海水养殖池塘赤潮危害的应急治理措施

Ξ第20卷　第3期2002年9月

东 海 海 洋

DONGHA IM AR INE SC IENCE

V o l120　N o13

Sep t1,2002

文章编号:10012909X(2002)0320045207

海水养殖池塘赤潮危害的应急治理措施

张志道

(国家海洋局第二海洋研究所,浙江杭州　310012)

摘　要:由于近海水域生态环境因素的变化,赤潮生物常常侵袭到海水养殖池塘中,给养殖业

造成严重威胁。根据多次处理海水养殖池塘受赤潮生物危害的经验,对赤潮的认识、常用赤潮

治理药物的使用、赤潮生物大量形成后的处理方法作一些简要介绍。

关键词:海水养殖池塘;赤潮生物;赤潮治理

中图分类号:X55 文献标识码:B

在赤潮研究领域中,赤潮治理研究进展最为缓慢[1],有关赤潮治理方法的研究虽有多种报道,但鉴于赤潮治理对环境保护和经济、可操作性等方面的要求,能普遍推广应用的方法不多。目前在赤潮治理方面采用较多的还是化学方面的方法,化学方法也在向低毒和无毒方向发展[2,3],问题是用此法进行大面积治理的可操作性难度较大。本文认为赤潮治理的最终出路是以物理方法为主,以化学方法为辅。

1　海水养殖池塘赤潮生物的成因及其危害

海水养殖池塘中的赤潮生物往往是在周边海区发生赤潮之后才大量出现的。可能是赤潮生物或赤潮生物休眠体(孢子、孢囊)在潮汐和海流的作用下进入养殖塘后,在适宜的环境条件下萌发和繁殖所至。养殖池塘的有机物和营养盐十分丰富,为赤潮生物的生存与繁殖提供了有利条件[4,5]。

养殖池塘发生赤潮时,只要仔细观察,基本都能发现水色的变化。赤潮生物大量爆发时并非使海水都呈现红色,海水的颜色取决于形成赤潮的优势种。以夜光藻为主形成的赤潮,使海水呈粉红色或砖红色;以某些双鞭毛藻为主形成的赤潮,一般使海水呈绿色或褐色;以某些硅藻为主引发的赤潮,一般使海水呈黄褐色或红褐色;而以膝沟藻为主引发的赤潮,海水往往没有出现明显的颜色变化[6]。

夜光藻是不具有自养功能的原生动物,夜光藻赤潮都由夜光藻伴随其它赤潮藻类一起Ξ收稿日期:2002201220

作者简介:张志道(1955-),男,浙江建德市人,工程师,主要从事海洋生物方面的研究。

发生,在夜光藻赤潮中夜光藻主要扮演捕食者的角色。由于夜光藻本身无毒,同时限制了其它赤潮生物的数量,所以夜光藻赤潮的危害主要视其它赤潮生物种类而定。在夜光藻赤潮发生过程中最重要的是防止养殖动物的缺氧,特别是赤潮消亡时的严重缺氧。由双鞭毛藻引发的赤潮危害最大,往往能产生麻痹性毒素、神经性毒素和溶血性毒素的赤潮生物绝大多数是双鞭毛藻类,特别要引起高度重视是使水色发生褐色变化的双鞭毛藻赤潮。由硅藻引发的赤潮主要应防止养殖动物夜间缺氧,特别要关注04时至08时的高危缺氧时段动物易缺氧。

我国近海的赤潮生物约有90多种,其中的30%左右是有毒种。常见的赤潮种类有夜光藻N octiluca scin tillans 、原甲藻P rorocen trum spp .、裸甲藻Gym nod in ium spp .、多甲藻p eri 2d in ium spp .、骨条藻S keletone m a costa tum 、菱形藻N itz sch ia spp .、星杆藻A sterionella spp .、根管藻R h iz osolen ia spp .、角毛藻Chaetoceros spp .、弯角藻E ucam p ia spp .、束毛藻T richod es m ium spp .、角藻Cera tium spp .、膝沟藻Gony au lax spp .及一些纤毛虫C ilica tes 和中缢虫M esod in ium ,有些兰藻Cy anop hy ta 和细菌B acillus 也能引发赤潮。甲藻门PYRRO PH YTA 和硅藻门BA C I LLA R I O PH YTA 是发生赤潮的两个主要门类。

