CN108353836A - 一种以废弃贻贝壳为主体的人工鱼礁及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种以废弃贻贝壳为主体的人工鱼礁，包括由三角钢焊接而成的框架结构，所述框架结构的顶端开放，底端固定有由水泥板构成的底座，所述框架结构的每一个侧面都铺设有与其形状大小一致的片状构件；所述片状构件是由网片以及填充于网片内的废弃贻贝壳挤压制成，所述片状构件的表面附着有牡蛎苗。本发明利用大量的废弃贻贝壳制备人工鱼礁，其制备方法简便易行，与传统的人工鱼礁相比，本发明的人工鱼礁减排效果好；作为海洋牧场的重要设施，其具有生态环境友好、结构稳定维持时间长的优势。

Description

一种以废弃贻贝壳为主体的人工鱼礁及其制备方法

技术领域

本发明属于海水养殖技术领域，具体涉及一种以废弃贻贝壳为主体的人工鱼礁及其制备方法。

背景技术

贻贝含丰富维生素、蛋白质及矿物元素，营养价值高，并且具有补肝益肾、调经活血等功效。加工后的干品为淡菜，市场上供不应求。贻贝养殖能够解决沿海渔民的生活与发展问题，因此，当前贻贝养殖发展形势稳定。同时，人们采食或加工鲜美的贝肉后，贻贝壳废弃在自然环境中，其中紫贻贝Mytilus edulis个体小，壳薄，厚壳贻贝Mytilus coruscus大且厚。废弃贻贝壳占据大量的近岸空间，流动性大、易破碎，与潮间带海洋生物相互摩擦，直接影响到生物资源的维系与自然繁育。废弃贻贝壳的破碎化，将包含的碳素又重新回归到环境中，大气中二氧化碳的增加、温室效应及随着全球气候变暖的水温上升对水质及海洋造成很严重影响。由此引起的沿海地区环境效应，导致沿海地区的海洋生物因高温、酸化、低氧而无法生存。废弃贻贝壳已经成为贻贝养殖海区的一个环境问题，及时解决具有显著的经济、社会与生态效应。

提升海洋渔业资源物种规模化生产技术，集成养殖设施和养殖技术，开展集约化生态化海水健康养殖与区域协同保护，发展现代化海洋牧场，为人类提供丰富的蛋白质和多样化营养供应。通过投入大量人工鱼礁，构建海洋牧场，是目前重要的途径与操作方式。人工鱼礁材料一般使用矿渣水泥，泡沫，水泥或钢材，这些材料可能是诱发海洋污染的因子之一。目前部分人工鱼礁来源于废弃船只，废轮胎，经过无害化处理，在表明涂抹混凝土等物质，或者是来源于混凝土浇注而成。如公开号为“CN104938384”，名称为“一种仿生混凝土人工鱼礁及其制备方法”的发明专利，公开了以混凝土浇注的人工鱼礁基体，置于海底型仿生混凝土人工鱼礁。再如公开号为“CN102875107”，名称为“一种以废弃混凝土制备超低水泥人工鱼礁混凝土的方法”的发明专利，公开了将烘干的海水湿排灰、矿渣粉、熟料、脱硫石膏一同混磨，得到胶凝材料，加入破碎、筛分处理的废弃混凝土，配制低碱度的混凝土人工鱼礁。可见，人工鱼礁结构成分有混凝土，其pH值高，呈碱性，大量投放将影响局部海域的海洋环境。混凝土的成型性随着时间的推移，具有逐渐分化、破碎化的情况，降低了人工鱼礁的堆叠性，影响人工鱼礁发挥应有的功能。

