CN101462799B - 贝藻复合生态系统对污染海水的修复方法 - Google Patents

Abstract

贝藻复合生态系统对污染海水的修复方法，涉及一种污染海水的修复方法。提供一种贝藻复合生态系统对污染海水的修复方法。贝藻复合生态系统的生物布置：设有至少1个大型海藻修复区和至少1个贝类修复区，大型海藻修复区与贝类修复区相间布设，贝类和大型海藻呈平行的层状排布，层的方向与排入系统的海水流向垂直；吊养筏架的设计：贝类和大型海藻用筏架吊养，吊养筏架为桩固定型和锚固定型筏架；贝藻复合生态系统中的生物密度：大型海藻的初始密度为300～1000kg/亩，贝类的初始密度为100～500kg/亩；贝藻复合生态系统的管理：大型海藻每隔一个月收获一次，贝类在6～7个月后部分收获，保持其密度不超过藻类密度的1.5倍。

Description

贝藻复合生态系统对污染海水的修复方法

技术领域

本发明涉及一种污染海水的修复方法，尤其是涉及一种采用贝藻复合生态系统对污染海水的修复方法。

背景技术

随着我国经济的快速发展，工业有机废水、城市生活污水和养殖污水对近海的污染日益严重，环境污染事故和赤潮事件频发，给沿海海洋经济的发展带来严重的制约。这些排海的污水中含有大量的颗粒有机碎屑、浮游动物、浮游藻类、细菌、病毒等悬浮颗粒物，溶解有机物和硝酸盐、铵、磷酸盐等无机营养盐。城市污水中溶解氧浓度一般很低。本申请的相关研究人员曾经创造了富营养化海水的生物修复技术方法([1]汤坤贤，游秀萍，林亚森等.龙须菜对富营养化海水的生物修复.生态学报.2005，15(11)：3044-3051；[2]汤坤贤，焦念志，游秀萍等.菊花心江蓠在网箱养殖区的生物修复作用.中国水产科学.2005，12(2)：156-161；[3]汤坤贤.龙须菜在网箱养殖区的生物修复研究.中国水产科学.2007，14(3)：488-492；[4]焦念志，梁红星，汤坤贤等.亚热带海水网箱养鱼区富营养化的生物修复方法，中国发明专利ZL200410006587.3)，即用大型海藻对富营养化海区进行生物修复，降低海水中的营养盐浓度，取得较好的效果。但大型海藻对海水中的颗粒有机物和溶解性有机物的去除效果较不明显。贝类的滤食系统十分发达，有着极高的滤水率，能够利用水中的浮游植物及颗粒有机物质乃至大分子的溶解有机物。但贝类的排泄容易造成底质和水质污染，且贝类在污染环境中的耐受能力差，如果直接用来修复受城市污水污染的海水，恐怕连本身生存都困难。大型海藻在污染环境中的耐受能力较强，可以迅速提高水中溶解氧浓度，改善生态环境，还可以通过吸收无机盐避免贝类对环境造成的二次污染。因此，为避免单独使用贝类或大型海藻修复受污染海水出现的局限性，利用贝类、大型海藻对海水中不同污染物的选择性吸收的特点，组建贝、藻复合生态系统，可以有效地去除水中的各种有机和无机营养污染物，提高对水中污染物的总处理效率。并通过收获贝类和大型海藻实现将海水中污染物质转移出海水，达到净化水质，修复污染环境的目的。

关于贝类和大型海藻对水中污染物的去除作用，葡萄牙的Andreas Schuenhoff等([5]Andreas Schuenhoff，Muki Shpigel，Ingrid Lupatsch.et al.A semi-recirculating，integratedsystem for the culture of fish and seaweed.Aquaculture，2003，(221)：167-181)、澳大利亚A.B.Jones等([6]A.B.Jones，W.C.Dennison，N.P.Preston.Integrated treatment of shrimpeffluent bysedimentation，oyster filtration and macroalgalabsorption：a laboratory scalestudy.Aquaculture，2001，(193)：155-178)和我国的申玉春等([7]申玉春，叶富良，梁国潘等.虾-鱼-贝-藻多池循环水生态养殖模式的研究.湛江海洋大学学报，2004，24(4)：10-16)、林继辉等([8]林继辉，许忠能，林小涛等.养虾废水生物处理过程中营养负荷的动态变化[J].生态科学，2003，22(2)：133-137)在不同的条件下研究了不同品种的贝类和藻类组合对养殖污水的处理效果。山东、广东等地有进行过海带、龙须菜、紫菜等大型海藻和扇贝、贻贝、牡蛎等的生态养殖([9]王德利.贝藻混养技术在我国海水养殖中的应用与研究.黄渤海海洋，2001，19(1)：78-81；[10]温成器.海藻与贝类混养的优势.渔业致富指南.2006(12)：24-25)。但在海区构建贝、藻复合生态系统修复受陆源营养污染物，特别是受城市污水污染的海水的研究未见报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种贝藻复合生态系统对污染海水的修复方法。