赤潮的危害主要为缺氧性危害和中毒性危害[7～9]。缺氧性危害是赤潮灾害中最普遍的现象,当赤潮生物处在自养繁殖期时,夜晚不但不产出氧气,而且还要消耗水中大量的溶解氧,特别在凌晨至日出前,养殖池塘里的溶解氧十分稀少,常常会出现鱼群浮头、死亡,蛏子浮出水面等现象;有些赤潮生物(如涡鞭毛藻类)能向体外排出大量的粘性物质,这些物质会粘附在鱼、虾、贝类的鳃上,造成窒息死亡;当赤潮生物密度增加到一定程度时,因耗尽了水中的营养盐并造成自身缺氧而成批死亡,死亡的赤潮生物被细菌分解又需要消耗大量的氧,使水体加重缺氧,导致养殖生物的死亡,甚至绝产。由赤潮造成的中毒性危害的原因较为复杂,赤潮生物毒素基本由甲藻类产生,目前仅知道硅藻有3种菱形藻会产生毒素,有些裸甲藻能分泌剧毒的藻毒素;一些甲藻能分泌化学成分十分稳定的甲藻毒素;这些毒素可分为神经性贝毒甲藻素、麻痹性贝毒素和溶血性贝毒素,对动物的心肌呼吸和神经中枢起阻碍作用,或具有溶血作用,使鱼、虾、贝类死亡[10～12]。赤潮还能造成间接中毒危害,当细菌分解死亡的赤潮生物时,往往会产生大量的硫化氢和甲烷,这些有毒物质会使水体中的生物中毒死亡。此外因赤潮造成的环境恶化也会引起养殖动物的死亡[8]。

造成赤潮危害的浮游生物密度不一定要很高,有时海水中浮游生物密度仅为200个 L ,肉眼还觉察不到水色的变化,鱼、虾、贝类就均已被毒死;有时每升海水中浮游生物密度高达几万至几百万个,鱼、虾、贝类才出现死亡现象[6]。可见对有毒赤潮生物的识别和及时治理是防灾减灾的关键。

观察水色只是在经验的基础上初步识别赤潮生物可能产生某种危害的一种方法;观察养殖动物的活动情况有何异常变化,是进一步识别赤潮生物危害的一种方法,准确的识别方法是对赤潮生物样品进行显微观察定性和对水样进行化学分析[13～15]。

2　对海水养殖池塘赤潮的应急治理方法

以往对海水养殖池塘赤潮生物的治理,普遍采用的是纯化学方法,用化学方法防治赤?64?东　海　海　洋20卷3期　

潮危害,效果好,见效快,且简单易行,但副作用较大。本文介绍的是一种以物理方法为主的综合治理赤潮的方法。

211　养殖池塘表层水中出现大量赤潮生物时的治理方法

在气候良好,阳光明媚的天气,绝大多数赤潮生物会从养殖池塘底层上移到表层,在09时左右赤潮生物基本都已上升到了表层,这时是对赤潮治理的最佳时机。由于赤潮生物的活动能力很弱,在海风的作用下,它们不能均匀地分布在水面上,只能随风飘向养殖池塘的一边或一角,有时被挤压到一个十分狭小的区域,这时可以采取以下措施:用专用捞网捞掉大部分的赤潮生物(注意捞时不要急剧搅动水体,应轻手轻脚尽量把赤潮生物捞净);捞不起时,立即在迎风面的边角上(一般在捞过的地方向养殖池塘中央延伸10m )用药物处理,选用药物最好能对征下药(针对赤潮原因生物种类选药),药量根据泼洒面积的水体计算,方法一般是用淡水先把药物溶解在桶里,再泼洒到需要的地方,然后用棍棒轻轻搅动水体,动作要求是快速高效(这时鱼、虾类均已逃离该区域,而赤潮生物还集中在这一区域)。对有毒药物施药2～4h 后,可根据需要在兜风处用水泵把多余的药物和含大量赤潮生物的不良水体抽出养殖池塘外[面积为6667m 2(10亩)的养殖池塘,用普通潜水泵抽1～2h 即可]。