发明专利CN 103478034 A公开了一种方形笼式增殖贝壳人工鱼礁，其包括方形透空礁体，所述方形透空礁体下方设有4根立柱，方形透空礁体的外表面包裹有尼龙网，所述尼龙网包裹的空间内填充满贝壳。方形透空礁体结合尼龙网，结构简单，节省材料，经济投入少；立柱的设计可防止礁体移位、沉陷等，从而提高稳定性；礁体顶部平面中间的尼龙网的方孔，为后期对附着生物的采样试验提供方便；方形透空礁体内填充贝壳，不仅大大提高生态的附着面积，同时能避免因过量贝壳堆积而引起的环境污染。发明专利CN 203523548U公开了一种抗沉陷三角型网状贝壳人工鱼礁，其包括三角型透空礁体，所述三角型透空礁体下方设有多根立柱，三角型透空礁体的外表面包裹有尼龙网，所述尼龙网包裹的空间内填充满贝壳。三角型透空礁体结合尼龙网，结构简单，节省材料，经济投入少；立柱的设计可防止礁体移位、沉陷等，从而提高稳定性；礁体顶部平面中间的尼龙网的方孔，为后期对附着生物的采样试验提供方便；三角型透空礁体内填充贝壳，不仅大大提高生态的附着面积，同时能避免因过量贝壳堆积而引起的环境污染；利用钢筋混凝土和尼龙绳可以提高海洋附着生物对人工鱼礁的耐腐蚀性。但是，以上专利由于尼龙网在自然海水中，容易脆化，而影响所构建的人工鱼礁成型性，需要填充在方形透空礁体中。发明专利CN 203072655 U公开了一种适于贝藻附着的生态型人工鱼礁，包括鱼礁底座、长方框架结构体，所述鱼礁底座与长方框架结构体一体制出，在所述长方框架结构体顶部平面中部竖直向下制有竖直导流通孔，底座底部平面中部制有竖直导流通孔，在长方框架结构体四面侧壁上贯通制有侧壁导流通孔，竖直导流通孔与侧壁导流通孔贯通，在长方框架结构体的顶面及四个侧面的外表面上镶嵌有排列紧密的贝壳。本发明整体为正四方体结构，且具有底座结构，保证了礁体的稳定性，本发明的导流通孔面积大且互相贯通，保证了礁体的通透性，有利于对海底底栖环境的保护，有利于制造上升流以获得丰富的营养盐，同时，礁体表面镶嵌有废弃贝壳，能为海区贝类和藻类附着提供附着基，从而增进人工鱼礁区生物群落的形成进程，改善人工鱼礁的生态功能。但是，该专利通过导流通孔的设计透水性，以及镶嵌有排列紧密的贝壳等方法具有成本高，操作复杂的问题。

发明专利CN 106135080 A公开了一种贝壳粉末人工鱼礁材料的制备方法，属于材料制备技术领域。该发明主要是将制备的干燥池塘污泥颗粒与自制的干燥碎贝壳球磨过筛后，与少量复合硅酸盐水泥等物质进行搅拌混合，得到鱼礁材料基质，最后将其置于海水中浸泡并旋转至干，再用海水冲洗，即可得到贝壳粉末人工鱼礁材料。该发明制备的贝壳粉末人工鱼礁材料强度大，达到55MPa以上；且不会影响海岸带生态系统，有利于微生物的附着与藻类的生长。该专利的人工鱼礁结构成分有混凝土，其pH值高，呈碱性，大量投放将影响局部海域的海洋环境；并且，混凝土的成型性随着时间的推移，具有逐渐破碎化的趋势，影响到人工鱼礁的堆叠性及人工鱼礁发挥应有的功能发明专利CN 107549075 A公开了一种利用废弃贝壳制作结构型鱼礁及建筑砌块的方法，包括以下步骤：S1、将废弃贝壳晾干或者烘干，去除杂物，进行粉碎；S2、将粉碎后的废弃贝壳与粘凝胶在常温环境下放入搅拌机内进行均匀搅拌；S3、将搅拌均匀的混合料在常温状态下置入可以进行体积压缩的模具腔内，通过压力机施以一定压力进行压制，通过发热反应、固化、脱模，形成所需形状的压制体。该发明利用废弃贝壳来制作结构型生态鱼礁及建筑砌块，不使用水泥，具有成本低、节能减排量大的特点，为沿海地区大量难以消纳的废弃贝壳提供了一种资源化利用的新途径，同时减少了传统的混凝土人工鱼礁对沙、石、水泥的等资源的使用，具有广阔的推广应用前景。该专利采用粘凝胶，作为外来物，影响自然环境，不能保证，经久耐用；通过发热反应、固化、脱模等环节，操作复杂。

发明内容

为克服现有技术的缺陷，本发明的目的是通过提供一种以废弃贻贝壳为主体的人工鱼礁及其制备方法，其制备的人工鱼礁与传统的方法相比，减排效果好，具有生态环境友好、结构稳定维持时间长的优势。

