水产养殖水体循环利用过程中碱度的变化及调控

水体中的碱度水平能通过改变水体中某些物质的存在形态进而影响养殖对象,也会通过影响养殖水体的自养硝化、异养反硝化和氨氮异养同化过程的效率进而对养殖对象产生影响。本文首先概述了水产养殖水体中碱度的标准,根据水体中微生物学过程、光合作用、呼吸作用对碱度的影响及碱度与pH、CO_2、硬度等水质指标的紧密联系,对循环利用的养殖水体中碱度的变化规律和调控策略进行总结。养殖水循环利用过程中碱度会明显降低,通过补充碱度或者替换新水的方式提高养殖水体中碱度到一定的水平,以满足自养硝化和氨氮的同化过程所消耗的碱度从而实现养殖水体的原位净化。关于养殖用水循环利用过程中碱度的变化机制和规律需开展大量基础的研究,为实现循环利用水体碱度控制和维持循环水高密度养殖系统pH的稳定提供参考。     

循环水养殖用水中反硝化碳源研究现状

通过硝化作用和反硝化作用可以有效控制循环水养殖系统水中的氧氮、亚硝酸盐和硝酸盐.进行水产养殖用水硝化作用的生物过滤器的研究已经系统而深入,而关于养殖用水反硝化作用的脱氮反应器的研究则并未引起相应的关注.水产养殖用水进行异养反硝化必需添加碳源.在已有的研究中,经常使用的甲醇等有机液体碳源存在添加量不易控制、出水有残留等弊端;可生物降解聚合物被证明是比较理想的水产养殖用水异养反硝化碳源的选择之一;近年来对以养殖活动中产生的残饵和粪便作为异养反硝化内供碳源的研究也引起了广泛的关注.总结了近年来循环水养殖系统异养反硝化不同种类碳源的效率、在实际生产中的可操作性的相关研究进展.     

初探生物絮团技术在北方盐碱高原池塘中的应用

<正>生物絮团是养殖水体中以好氧微生物为主体的有机体和无机物,经生物絮凝形成的团聚物,由细菌、浮游动植物、有机碎屑和一些无机物质相互絮凝组成。生物絮团技术最早由以色列养殖专家在1999年系统提出,并于2005年在印度尼西亚试验成功,它是指通过操控水体营养结构,向水体中添加有机碳物质,调节水体中的C/N比,促进水体中异养细菌的繁殖,利用微生物同化无机氮,将水体中的氨氮等养殖代谢产物转化成细菌自身成分,并且通过细菌絮凝     

养殖尾水处理系统填料生物膜氮循环微生物功能特征

为探讨填料生物膜在养殖尾水处理中对水体氮循环的影响机制,采用16S rRNA基因扩增子测序和宏基因组测序技术,对填料生物膜、水体细菌的群落结构及其与氮循环相关的功能基因丰度差异特征进行了研究。结果显示,填料生物膜微生物主要参与氮代谢活动。在属水平上,Pseudomonas、Spirochaeta、Opitutus和Syntrophus是填料生物膜氮素转化过程的重要功能微生物类群。与水体相比,填料生物膜的碳代谢活动能力较强（P<0.05）;填料生物膜上固氮功能基因nifH、硝化功能基因hao、反硝化和异化硝酸盐功能基因napA、nirS、norB、norC、nrfA、nirB和氮代谢调控基因ntrC及其相应的关键酶均显著高于周围水体（P<0.05）,且对含氮污染物有显著去除效果。研究表明,养殖尾水处理系统内复合填料生物膜具有比周围水环境更强的氮周转能力,主要通过关键功能物种介导的固氮和反硝化作用实现养殖尾水氮素的转化和迁移。研究结果作为野外实验证据,可为复合填料生物膜系统在水产养殖尾水治理中的应用提供理论依据。     