本发明的技术方案是利用贝类、大型海藻对海水中不同污染物的选择性吸收的特点，提高对各种有机、无机营养物质和微生物的去除效果，以修复污染的环境。同时，修复生物贝类、大型海藻还有食用、作为饵料、工业原料等用途，具有较好的经济价值。

本发明的修复对象主要是：

1)受一般的有机工业废水，如水产品加工、蔬菜加工的工业废水等污染的海水；

2)受一般城镇生活污水污染的海水；

3)受养殖污水等污染的海水；等。

本发明包括以下步骤：

1)贝藻复合生态系统的生物布置：设有至少1个大型海藻修复区和至少1个贝类修复区，大型海藻修复区与贝类修复区相间布设，贝类和大型海藻呈平行的层状排布，层的方向与排入系统的海水流向垂直；

2)吊养筏架的设计：贝类和大型海藻用筏架吊养，吊养筏架分两种类型，即桩固定型筏架和锚固定型筏架；

3)贝藻复合生态系统中的生物密度：大型海藻的初始密度为300～1000kg/亩，当密度大于1200kg/亩后采收，采收后的密度保留和初始密度接近，贝类的初始密度为100～500kg/亩；

4)贝藻复合生态系统的管理：大型海藻每隔一个月收获一次，在任何时候在海上保留较多的修复生物的数量；贝类在6～7个月后开始部分收获，保持其密度不超过藻类密度的1.5倍。

在步骤1)中，污染海水排入系统的第一部分最好为大型海藻修复区，最后排出之前最好也为大型海藻修复区；大型海藻为适于吊养或/和底播的藻类，选自龙须菜、菊花心江蓠、细基江蓠繁枝变种等；贝类为耐污能力和净化能力较强的贻贝，或耐受能力较差的牡蛎等。

在步骤2)中，所述桩固定型筏架是：在水较浅，潮差较小的海区，即那些与自然海区隔开，仅通过闸门、渠道等进行海水交换，不能进行正常的海水交换或不进行海水交换的海区，用桩固定型的筏架。大型海藻用竹架结构筏架，用木桩或竹桩固定，系有大型海藻的苗绳固定在浮筏上。所述的竹架结构筏架设有至少2根，最好4根的竹桩或木桩，竹桩之间连接主绳，主绳之间设有至少2根支撑筏架的竹竿，竹竿之间的距离2～5m，最好3～4m，筏架的支撑杆最好互相平行并与主绳垂直，支撑杆上最好设有1～3个浮球，最好2个，浮球可为泡沫塑料浮球或塑料浮球，苗绳设在筏架上，苗绳两端固定在筏架两侧的支撑杆上，苗绳间距20～80cm，最好40～50cm。

贝类用木架结构的筏架，贝类种苗直接挂在主绳上，所述的筏架至少设有1排木桩，每排木桩至少设有2根木桩，每排木桩之间设有主绳，木桩最好至少设2排，贝类种苗挂在主绳上，所述的木桩材料可选用木头或竹竿。

所述锚固定型筏架是：在自然海区，由于潮差较大，一般用锚固定的绳架结构的筏架，所述的筏架至少设1根主绳，主绳的两端由铁锚固定在海底，主绳上至少设有2个浮球，主绳之间平行布设，每片筏架在与主绳垂直的方向上用至少1根粗的绳缆固定主绳，主绳间距可以2～20m，最好4～8m，大型海藻的苗绳两端固定在主绳上，苗绳间距20～80cm，最好40～50cm。贝类也可以使用这种筏架，其苗绳则直接挂在主绳上。

在步骤3)中，大型海藻是生物密度初始密度最好为600kg/亩，贝类的初始养殖密度最好为250kg/亩。

在步骤4)中，贝类最好与藻类密度接近，8个月～1年全部收获一次，采收时最好保留少部分的成品贝类，使之与新挂的贝苗一起形成较大的生物量，并在新的苗种逐渐长大的过程中不断采收。

