陳禎東 陳日釗 張紫英 龐洋洋
摘要:【目的】查明廣西南寧市羅非魚(yú)池塘中氮、磷營(yíng)養(yǎng)鹽和銅、鋅重金屬的空間分布差異,了解其潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn),為建立羅非魚(yú)健康池塘養(yǎng)殖模式及防控水體富營(yíng)養(yǎng)化和重金屬污染提供科學(xué)依據(jù)?!痉椒ā坑?015年8—9月分別對(duì)南寧市12個(gè)縣(區(qū))60個(gè)羅非魚(yú)養(yǎng)殖池塘的表層沉積物進(jìn)行采樣,采用潛在生態(tài)危害指數(shù)法評(píng)價(jià)沉積物重金屬銅和鋅污染的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn),并以綜合污染指數(shù)評(píng)價(jià)法評(píng)價(jià)氮和磷的污染程度。【結(jié)果】南寧市不同縣(區(qū))羅非魚(yú)池塘沉積物中銅、鋅、總磷和總氮的含量存在明顯差異,其中總磷含量的最大值與最小值差異最明顯,達(dá)37.6倍。60份池塘表層沉積物樣品中銅、鋅、總磷和總氮的平均含量分別為53.131、122.546、1455.108和1375.253 mg/kg,對(duì)應(yīng)的超標(biāo)率為98.33%、93.33%、78.33%和100.00%,即南寧市羅非魚(yú)池塘表層沉積物中銅、鋅、總磷和總氮含量均偏高,且總氮含量全部超標(biāo)。南寧市12個(gè)縣(區(qū))羅非魚(yú)池塘的重金屬污染綜合生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)(RI)變化范圍為7.65~24.26,平均值為15.41,明顯小于150.00,具體排序?yàn)槲澍Q區(qū)>良慶區(qū)>青秀區(qū)>馬山縣>賓陽(yáng)縣>邕寧區(qū)>西鄉(xiāng)塘區(qū)>上林縣>江南區(qū)>興寧區(qū)>隆安縣>橫縣。綜合污染指數(shù)(FF)評(píng)價(jià)結(jié)果顯示,南寧市12個(gè)縣(區(qū))羅非魚(yú)池塘表層沉積物中氮和磷的FF為1.124~4.448,其中,橫縣的羅非魚(yú)池塘為2級(jí)污染,隆安縣和西鄉(xiāng)塘區(qū)為3級(jí)污染,其余縣(區(qū))則達(dá)4級(jí)污染?!窘Y(jié)論】南寧市羅非魚(yú)養(yǎng)殖池塘沉積物中重金屬銅和鋅的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)較低,但氮和磷的污染程度相對(duì)較嚴(yán)重,因此生產(chǎn)過(guò)程中建議通過(guò)減少養(yǎng)殖投入品、種植水草、定期清除淤泥等防控池塘水體富營(yíng)養(yǎng)化和重金屬污染。
關(guān)鍵詞: 羅非魚(yú)池塘;表層沉積物;重金屬;生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估;綜合生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)(RI);綜合污染指數(shù)(FF); 南寧市
中圖分類號(hào): S965.125 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):2095-1191(2018)09-1865-08
0 引言
【研究意義】羅非魚(yú)是廣西最主要的水產(chǎn)養(yǎng)殖品種,其年均產(chǎn)量高達(dá)28.6萬(wàn)t,位居全國(guó)第三(張宗利,2015)。池塘養(yǎng)殖為羅非魚(yú)的主要養(yǎng)殖模式,而養(yǎng)殖過(guò)程中因餌料等投入品帶來(lái)的氮、磷、銅、鋅等物質(zhì)會(huì)沉降至底泥中,長(zhǎng)期累積極易造成污染并通過(guò)擾動(dòng)等形式重新釋放到水體中,其中,銅和鋅等重金屬元素又通過(guò)食物鏈轉(zhuǎn)移到魚(yú)體中引起健康風(fēng)險(xiǎn),高氮和磷等富營(yíng)養(yǎng)化水體的排放則加重池塘周圍水環(huán)境的有機(jī)負(fù)荷(劉國(guó)鋒等,2018)。因此,了解羅非魚(yú)養(yǎng)殖池塘表層沉積物中銅、鋅、氮和磷含量分布,并對(duì)其生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估,可為建立羅非魚(yú)健康養(yǎng)殖模式及防控水體富營(yíng)養(yǎng)化和重金屬污染提供科學(xué)依據(jù)?!厩叭搜芯窟M(jìn)展】池塘水體中的重金屬和營(yíng)養(yǎng)鹽元素僅有部分被生物直接吸收利用,大部分通過(guò)沉降和吸附等作用聚集到池塘沉積物中(劉興國(guó),2011)。目前,國(guó)內(nèi)有關(guān)沉積物重金屬和營(yíng)養(yǎng)鹽的污染程度及生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)多數(shù)是將二者分開(kāi)獨(dú)立進(jìn)行研究。