臭氧水处理技术在对虾养殖中的应用

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我国对虾养殖自我污染和病害的传播蔓延日益加剧，探索和开发可操作性强、效果显著的养殖水质综合调控技术，对推动对虾养殖业的可持续发展具有重要的意义。

文/海南大学、海南省热带水生生物技术重点实验室 鲁春雨 赖秋明 陈金玲 苏树叶

我国对虾养殖自我污染和病害的传播蔓延日益加剧，严重危及对虾养殖业的健康发展。探索和开发可操作性强、效果显著的养殖水质综合调控技术，通过优化和改善池塘养殖环境，减少对虾养殖废水的排放，提高经济和生态效益，对推动对虾养殖业的可持续发展具有重要的意义。

臭氧是一种强氧化剂，具有极强的氧化能力，能快速分解水中有机物，杀菌力较强。臭氧在水产养殖中的应用，可通过其氧化反应起到灭菌、分解有机物和提高水体溶解氧浓度的作用，从而净化和改善池塘养殖水质。近几年，臭氧在水产养殖生产中的应用研究越来越广泛。孙广明等（2000）曾采用臭氧处理水进行海胆育苗及单细胞藻类培养试验；陈淑琴等（2001）曾利用臭氧处理水开展虾、蟹幼体培育试验；柳超等（2009）将臭氧水处理技术应用于凡纳滨对虾的养殖生产；他们的试验研究均取得明显的效果，为臭氧在水产养殖生产中的应用积累大量的有用数据。

本试验通过在凡纳滨对虾的精养池塘中通入微量臭氧，监测养殖水质的变化情况以及对虾摄食生长状况，探讨臭氧水处理技术的应用对养殖水质和对虾养殖效果的影响，为臭氧在水产养殖的应用和推广提供参考。

一、材料与方法

1 实验材料
该实验研究于2009年9月21日至2010年1月18日期间在海南文昌市强光对虾养殖场进行，其中实验池塘2口，对照池塘1口，面积均为0.1hm2，平均水深120cm，池塘四边及底部铺设地胶膜进行防渗护坡，底部铺设厚度为20cm的细沙。养殖水源为砂滤海水，盐度变化范围24.0-28.9。
实验所放养的虾苗为进口SPF凡纳滨对虾亲虾繁殖的子一代虾苗，体长0.8-1.0cm，经检测不携带WSSV、TSV、IHHNV等特定病原。

2 实验设置
实验池塘A1和A2各设置功率1.0 kw的浆叶式增氧机1部和附臭氧发生器的射流式增氧机1部，臭氧发生器额定功率50 W，产臭氧量为3 g/h，放养虾苗70d以后才开始每周换水1次，每周换水量为总水体的20％；对照池塘B1仅设置功率1.0kw浆叶式增氧机2部，放养虾苗20d后每周换水2次，每次换水量为总水体的20％。实验池塘和对照池塘的放养密度均为195万尾/ hm2。
实验期间，每天用仪器现场测量池水的溶解氧、pH值；每20d分别从3口池塘采集水样，带回实验室测定池水的化学耗氧量、总氨氮、亚硝酸盐氮和叶绿素a含量。

二、结果

1 pH值
各池pH值变化范围为8.01-9.60，均呈微碱性且相对稳定（见图1），实验池塘和对照池塘的平均值无显著性差异(P>0.05)。


图1 不同池塘pH的变化

2 溶解氧
在整个养殖试验期间，实验池塘A1、A2的溶解氧含量的变化范围分别为5.25-9.69 mg?L-1、5.78-8.62 mg?L-1，对照池塘B1的溶解氧含量的变化范围为5.65-8.51mg?L-1。（见图2）每次测定时间都在上午9:00左右，测得日间各池塘水中的溶解氧浓度都基本在5.25 mg?L-1以上。

图2 不同池塘DO的变化


尽管实验池塘在养殖生产的前、中期不换水，后期换水量也只有对照池塘的50%，但池水的溶氧仍然维持在较高的水平，且与对照池塘的溶解氧浓度没有显著性差异(P>0.05)。

