淡水池塘养殖尾水处理系统对氮磷的净化效果

为开展池塘养殖尾水达标排放处理技术的研究,以湿地(芦苇、香蒲、菱角)、水生动物(梭鱼)净化塘、水生植物(凤眼莲、蕹菜)净化塘作为净化功能区,构建池塘养殖尾水处理系统,按照养殖池塘与尾水处理系统面积比为9.8∶1设置,在试验周期内,对13个养殖池塘(5 hm²)排放养殖尾水中总氮(TN)、总磷(TP)进行尾水处理系统各级沿程监测。结果表明：2019—2020年,养殖尾水处理系统进水中TN、TP质量浓度分别为(2.025±1.031)、(0.627±0.734)mg/L,经处理后排放水中TN、TP质量浓度分别为(1.323±0.427)、(0.427±0.369)mg/L,两年间TN、TP平均去除率分别为34.67%、31.89%,系统整体对TN、TP的净化效果显著;系统各级沿程对TN、TP的去除均符合一级动力学,养殖尾水依次流经净化功能区,去除率逐级升高。研究表明：水生动物净化塘对TN的净化效果显著,多种水生植物组合的净化塘对TN、TP的净化效果均显著;随季节演变,养殖尾水处理系统对较高含量的TN、TP仍能保持良好的净化效果,水生植物净化塘在秋季对TN、TP净化发挥了关键作用。     

不同水力负荷对池塘养殖尾水处理系统净化效果的影响

【目的】探究池塘养殖尾水处理系统整体及各级沿程在不同水力负荷条件下,总氮（TN）、总磷（TP）的变化规律,探明系统对TN、TP净化效果的最佳运行水力负荷。【方法】对5 hm²养殖池塘配套的约0.5 hm²养殖尾水处理系统,采用低（0.012 m/d）、中（0.023 m/d）、高（0.035 m/d） 3种水力负荷运行,在系统各级沿程(表面流湿地(SFW)、一级净化池塘(PP1)和二级净化池塘(PP2))采集水样,检测TN、TP质量浓度,运用双因素重复测量方差分析法,分析各水力负荷条件下各级沿程TN、TP质量浓度的差异变化,以及养殖尾水处理系统整体和各级净化功能区对TN、TP的净化处理效果,通过PP2、TN、TP去除率与水力负荷的拟合函数关系计算最佳运行水力负荷。【结果】养殖尾水处理系统中TN、TP质量浓度在各级沿程、不同水力负荷间存在极显著差异（P<0.01）,且沿程与水力负荷存在交互作用（P<0.05）。随水力负荷的增加,系统整体对TN和TP去除率均呈线性下降（TN去除率由低水力负荷时的57%下降为高水力负荷时的23%,TP去除率由低水力负荷时的70%下降为高水力负荷时的46%）。随水力负荷的增加,PP2在系统各净化功能区中对养殖尾水TN净化效果的贡献度由低水力负荷时的22%逐渐增大至高水力负荷时的93%。PP2可优化获得最佳水力负荷约0.075 m/d,对应TN、TP最佳去除率均为28%。【结论】多净化功能区组合的养殖尾水处理系统宜建立基于优化水力参数的运行策略,就试验养殖尾水处理系统整体而言,若发挥各净化功能区最佳净化性能,宜采用中水力负荷（0.023 m/d）运行;若以污染物去除总量最优化为目的,需根据养殖池塘排放尾水的水质状况建立运行策略。     

