真江蘺對養(yǎng)殖水體的生態(tài)修復研究.pdf

1、本文主要以真江蘺(Gracilaria asiatica)為實驗材料，分別研究了真江蘺的氨氮吸收動力學特征、真江蘺對美國紅魚綜合循環(huán)養(yǎng)殖系統(tǒng)與鯛科魚類網箱生態(tài)養(yǎng)殖系統(tǒng)水質改善作用，建立了真江蘺對氨氮的吸收動力學方程，真江蘺-美國紅魚綜合循環(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/魚類網箱生態(tài)養(yǎng)殖系統(tǒng)建立與推廣應用提供重要科學依據(jù)，為綜合循環(huán)養(yǎng)殖系統(tǒng)達到“零”排放、減輕網箱養(yǎng)殖對海區(qū)污染和抑制赤潮

2、發(fā)生具有重要作用。 一、真江蘺對氨氮去除效率與吸收動力學研究 在實驗室水平上測定了真江蘺培養(yǎng)密度對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)下的氨氮吸收動力學特征以及不同起始濃度NH4-N對其吸收速率的影響。實驗結果如下： (1)真江蘺密度梯度實驗 真江蘺密度為2～24g-1時，5h內隨著藻體密度增大和實驗時間延長，真江蘺去氨氮能力也增強。當藻體密度為24g·L-1時，真江蘺在

3、5h內去除氨氮效率最高，達到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)氨氮濃度梯度實驗 在起始濃度梯度實驗中，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)時間的延長而降低。氮半饑餓和氮飽和江蘺對NH4-N的吸收差別不顯著：當氨氮濃度為300～500gmol·L-1時，氮半饑餓的真江蘺在起始1h內有一個快速吸收階段(40.7～102.1lamol·g-1·h-1)，吸收速率與NH4-N濃度幾乎成正比，此時不符合米氏動力學飽和方程，而

5、在低N濃度下(100～200gmol·L-1)，藻體對NH4-N的吸收則沒有出現(xiàn)這種現(xiàn)象；隨著培養(yǎng)時間延長，直到NH4-N濃度達到一定限度時，吸收速率可達到一極大值而符合米氏動力學飽和方程。 二、真江蘺-美國紅魚綜合循環(huán)養(yǎng)殖系統(tǒng)模式研究 本實驗建立了兩套生物承載量不同的真江蘺與美國紅魚的循環(huán)水生態(tài)養(yǎng)殖系統(tǒng)，比較了其生態(tài)效益和經濟效益，實驗結果如下： 初步建立了真江蘺．美國紅魚綜合循環(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，真江蘺和美國紅魚均能健康生長，而對照組在8天后全部死亡。表明采用綜合循環(huán)養(yǎng)殖系統(tǒng)具有一定的應用價值。 系統(tǒng)運轉后，真江蘺低密度組(1g·L-1)藻體生長速度最快，日均生長率可達3.06％，而高密度組(9g·L-1)日生長率最小，僅為1.13％。美國紅魚密度為18g·L-1、27g·L-1、36 g·L-1和45 g·L

7、-1組的魚日生長率分別為0.1％、0.072％、0.08％和0.064％，(p<0.05)。系統(tǒng)運轉27天后，循環(huán)系統(tǒng)(A)真江蘺和美國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)藻和魚生長速度比循環(huán)系統(tǒng)(B)高。如何提高魚生長速率有待進一步研究。 真江蘺對紅魚循環(huán)系統(tǒng)水質具有明顯改善作用，魚承載量可以達

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依次對系統(tǒng)水體產生沖擊力，且分別最高可達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多天后才能恢復平衡并達到穩(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行了真江蘺與鯛科魚類的海水網箱綜合生態(tài)養(yǎng)殖研究。結果表明，真江蘺對魚類網箱養(yǎng)殖區(qū)的 富營養(yǎng)化海水具有良好的生態(tài)修復效果，且魚未發(fā)生病害及死亡現(xiàn)象。 (1)夏季實驗 在夏季(2006年8-9月)實驗中，22d真江蘺平均日生長率達到13％，真江蘺對網箱養(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％，修復區(qū)水體無機N、P濃度均顯著低于對照區(qū)(p<0.05)。修復區(qū)海水由劣Ⅳ類海水轉變?yōu)镮II類海水。 (2)春季實驗 在春季(2007年5月)實驗中，真江蘺對NH4-N的去除效率高于夏季，10d內去除率可達86.4％，而PO4-P、NO3-N和NO2-N的去除效率分別為12％、45％和32％。24h內，修復區(qū)的DO濃度顯著高于非修復區(qū)(p<0.05