賈成霞等(2011)研究表明,北京地區(qū)養(yǎng)殖池塘沉積物中重金屬銅和汞的含量已超過(guò)相關(guān)國(guó)家環(huán)境標(biāo)準(zhǔn);趙漢取等(2014)、施沁璇等(2015)研究發(fā)現(xiàn),浙江湖州市和嘉興市的養(yǎng)殖魚(yú)塘表層沉積物重金屬鋅的絕對(duì)質(zhì)量比最高,而綜合污染指數(shù)(FF)顯示銅和鋅的污染指數(shù)較高。重金屬和營(yíng)養(yǎng)元素的來(lái)源因養(yǎng)殖水域、土壤和氣候環(huán)境、養(yǎng)殖種類和養(yǎng)殖方式而異。焦寶玉等(2015)、龐洋洋等(2015)、施沁璇等(2015)分別對(duì)河南、湖州和廣西武鳴等地的池塘底泥重金屬來(lái)源進(jìn)行研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn)銅含量與鋅含量間呈顯著正相關(guān),初步認(rèn)為二者的來(lái)源可能相同。近年來(lái),還有學(xué)者對(duì)梁子湖(王玲玲等,2015)、洞庭湖(張光貴,2015)、浙江大洋水庫(kù)(賈茜茜等,2016)、滆湖(熊春暉等,2016)、太湖(于佳佳等,2017)、丹江口水庫(kù)(李冰等,2018)等江河和湖庫(kù)沉積物中營(yíng)養(yǎng)鹽和重金屬進(jìn)行同步分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn)表層沉積物中的營(yíng)養(yǎng)鹽和重金屬含量在生態(tài)空間上的分布差異明顯,存在不同程度的沉積物氮磷污染和重金屬生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)?!颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】南寧市是廣西羅非魚(yú)主產(chǎn)區(qū),其羅非魚(yú)養(yǎng)殖模式主要是池塘精養(yǎng)和混養(yǎng)。南寧市武鳴淡水魚(yú)塘的水質(zhì)主要受重金屬+總氮復(fù)合污染中鋅、銅和總氮的相互作用所調(diào)控(羅偉等,2016),其池塘底泥中的銅和鋅含量普遍偏高(陳琴等,2013;龐洋洋等,2016),但針對(duì)羅非魚(yú)養(yǎng)殖池塘底泥中的銅、鋅、氮、磷含量分布及其生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)鮮見(jiàn)同步研究報(bào)道。【擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題】通過(guò)對(duì)廣西南寧市12個(gè)縣(區(qū))羅非魚(yú)池塘表層沉積物中銅、鋅、總磷和總氮含量進(jìn)行檢測(cè),查明南寧市主養(yǎng)羅非魚(yú)池塘中氮、磷營(yíng)養(yǎng)鹽和銅、鋅重金屬的空間分布差異,了解其氮、磷污染程度和重金屬累積的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn),為建立羅非魚(yú)健康池塘養(yǎng)殖模式及防控水體富營(yíng)養(yǎng)化和重金屬污染提供科學(xué)依據(jù)。
1 材料與方法
1. 1 樣品采集與處理
根據(jù)《湖泊富營(yíng)養(yǎng)化調(diào)查規(guī)范》(第2版)和GB/T 17138—1997《土壤質(zhì)量銅、鋅的測(cè)定火焰原子吸收分光光度法》進(jìn)行池塘表層沉積物采集、處理和保存。2015年8—9月分別在南寧市12個(gè)縣(區(qū))采集樣品,從各縣(區(qū))隨機(jī)選取5個(gè)不相鄰的羅非魚(yú)池塘進(jìn)行表層沉積物樣品采集,共采集60份樣品。所選擇池塘均為羅非魚(yú)—四大家魚(yú)混養(yǎng)養(yǎng)殖模式,養(yǎng)殖面積0.7~1.3 ha。具體采樣地點(diǎn)見(jiàn)圖1。
1. 2 檢測(cè)指標(biāo)及方法
重金屬銅和鋅采用鹽酸—硝酸—?dú)浞帷呗人嵯ㄟM(jìn)行測(cè)定,總氮采用重鉻酸鉀—硫酸消化法結(jié)合凱氏定氮法進(jìn)行測(cè)定,總磷采用高氯酸—硫酸消化法結(jié)合鉬銻抗顯色法進(jìn)行測(cè)定。
1. 3 統(tǒng)計(jì)分析
采用Excel 2010和SPSS 21.0對(duì)銅、鋅、總氮和總磷的實(shí)測(cè)值進(jìn)行處理與分析。
沉積物重金屬污染分析:采用潛在生態(tài)危害指數(shù)法評(píng)價(jià)沉積物重金屬污染對(duì)養(yǎng)殖水產(chǎn)品質(zhì)量的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。
[Cif]=[CiD]/[CiR]
[Eir]=[Tir]×[Cif]
RI=∑[Eir]
式中,[Cif]為重金屬污染系數(shù);[CiD]為樣品濃度實(shí)測(cè)值;[CiR]為沉積物背景參考值,本研究為廣西土壤重金屬背景值;[Eir為]單種重金屬的潛在生態(tài)危害系數(shù);[Tir]為重金屬毒性系數(shù);RI為多種重金屬潛在生態(tài)危害指數(shù)。潛在生態(tài)危害系數(shù)與潛在生態(tài)危害指數(shù)的強(qiáng)度分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。