结果表明，由贝藻组成的复合生态系统能有效去除水中的各种污染物，如无机氮、无机磷等溶解性的营养盐，以及浮游植物、细菌等微生物和其它颗粒物；修复后的环境达到良好的状态，还能有效抑制水华的发生；各种修复生物和贝藻复合系统对粪大肠菌群均有较好的去除作用，经过生物修复以后，水环境中以及修复生物贻贝、江蓠体内的粪大肠菌群均未检出；不同模式的修复结果细菌多样性不同，修复生物接近的细菌类群也接近，某些污水中的优势菌，特别是一些致病菌在实验结束时消失。因此，贝藻复合生态系统对受陆源污染的海水的修复效果显著，有助于保护近海环境，维护海洋生态系统的良性循环。

附图说明

图1为贝藻复合生态系统平面布置示意图。在图1中，P为污染海水，Q为修复后海水；A为大型海藻修复区，B为贝类修复区。

图2为竹架结构的筏架示意图。在图2中，1为竹桩，2为主绳，3为竹竿，4为泡沫塑料球，5为苗绳。

图3为木架结构的筏架示意图。在图3中，6为主绳，7为木桩，8为贝类种苗。

图4为绳架结构的筏架示意图。在图4中，9为铁锚，10为主绳，11为苗绳，12为泡沫塑料浮球。

具体实施方式

以下实施例将结合附图对本发明作进一步的说明。

(1)修复对象：受一般的有机工业废水，如水产品加工、蔬菜加工的工业废水等污染的海水；受一般城镇生活污水污染的海水；受养殖污水等污染的海水。

(2)贝藻复合生态系统的生物组成：主要由贝类和大型海藻组成。贝类可以选择耐污能力和净化能力较强的贻贝，在系统的后段也可以用耐受能力较差的牡蛎等。大型海藻一般是适宜吊养的藻类，如龙须菜等，在特定的条件下也可以是适宜底播的藻类，如菊花心江蓠、细基江蓠繁枝变种等。

(3)贝藻复合生态系统的生物布置：为了抵御污染海水对系统的冲击，特别是低溶解氧浓度和高氨氮浓度对贝类的伤害，系统的第一部分必须是大型海藻，大型海藻可以提高海水中的溶解氧浓度和降低氨等有害物质的浓度后，再进入贝类修复区，然后再依次通过若干组的大型海藻、贝类修复区，最后排出系统之前也必须经过大型海藻修复区，这样可以保证排出系统的海水是高溶解氧浓度、低营养盐浓度的海水，维护周围海区良好的环境状况。

(4)构建贝藻复合生态系统：贝类和大型海藻呈平行的层状排布，层的方向与排入系统的海水流向垂直，如图1所示，该复合生态系统至少有1个大型海藻修复区A和至少1个贝类修复区B，大型海藻修复区A与贝类修复区B相间布设，污染海水P排入系统的第一部分为大型海藻修复区，最后排出修复后海水Q之前也为大型海藻修复区。

(5)吊养筏架的设计

贝类和大型海藻一般用筏架吊养，吊养筏架一般分两种类型，在水较浅，潮差较小的海区(如福建省厦门市的筼筜湖和东山县的西埔湾等)一般用桩固定型的筏架，大型海藻用如图2的竹架结构筏架，用木桩或竹桩1固定，系有大型海藻的苗绳5固定在浮筏上。所述的竹架结构筏架设有4根竹桩或木桩1，竹桩或木桩1之间连接主绳2，主绳2之间设有7根支撑筏架的竹竿3，竹竿3之间的距离为3～4m，筏架的竹竿3互相平行并与主绳2垂直，竹竿3上设有2个泡沫塑料浮球4，苗绳5设在筏架上，苗绳5两端固定在筏架两侧的竹竿3上，苗绳5间距为40～50cm。

贝类用如图3的筏架，贝类种苗直接挂在主绳6上。所述的筏架设有3排木桩，每排木桩设有7根木桩7，每排木桩之间设有主绳6，贝类种苗8挂在主绳6上，所述的木桩材料可选用木头或竹竿。

在水较深，潮差较大的海区一般用锚固定的筏架，用如图4的绳架结构的筏架。所述的筏架至少设1根主绳10，主绳10的两端由铁锚9固定在海底，主绳10上至少设有2个泡沫塑料浮球12，主绳10之间平行布设，每片筏架在与主绳10垂直的方向上用至少1根粗的绳缆固定主绳10，主绳10间距为4～8m。大型海藻的苗绳11两端固定在主绳10上，苗绳11间距为40～50cm。贝类也可以用图4的筏架，其苗绳则直接挂在主绳上。

(6)贝藻复合生态系统中的生物密度：大型海藻是生物密度初始密度为300～1000kg/亩，最好600kg/亩，当密度大于1200kg/亩后采收，采收后的密度保留和初始密度接近。贝类的初始养殖密度为100～500kg/亩，最好是250kg/亩。