杭州西湖底泥反硝化作用初探

反硝化作用作为水体彻底去除硝态氮的主要途径之一,主要发生在沉积物中。为了调查杭州西湖高硝态氮水体中底泥反硝化作用及其影响因子,2013年12月(冬季)和2014年6月(夏季)在西湖5个子湖区和3个湖湾的13个点位(X1~X13)进行样品采集,以底泥中硝酸盐还原酶活性和反硝化强度代表反硝化作用。结果表明,西湖水体冬夏两季TN浓度分别为1.568~2.613 mg/L和1.117~2.848 mg/L,硝态氮在TN中占比平均值分别为76%和72%。冬夏两季的底泥反硝化强度分别为0.132~1.350 mg/g和0.643~1.286 mg/g,硝酸盐还原酶活性分别为0.015~5.092μg/g和0.665~19.123μg/g;其中,硝酸盐还原酶活性冬季与夏季差异极显著(P<0.01),而冬季和夏季的反硝化强度没有显著性差异(P>0.05)。夏季底泥反硝化强度与水温和泥温极显著正相关(P<0.01),与水体氨氮呈显著负相关(P<0.05),底泥硝酸盐还原酶活性与底泥总有机碳(TOC)呈显著正相关(P<0.05)。冬季底泥反硝化强度与硝酸盐还原酶活性呈极显著正相关(P<0.01),与表层水体溶解氧(DO)呈显著正相关(P<0.05)。在沉水植物盖度对反硝化作用影响的调查中发现,一定盖度的沉水植物可以促进反硝化作用,但过多的沉水植物也会抑制反硝化作用。     

淡水养殖环境中氨氧化微生物的研究进展

随着水产养殖业的快速发展,养殖水体氮素污染日益突出,硝化微生物在水产养殖环境氮循环中具有重要作用。本文主要综述我国淡水养殖环境中硝化微生物的多样性、作用机理、厌氧氨氧化过程和机理等研究进展,并展望今后的研究工作:(1)淡水养殖水域硝化作用和氨氧化微生物的时空分布特征及影响因子;(2)淡水养殖环境氨氧化微生物及其他氮素转化关键微生物的过程与机理;(3)深入研究特定生态系统中如池塘生态系统、氮循环的各个过程,构建相关氮素转化和氮素平衡模型,为完善淡水池塘生态系统氮循环理论、水产养殖环境的氮素污染治理和生态修复提供参考。     

几种益生菌复合制剂在鲤鱼养殖中的应用研究

以乳酸菌、枯草芽孢杆菌、硝化细菌和链球菌等制成的益生菌复合制剂,用于鲤鱼模拟养殖状态下,研究了它们对养殖水体的水质指标、鱼体生长情况的影响。结果表明,益生菌复合制剂的使用使水体的CODcr值呈现下降趋势,并最终稳定在270mg/L左右,污染物质的去除率70%以上;NH4—N先呈上升趋势,在第6d后由于硝化和反硝化作用加强出现下降趋势;NO2—N保持明显的低水平,维持在1.3mg/L;DO值维持5.0mg/L。     

对虾养殖中后期虾塘沉积物的硝化与反硝化作用

2009年7～8月,通过使用乙炔抑制技术对对虾养殖池塘的投饵区和非投饵区沉积物硝化与反硝化速率进行了测定,并同时用气相色谱法测定了虾塘表层N2O浓度.结果表明,虾塘沉积物硝化、反硝化和硝酸盐还原速率分别为10.70～337.47 μmol/m2·h、1.10～17.92 μmol/m2·h、0.090～7.48 mmol/m2·h,虾塘表层N2O浓度为5.98～10.90 nmol/L,海-气交换通量为1.76～3.89μmol/m1·d.虾塘硝化与反硝化作用较为复杂,不仅存在着显著的区域性差异,而且呈现出明显的养殖季节变化特征,其中8月中旬硝化与反硝化速率达到最高值,而在整个养殖季节,投饵区硝化速率约为非投饵区的2～10倍,反硝化速率约为非投饵区的1～4倍.反硝化作用在虾塘生态系统的氮循环中扮演着重要角色,其日无机氮去除量为2.80 g/d,占虾塘无机氮总输入的2.34%,占总输出的2.56%.     