沉積物氮磷污染分析:參考王佩等(2012)的評(píng)價(jià)方法,以綜合污染指數(shù)評(píng)價(jià)法進(jìn)行評(píng)價(jià)。
Si=[CiCs]
FF=[F2+F2max2]
式中,Si為單項(xiàng)評(píng)價(jià)指數(shù)或標(biāo)準(zhǔn)指數(shù),Si大于1表示含量超過(guò)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)值;Ci為評(píng)價(jià)因子i實(shí)測(cè)值;Cs為評(píng)價(jià)因子i評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)值;F為n種污染物的污染指數(shù)平均值;Fmax為最大單項(xiàng)污染指數(shù);FF為多種污染物的綜合污染指數(shù)。目前劃分淺水沉積物生態(tài)毒性效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)較少,本研究采用來(lái)源于加拿大安大略省環(huán)境和能源部(CCME)制定的沉積物氮磷污染評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)(表2),沉積物中引起最低級(jí)別生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)效應(yīng)的總氮、總磷含量分別為550和600 mg/kg,嚴(yán)重級(jí)別生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)效應(yīng)的總氮、總磷含量分別為4800和2000 mg/kg。
2 結(jié)果與分析
2. 1 羅非魚(yú)池塘表層沉積物中銅、鋅、總氮和總磷的含量及分布特征
南寧市12個(gè)縣(區(qū))60份羅非魚(yú)池塘沉積物樣品中銅、鋅、總磷和總氮的含量測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表3。各縣(區(qū))羅非魚(yú)池塘表面沉積物中的銅、鋅、總磷和總氮變化范圍分別為:10.46~101.02、26.53~233.42、91.93~3453.94和630.00~2584.00 mg/kg,最大值和最小值間分別相差9.7、7.8、37.6和4.1倍,說(shuō)明不同縣(區(qū))池塘沉積物中銅、鋅、總磷和總氮的含量存在明顯差異,其中總磷含量差異最明顯,達(dá)37.6倍。不同縣(區(qū))中以武鳴區(qū)羅非魚(yú)池塘的銅、鋅平均含量最高,分別為83.37和196.47 mg/kg,高出標(biāo)準(zhǔn)值3.01和3.21倍;橫縣羅非魚(yú)池塘的銅平均含量最低,為24.44 mg/kg,但仍高出標(biāo)準(zhǔn)值17%;興寧區(qū)羅非魚(yú)池塘的鋅平均含量最低,為52.04 mg/kg,但仍高出標(biāo)準(zhǔn)值12%(圖2)??偭缀涂偟骄孔畹忘c(diǎn)同時(shí)出現(xiàn)在橫縣,分別為153.79和752.08 mg/kg;橫縣羅非魚(yú)池塘的總磷未超標(biāo),而總氮高出標(biāo)準(zhǔn)值36%;總磷平均含量最高點(diǎn)在青秀區(qū),為3011.83 mg/kg,高出標(biāo)準(zhǔn)值4.01倍;總氮平均含量最高點(diǎn)在賓陽(yáng)縣,為2297.20 mg/kg,高出標(biāo)準(zhǔn)值3.17倍(圖3)。
由表4可知,60份沉積物樣本中銅、鋅含量的標(biāo)準(zhǔn)差分別為19.04和46.98,變異系數(shù)分別為35.80%和38.30%,即數(shù)據(jù)的離散性較小,也說(shuō)明研究區(qū)域內(nèi)鋅含量差異較銅含量更明顯;總磷含量的標(biāo)準(zhǔn)差為893.24,變異系數(shù)達(dá)61.39%,即數(shù)據(jù)的離散性較大,說(shuō)明不同地區(qū)的總磷含量差異明顯;總氮的標(biāo)準(zhǔn)差為406.13,變異系數(shù)為29.53%,即數(shù)據(jù)的離散性較總磷的小,說(shuō)明總氮含量受地區(qū)差異的影響較小。60份沉積物樣品中銅、鋅、總磷、總氮含量的超標(biāo)率分別為98.33%、93.33%、78.33%和100.00%,說(shuō)明南寧市羅非魚(yú)池塘表層沉積物中銅、鋅和總磷和總氮含量均偏高,且總氮含量全部超標(biāo)。單因素方差分析結(jié)果表明,羅非魚(yú)池塘表層沉積物中營(yíng)養(yǎng)鹽和所測(cè)重金屬含量在南寧市12個(gè)縣(區(qū))間差異均達(dá)極顯著水平(P<0.01)。
2. 2 羅非魚(yú)池塘表層沉積物重金屬潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)分析
