孔石蓴淨化珊瑚養殖水體水質的研究論文

　　關鍵詞：孔石蓴；珊瑚；水質；淨化

　　Key words：Ulva lactuca； coral； water quality； purification

　　孔石蓴（ Ulva lactuca L.）屬於綠藻門，絲藻目，孔石蓴科，孔石蓴屬，亦稱海白菜、海青菜、海萵苣、綠菜、青苔菜、綸布，屬常見海藻。片狀，近似卵形的葉片體由兩層細胞構成，高10～40 cm，鮮綠色，基部以固著器固著於岩石上，生活於海岸潮間帶，生長在海灣內中、低潮帶的岩石上。與紅藻Gelidium amansii、褐藻Sargassum enerve和繁枝蜈蚣藻Grateloupia ramosissima等多種大型海藻相比，孔石蓴對N、P有著較高的吸收率，而且生長速度也高於其它幾種藻類[8-9]。對於不同形式的N和P元素來說，孔石蓴的吸收速率不同，何潔等[10]研究表明，孔石蓴對氨氮和磷酸鹽的去除率要高於對硝酸態氮的去除率。

　　本研究在不換水的情況下采用孔石蓴處理珊瑚養殖水體水質，並定期監測水體質量，測定NO3--N、NO2--N、NH4+- N和PO43--P等水質指標的變化，以期為生態無公害養殖提供參考。

　　1 材料和方法

　　1.1 試驗裝置

　　珊瑚養殖池內養殖用水體積為6.4 t，養殖珊瑚種類及投餵情況如下：

　　養殖物件：海雞冠Dendronephthya sp（12個）、九尾狐Sphaerella krempfi（19個）。

　　投餵情況：早晨喂珊瑚糧 236 mL、輪蟲液500 mL；下午透過打汁機將20 g太平洋磷蝦、沙丁魚10 g、裂壺藻新增劑7 g、雪蝦6 g混合，去掉濾渣，將食物汁餵養珊瑚。

　　試驗為期60 d，試驗期間採用孔石蓴水處理系統對水質進行處理。養殖缸內的海水在水泵的作用下流經蛋白分離器，再進入沙濾罐進行第2次水處理之後，重新流回珊瑚養殖池。而孔石蓴水處理系統單獨與珊瑚養殖池進行連線，確保養殖水體完全進入孔石蓴水處理系統。養殖過程中，水體溫度為（22.7±0.7） ℃；pH值為8.00±0.05；溶氧為7.80±0.04。每隔15 d，用水抄將孔石蓴從養殖缸內撈出放到籃子裡控水5 min，儘量除去其中的海水，放到電子稱上秤出孔石蓴的溼質量。稱量結束後將孔石蓴重新放到養殖缸內，然後稱量籃子得到孔石蓴的淨質量，並記錄。

　　2 結果與分析

　　2.2 孔石蓴過濾系統對珊瑚養殖水體NO3--N的影響

　　如圖3所示，在孔石蓴的作用下，珊瑚養殖池水體NO3--N的含量基本維持在10.34～15.45 mg?L-1這個水平範圍內，基本趨於穩定，且整體上還有略微下降趨勢。

　　2.3 孔石蓴過濾系統對珊瑚養殖水體NH4+-N的影響

　　2.4 孔石蓴過濾系統對珊瑚養殖水體PO43--P的影響

　　如圖5所示，珊瑚養殖池水體PO43--P的含量基本維持在0.31～0.40 mg?L-1這個水平範圍內，基本趨於穩定，說明孔石蓴淨化系統能夠有效吸收養殖過程中產生的PO43--P。

　　2.5 孔石蓴的增長量

　　不換水培養過程中，孔石蓴質量的變化見表1，孔石蓴由最初的3.5 kg逐漸增長至試驗結束時的4.01 kg，這在一定程度上說明，孔石蓴吸收水體中的N和P等營養物質，既進行了水質淨化，也實現了自身生長。