3 亚硝酸盐氮
实验池塘A1和A2的亚硝酸盐氮浓度在60d前一直保持在较低的水平，变化范围分别为0.0035-0.0826 mg?L-1和0.0030-0.1397mg?L-1，但养殖后期的亚硝酸盐氮浓度呈快速上升态势（见图3），其中实验池塘A1的最高浓度达到1.9954 mg?L-1；与实验池塘相对，由于对照池塘B1在养殖过程自始至终实施适量换水，池水中亚硝酸盐氮浓度始终维持在较低的水平，变化范围在0.0368-0.4852 mg?L-1之间。


图3 不同池塘亚硝酸盐氮浓度的变化


4 总氨氮
在养殖期间的前80d，各池塘水中的总氨氮浓度一直维持在较低的水平，均在0.0294-0.1852mg?L-1的范围内波动；但在养殖后期（80d以后），3口池塘水中的总氨氮浓度呈现出快速上升的趋势，与对照池塘B1相比，A1、A2的总氨氮浓度升高的幅度更大，其中实验池塘A1的最高浓度达到了0.9357 mg?L-1（见图4）。


图4 不同池塘总氨氮浓度的变化

5 化学耗氧量
在养殖前期（前40d），池水的COD值随养殖时间的延长而增加；养殖中、后期池水COD值趋于稳定，在7.0162-10.362mg?L-1的范围内波动（见图5），但3口池塘间池水的COD值没有显著性差异。


图5  不同池塘化学耗氧量的变化

6 叶绿素a
在整个养殖期间，实验池塘A1、A2和对照池塘B1池水中的叶绿素a含量一直较为稳定，在67.095-371.592μg?L-1的范围内波动，3口池塘之间并无显著性差异（见图6），藻类生长正常，水色稳定呈黄绿色。


图6 不同池塘叶绿素 a 含量的变化

7 对虾养殖效果
实验池塘A1和A2的虾苗放养成活率分别为59.3%和71.8%，分别比对照池塘B1提高了6.7％和19.2％，单位面积产量分别提高了16.10％和39.33％，饵料系数分别降低了9.0%和10.5%，对虾生长速度也略快于对照池塘B1，但差异很小（见表1）。

表1 3 口池塘的对虾养殖效果


三、讨论

1 养殖试验期间池水pH值的变化
周丽彬（2007）报道养殖凡纳滨对虾池水适宜的pH值范围为7.7-8.8。该对虾养殖试验自始至终，3口不同养殖池塘池水的pH值一直呈现出微碱性，均维持在凡纳滨对虾适宜生长的范围内。在对虾养殖池塘，池水pH值的变化主要受水中溶解性有机物和CO2含量的影响，水中溶解性有机物和CO2含量升高，水的pH值则会下降，否则反之。

该试验中，尽管实验池塘A1和A2在养殖前期、中期没有换水，养殖后期换水量也只有对照池塘的50%，但池水的pH值保持在8.0以上，笔者认为，微量臭氧的输入对促进池塘有机物的氧化分解以及池水浮游植物的稳定生长在维持池水酸碱度方面起到主要的作用。

2 养殖试验期间池水溶解氧含量的变化
溶解氧含量的高低直接影响到对虾的摄食生长，保持养殖水体中足够的溶解氧，不仅可保证对虾正常代谢的需要，而且可促进水中有机物的氧化分解，转化或降低有毒物质的含量，强化养殖水体的物质循环和自净化作用，对改善水质和底质都有积极的作用。

该试验中，尽管实验池塘A1和A2的换水量比对照池塘B1大大减少，但池水溶解氧含量仍然始终保持在5.25mg?L-1以上，且与对照池塘B1对照池塘没有明显的差异。说明在养殖池塘中设置小功率臭氧发生器，通过输入微量臭氧的方法，可促进池塘有机物的氧化分解，而且可有效提高池水的溶解氧水平。

柳超华等（2009）的实验研究结果已证明这一点。

3 养殖试验期间池水化学耗氧量的变化
该养殖试验中，养殖前期（40d内）3口池塘的COD值随着养殖时间的延长、对虾投喂量的增加呈现出直线上升的趋势；但在养殖的中、后期，尽管对虾的投喂量增加，但池水的COD值仍然维持在一个相对稳定的水平。与对照池塘相比，虽然实验池塘A1和A2在整个养殖过程的换水量大幅减少，但养殖中、后期的COD值仍然能保持相对稳定，始终在7.0162-10.3620mg?L-1的范围内波动，基本上与对照池塘的COD值保持在同一水平，没有明显的差异，这说明臭氧在促进池塘有机物的分解矿化方面起到了一定的作用，与传统的换水排污有异曲同工的效果。