由表5可知,重金屬銅和鋅的[Eir]最大值出現(xiàn)在武鳴區(qū)(20.05和4.21),銅的[Eir]最小值出現(xiàn)在橫縣(5.88),鋅的E[ir]最小值則出現(xiàn)在興寧區(qū)(1.12),二者的E[ir]平均值分別為12.78和2.63,均遠(yuǎn)小于40.00,表明南寧市羅非魚(yú)池塘表層沉積物中銅或鋅的單因素潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)較低。南寧市12個(gè)縣(區(qū))羅非魚(yú)池塘的綜合生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)(RI)變化范圍為7.65~24.26,具體排序?yàn)槲澍Q區(qū)>良慶區(qū)>青秀區(qū)>馬山縣>賓陽(yáng)縣>邕寧區(qū)>西鄉(xiāng)塘區(qū)>上林縣>江南區(qū)>興寧區(qū)>隆安縣>橫縣。其中,最大值出現(xiàn)在武鳴區(qū)(RI=24.26),其次是良慶區(qū)(RI=19.43),最小值出現(xiàn)在橫縣(RI=7.65);12個(gè)縣(區(qū))的RI平均值為15.41,明顯小于150.00,表明南寧市羅非魚(yú)池塘沉積物重金屬生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)較低。
2. 3 羅非魚(yú)池塘表層沉積物氮磷綜合污染指數(shù)評(píng)價(jià)
由表6可看出,南寧市羅非魚(yú)池塘表層沉積物中的STN、STP范圍分別為1.367~4.177和0.256~5.020,F(xiàn)F為1.124~4.448;以橫縣的污染最輕,表現(xiàn)為輕度氮污染(STN=1.367)、無(wú)磷污染(STP=0.256),綜合污染程度為2級(jí)(FF=1.124)。受總氮、總磷污染最高的地區(qū)分別為賓陽(yáng)縣(STN=4.177)和青秀區(qū)(STP=5.020),均呈4級(jí)污染,兩個(gè)縣(區(qū))的綜合污染程度也達(dá)4級(jí)。依據(jù)FF可判定,橫縣的羅非魚(yú)池塘為2級(jí)污染,隆安縣和西鄉(xiāng)塘區(qū)為3級(jí)污染,其余縣(區(qū))則達(dá)4級(jí)污染。
3 討論
本研究結(jié)果表明,南寧市12個(gè)縣(區(qū))60份羅非魚(yú)池塘沉積物樣品中銅、鋅的平均含量為53.131和122.546 mg/kg,分別高出當(dāng)?shù)乇尘爸?.555和1.628倍,超標(biāo)率為98.33%和93.33%。南寧市羅非魚(yú)池塘沉積物中銅、鋅含量與北京(賈成霞等,2011)、連云港(李玉和馮志華,2013)、嘉興(趙漢取等,2014)和湖州(施沁璇等,2015)等地魚(yú)塘沉積物的含量接近,均受到輕度的重金屬銅和鋅污染。與湖泊水庫(kù)沉積物重金屬含量相比,南寧市羅非魚(yú)池塘沉積物中的銅含量低于丹江口水庫(kù)和大洋水庫(kù),與太湖和滆湖含量相近;而鋅含量明顯低于滆湖,與丹江口水庫(kù)、大洋水庫(kù)和太湖的含量相近。養(yǎng)殖池塘沉積物中的鋅含量主要與成土母質(zhì)、地球化學(xué)作用和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)密切相關(guān)(張莉等,2014),以上各地區(qū)養(yǎng)殖池塘沉積物中的銅、鋅含量均高于當(dāng)?shù)乇尘爸担湓蚩赡苁牵吼B(yǎng)殖過(guò)程中大量餌料的投放及魚(yú)藥的使用,或周圍農(nóng)田使用的化肥和農(nóng)藥經(jīng)雨水沖刷流進(jìn)池塘;水庫(kù)湖泊的情況則與周圍農(nóng)田耕種、城鄉(xiāng)生活污水、化工工業(yè)廢水的大量流入和游船、水利工程防腐設(shè)施有關(guān)。對(duì)南寧市羅非魚(yú)池塘沉積物中銅、鋅的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估發(fā)現(xiàn),銅、鋅的[Eir]均值分別為12.78和2.63,均小于40.00,屬于輕微生態(tài)危害,且生態(tài)危害程度表現(xiàn)為銅>鋅,RI平均值為15.41,明顯小于150.00,說(shuō)明南寧市羅非魚(yú)池塘整體的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)較低。南寧市羅非魚(yú)池塘表層沉積物中銅、鋅的含量雖然偏高,但由于其毒害系數(shù)較低,故造成的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)呈輕微狀態(tài)。沉積物中重金屬的環(huán)境行為和生物有效性及毒性不僅與重金屬的總量有關(guān),還與其賦存形態(tài)密切相關(guān)(秦延文等,2012)。不同賦存形態(tài)的重金屬具有不同物理化學(xué)行為,對(duì)生物也會(huì)產(chǎn)生不同程度的危害(王玲玲等,2015)。因此,需進(jìn)一步分析羅非魚(yú)池塘沉積物中重金屬的存在形態(tài),以提高重金屬對(duì)養(yǎng)殖水體潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)分析的精準(zhǔn)度。