绿狐尾藻和空心菜对模拟池塘养殖尾水的净化效果分析

【目的】探究绿狐尾藻（Myriophyllum elatinoides Gaudich）和空心菜（Ipomoea aquatica Forsk）在漂浮环境培养条件下对不同氮磷水平养殖尾水的适应性及对氮磷营养的吸收和去除效果,为促进2种植物在池塘养殖尾水处理中的推广应用提供参考。【方法】以绿狐尾藻和空心菜为供试植物,设总氮（TN）和总磷（TP）浓度分别为5、10、15 mg/L和1、2、3 mg/L的低（A）、中（B）、高（C）3组模拟养殖尾水,比较2种植物在培养42 d时的生物量、氮磷累积量,以及对水体氮磷的去除能力。【结果】绿狐尾藻在A、B、C组持续生长42 d,其42 d净增生物量和氮磷累积量随生长时间延长、水体氮磷浓度增加而增加,最大值出现在C组;空心菜在A、B、C组正常生长28 d,其42 d净增生物量和氮、磷累积量随水体氮磷浓度增加而下降,最大值出现在A组。在42 d的试验期内,绿狐尾藻对水体氨氮（NH₄+-N）、TN、活性磷（SRP）和TP的去除率最高,氮磷去除效果随水体氮磷浓度增加而上升且去除氨氮能力最强,最大值出现在C组;空心菜的氮磷去除效果随水体氮磷浓度增加而降低,且28 d后植株生长和去除能力下降。植物氮磷吸收贡献率结果显示,3组模拟养殖尾水中,绿狐尾藻植物吸收的氮磷贡献率介于33.65%~99.82%,高于空心菜的2.34%~62.21%。绿狐尾藻对低、中、高氮磷水平模拟养殖尾水的适应性优于空心菜;植物吸收是绿狐尾藻去除水体氮磷的主要途径。【结论】绿狐尾藻对水体氮磷的适应范围较广,表现为喜高氮磷,对水体氮磷水平的适应能力、生长和水体净化能力优于空心菜,可用于南方池塘养殖尾水的长期净化,应用潜力优于空心菜。空心菜的生长和对水体氮磷的去除效果随水体氮磷浓度增加而降低,应用于夏秋季池塘养殖尾水处理时宜定期收割以保证净化效果。     

微生物菌株对鲈鱼养殖尾水的净化处理

从养殖鲈鱼尾水中分离纯化得到5株菌株,16S rRNA测序鉴定分离的菌株为硝化细菌、枯草芽孢杆菌、光合细菌、乳酸菌、酵母菌。利用5种菌以及5种菌的混合物对鲈鱼尾水进行处理,用分光光度法测定氨氮、硫化物和亚硝酸盐的含量,结果显示,5株菌株(同上述顺序)以及5株菌混合液(EM菌)的氨氮去除率达到97.1%、20.0%、16.9%、79.0%、45.1%、66.1%;硫化物的去除率达到14.3%、0.00%、40.0%、0.00%、33.3%、50.0%;亚硝酸盐的去除率达到96.0%、67.5%、17.5%、96.7%、93.1%、98.4%。因此,筛选出的5株菌及5株菌的混合菌液能够降低鲈鱼养殖尾水中的氨氮、硫化物和亚硝酸盐含量,对鲈鱼尾水的净化具有应用的价值。     

生态塘链对农村畜禽养殖尾水的深度净化效果

通过系统监测分析氮、磷等主要污染物时空变化特征,发现生态塘链对农村畜禽养殖尾水具有较好的深度净化效果。生态塘链对总氮和氨氮的平均去除率均能超过80%,对总磷的整体去除率在80%左右,对高锰酸盐指数的去除率接近40%。总氮和氨氮的出水浓度基本低于2.5 mg/L,优于国家一级A标准;总磷排放浓度部分低于1 mg/L,达到了国家一级B标准。生态塘面积是影响去除率的主要因素,温度对总氮、氨氮的去除效果影响非常显著,但对高锰酸盐指数去除率的影响不明显。     

基于不同生物填料的跑道养殖尾水净化

为开发生物填料在跑道养殖水体净化方面的应用,采用不同类型的6种填料,在室内开展对跑道养殖水体净化效果的研究。结果表明,在自然挂膜条件下,6种生物填料(火山石、珊瑚石、白色弹性毛刷、蓝色立体弹性填料、多孔组合球、聚乙烯小球)生物膜的成熟时间各不相同,珊瑚石挂膜所需时间最短,为13 d。在稳定运行期,不同生物填料对跑道养殖尾水总氮(TN)、总磷(TP)、氨氮(NH₃-N)、亚硝酸盐氮(NO^-₂-N)、化学需氧量(COD_Mn)均有不同程度的去除效果,其中,蓝色立体弹性填料对TN和COD_Mn的平均清除率最高,分别为19.58%和30.77%,显著高于其他填料(P<0.05);珊瑚石填料对TP的平均清除率显著高于其他填料(P<0.05);6种填料生物膜成熟后,和初始水质指标相比,各填料对水体NO^-₂-N和NH₃-N的去除率均在75%以上,且浓度保持在较低水平。结果表明,蓝色立体弹性填料对跑道养殖尾水有较好的净化...     