菌藻联合调控氨氮新技术

随着淡水养殖集约化规模的扩大,水体氨氮的控制成为水质控制的关键。本文由水体的氮循环过程阐述r养殖水体氨氮积累的成因及危害,简单介绍了利用生物控制水体氨氮方法,并提出了菌藻联合调控新技术。1水体的氮素循环构成氮循环的主要环节是：生物体内有机氮的合成、氨化作用、硝化作用、反硝化作用和固氮作用。自然水体中的氮来自水生动植物尸体及排泄物的积累及腐败,含氮有机化合物通过营腐生细菌分解成氨氮、硫化氧等小分子无机物,然后由各种自养型微生物主要为硝化细菌的作用,转化为亚硝酸盐和硝酸盐,这3种氮素一方面被藻类和水生植物吸收,另一方面硝酸盐在缺氧条件下被反硝化细菌通过脱氮作用将硝态氮转化为氮气逸出水体,大气中的氮被固氮菌利用重新回到水体。     

一株干酪乳杆菌对养殖水体亚硝酸盐去除机理的研究

为了解乳酸菌去除养殖水体亚硝酸盐的作用机理,实验研究了一株干酪乳杆菌L821a(Lactobacillus casei)对淡水鱼养殖水体亚硝酸盐的去除状况,通过对菌体、酶及代谢产物的实验,证明其去除亚硝酸盐的机理包括胞内酶作用、代谢产物乳酸的直接化学反应2H++3NO2-=NO3-+2NO↑+H2O作用和间接促进微生物反硝化作用3种作用机理。在养殖水体中主要以间接作用方式发挥作用。分析认为乳酸促进反硝化作用的原因在于为反硝化微生物提供了易于利用的有机碳源(能量物质)。     

密云水库入库河流水体总细菌和反硝化菌群落组成与结构研究

研究密云水库入库河流水体中总细菌和反硝化菌的群落组成与差异性,为水库的安全管理与水质保障提供基础数据和科学依据。选择对密云水库水质影响最大的5条入库河流（潮河、白河、清水河、对家河和白马关河）,对水体中的总细菌和氮循环功能微生物反硝化菌进行了聚合酶链式反应（PCR）扩增与高通量测序分析。5条入库河流中全细菌主要隶属于6个门,而以Proteobacteria（变形菌门）为优势种群;反硝化菌在门水平的分布则相对简单,主要以Proteobacteria和少量Deferribacteres（脱铁杆菌门）构成。不同入库河流全细菌的群落结构具有空间差异,其中水文特征较为接近的白河和潮河全细菌群落结构具有较高相似性,与其他3条入库河流群落差别较大;水体中全细菌的Shannon多样性和Chao1丰富度均表现出较高水平。氮磷污染较重的对家河和潮河反硝化菌群落结构比较类似,其他3条入库河流之间则相对分散;对家河全细菌和反硝化菌的多样性和丰富度表现出较低水平。清水河水体中的全细菌和反硝化菌群落结构都较少受到已分析的环境因子影响,可能与该河道的人工改造有关。河流水体中全细菌以及关键功能微生物群落特征受到河流的水文、形态和理化指标的综合影响,可以作为水体环境与生态状况的重要指示项目,在今后的水库水环境保护与管理中应予以重视。     

不同有机碳源及C/N对生物滤池净化效果的影响

利用生物滤池模拟装置,以实际养殖废水为处理对象,探讨了4种常见有机碳源(葡萄糖、乙醇、红糖和淀粉)及不同碳氮比对有机物去除、硝化反应和异养反硝化作用等生物滤池主要净化过程的影响.碳源初选结果显示,同种碳源下,当C/N从0升高至6过程中,生物滤池对TAN(总氨氮)的去除率呈先升高后降低趋势;当C/N较小时,各组对NO2--N的去除率差异性不显著(P＞0.05),随着C/N继续升高,NO2-N去除率则显著降低(P＜0.05);乙醇组除外,其他3组随着C/N升高,CODMn去除率先迅速增大然后趋于稳定;各组NO3-N和TN去除率呈先升高后降低趋势,且变化显著(P＜0.05),当C/N=4时,分别达到最高值.碳源复选结果显示,在C/N=4条件下,分别添加有机碳源(乙醇、淀粉、红糖和葡萄糖)的4组对TAN、NO3--N、TN和CODM的去除率显著高于对照组(P＜0.05);而对照组NO2--N的去除率最高,达到93.59％;添加乙醇,生物滤池对水体中TAN、NO2-N、NO3-N和TN的去除效果优于其他3种碳源.研究表明,当C/N=4时,乙醇作为外加碳源能很好地提高生物滤池的净化效率.     