南寧市12個(gè)縣(區(qū))羅非魚(yú)池塘表層沉積物中總氮、總磷的含量分別為1455.108和1375.253 mg/kg,高出標(biāo)準(zhǔn)值1.425和1.500倍,超標(biāo)率為78.33%和100.00%。其中,總磷含量的變異系數(shù)為61.39%,反映出數(shù)據(jù)的離散性較大,說(shuō)明南寧市羅非魚(yú)池塘沉積物中的總磷含量差異明顯。本研究中,羅非魚(yú)池塘沉積物中總磷含量占沉積物總量的0.092%~0.345%,與南泉羅非魚(yú)精養(yǎng)池塘沉積物的總磷含量(0.078%~0.219%)(李志波等,2015)相近;總氮含量占沉積物總量的0.063%~0.258%,低于南泉羅非魚(yú)精養(yǎng)池塘沉積物的總氮含量(0.269%~0.773%)。其原因是精養(yǎng)池塘養(yǎng)殖密度和餌料投入量遠(yuǎn)高于普通池塘,精養(yǎng)池塘中魚(yú)類所產(chǎn)生的糞便、排泄物和殘餌較多,故總氮含量較高。本研究結(jié)果表明,南寧市12個(gè)縣(區(qū))羅非魚(yú)池塘表層沉積物中的氮、磷總體綜合污染程度除橫縣為輕度污染及隆安縣、西鄉(xiāng)塘區(qū)為中度污染外,其余9個(gè)縣(區(qū))則表現(xiàn)為重度污染,產(chǎn)生差異的原因可能與養(yǎng)殖池塘的塘齡及養(yǎng)殖管理措施有關(guān)。此外,本研究采用加拿大安大略省沉積物質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)為評(píng)價(jià)沉積物中營(yíng)養(yǎng)鹽污染程度的基準(zhǔn),但尚未考慮本研究區(qū)域與加拿大間的地域差異,因此羅非魚(yú)池塘沉積物營(yíng)養(yǎng)鹽污染的結(jié)論有待更多樣品分析結(jié)果的支持。
混養(yǎng)魚(yú)塘系統(tǒng)中氮、磷元素主要來(lái)源于餌料和肥料的投入,還包括養(yǎng)殖對(duì)象的排泄物、自然降水、人工補(bǔ)充水和生物固氮作用等方式(Sahu et al.,2013)。尤其是池塘養(yǎng)殖空間相對(duì)封閉,在養(yǎng)殖期間因投喂餌料及施肥、養(yǎng)殖對(duì)象排泄作用等的長(zhǎng)期積累,導(dǎo)致池塘內(nèi)形成大量表層富營(yíng)養(yǎng)沉積物。已有研究顯示,滇池沉積物重金屬銅和鋅元素主要由人為因素引起(Zhang et al.,2014),其中餌料投喂、魚(yú)藥使用、禽畜排泄物排入、周圍制藥廠和木材廠等排放的含重金屬?gòu)U水及農(nóng)田內(nèi)的肥料和農(nóng)藥經(jīng)雨水沖刷進(jìn)入池塘是表層沉積物重金屬的主要來(lái)源(路永正和閻百興,2010;李平陽(yáng)等,2014)。本研究結(jié)果表明,南寧市羅非魚(yú)池塘表層沉積物中營(yíng)養(yǎng)鹽和所測(cè)重金屬含量在空間上分布差異均達(dá)極顯著水平,但是否與調(diào)查的水域面積有關(guān),有待進(jìn)一步研究證實(shí)。
水產(chǎn)養(yǎng)殖污染是池塘沉積物重金屬的主要來(lái)源,底泥疏浚能在一定程度上去除表層沉積物中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),降低底泥重金屬含量及其潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)(王玲玲等,2015;熊春暉等,2016)。楊鶯鶯等(2015)研究表明,施用解磷菌可促進(jìn)池塘沉積物中難溶性磷的轉(zhuǎn)化,一定程度上能增加水體的活性磷。因此,養(yǎng)殖生產(chǎn)中常通過(guò)減少投入品、種植水草、定期清除淤泥等防控池塘水體富營(yíng)養(yǎng)化和重金屬污染。(1)清淤:漁獲后對(duì)養(yǎng)殖池塘進(jìn)行清淤,直接移除沉積物中的營(yíng)養(yǎng)鹽和重金屬,避免沉積物中的重金屬通過(guò)生物擾動(dòng)重新進(jìn)入養(yǎng)殖水體而對(duì)魚(yú)類造成危害。(2)移栽水草:漁獲后在養(yǎng)殖池塘底部種植蔬菜或水草,進(jìn)行魚(yú)—菜/草輪作。利用蔬菜或水草吸收池底淤泥中的有機(jī)物和重金屬,達(dá)到清淤和改善水質(zhì)的目的。常見(jiàn)的種植水草有苦草、伊樂(lè)藻、狐尾藻、水花生和貓爪草等,其中水花生和貓爪草具有富集重金屬的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)(陳勤等,2014)。(3)采用生態(tài)養(yǎng)殖模式,減少養(yǎng)殖投入品:采用精準(zhǔn)投餌技術(shù),在養(yǎng)殖期間掌握好投餌量,避免浪費(fèi)或沉積于池塘底部。尤其使用沉性餌料時(shí),宜采用投料機(jī)進(jìn)行投喂,保證餌料在沉入水底前被魚(yú)類捕食,節(jié)約養(yǎng)殖成本的同時(shí)減少沉積物積累。此外,避免或減少使用農(nóng)藥,禁止糞肥等污水流入池塘。
4 結(jié)論
南寧市羅非魚(yú)養(yǎng)殖池塘沉積物中重金屬銅和鋅的潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)較低,但氮和磷污染程度相對(duì)較嚴(yán)重,因此生產(chǎn)過(guò)程中建議通過(guò)減少養(yǎng)殖投入品、種植水草、定期清除淤泥等防控池塘水體富營(yíng)養(yǎng)化和重金屬污染。
參考文獻(xiàn):
