真江蘺對(duì)養(yǎng)殖水體的生態(tài)修復(fù)研究.pdf

1、本文主要以真江蘺(Gracilaria asiatica)為實(shí)驗(yàn)材料，分別研究了真江蘺的氨氮吸收動(dòng)力學(xué)特征、真江蘺對(duì)美國(guó)紅魚綜合循環(huán)養(yǎng)殖系統(tǒng)與鯛科魚類網(wǎng)箱生態(tài)養(yǎng)殖系統(tǒng)水質(zhì)改善作用，建立了真江蘺對(duì)氨氮的吸收動(dòng)力學(xué)方程，真江蘺-美國(guó)紅魚綜合循環(huán)養(yǎng)殖系統(tǒng)模式和真江蘺與鯛科魚類網(wǎng)箱生態(tài)養(yǎng)殖系統(tǒng)模式，為魚藻綜合循環(huán)養(yǎng)殖系統(tǒng)、海藻/魚類網(wǎng)箱生態(tài)養(yǎng)殖系統(tǒng)建立與推廣應(yīng)用提供重要科學(xué)依據(jù)，為綜合循環(huán)養(yǎng)殖系統(tǒng)達(dá)到“零”排放、減輕網(wǎng)箱養(yǎng)殖對(duì)海區(qū)污染和抑制赤潮

2、發(fā)生具有重要作用。 一、真江蘺對(duì)氨氮去除效率與吸收動(dòng)力學(xué)研究 在實(shí)驗(yàn)室水平上測(cè)定了真江蘺培養(yǎng)密度對(duì)NH4-N去除效率和吸收速率的影響，比較了真江蘺在氮半饑餓和氮飽和狀態(tài)下的氨氮吸收動(dòng)力學(xué)特征以及不同起始濃度NH4-N對(duì)其吸收速率的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下： (1)真江蘺密度梯度實(shí)驗(yàn) 真江蘺密度為2～24g-1時(shí)，5h內(nèi)隨著藻體密度增大和實(shí)驗(yàn)時(shí)間延長(zhǎng)，真江蘺去氨氮能力也增強(qiáng)。當(dāng)藻體密度為24g·L-1時(shí)，真江蘺在

3、5h內(nèi)去除氨氮效率最高，達(dá)到98.77％。各種藻體密度在起始階段保持較高吸收速率(30～41μgmol·g-1·h-1)，隨后藻體密度與吸收速率呈反比關(guān)系，其最低藻體密度組(2g·L-1)在3h和5h吸收速率最大，分別為28.33μmol·g-1·h-1和18.851amol·g-1·h-1。 (2)氨氮濃度梯度實(shí)驗(yàn) 在起始濃度梯度實(shí)驗(yàn)中，氮半饑餓和氮飽和江蘺吸收氨氮的最大吸收速率和半飽和常數(shù)在1h均達(dá)到最高值，分別為1

4、 16.47μmol·g-1·h-1、158.40gmol·g-1·h-1和438.70 7μmol·g-1·h-1、913.61μmol·L-1。之后隨著培養(yǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)而降低。氮半饑餓和氮飽和江蘺對(duì)NH4-N的吸收差別不顯著：當(dāng)氨氮濃度為300～500gmol·L-1時(shí)，氮半饑餓的真江蘺在起始1h內(nèi)有一個(gè)快速吸收階段(40.7～102.1lamol·g-1·h-1)，吸收速率與NH4-N濃度幾乎成正比，此時(shí)不符合米氏動(dòng)力學(xué)飽和方程，而

5、在低N濃度下(100～200gmol·L-1)，藻體對(duì)NH4-N的吸收則沒有出現(xiàn)這種現(xiàn)象；隨著培養(yǎng)時(shí)間延長(zhǎng)，直到NH4-N濃度達(dá)到一定限度時(shí)，吸收速率可達(dá)到一極大值而符合米氏動(dòng)力學(xué)飽和方程。 二、真江蘺-美國(guó)紅魚綜合循環(huán)養(yǎng)殖系統(tǒng)模式研究 本實(shí)驗(yàn)建立了兩套生物承載量不同的真江蘺與美國(guó)紅魚的循環(huán)水生態(tài)養(yǎng)殖系統(tǒng)，比較了其生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下： 初步建立了真江蘺．美國(guó)紅魚綜合循環(huán)養(yǎng)殖系統(tǒng)模式。循環(huán)系統(tǒng)(A)和(

6、B)海藻和魚類的配置均基本為1：3，循環(huán)系統(tǒng)(A)和循環(huán)系統(tǒng)(B)的魚載量分別為18g·L-1和36g·L-1，真江蘺和美國(guó)紅魚均能健康生長(zhǎng)，而對(duì)照組在8天后全部死亡。表明采用綜合循環(huán)養(yǎng)殖系統(tǒng)具有一定的應(yīng)用價(jià)值。 系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)后，真江蘺低密度組(1g·L-1)藻體生長(zhǎng)速度最快，日均生長(zhǎng)率可達(dá)3.06％，而高密度組(9g·L-1)日生長(zhǎng)率最小，僅為1.13％。美國(guó)紅魚密度為18g·L-1、27g·L-1、36 g·L-1和45 g·L