水生植物对不同氮磷水平养殖尾水的综合净化能力比较

为了筛选适用于不同氮磷浓度畜禽养殖尾水的生态浮岛优势物种,选取水芹、凤眼莲、鸢尾、再力花、黄菖蒲5种挺水植物和狐尾藻、伊乐藻、金鱼藻3种沉水植物,通过模拟实验考察了这8种植物在不同氮磷浓度条件下的生长特征及其对水中氨氮（NH₄⁺-N）、总磷（TP）、COD的去除效率,并对其进行曲线回归及主成分分析,综合评价不同水生植物对畜禽养殖废水中氮磷的净化功能。结果表明：凤眼莲、再力花在较低氮磷水平（NH₄⁺-N 80~120 mg·L^-1,TP 8~16 mg·L^-1）下的去除能力明显高于其他水生植物;水芹和黄菖蒲在较高氮磷水平（NH₄⁺-N 180~220 mg·L^-1,TP 30~35 mg·L^-1）下的去除效果较好,并具有良好的适应能力;沉水植物中狐尾藻净化效果较好,生物量增长显著（P<0.05）;凤眼莲在实验过程中虽净化能力良好,但易引发次生环境问题,应谨慎选择,因地制宜。     

光照处理系统对养殖废水净化效果的研究

利用养殖水池进行了光照处理系统对养殖废水净化效果的研究。结果表明,光照处理系统对废水具有良好的处理效果,主要污染物的去除率高,几种污染物NO3-N、NO2-N、Amm-N、TP、COD的去除率分别为61.73%、57.74%、80.07%、49.87%、13.66%。该系统利用自然资源进行养殖废水的处理,成本低廉,操作简单,系统出水水质稳定。     

池塘养殖尾水治理工程复合人工湿地的构建

近年来,我国水产养殖业发展迅速,但养殖塘会排放大量养殖废水,给生态环境造成严重污染。针对养殖塘尾水污染物的类型、特点,构建多级复合人工湿地,采用生态化处理的方式降低养殖废水污染指标,可确保出水水质达标排放,改善养殖尾水造成的环境污染问题。基于此,以河北省唐山市丰南区黑沿子“渔光一体”产业园区尾水处理项目为例,构建“沉淀池+低氧塘+氧化塘+生物净化塘”复合人工湿地净化系统,有效减少尾水污染物,使出水水质达到标准排放要求,从而保障区域内水环境的生态安全,为我国类似地区水产养殖尾水生态化处理提供参考。     

光照处理系统对养殖废水净化效果的研究

利用养殖水池进行了光照处理系统对养殖废水净化效果的研究。结果表明,光照处理系统对废水具有良好的处理效果,主要污染物的去除率高,几种污染物NO3-N、NO2-N、Amm-N、TP、COD的去除率分别为61.73%、57.74%、80.07%、49.87%、13.66%。该系统利用自然资源进行养殖废水的处理,成本低廉,操作简单,系统出水水质稳定。     

淡水集中连片池塘与养殖尾水处理系统的综合水质评价

使用水质标识指数法,以总固体悬浮物(TSS)、有机物(COD_Mn)、氨氮(TAN)、总氮(TN)、总磷(TP)作为单因子参评指标和综合评价指标,依据国家《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)、《淡水池塘养殖水排放要求》(SC/T 9101—2007)对淡水养殖小区进水源、池塘养殖尾水和养殖尾水处理系统排放水进行综合水质的评价分析。研究表明:在本集中连片池塘与养殖尾水处理系统构成的淡水养殖小区中,进水源主要污染物为TN;养殖池塘主要污染物风险因子为TP、TSS;养殖尾水处理系统对养殖尾水综合水质净化发挥重要作用,东区池塘养殖尾水经尾水处理系统(S1)处理后,综合水质得到改善(I_ΔX1.X2=13%),主要污染物TN得到显著改善(I_ΔX1.X2=23%),西区池塘养殖尾水经尾水处理系统(S2)处理后,综合水质略有改善(I_ΔX1.X2=9%);利用养殖尾水处理系统对水产养殖尾水实施净化处理,经处理后的排放水达到或优于养殖小区进水源综合水质的水平,并符合《淡水池塘养殖水排放要求》一级排放标准,且...     