沟域水产养殖水体净化研究

针对北京怀柔渤海镇沟域水产养殖中饵料利用率低、氮磷流失严重造成的水体中氮磷含量高、流域水环境恶化等问题,研究并建立一套集"源头净化—过程消减—尾水深度处理"的养殖水体综合养护示范工程。该工程通过生物絮凝沉淀池+纳米功能陶粒生物菌种处理池以及表面流人工湿地+复合生态多功能净化塘,分别对养殖用水和养殖废水进行处理。结果显示,养殖用水除总氮(TN)以外均稳定达到地表Ⅲ类水标准;养殖废水则除TN外可稳定达到地表Ⅴ类水标准;通过种植植物等使水体周边生态环境得到了较好的恢复。处理后TN不达标可能是由于有机物浓度低和DO浓度较高等限制了反硝化作用。     

黄河三角洲对虾生物絮团高效健康养殖技术

1对虾生物絮团高效健康养殖技术概述 1．1生物絮团养殖技术提出背景 对虾生物絮团养殖技术最早由以色列养殖专家Avnimelec在1999年提出,并于2005年在印度尼西亚试验成功,主要通过操控水体营养结构,向水体中添加有机碳物质,调节水体中的C／N比,促进水体中异养细菌的繁殖,利用微生物同化无机氮,将水体中的氨氮等养殖代谢产物转化成细菌自身成分,并且通过细菌絮凝成颗粒物质被养殖动物所摄食,起到维持水环境稳定、实现零换水、提高养殖成活率、降低饲料系数和防治病害等作用的一项技术,它被认为是解决水产养殖产业发展所面临的环境制约和饲料成本的有效替代技术。     

聚己内酯添加量对淡水养殖水体硝酸盐氮处理效果的影响

以可生物降解聚合物(Biological degradable polymers,BDPs)为有机碳源进行异养反硝化可以避免多次添加碳源、碳源不足或过量等问题。聚己内酯(Polycaprolactone,PCL)已被证明能够作为水产养殖用水异养反硝化的有机碳源。研究了聚己内酯添加量对水产养殖用水硝酸盐氮去除效率的影响。在进水硝酸盐氮(NO_3~--N)负荷为0.1 g/(L·d)条件下,200 m L水体中分别加入5 g、10 g、15 g、20 g、25 g和30 g的PCL颗粒进行反硝化,各组的NO_3~--N去除效率没有明显差异;出水中溶解有机碳的质量浓度随着PCL添加量的增加而增加;5 g组的PCL利用率明显高于其他组。结果显示:试验条件下,PCL添加量的增加并不会必然增加NO_3~--N的去除效率,反而会造成出水中溶解有机碳的增加;添加5 g PCL为最适添加量。     

对虾精养池塘碳、氮和异养细菌含量的变化及其相关性研究

文章调查了广东省汕尾市红海湾对虾精养池塘水体中不同形式的碳（C）、氮（N）和异养细菌含量的变化,并分析c和N对异养细菌的影响,以期为养殖过程合理调控水质环境提供理论数据。结果发现,池塘中不同形式的P（C）在养殖前、中期逐渐升高并达到最大值,中、后期缓慢下降趋于稳定,P（N）在养殖前、中期较低,后期升高并达到最大值;异养细菌数在养殖中期的第56天和养殖后期的第98天出现2个高峰,养殖第70天出现低谷。异养细菌数与总无机碳（TIC）和总碳（TC）呈现极显著正相关关系;养殖中、后期异养细菌数与C／N（TOC／TN）呈极显著负相关关系。结果表明,养殖中、后期水体中C（主要是有机碳）成为影响异养细菌繁殖的限制性因素,适当添加C源可以促进异养细菌繁殖,吸收转化无机氮,从而达到降低水体中无机氮浓度、提高物质循环利用效率的作用。     