该方法的特点是经济、安全、快速、方便和有效。1986年,在浙江省宁波市梅山盐场用该方法治理了面积为7200316m 2(108亩)虾塘的赤潮危害,效果很好,未造成对虾死亡情况。同样是这次赤潮,却给周边许多养殖池塘(对赤潮生物未作治理的)造成了绝产的损失[4]。形成梅山养殖池塘赤潮生物的主要种类是夜光藻和原甲藻。笔者在第一时间(08时左右)发现有严重赤潮现象;第二时间(约09时起)采取捞除措施,捞除时应在第一次下网中尽可能多地把赤潮生物捞净,并避免过分搅动水体;第三时间(10时后)在治理区泼洒硫酸铜(总量为250g );第四时间(12时后)将治理区底层水抽到养殖池塘外;第五时间(24时后)再次取样观察,发现赤潮生物在养殖池塘的现存量已对养殖动物不构成危害(各时间段都进行有代表性样品的镜检分析)。在治理区,水体中的原甲藻密度从治理前

的大于1010个 L ,下降至102个 L 左右;夜光藻的密度也从108个 L 以上,下降到10个

L 左右(见图1)

。

图1　处理前后过程的赤潮生物密度变化

?

74?张志道:海水养殖池塘赤潮危害的应急治理措施

212　赤潮生物群位于养殖池塘中下层水中时的治理方法

阴雨天气,养殖池塘的赤潮生物一般都集中在中下层水中。具有自养和异养双重功能的赤潮生物,特别是异养功能较强的种类,当养殖池塘有充足的有机物时,即使在较好的气候情况下,有时也会聚集在中下层水中活动。对于这类赤潮的治理比较困难,方法也较多。下面介绍两种方法。

方法一:位于养殖池塘中下层水中的赤潮生物,在多数情况下是聚集在养殖池塘进水口两侧朝阳的塘角上或边角上,该层一般离水面20c m 左右,聚集的赤潮生物密度和面积视种类的不同和天气的好坏而定。治理时可用小型潜水泵慢慢地放入水中,从内侧到塘角边向外抽出(抽出的赤潮生物也可以通过过滤除之),当看到赤潮生物再次聚集后可再抽。用该方法对含有无毒种类的赤潮生物的养殖池塘进行1～3次抽除后,赤潮生物则难成害。对有毒种类的赤潮生物还需同时进行局部的药物处理。

方法二:对聚集面积较小、聚集密度较大的赤潮生物群,可在赤潮生物群周围隔2m 左右插一根竹竿,再用细筛网将其圈围,然后用潜水泵将赤潮生物带水抽出,之后再用药物作适当处理(根据需要可将经药物处理后的底层水再次抽出养殖池塘)。

以上方法于1999年在浙江省宁海县作了尝试,处理后养殖池塘的养殖动物未发生任何异常情况。

213　养殖池塘中赤潮生物分布较均匀时的治理方法

对养殖池塘中分布较均匀的赤潮生物的治理,其方法难度较大,也未做过治理实践。但笔者认为有两点非常重要,一是要掌握养殖池塘赤潮生物密度的高低情况,二是要了解赤潮危害情况是否紧迫,如果赤潮生物密度很高或是有毒种类,就必须及时采取治理措施。由于对这种情况的治理不是局部的,所以治理时应采取缓和效果好而负作用又小的方法,最好使用无毒药物或低浓度药物处理。建议尝试的方法有:(1)先设法消除或削弱赤潮生物自身的活动能力(用适量药物等),然后利用水流的力量将赤潮生物集中到养殖池塘出水口处,从出水口逐步排除;(2)观测赤潮生物是否有趋光性,若有则可在养殖池塘出水口处安装光源,引诱赤潮生物从出水口脱离养殖池塘。