陳琴,呂業(yè)堅(jiān),楊芳,張傳坤,柯文海,莫生文,李文紅,馬瑞寧. 2013. 混養(yǎng)魚(yú)塘水體與表層沉積物Cu、Zn污染特征與評(píng)價(jià)[J]. 水生態(tài)學(xué)雜志,34(5):54-59. [Chen Q,Lü Y J,Yang F,Zhang C K,Ke W H,Mo S W,Li W H,Ma R N. 2013. Characteristics and evaluation of Cu and Zn pollution between watersheds and surficial sediments in the polyculture fish ponds[J]. Journal of Hydroecology,34(5):54-59.]
陳勤,沈羽,方炎明,嚴(yán)靖,李萍萍,張開(kāi)梅. 2014. 紫湖溪流域重金屬污染風(fēng)險(xiǎn)與植物富集特征[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),30(14):198-205. [Chen Q,Shen Y,F(xiàn)ang Y M,Yan J,Li P P,Zhang K M. 2014. Heavy metal pollution risk and characteristics of plant accumulation along Zihu River[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering,30(14):198-205.]
賈成霞,張清靖,劉盼,朱華. 2011. 北京地區(qū)養(yǎng)殖池塘底泥中重金屬的分布及污染特征[J]. 水產(chǎn)科學(xué),30(1):17-21. [Jia C X,Zhang Q J,Liu P,Zhu H. 2011. Heavy metal distribution and pollution characteristics in sediments of aquaculture ponds in Beijing area[J]. Fisheries Science,30(1):17-21.]
賈茜茜,姜宇強(qiáng),袁剛,彭自然,劉其根,胡忠軍. 2016. 浙江大洋水庫(kù)沉積物重金屬、營(yíng)養(yǎng)鹽生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)[J]. 大連海洋大學(xué)學(xué)報(bào),31(4):410-415. [Jiao Q Q,Jiang Y Q,Yuan G,Peng Z R,Liu Q G,Hu Z J. 2016. Ecological risk assessment of heavy metals and nutrients in sediments of Dayang Reservoir in Zhejiang Province[J]. Journal of Dalian Ocean University,31(4):410-415.]
焦寶玉,劉慧,賈礫,張鳳枰,劉耀敏,但德忠. 2015. 河南中牟縣萬(wàn)灘鎮(zhèn)養(yǎng)殖池塘底泥重金屬污染評(píng)價(jià)[J]. 淡水漁業(yè),45(2):15-19. [Jiao B Y,Liu H,Jia L,Zhang F P,Liu Y M,Dan D Z. 2015. Heavy metal pollution assessment in sediments of aquaculture ponds of the Wantan Town in Zhongmu,Henan Province[J]. Freshwater Fisheries,45(2):15-19.]
李冰,王亞,鄭釗,許信,辛英督,黃進(jìn),郭詩(shī)君,畢升閣,胡蘭群,陳兆進(jìn),李玉英. 2018. 丹江口水庫(kù)調(diào)水前后表層沉積物營(yíng)養(yǎng)鹽和重金屬時(shí)空變化[J]. 環(huán)境科學(xué),39(8):3591-3600. [Li B,Wang Y,Zheng Z,Xu X,Xin Y D,Huang J,Guo S J,Bi S G,Hu L Q,Chen Z J,Li Y Y. 2018. Temporal and spatial changes in sediment nutrients and heavy metals of Danjiangkou Reservoir before and after water division of the mid-route project[J]. Environmental Science,39(8):3591-3600.]
李平陽(yáng),姜白楊,莫?jiǎng)?chuàng)榮,王英輝,喻澤斌,黎大榮. 2014. 邕江南寧市區(qū)段表層沉積物重金屬污染評(píng)價(jià)[J]. 安全與環(huán)境工程,21(4):91-95. [Li P Y,Jiang B Y,Mo C R,Wang Y H,Yu Z B,Li D R. 2014. Contamination assessment of heavy metals in the surface sediments of the Yongjiang River in Nanning City,China[J]. Safety and Environmental Engineering,21(4):91-95.]
