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水产养殖池塘的污水影响

克劳德·博伊德,博士

污染负荷因系统和其他因素而异

 出水
随着时间的流逝,水产养殖废水对接收水的影响会成倍增加。

污水对水体的影响很难准确预测,因为有几个相互作用的变量起作用。污染物的量或负荷取决于污水量和污染物浓度。废水对接收水体的可能影响不仅取决于污染负荷,还取决于污染物被吸收的速率。 

如果污染负荷不超过接收水体的同化能力,则不会产生负面影响,除了可能在废水最初与接收水混合的区域外。这就是即使对于小体积和污染负荷的废水也应避免高浓度污染物的原因。 

累积效应

废水对接收水的影响从无影响到水质的一个或多个方面的严重降解。这些影响可能是隐蔽的,因为污染负荷通常会逐渐增加,并且直到负荷最终超过同化容量并导致水质恶化,才会观察到负面影响。 

例如,向湖泊中输入的养分可能会在许多年内增加,但是浮游植物茂密开花和其他富营养化症状可能会突然发作。图1说明了农村地区一个湖泊的流水现象,多年来该流域的居民不断增加。传统上,该湖水清澈,具有较高的Secchi圆盘能见度,但养分的输入一直增加,直到浮游植物开花导致浊度突然增加,这表明该湖已变得富营养化。

能见度
图1:在流域人口稳步增加的乡村湖泊中水随时间的可见性

理解有限

关于水产养殖废水对给定水体的影响,通常很难进行有意义的对话,因为利益相关者不了解如何将有关污染源和污染物数量的信息与可能的环境结果联系起来。进入水体的水产养殖废水中养分,有机物和悬浮固体的浓度和数量可能是已知的。但是,通常缺乏将水产养殖的污染负荷与其他污染源进行比较所需的信息,并且很少了解水体的吸收能力。此外,除非水质变化明显,否则一些利益相关者会认为污染并未发生。 

家庭垃圾

生活废水是一种常见的污染源,与构成该源的人数成正比。大多数利益攸关方都知道这一点,但没有利益攸关方的人们很容易相信,水域的污染程度往往与集水区人口的数量成比例地增加。许多水产养殖者对鱼类和虾类养殖场附近城镇和村庄的污染可能造成的影响表示关注。

表1提供了有关人类选择的污染物对污水的典型人均贡献的数据。不出所料,与发达国家相比,生活在发达国家中的人倾向于产生更多的污染物。

博伊德,典型废水成分数据,表1

参数 发达国家
范围
发达国家
意思
发达国家
范围
发达国家
意思
生化需氧量49.00-120.0062.5027.0-68.050.60
悬浮固体总量55.00-96.0088.2041.0-72.044.80
总凯氏氮1.00-22.0011.504.0-14.09.90
总磷0.15-4.502.480.4-2.00.55
表1.六个发展中国家和七个发达国家的典型废水成分数据(克/人均/天)。资料来源:Metcalf和Eddy,Inc.的废水工程。

发展中国家和发达国家的年均捐款分别如下:生化需氧量(BOD),18.5千克和22.8千克;总悬浮固体(TSS),16.4千克和32.2千克;总凯氏氮(TKN),3.62千克和4.20千克;总磷分别为0.20 kg和0.91 kg。

水产养殖废物

这些人类对污水的贡献可以为水产养殖设施产生的废物量提供视角。例如,在封闭系统的虾类生产中,只有在排干池塘进行收获时才释放废水。一个1公顷深度为1.5米的池塘,每年每季两次可生产4公吨虾。废水总量为30,000立方米。 

虾类养殖的结果是,池塘水中水质变量浓度的增加通常约为每升BOD 10毫克,每升TSS 15毫克,每升TKN 3毫克和每升总磷0.3毫克。因此,每吨虾的年污染物量约为37.5公斤BOD,56.2公斤TSS,11.25公斤TKN和1.12公斤磷。在发展中国家,每吨虾的人畜当量废水当量为BOD 2.05千克,TSS为3.42,TKN为3.1,总磷为5.6。 

一家每年生产500吨虾的养殖场,其废水中的磷负荷量等于一个2800名居民镇的磷污染潜力。在一个使用封闭系统每年生产100,000吨虾的国家中,对虾养殖的水污染负荷将等于205,000至560,000居民的负荷,具体取决于为比较选择的变量。 

半精养网箱养殖

在使用水交换的养殖场中,虾类养殖废水的总当量要大得多,因为有机物,悬浮固体和养分将从池塘中冲走而不是在池塘中吸收。研究表明,每天交换水量为10%至20%的半精养虾养殖池塘每公吨虾可释放7或8千克磷,而上述示例中为每公吨1.12千克。

网箱或水道养殖的污染负荷比池塘养殖大得多,因为这些系统不会吸收养殖单元内的废物。作为参考,估计生产1吨罗非鱼可向水中释放65.1千克TKN和9.1千克总磷。 

在发展中国家,每年生产5,000吨罗非鱼的网箱养殖操作将排放TKN,相当于89,917人,总磷等于227,500人。罗非鱼养殖场将给湖泊带来的污染负荷等于小城市的污染负荷。但是,如果湖泊可以吸收废物,水质不会恶化。

在发达国家,鳟鱼生产最频繁。据报告,鳟鱼赛道中的典型废物产生量为每吨鱼1156千克TSS,315千克BOD,50千克TKN和13.9千克磷。每公吨鳟鱼的人口当量分别为35.9公斤,13.8公斤,11.9公斤和15.2公斤。显然,就污染潜力而言,相当大的鳟鱼养殖场也相当于一个小城市。

废水
生活污水的影响是位于发达地区附近的水产养殖设施的关注点。

各种来源

将水产养殖设施的水污染潜力与人口的水污染潜力进行比较,清楚地表明,水产养殖可以成为重要的污染源。水产养殖设施不应被视为污染源,但是,养猪场,鸡舍和牛饲料场也会产生废物。 

缺乏证据表明水产养殖比其他种类的动物生产更集中污染。相反,与其他废水相比,大多数水产养殖设施释放的水通常具有较低的污染物浓度。例如,人类原污水的BOD通常为每升250至500毫克,而池塘污水中的BOD通常少于20毫克。 

尽管污染物浓度低,但水产养殖设施经常有大量废水,导致大量污染。幸运的是,可以通过选择合适的地点,限制生产和采用好的管理规范来避免或减轻水产养殖对环境的不利影响。

(编辑’注意:本文最初发表于2006年6月的 全球水产养殖倡导者


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