(7)贝藻复合生态系统的管理：大型海藻最好每隔一个月收获一次。为保证修复效果，最好采用间绳收获，即放苗一个月后间绳收获一半的龙须菜，然后每隔一个月间绳收获另一批，这样可以在任何时候在海上保留较多的修复生物的数量。贝类最好6～7个月后开始部分收获，保持其密度不超过藻类密度的1.5倍，最好是与藻类密度接近。一般8个月～1年全部收获一次，为了保持持续的修复能力，采收时最好保留少部分的成品贝类，使之与新挂的贝苗一起形成较大的生物量，并在新的苗种逐渐长大的过程中不断采收。

Claims (8)

1.贝藻复合生态系统对污染海水的修复方法，其特征在于包括以下步骤：

1)贝藻复合生态系统的生物布置：设有至少1个大型海藻修复区和至少1个贝类修复区，大型海藻修复区与贝类修复区相间布设，贝类和大型海藻呈平行的层状排布，层的方向与排入系统的海水流向垂直，所述污染海水排入系统的第一部分为大型海藻修复区，最后排出之前也为大型海藻修复区；大型海藻为适于吊养或/和底播的藻类，贝类为贻贝或牡蛎，所述藻类选自龙须菜、菊花心江蓠或细基江蓠繁枝变种；

2)吊养筏架的设计：贝类和大型海藻用筏架吊养，吊养筏架分两种类型，即桩固定型筏架和锚固定型筏架；

3)贝藻复合生态系统中的生物密度：大型海藻的初始密度为300～1000kg/亩，当密度大于1200kg/亩后采收，采收后的密度保留和初始密度接近，贝类的初始密度为100～500kg/亩；

4)贝藻复合生态系统的管理：大型海藻每隔一个月收获一次，在任何时候在海上保留较多的修复生物的数量；贝类在6～7个月后开始部分收获，保持其密度不超过藻类密度的1.5倍。

2.如权利要求1所述的贝藻复合生态系统对污染海水的修复方法，其特征在于在步骤2)中，所述桩固定型筏架是：在水较浅，潮差较小的海区，即那些与自然海区隔开，仅通过闸门或渠道进行海水交换，不能进行正常的海水交换或不进行海水交换的海区，用桩固定型的筏架，大型海藻用竹架结构筏架，用木桩或竹桩固定，系有大型海藻的苗绳固定在浮筏上。

3.如权利要求2所述的贝藻复合生态系统对污染海水的修复方法，其特征在于所述竹架结构筏架设有至少2根竹桩或木桩，竹桩或木桩之间连接主绳，主绳之间设有至少2根支撑筏架的竹竿，竹竿或木桩之间的距离2～5m，筏架的支撑杆互相平行并与主绳垂直，支撑杆上设有1～3个浮球，浮球为泡沫塑料浮球，苗绳设在筏架上，苗绳两端固定在筏架两侧的支撑杆上，苗绳间距20～80cm。

4.如权利要求1所述的贝藻复合生态系统对污染海水的修复方法，其特征在于在步骤2)中，贝类用木架结构的筏架，贝类种苗直接挂在主绳上，所述筏架至少设有1排木桩，每排木桩至少设有2根木桩，每排木桩之间设有主绳，木桩至少设2排，贝类种苗挂在主绳上。

5.如权利要求1所述的贝藻复合生态系统对污染海水的修复方法，其特征在于在步骤2)中，所述锚固定型筏架是：在自然海区，由于潮差较大，一般用锚固定的绳架结构的筏架，所述筏架至少设1根主绳，主绳两端由铁锚固定在海底，主绳上至少设有2个浮球，主绳之间平行布设，每片筏架在与主绳垂直的方向上用至少1根粗的绳缆固定主绳，主绳间距为2～20m，大型海藻的苗绳两端固定在主绳上，苗绳间距20～80cm。

6.如权利要求1所述的贝藻复合生态系统对污染海水的修复方法，其特征在于在步骤3)中，大型海藻是生物密度初始密度为600kg/亩，贝类的初始养殖密度为250kg/亩。

7.如权利要求1所述的贝藻复合生态系统对污染海水的修复方法，其特征在于在步骤4)中，贝类与藻类密度接近，8个月～1年全部收获一次。

8.如权利要求1所述的贝藻复合生态系统对污染海水的修复方法，其特征在于在步骤4)中，采收时保留少部分的成品贝类，使之与新挂的贝苗一起形成较大的生物量，并在新的苗种逐渐长大的过程中不断采收。

Images