用卤虫与小球藻联合培养法净化养殖废水的研究

为研究环境友好、不产生二次污染的新型养殖废水处理技术,采用卤虫Artemia salina和小球藻Chlorella vulgaris联合培养的方法,在实验室条件下进行了卤虫和小球藻联合培养对养殖废水中悬浮物、氨氮和总磷处理效果的试验,试验设0 (空白)、100、200、400 ind./L 4个卤虫无节幼体密度组。结果表明:卤虫与小球藻联合处理养殖废水第7天时悬浮物含量降至最低,各试验组与空白组有显著性差异(P<0. 05);第17天时400 ind./L卤虫密度组氨氮去除率高达93. 53%,200 ind./L卤虫组总磷去除率达91. 39%;卤虫生长试验显示,在养殖废水中虫藻联合培养的卤虫体长从第5天开始显著高于海水组(P<0. 05);卤虫与小球藻联合培养处理养殖废水,对氨氮和总磷的去除率均超过90%,最佳试验组为200ind./L卤虫组。本研究结果为处理水产养殖废水开拓了新途径,并能切实应用于生产实践。     

典型淡水养殖池塘微塑料的污染分布、毒性效应及其生态风险评价

【目的】了解目前微塑料（microplastics,MPs）对淡水养殖生态系统的污染水平及其养殖生物的生态毒理效应和影响机制,为水产养殖业的微塑料污染管理和水产品的食品质量安全提供基础数据和决策参考。【方法】选取我国典型淡水养殖池塘的水体、底泥及2种水产品（大口黑鲈Micropterus salmoides、日本沼虾Macrobrachium nipponense）,对其进行MPs的定性与定量分析,在此基础上用生态风险指数法和内梅罗污染指数评价法科学评估微塑料的污染风险。同时,以前期试验结果中微塑料（聚苯乙烯,PS）为代表,以模式生物斑马鱼（Danio rerio）为受试对象,设置不同质量浓度梯度（0,200,300,450,675,1 012.5 mg/L）微塑料溶液进行急性毒性试验,在试验基础上配制不同微塑料溶液,培养0,24,48,96 h,测定斑马鱼抗氧化酶（CAT、SOD、GST、GPx）活性、还原型谷胱甘肽（GSH）活性及脂质过氧化物丙二醛（MDA）含量,并分析免疫相关基因TNF-α和IL-1β的转录水平。【结果】微塑料在大口黑鲈和日本沼虾淡水养殖池塘的表层水、底泥沉积物及养殖生物中均有污染,形状多为纤维状和碎片状,其成分主要为聚苯乙烯（PS）、聚乙烯（PE）。微塑料在所调查的淡水养殖池塘中污染较轻且风险等级较低;微塑料PS对斑马鱼96 h的半致死质量浓度LC₅₀为407.93 mg/L,具有中等毒性。随着微塑料PS质量浓度增加和暴露时间延长,斑马鱼抗氧化酶（CAT、SOD、GST）活性和GSH活性整体均呈下降趋势,而GPx活性和MDA含量则呈上升趋势,TNF-α和IL-1β基因表达量异常上升。【结论】微塑料在典型淡水养殖池塘中的表层水、底泥沉积物及养殖生物中均有检出,且主要通过对斑马鱼的抗氧化防御系统和免疫系统产生实质性损害,进而威胁生物生长与安全,应予以重视。     

淡水养殖池塘微型和超微型浮游植物的群落结构组成

为了解淡水养殖池塘浮游植物群落结构组成,于2018年6—9月对加州鲈Micropterus salmoides 2个养殖池塘进行定点采样,分别采用显微镜观察法和高通量测序技术对池塘内微型浮游植物(粒径>3.0μm)和超微型浮游植物(粒径为0.2～3.0μm)的群落结构进行了研究.结果表明:微型浮游植物叶绿素a含量为5....     

淡水养殖池塘微型和超微型浮游植物的群落结构组成

为了解淡水养殖池塘浮游植物群落结构组成,于2018年6—9月对加州鲈Micropterus salmoides 2个养殖池塘进行定点采样,分别采用显微镜观察法和高通量测序技术对池塘内微型浮游植物(粒径>3.0μm)和超微型浮游植物(粒径为0.2～3.0μm)的群落结构进行了研究。结果表明：微型浮游植物叶绿素a含量为5.25～9.79μg/L,超微型浮游植物叶绿素含量为0.62～2.03μg/L,超微型浮游植物对总浮游植物叶绿素a浓度的贡献率为9.8%～17.2%,显著低于微型浮游植物(82.8%～90.2%)(P<0.05);养殖池塘微型浮游植物共有4门(蓝藻门Cyanophyta、硅藻门Bacillariophyta、绿藻门Chlorophyta和裸藻门Euglenophyta)24属,其中蓝藻门占绝对优势,6—9月,其含量逐月减少;以传统分类学界定为前提,高通量测序结果中只发现1种超微原核浮游植物(聚球藻Synechococcus),其6、7月相对丰度明显高于8、9月;除聚球藻外,粒径0.2～3.0μm的浮游植物中同时发现其他6属超微原核浮游植物;超微真核浮游植物分别隶属于4门(淡色藻门Ochrophyta、双鞭毛虫门Dinoflagellata、隐藻门Cryptophyta和绿藻门)7纲,其中绿藻纲Chlorophyceae占绝对优势。研究表明,与超微型浮游植物相比,非贫营养化养殖池塘更适合于微型浮游植物的生长。     