当养殖动物出现浮头或死亡现象时,必须立即采取充氧措施。若未备充氧机,可利用水泵充氧。充氧设施最好离赤潮生物的处理现场远些,避免影响对赤潮生物的治理工作。3　海水养殖池塘赤潮治理常用药物的使用方法和注意事项

海水养殖池塘赤潮生物常常是在周边海区发生赤潮1～2d 之后才大量发生的,考虑到这时养殖池塘换水不便(需对海水进行专门处理)和药物的毒性问题,结合过去对养殖池塘赤潮生物治理的经验,列出以下赤潮治理药物及在一般情况下的使用量,供抗灾时参考。

(1)硫酸铜的质量分数:015×10-6～018×10-6(对蛏等贝类弃用;水体中的pH 值≤6时慎用;气温越高用量应越少)。

(2)高锰酸钾的质量分数:015×10-6～110×10-6(水体中的pH 值≤6时慎用;注意

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及时换水;忌重复使用)。

(3)氧化钙的质量浓度:13～17kg

66617m 3(水体中的pH ≥810时慎用)。(4)福尔马林(含体积分数为37%～40%的甲醛水溶液)的体积分数:15×10-6～18×10-6(水体中的pH 值≤6时慎用;发现药品有白色沉淀时弃用;勿与氧化性药物混用;注意及时换水)。

(5)二氧化氯的质量分数:012×10-6～015×10-

6(激活后使用)。(6)漂白粉(含有效氯的质量分数为25%～30%)的质量分数:018×10-6～110×10-6。

(7)过氧化氢的体积比:17～25mL L 。

(8)粘土的面积质量:1～2kg m 2。

(9)改性粘土的面积质量:011～012kg m 2。

(10)沸石粉的面积质量:015～1kg m 2。以上药物对赤潮治理均有明显效果,其中硫酸铜和高锰酸钾(浸泡时要避开阳光)的药效既快又好,但对环境的负作用较大,往往对养殖动物有一定的伤害作用。使用硫酸铜和高锰酸钾后要及时换水,防止M nO 2吸附在水生动物的鳃体上,造成呼吸危害和肢体发黑、脱壳困难等;对有蛏子等贝类的养殖池塘最好不选用硫酸铜。甲醛、二氧化氯和漂白粉的毒性也比较大,使用时要特别注意稀释和均匀泼洒。甲醛的毒性持久,用药12～24h 后应根据条件及时换水。二氧化氯对细菌引发的赤潮治理效果较好,但使用前需经活化剂活化。氧化钙也要注意使用方法,否则同样会造成预想不到的损失或达不到预期的效果。另外4种药物毒性均较小或几乎没有毒性,但还是要注意使用方法和效果。

对有毒种类的赤潮生物应选择氧化作用较强的药物,如C l O 2、CaO 、H 2O 2、K M nO 4及漂白粉等。该类药物不但能杀死赤潮生物,而且能与赤潮毒素发生氧化反应,缓解有毒种类的赤潮生物对养殖动物的中毒危害。

利用粘土的絮凝作用治理赤潮是目前世界上较为推崇的方法之一[16]。粘土是大自然的产物,具有一定的吸附作用和净化环境作用,特别是改性粘土的研究成果将为赤潮治理开拓更广阔的应用前景。粘土对赤潮生物起主要作用的是它表面的阳离子,阳离子含量越高