　　3 討論

　　3.1 養殖水體的N素汙染

　　水產養殖動物是排氨生物，氮是其排出廢物中的主要組成成分。進入人工養殖水體的N素部分被養殖動物吸收同化轉化為營養成分，部分透過反硝化作用或NH3 的揮發進入大氣，其餘大部分則以有機和無機氮形式溶解於水中。氨氮超標影響養殖動物的生存和生長，輕者導致養殖動物生長緩慢，食量減弱，引發各種疾病，食用品質差；重者將引起養殖動物中毒死亡。研究發現，瓣鰓綱貝類排放到水體中的氮佔總投入氮的75%，魚、蝦類排放到水體中的氮分別為投入氮的70%～75%和77%～94%[11]。養殖廢水中如此高的含氮量，為大型海藻對養殖廢水的生物修復作用提供了依據和前提。由此可見，養殖種類、餌料的性質等因素都會對以殘餌、糞便的形式被釋放到水環境中的氮素的`數量和種類產生影響。本試驗透過孔石蓴水處理系統使養殖水體中的氮含量處在一個穩定的範圍內，隨著試驗的進行並略微下降。

　　3.2 大型海藻對無機營養鹽的吸收利用

　　大型海藻由於其自身的生理特點，包含著無機氮、氨基酸氮、非蛋白可溶性有機氮和蛋白質氮等營養物質庫。營養物質庫的存在保證了大型海藻在營養鹽劇烈變動的水體環境中可以正常的生長。如上所述，大型藻類對不同營養元素有著不同的吸收速率，在具有同樣濃度的N鹽和P鹽水體中，大型藻類首先吸收N元素；對於NO3--N和NH4+- N來說，大型藻類首先偏向於對NH4+- N的吸收。NH4+- N往往是養殖水體中無機氮代謝後的主要存在形式，對養殖物件有著一定的損害作用，大型藻類對NH4+- N吸收偏好恰好可以作為清潔水質的一個手段。本研究結果也表明，在不換水情況下，孔石蓴的培育可以使珊瑚養殖水體中的NH4+- N含量保持在最初的水平。另外，大型海藻易於收穫，減輕水體汙染的同時，又能實現養殖汙染物的資源化利用。

　　3.3 大型藻類對養殖水體的生態調控

　　大型藻類可以透過光合作用吸收養殖水體中因餌料輸入、養殖動物代謝造成的營養負荷，產生氧氣，提高水體pH值。孔石蓴與其他水生生物一樣，雖然可以利用大量的營養元素，但在夜間也會消耗一定的氧氣，如果控制不好孔石蓴的密度容易導致耗氧增加，與養殖物件之間形成競爭。本研究中，6.4 t水體利用10.5 kg的孔石蓴進行水質淨化，石蓴能夠有效淨化珊瑚養殖用水水質，使其不換水情況下各水化指標維持在穩定範圍內，說明孔石蓴的生物量和珊瑚的養殖密度搭配較為適宜，有效地建立了孔石蓴和珊瑚之間營養鹽的流動平衡，為孔石蓴與養殖物件的搭配密度提供一定的參考。此外，在考慮搭配密度的同時還應考慮養殖物件和投餵量的不同，不能盲目增大孔石蓴的量。孔石蓴在營養鹽充足的情況下，生長速度很快，如果盲目地增加孔石蓴的量，部分孔石蓴在水體中腐爛降解會消耗大量溶解氧，釋放有害的降解物質，再次成為汙染物質，導致養殖環境的進一步惡化，不利於養殖物件的生長。鑑於此，為了深入瞭解孔石蓴與養殖物件之間互惠互利的形式，達到最佳的利用狀態，需要進一步開展孔石蓴和養殖物件不同條件下的生理學特性及代謝規律的研究，探索最佳的生態養殖模式。

　　參考文獻

　　[5] Neori A， Cohen I， Gordin H. Ulva lactucabiofilters for marine fishpond effluents：II. Growth rate， yield and C：N ratio[J]. Bot Mar， 1991， 34： 483-489.

　　[8] Liu D Y， Amy P， Sun J. Preliminary study on the re-sponses of three marine Algae， Ulva pertusa （Chloro-phyta）， Gelidium amansii （Rhodophyta） and Sargassumenerve （Phaeophyta）， to nitrogen source and its avail-ability [J]. Journal of Ocean University of China， 2004，3（1）： 75-79.