李玉,馮志華. 2013. 連云港對(duì)蝦養(yǎng)殖區(qū)表層沉積物重金屬污染評(píng)價(jià)[J]. 海洋與湖沼,44(6):1457-1461. [Li Y,F(xiàn)eng Z H. 2013. Assessment on distribution and pollution of heavy metals in shrimp culture areas of Lianyungang[J]. Oceanologia et Limnologia Sinica,44(6):1457-1461.]
李志波,季麗,李丹丹,宋超,陳家長(zhǎng). 2015. 羅非魚(yú)精養(yǎng)池塘水質(zhì)變化規(guī)律和沉積物產(chǎn)污系數(shù)研究[J]. 環(huán)境科學(xué)與技術(shù),38(5):168-174. [Li Z B,Ji L,Li D D,Song C,Chen J Z. 2015. Changing rule of water quality and po-llutants producing coefficient of sediment in tilapia intensive pond[J]. Environmental Science & Technology,38(5):168-174.]
劉國(guó)鋒,徐跑,吳霆,徐增洪,徐剛春. 2018. 中國(guó)水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境氮磷污染現(xiàn)狀及未來(lái)發(fā)展思路[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),34(1):225-233. [Liu G F,Xu P,Wu T,Xu Z H,Xu G C. 2018. Present condition of aquaculture nitrogen and phosphorus environmental pollution and future development strategy[J]. Jiangsu Journal of Agricultural Sciences,34(1):225-233.]
劉興國(guó). 2011. 池塘養(yǎng)殖污染與生態(tài)工程化調(diào)控技術(shù)研究[D]. 南京:南京農(nóng)業(yè)大學(xué). [Liu X G. 2011. Study on pond aquaculture pollution and ecological engineering regulation techniques[D]. Nanjing:Nanjing Agricultural University.]
路永正,閻百興. 2010. 重金屬在松花江沉積物中的競(jìng)爭(zhēng)吸附行為及pH的影響[J]. 環(huán)境科學(xué)研究,23(1):20-25. [Lu Y Z,Yan B X. 2010. Competitive adsorption of heavy metals in Songhua River sediments and effect of pH[J]. Research of Environmental Sciences,23(1):20-25.]
羅偉,李文紅,龐洋洋,戴曉玲,章增林,陳日釗. 2016. 淡水魚(yú)塘水體污染的主成分分析[J]. 水產(chǎn)科學(xué),35(2):136-141. [Luo W,Li W H,Pang Y Y,Dai X L,Zhang Z L,Chen R Z. 2016. Principal component analysis of pollution in freshwater fish ponds[J]. Fisheries Science,35(2):136-141.]
龐洋洋,羅偉,李文紅,戴曉玲,楊芳,章增林,呂業(yè)堅(jiān). 2016. 淡水養(yǎng)殖池塘表層沉積物中重金屬Cu、Zn含量積累及污染分析[J]. 水產(chǎn)科技情報(bào),43(1):45-49. [Pang Y Y,Luo W,Li W H,Dai X L,Yang F,Zhang Z L,Lü Y J. 2016. Accumulation and pollution of heavy metals Cu and Zn in freshwater culture ponds[J]. Fisheries Science & Technology Information,43(1):45-49.]
龐洋洋,羅偉,李文紅,戴曉玲,楊芳,章增林,李柏愉,呂業(yè)堅(jiān). 2015. 淡水魚(yú)塘中重金屬Cu、Zn含量及其綜合生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)水平的年際變化趨勢(shì)分析[J]. 廣東農(nóng)業(yè)科學(xué),42(15):127-134. [Pang Y Y,Luo W,Li W H,Dai X L,Yang F,Zhang Z L,Li B Y,Lü Y J. 2015. Analysis of interannualvariation of Cu,Zn contents and comprehensive ecological risk level in polycuture fish ponds[J]. Guangdong Agricultural Sciences,42(15):127-134.]
秦延文,張雷,鄭丙輝,曹偉. 2012. 太湖表層沉積物重金屬賦存形態(tài)分析及污染特征[J]. 環(huán)境科學(xué),33(12):4291-4299. [Qin Y W,Zhang L,Zheng B H,Cao W. 2012. Speciation and pollution characteristics of heavy metals in the sediment of Taihu Lake[J]. Environmental Science,33(12):4291-4299.]
施沁璇,趙漢取,王俊,張敏,姚偉忠,盛鵬程,徐磊. 2015. 湖州市養(yǎng)殖池塘表層沉積物重金屬風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)及其來(lái)源分析[J]. 淡水漁業(yè),45(6):80-84. [Shi Q X,Zhao H Q,Wang J,Zhang M,Yao W Z,Sheng P C,Xu L. 2015. Potential ecological risk assessment and source analysis of heavy metals in surface sediments from aquaculture ponds in Huzhou City[J]. Freshwater Fisheries,45(6):80-84.]