水产养殖尾水初沉区中净化材料的应用对微生物酶活性的影响

通过检测除氮型改性凹凸棒土（Al@TCAP-N）和火山石的内部及周围水体有关氮、磷、有机物分解的酶活性和水质指标,利用高通量测序对材料和水体中的细菌和真菌进行分析,以研究尾水处理系统初沉区中水质净化材料处理尾水营养盐的机制。结果表明,Al@TCAP-N和火山石能增加其周围水体微生物碱性磷酸酶（AKP）、硝酸盐还原酶（Nar）活性;火山石能在早期（0~6 h）提高其内部有机磷水解酶（OPH）、氨单加氧酶（AMO）的活性;Al@TCAP-N能在后期（36~48 h）增加其内部脱氢酶（DHO）的活性;净化材料相互对比发现,火山石内部的酶活性整体高于Al@TCAP-N内部的酶活性;本试验表明水质处理最佳时间为36 h,总氮（TN）、总磷（TP）、高锰酸盐指数（COD_Mn）的去除率分别为22.61%、9.52%和22.16%。在实际应用过程中,可通过Al@TCAP-N的吸附和火山石负载的微生物的双重作用降低水中营养盐的含量。浮霉菌门（Planctomycetes）、变形菌门（Protepbacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）和壶菌门（Chytridiomycota）分别是材料表面微生物细菌和真菌中的主要门类。火山石能在净化初期促进有机磷化合物分解和硝态氮（NO₃^--N）转化为亚硝态氮（NO₂^--N）,Al@TCAP-N在净化后期促进有机物的分解。Al@TCAP-N和火山石能促进水体中含磷化合物的分解和氮的转化。     

丰产鲫精养池塘氮磷的动态与收支

对2个不同的丰产鲫(Carassiusauratus var.pengzenensis)池塘的氮、磷动态和收支进行为期3个月的测定。结果表明,养殖期间水柱中各种形态的氮磷含量在试验后期有显著的提高,其中A塘的总氮和总磷分别上升了7.8倍和4.4倍,B塘总氮和总磷分别上升了3.6倍和2.4倍。但2个池塘底泥氮磷含量在试验前后并无显著差异。饲料是鱼塘氮磷营养盐的主要来源,平均分别占池塘的氮输入的88%和磷输入的96%。A塘中的氮磷营养盐以鲫鱼鱼体产出分别占氮磷总支出的29.73%和10.06%。而B塘分别占氮磷总支出的31.29%和9.03%。大部分的氮(平均为53%)和磷(平均为87%)以沉积物的形式沉积到底泥,或者随着渗漏水流失以及通过脱氮作用、氨挥发等其他的途径离开水体。     

淡水养殖塘甲烷通量观测时段的选取对年排放量的影响研究

淡水养殖塘是甲烷（CH₄）排放的热点区域。准确观测CH₄年排放量还存在较大挑战,尤其是采用低频的观测方法。因此,本研究以亚热带长江三角洲区域典型淡水养殖塘为研究对象,基于涡度相关方法（Eddy covariance,EC）测定的2016—2020年养殖塘水-气界面高频连续CH₄通量数据,探讨了对淡水养殖塘CH₄通量进行箱式法等低频观测时,在一日内的最佳观测时间以及一年内的最佳观测日数,从而实现对CH₄年排放量的准确估算。结果表明：一日当中最佳的观测时间春季为14：30—16：30、夏季和秋季为6：30—8：30、冬季为11：30—13：30,与EC连续观测获取的各季节日均值比较,以上选取方案估算的日均值不确定性最小,变化范围为0.1%~4%;在准确估算日均值的基础上,对于一年内的最佳观测天数,建议至少需要在全年均匀选取80 d,即观测频率为每月6~7 d,且均匀分布在每月的上中下三旬,才能够达到一年内连续观测获取的年均值±20%之内的高精度估算。当全年观测日数少于20 d时,CH₄通量年均值估算的不确定性可高达50%。该研究结果可在无高频连续CH₄通量观测前提下,为养殖水体CH₄通量观测时段方案设计以及降低内陆水体碳收支估算不确定性等提供科学依据和参考。