7、-1組的魚日生長(zhǎng)率分別為0.1％、0.072％、0.08％和0.064％，(p<0.05)。系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)27天后，循環(huán)系統(tǒng)(A)真江蘺和美國(guó)紅魚的凈增量分別為358.4g和42g，增重率分別為72.9％和2％。循環(huán)系統(tǒng)(B)凈增量分別為422.7g和57g，增重率分別為51.7％和1.6％。表明循環(huán)系統(tǒng)(A)藻和魚生長(zhǎng)速度比循環(huán)系統(tǒng)(B)高。如何提高魚生長(zhǎng)速率有待進(jìn)一步研究。 真江蘺對(duì)紅魚循環(huán)系統(tǒng)水質(zhì)具有明顯改善作用，魚承載量可以達(dá)

8、到45g·L-1(45kg·t-1)。魚投放后，循環(huán)系統(tǒng)(A)和(B)中的N03-N、NH4-N、N02-N、P04-P依次對(duì)系統(tǒng)水體產(chǎn)生沖擊力，且分別最高可達(dá)2.7～3.0mg·L-1(第1天)、2.7～,3.5mg-1，(第5天)、1.6～1.7mg·L-1(第8-10天)、0.65～0.68mg·L-1(第12天)，第6天后真江蘺可使水體N03.N濃度可降低為0.35～0.6mg-L-1，第10天后NH4-N濃度可降低為0.04～

9、0.2mg．Lq，第20天后N02-N濃度可降低為0.4～0.5mg-L-1，P04-P濃度可降低為0.28～0.37mg·L-1。表明循環(huán)系統(tǒng)載魚后需要近20多天后才能恢復(fù)平衡并達(dá)到穩(wěn)定。循環(huán)系統(tǒng)(A)真江蘺去除氮磷總量分別為16.57g和1.43g，N02-N、N03-N、NH4.N、P04.P去除率分別為88.8％、91.8％、98.5％和82.1％，循環(huán)系統(tǒng)(B)去除氮磷量為20.37g和1.74g，N02-N、N03-N、NH

10、4.N、P04-P去除率分別為82.8％、86.3％、97.2％和64.8％。 循環(huán)系統(tǒng)(A)中真江蘺對(duì)N02-N、N03-N、NH4-N、P04.P表觀凈化能力分別為16.7％、3.8％、12.5％和4.4％，循環(huán)系統(tǒng)(B)的真江蘺去除N02-N、N03-N、NH4.N、PO4-P表觀凈化能力分別為25％、4％、17.6％和6.9％?？梢?A)和(B)配置的循環(huán)系統(tǒng)凈化潛力已充分利用，硝態(tài)氮和磷將是該循環(huán)系統(tǒng)的限制因子。

11、 三、真江蘺-鯛科魚類網(wǎng)箱綜合生態(tài)養(yǎng)殖模式(IMTA)研究 于2006年8-9月與2007年5月，在浙江奉化象山港南沙海域進(jìn)行了真江蘺與鯛科魚類的海水網(wǎng)箱綜合生態(tài)養(yǎng)殖研究。結(jié)果表明，真江蘺對(duì)魚類網(wǎng)箱養(yǎng)殖區(qū)的 富營(yíng)養(yǎng)化海水具有良好的生態(tài)修復(fù)效果，且魚未發(fā)生病害及死亡現(xiàn)象。 (1)夏季實(shí)驗(yàn) 在夏季(2006年8-9月)實(shí)驗(yàn)中，22d真江蘺平均日生長(zhǎng)率達(dá)到13％，真江蘺對(duì)網(wǎng)箱養(yǎng)殖區(qū)的海水中P04-P、N03-

12、N、N02-N和NH4-N的去除效率分別為46％、36％、41％和10％，修復(fù)區(qū)水體無機(jī)N、P濃度均顯著低于對(duì)照區(qū)(p<0.05)。修復(fù)區(qū)海水由劣Ⅳ類海水轉(zhuǎn)變?yōu)镮II類海水。 (2)春季實(shí)驗(yàn) 在春季(2007年5月)實(shí)驗(yàn)中，真江蘺對(duì)NH4-N的去除效率高于夏季，10d內(nèi)去除率可達(dá)86.4％，而PO4-P、NO3-N和NO2-N的去除效率分別為12％、45％和32％。24h內(nèi)，修復(fù)區(qū)的DO濃度顯著高于非修復(fù)區(qū)(p<0.05