异养硝化-好氧反硝化菌生物脱氮特性及相关催化酶系的研究进展

养殖废水中氮元素的积累可能造成水体富营养化。为了实现养殖废水中氮的去除,通常采用传统的自养硝化异养反硝化生物脱氮工艺,而异养硝化-好氧反硝化(heterotrophic nitrification-artobic denitrification, HN-AD)菌的出现实现了生物脱氮技术的突破。HN-AD菌能同步实现硝化和反硝化作用,具有分布范围广、适应能力强、世代时间短和脱氮速率快等优势,因此在养殖废水处理领域具有广阔的应用前景。本研究系统综述HN-AD菌的生物脱氮特性、影响因素、作用机制、相关催化酶系以及在实际废水处理中的应用,并从HN-AD菌株筛选、脱氮原理和实际应用等方面提出建议,旨在为HN-AD菌在养殖废水处理中的应用研究提供基础资料。[中国渔业质量与标准,2023,13(1):33-41]     

“ZS活水菌”降亚硝酸氮的效果

一、试验目的亚硝酸盐是氨转化为硝酸盐过程中的中间产物,在养殖水体中由于大量的投饵而留下的残饵、水体中水生动物的大量排泄物的累积和定期使用的消毒药剂,把有害的和有益的细菌通通杀灭,氧气的供应不足,造成大量积累的氮素硝化过程受阻,形成池水中氨氮和亚硝酸氮含量高,当水中的亚硝酸盐浓度积累到0.2毫克/升后,亚硝酸盐将对水体中养殖的鱼、虾产生危害。     

湄洲湾海水硝化作用研究——^15N-NH4^＋氧化法

本文利用^15N-NH4^＋氧化法对湄洲湾近岸水体的硝化作用进行深入研究.结果表明,湄洲湾近岸水体硝化速率范围在0.51～ 4.60 μmol·L-1·d-1.养殖区附近较高的硝化速率,有利于海水对NH4^＋-N污染物的自净作用,当水体硝化作用强烈时,水中的NO3^-的浓度也随之升高,表明海水中NO3^-主要来自于细菌的硝化作用.湄洲湾海水NH4^＋-N的周转时间在1～9d,表层水体的NH4^＋-N转化时间高于底层水.硝化作用转化NH4＋为NO2^-,并最终转化为NO3^-,减少了NH3-N及NH4^＋-N对近岸养殖系统中生物的危害.     

草鱼不同混养模式下围隔底泥反硝化、硝化和氨化速率

应用乙炔抑制法测定了草鱼(Ctenopharyngodon idellus)不同混养模式围隔底泥的硝化、反硝化和氨化速率,以探究草鱼不同混养模式对池塘底泥－水界面N元素动态变化的影响,并为草鱼养殖模式的优化提供必要的参考依据.混养组合分别为一元组（草鱼）、二元组（草鱼+鲢、草鱼+凡纳滨对虾）、三元组（草鱼+鲢+凡纳滨对虾,设2种放养比例）.结果显示:1）草鱼不同混养模式中底泥的反硝化速率范围为0～734.15 μmol/(m2·d),硝化速范围为0～1 209.20 mmol/(m2·d),化速率范围为0～41.25 mmol/(m2·d).2)草鱼不同混养模式底泥的反硝化速率较高,与很多河口和湖泊数值接近;在养殖中期,底泥的硝化速率很小甚至检测不到;底泥的氨化速率呈逐月递增趋势,以三元混养组最高.3）混养组中凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)的放养密度越大,草鱼的放养密度越小,反硝化作用出现得越早,但反硝化速率很难保持开始的水平;反之,反硝化作用出现得较晚,并会随着养殖周期的推移迅速升高;放养种类越单一,底泥的硝化速率越低,且鲢(Hypophthalmichthys molitrix)放养密度越高,硝化速率越高.从养殖模式优化的角度来看,草鱼三元混养组要优于单养和二元混养组,但三元混养组中两种放养密度各有优劣,有待进一步优化以确定最佳放养比例.