王玲玲,吳衛(wèi)菊,張斌,廖琪. 2015. 梁子湖沉積物中重金屬及營(yíng)養(yǎng)鹽分布特征研究[J]. 環(huán)境科學(xué)與技術(shù),38(6):197-203. [Wang L L,Wu W J,Zhang B,Liao Q. 2015. Distribution characteristic of heavy metals and nutrient in sediments of Liangzi Lake[J]. Environmental Science & Technology,38(6):197-203.]
王佩,盧少勇,王殿武,許夢(mèng)爽,甘樹(shù),金相燦. 2012. 太湖湖濱帶底泥氮、磷、有機(jī)質(zhì)分布與污染評(píng)價(jià)[J]. 中國(guó)環(huán)境科學(xué),32(4):703-709. [Wang P,Lu S Y,Wang D W,Xu M S,Gan S,Jin X C. 2012. Nitrogen,phosphorous and organic matter spatial distribution characteristics and their pollution status evaluation of sediments nutrients in lakeside zones of Taihu Lake[J]. China Environmental Science,32(4):703-709.]
熊春暉,張瑞雷,吳曉東,馮立輝,王麗卿. 2016. 滆湖表層沉積物營(yíng)養(yǎng)鹽和重金屬分布及污染評(píng)價(jià)[J]. 環(huán)境科學(xué),37(3):925-934. [Xiong C H,Zhang R L,Wu X D,F(xiàn)eng L H,Wang L Q. 2016. Distribution and pollution assessment of nutrient and heavy metals in surface sediments from lake Gehu in southern Jiangsu Province,China[J]. Environmental Science,37(3):925-934.]
楊鶯鶯,楊鏗,梁曉華,陳永青. 2015. 解磷菌YC4對(duì)養(yǎng)殖環(huán)境條件的適應(yīng)性及其溶磷效果[J]. 中國(guó)漁業(yè)質(zhì)量與標(biāo)準(zhǔn),5(4):23-28. [Yang Y Y,Yang K,Liang X H,Chen Y Q. 2015. Adaptability of phosphate solubilizing bacteria YC4 to aquaculture environment and its effect of phosphate solubilization[J]. Chinese Fishery Quality and Standards,5(4):23-28.]
于佳佳,尹洪斌,高永年,唐婉瑩. 2017. 太湖流域沉積物營(yíng)養(yǎng)鹽和重金屬污染特征研究[J]. 中國(guó)環(huán)境科學(xué),37(6):2287-2294. [Yu J J,Yin H B,Gao Y N,Tang W Y. 2017. Characteristics of nutrient and heavy metals pollution in sediments of Taihu watershed[J].China Environmental Science,37(6):2287-2294.]
張光貴. 2015. 洞庭湖表層沉積物營(yíng)養(yǎng)鹽和重金屬污染特征及生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)[J]. 水生態(tài)學(xué)雜志,36(2):25-31. [Zhang G G. 2015. Characterization and ecological risk assessment of nutrients and heavy metal pollution in the surface sediments of Dongting Lake[J]. Journal of Hydroecology,36(2):25-31.]
張莉,祁士華,瞿程凱,劉紅霞,陳文文,李豐,胡婷,黃煥芳. 2014. 福建九龍江流域重金屬分布來(lái)源及健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)[J]. 中國(guó)環(huán)境科學(xué),34(8):2133-2139. [Zhang L,Qi S H,Qu C K,Liu H X,Chen W W,Li F,Hu T,Huang H F. 2014. Distribution,source and health risk assessment of heavy metals in the water of Jiulong River,F(xiàn)ujian[J]. China Environmental Science,34(8):2133-2139.]
張宗利. 2015. 廣西羅非魚(yú)產(chǎn)業(yè)集群水平與競(jìng)爭(zhēng)力研究[D].南京:南京農(nóng)業(yè)大學(xué). [Zhang Z L. 2015. Study on level and competitiveness of Guangxi tilapia industry cluster[D]. Nanjing:Nanjing Agricultural University.]
趙漢取,韋肖杭,王俊,張敏,施沁璇,姚偉忠,沈萍萍,崔雁娜. 2014. 浙北地區(qū)養(yǎng)殖池塘表層沉積物重金屬潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)[J]. 安全與環(huán)境學(xué)報(bào),14(2):225-229. [Zhao H Q,Wei X H,Wang J,Zhang M,Shi Q X,Yao W Z,Shen P P,Cui Y N. 2014. Ecological risk assessment of the sediments in the aqua-cultural ponds in terms of heavymetal pollution in the northern part of Zhejiang[J]. Journal of Safety and Environment,14(2):225-229.]
Sahu B C,Adhikari S,Mahapatra A S,Dey L. 2013. Carbon,nitrogen,and phosphorus budgets in scampi(Macrobrachium rosenbergii) culture ponds[J]. Environment Monitoring and Assessment,185:10157-10166.
Zhang Y,Shi T R,Zhang Y,Yu T. 2014. Spatial distribution and risk assessment of heavy metals in sediments from a hypertrophic plateau lake Dianchi,China[J]. Environmental Monitoring and Assessment,186(2):1219-1234.
(責(zé)任編輯 蘭宗寶)