陈淑琴等（2001）的实验结果也证明经臭氧处理后，海水的COD值可得到快速下降，而且当水中有机物含量高时，其COD值下降的速度更快。除此之外，该养殖试验中、后期池水COD值能保持相对稳定也与浮游动物有密切的关系。

因为该试验自始至终没有进行水体消毒，池水中浮游动物（包括原生动物、轮虫和桡足类）的种群数量较大且较为稳定，整个养殖过程笔者共进行6次的采样定量分析，原生动物的平均密度为94976 ind?L-1，轮虫975ind?L-1，桡足类323ind?L-1，浮游动物的滤食作用进一步强化了池塘腐屑食物链的生态功能。

4 养殖试验期间池水亚硝酸盐氮和总氨氮含量的变化
实验结果反映出臭氧的使用对亚硝酸盐氮和总氨氮的影响较小。在虾苗放养60d内，实验池塘和对照池塘水中的亚硝酸盐氮浓度一直维持在较低的水平，因为此时对虾个体较小，由含氮有机物分解而产生的亚硝酸盐含量较少，只要池水中的藻类生长正常并维持适宜的种群密度，通过藻类光合作用的吸收利用则可将其控制在较低的水平；但在养殖中、后期的情况发生很大的变化，对虾养殖60d后，实验池塘A1和A2池水中的亚硝酸盐氮浓度开始快速上升，但对照池塘的浓度依然维持在较低的水平。

笔者认为，随着对虾的长大和投喂量的增加，亚硝酸盐氮产生的量已超出藻类生长繁殖所需的量，亚硝酸盐氮开始在水中积累。

与此同时，由于臭氧的氧化作用未能对亚硝酸盐氮产生影响，加上养殖后期实验池塘的换水量只有对照池塘的50%，所以导致实验池塘水中亚硝酸盐氮的浓度远高于对照池塘。氨氮含量的变化与亚硝酸盐氮的情况有点相似，对虾养殖80d后，实验池塘和对照池塘的总氨氮含量均开始快速上升，臭氧的使用并不能有效扼制总氨氮浓度的上升，这与柳超等（2009）的实验结果相似。

5 养殖试验期间水中叶绿素a含量的变化及对虾生长效果
实验结果表明，在养殖试验过程中，3口池塘水中叶绿素a的含量一直较为稳定，在67.095-371.592μg?L-1的范围内波动，且在实验池塘与对照池塘之间并没有显著性差异。

叶绿素a含量间接反映出池水浮游植物的生物量，从池水叶绿素a含量的变化情况也反映出浮游植物的生长繁殖在整个养殖过程一直处于稳定的状态，说明实验池塘中输入微量的臭氧对浮游植物的生长并未产生不良的影响。

比较3口池塘对虾生长和收获的情况，实验池塘的对虾生长速度、养殖成活率和单位面积产量等经济指标都优于对照池塘，也说明养殖试验中微量臭氧的使用并未对对虾的摄食、生长产生负面的影响。姜国良等（2001）的实验结果也证明了虾类对于臭氧残留的敏感性远低于鱼类，认为对虾在鳃的位置具有惰性的几丁质外壳和敏感的膜层结构，对臭氧有较好的抗氧化作用。

四 结语
试验结果表明，微量臭氧的应用对浮游生物的生长繁殖和对虾的摄食生长并没有产生负面的影响；在对虾养殖池塘中直接通入微量臭氧，可有效提高养殖水体的溶解氧水平，加快有机物的分解矿化；臭氧水处理技术和传统的生物净化技术在对虾养殖生产的组合应用，将有利于强化养殖池塘生态系统的自净作用，改善和优化池塘养殖水质，减少对虾养殖过程的换水排污，从而提高对虾养殖的经济效益和生态效益，对推动对虾养殖业的健康持续发展具有重要意义。

该试验是一次探索性的尝试，尚未开展剂量梯度的试验，对最佳应用剂量的探讨将有待今后进一步的研究。

yanwuxu1202

ph值，溶氧量，叶绿素a

养虾人

真希望这样的实验多一些.