的粘土,其效果越好,用量越少①①。要求粘土粒径小于等于0102mm 的颗粒不少于60%,使

用时取粘土1份、水99份,溶解后的混浊液尽可能均匀地泼洒于出现赤潮的水面上。

能够用于赤潮治理的药物还很多,如次氯酸钠、臭氧、过炭酸钠和有机胺类等物质,它们对赤潮生物都有较好的除杀作用。应引起注意的是,药物选用不当或使用过量的后果往往是严重的,在使用药物前既要考虑用药后可能达到的治理效果,也要考虑可能产生的短期和长期毒害作用,防止因使用药物给养殖生态造成难以挽回的负面影响。

关于用硫酸铜治理赤潮,早在70年代国际上就已不再提倡使用,但因其具有用量少、效果好的特点,人们在生产中还是经常使用它。应该指出,硫酸铜和高锰酸钾的负作用较大,并有累积性危害,不能长期使用,更不能过量使用。为了养殖业的长远利益,应注意尽量不用或少用该类药物。

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94?张志道:海水养殖池塘赤潮危害的应急治理措施①曹西华,孙晓霞,俞志明.有机高分子絮凝剂在赤潮治理中的应用前景.国家自然科学基金赤潮重大项目成

果论文摘要集.1999.

4　结语

海水养殖池塘赤潮危害的应急治理是不得已而为之的办法,原则上应以防止赤潮生物大量发生为主。防止方法主要是尽量阻止赤潮生物的入侵,管好养殖池塘进出水的水质;保持养殖池塘浮游生物的多样性;注意生态效应和科学投饵。

养殖池塘赤潮生物治理的有利条件是面积小、封闭条件好、相对独立,能阻止周边赤潮的再度侵袭。其次受外界干扰因素小,不受潮汐和海流的影响,防治方法操作方便,见效快。但若不及时治理,造成的危害往往也很大。治理赤潮危害的首要条件是判断赤潮是否已经发生,判断方法从如下三个方面着手。

(1)观察水色的色变:发现水体无故呈粉红色、绯红色、褐红色、黄绿色或墨绿色等,可疑为赤潮生物大量发生所故。除目测分析外,确定的方法是测定水中浮游生物的数量和主要种类。

(2)观察生物的异常:发现原本健康的养殖生物出现狂游、急燥不安和突然死亡的现象,而且死亡速度明显加快,应考虑养殖池塘可能发生赤潮危害。除立即采取措施外,应及时进行浮游生物检测,以确定发生赤潮的原因生物和下一步采取的措施。

(3)增加日常观测的项目:在赤潮多发季节,一方面要多关心周边海区的赤潮情况;另一方面尽可能对养殖池塘进行浮游生物、溶解氧、透明度、温盐度、pH 值及养殖动物健康状况的检测和观察。当发现观测数据异常时应及时注意。

对不同赤潮生物造成的赤潮危害,处理方法和轻重缓急程度大不一样。对有毒赤潮在尚未大量爆发时应采取紧急措施,刻不容缓,处理要求也较高;对有些含内毒素的甲藻,因其毒性十分稳定,可在养殖池塘保持数周之久,除采取必要的措施外,还应及时换水;对无毒赤潮或毒性很小的赤潮危害(出现赤潮危害后,鱼类的摄食及其它行为正常),可根据赤潮发生的程度决定采取何种措施和何时采取措施,处理这类赤潮危害一般仅用物理方法即可,但要防止养殖动物出现缺氧的情况。

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～312.

The lead i ng m ethods to protect the breed i ng

ponds from the damage of the red tides

ZHAN G Zh i 2dao

(S econd Institu te of O ceanog rap hy ,SOA ,H ang z hou 310012,Ch ina )

Abstract :D ue to the changes of the aquatic environm en t th roughou t the coastal area in the w o rld ,the red tides keep on b ringing dam age to the b reeding ponds ,w h ich has cau sed se 2ri ou s i m pacts .In th is paper ,the occu rrence of the red tides ,the u sage of the comm on m edicati on and the m ethods to handle the invading red tides etc .w ere b riefly in troduced .Key words :b reeding pond ;red tide m itigati on ;m itigati on and con tro l of HAB s

?

15?张志道:海水养殖池塘赤潮危害的应急治理措施