，3口不同養殖池塘池水的pH值一直呈現出微堿性，均維持在凡納濱對蝦適宜生長的范圍內。在對蝦養殖池塘，池水pH值的變化主要受水中溶解性有機物和CO2含量的影響，水中溶解性有機物和CO2含量升高，水的pH值則會下降，否則反之。

該試驗中，盡管實驗池塘A1和A2在養殖前期、中期沒有換水，養殖后期換水量也只有對照池塘的50%，但池水的pH值保持在8.0以上，筆者認為，微量臭氧的輸入對促進池塘有機物的氧化分解以及池水浮游植物的穩定生長在維持池水酸堿度方面起到主要的作用。

2 養殖試驗期間池水溶解氧含量的變化
溶解氧含量的高低直接影響到對蝦的攝食生長，保持養殖水體中足夠的溶解氧，不僅可保證對蝦正常代謝的需要，而且可促進水中有機物的氧化分解，轉化或降低有毒物質的含量，強化養殖水體的物質循環和自凈化作用，對改善水質和底質都有積極的作用。

該試驗中，盡管實驗池塘A1和A2的換水量比對照池塘B1大大減少，但池水溶解氧含量仍然始終保持在5.25mg?L-1以上，且與對照池塘B1對照池塘沒有明顯的差異。說明在養殖池塘中設置小功率臭氧發生器，通過輸入微量臭氧的方法，可促進池塘有機物的氧化分解，而且可有效提高池水的溶解氧水平。

柳超華等（2009）的實驗研究結果已證明這一點。

3 養殖試驗期間池水化學耗氧量的變化
該養殖試驗中，養殖前期（40d內）3口池塘的COD值隨著養殖時間的延長、對蝦投喂量的增加呈現出直線上升的趨勢；但在養殖的中、后期，盡管對蝦的投喂量增加，但池水的COD值仍然維持在一個相對穩定的水平。與對照池塘相比，雖然實驗池塘A1和A2在整個養殖過程的換水量大幅減少，但養殖中、后期的COD值仍然能保持相對穩定，始終在7.0162-10.3620mg?L-1的范圍內波動，基本上與對照池塘的COD值保持在同一水平，沒有明顯的差異，這說明臭氧在促進池塘有機物的分解礦化方面起到了一定的作用，與傳統的換水排污有異曲同工的效果。

陳淑琴等（2001）的實驗結果也證明經臭氧處理后，海水的COD值可得到快速下降，而且當水中有機物含量高時，其COD值下降的速度更快。除此之外，該養殖試驗中、后期池水COD值能保持相對穩定也與浮游動物有密切的關系。

因為該試驗自始至終沒有進行水體消毒，池水中浮游動物（包括原生動物、輪蟲和橈足類）的種群數量較大且較為穩定，整個養殖過程筆者共進行6次的采樣定量分析，原生動物的平均密度為94976 ind?L-1，輪蟲975ind?L-1，橈足類323ind?L-1，浮游動物的濾食作用進一步強化了池塘腐屑食物鏈的生態功能。

4 養殖試驗期間池水亞硝酸鹽氮和總氨氮含量的變化
實驗結果反映出臭氧的使用對亞硝酸鹽氮和總氨氮的影響較小。在蝦苗放養60d內，實驗池塘和對照池塘水中的亞硝酸鹽氮濃度一直維持在較低的水平，因為此時對蝦個體較小，由含氮有機物分解而產生的亞硝酸鹽含量較少，只要池水中的藻類生長正常并維持適宜的種群密度，通過藻類光合作用的吸收利用則可將其控制在較低的水平；但在養殖中、后期的情況發生很大的變化，對蝦養殖60d后，實驗池塘A1和A2池水中的亞硝酸鹽氮濃度開始快速上升，但對照池塘的濃度依然維持在較低的水平。

筆者認為，隨著對蝦的長大和投喂量的增加，亞硝酸鹽氮產生的量已超出藻類生長繁殖所需的量，亞硝酸鹽氮開始在水中積累。

與此同時，由于臭氧的氧化作用未能對亞硝酸鹽氮產生影響，加上養殖后期實驗池塘的換水量只有對照池塘的50%，所以導致實驗池塘水中亞硝酸鹽氮的濃度遠高于對照池塘。氨氮含量的變化與亞硝酸鹽氮的情況有點相似，對蝦養殖80d后，實驗池塘和對照池塘的總氨氮含量均開始快速上升，臭氧的使用并不能有效扼制總氨氮濃度的上升，這與柳超等（2009）的實驗結果相似。

5 養殖試驗期間水中葉綠素a含量的變化及對蝦生長效果
實驗結果表明，在養殖試驗過程中，3口池塘水中葉綠素a的含量一直較為穩定，在67.095-371.592μg?L-1的范圍內波動，且在實驗池塘與對照池塘之間并沒有顯著性差異。

葉綠素a含量間接反映出池水浮游植物的生物量，從池水葉綠素a含量的變化情況也反映出浮游植物的生長繁殖在整個養殖過程一直處于穩定的狀態，說明實驗池塘中輸入微量的臭氧對浮游植物的生長并未產生不良的影響。

比較3口池塘對蝦生長和收獲的情況，實驗池塘的對蝦生長速度、養殖成活率和單位面積產量等經濟指標都優于對照池塘，也說明養殖試驗中微量臭氧的使用并未對對蝦的攝食、生長產生負面的影響。姜國良等（2001）的實驗結果也證明了蝦類對于臭氧殘留的敏感性遠低于魚類，認為對蝦在鰓的位置具有惰性的幾丁質外殼和敏感的膜層結構，對臭氧有較好的抗氧化作用。

四 結語
試驗結果表明，微量臭氧的應用對浮游生物的生長繁殖和對蝦的攝食生長并沒有產生負面的影響；在對蝦養殖池塘中直接通入微量臭氧，可有效提高養殖水體的溶解氧水平，加快有機物的分解礦化；臭氧水處理技術和傳統的生物凈化技術在對蝦養殖生產的組合應用，將有利于強化養殖池塘生態系統的自凈作用，改善和優化池塘養殖水質，減少對蝦養殖過程的換水排污，從而提高對蝦養殖的經濟效益和生態效益，對推動對蝦養殖業的健康持續發展具有重要意義。

該試驗是一次探索性的嘗試，尚未開展劑量梯度的試驗，對最佳應用劑量的探討將有待今后進一步的研究。

養蝦人

真希望這樣的實驗多一些.

yanwuxu1202

ph值，溶氧量，葉綠素a