为实现上述目的，本发明的技术方案为一种以废弃贻贝壳为主体的人工鱼礁，包括由三角钢焊接而成的框架结构，所述框架结构的顶端开放，底端固定有由水泥板构成的底座，所述框架结构的每一个侧面都铺设有与其形状大小一致的片状构件；所述片状构件是由网片以及填充于网片内的废弃贻贝壳挤压制成，所述片状构件的表面附着有牡蛎苗。

进一步，所述废弃贻贝壳为紫贻贝与厚壳贻贝的混合物，将紫贻贝与厚壳贻贝混合后进行搅拌，经两者相互填充，然后装入网片内挤压制成片状构件。

优选的，所述废弃贻贝壳为粉碎后的紫贻贝与厚壳贻贝的贝壳碎片。

优选的，所述废弃贻贝壳为未经粉碎的紫贻贝与厚壳贻贝的贝壳。

优选的，所述网片的边长为1-1.5米，厚度为15-25cm。

优选的，所述框架结构为正三棱锥形状，所述片状构件为三角形。

优选的，所述框架结构为四棱柱形状，所述框架结构的底面面积大于其顶面面积；所述片状构件为梯形。

进一步，将所述片状构件附苗较少的背面朝外铺设于框架结构上；所述片状构件的顶端中间位置通过扣件固定在框架结构上。

本发明还提供了所述的以废弃贻贝壳为主体的人工鱼礁的制备方法，包括以下步骤：

(1)片状构件的制作：将废弃贻贝壳的用高压水枪清洗后，按照紫贻贝与厚壳贻贝1:1 的比例，紧密填充在网片内，之后放置在设定形状的板状模具中，经过挤压，借助废弃贻贝壳的摩擦力与网片的机械强度，形成片状构件；

(2)幼虫附着和继续培育：将步骤(1)制作的片状结构，放置在附苗池中，放置成人字架状，将牡蛎幼虫投放入附苗池中，培育至牡蛎幼虫全部附着在片状构件上；

(3)构建框架结构：用三角钢焊接制作框架结构，并将水泥底板制作的底座固定在框架结构底端；

(4)构建人工鱼礁：将步骤(3)附着了牡蛎幼虫的片状构件铺设并固定在步骤(4)制作的框架结构的各个侧面，即获得人工鱼礁；

(5)将步骤(4)构建的人工鱼礁投放到相应海区的海床上。

优选的，步骤(2)中，当牡蛎幼虫生长至壳高350-380um、70-80％的牡蛎幼虫出现眼点时开始投放；附苗池的水深超过片状构件的顶端10cm以上。

优选的，步骤(2)中，附苗池中的水温为25℃-30℃，盐度26-30，pH值8.0-8.2；投片状构件后的日换水量为120％-150％，日投喂量为金藻6-8万细胞/ml，扁藻为1-2万细胞/ml，并混投小球藻；牡蛎幼虫在附苗池中培育7-15天，牡蛎幼虫全部附着后，每片片状构件的采苗量平均为200-300个。

与现有技术相比，本发明方法具有如下优点：

(1)本发明除了辅助固定的框架结构和底座外，其余全部利用废弃的贝壳，具有成本低、节能减排量大的特点，为沿海地区大量难以消纳的废弃贝壳提供了一种资源化利用的新途径。

(2)本发明大量使用废弃的贝壳，不会影响海岸带生态系统，并且该人工鱼礁的pH值与海水相近，不直接影响水域环境，且有利于微生物的附着与藻类的生长。

(3)本发明先将大量的废弃贝壳，密实填充于网片内，再将网片固定在正三棱锥或四棱柱形状的框架结构上，其具有丰富的表面积，利于海藻自然生长，形成生态化的海洋牧场；废弃贻贝壳为主体的人工鱼礁及其制备方法，均为全天然的材料，其主要构件均为废弃贻贝壳为主体的人工鱼礁，通过紫贻贝与厚壳贻贝相互填充，并在表面附上牡蛎苗种，在网状结构损坏前，通过牡蛎的生长和繁殖，扩大并加固片状构件表面的废弃贻贝壳相互粘连，就能形成稳固的结构，经久耐用，具有结构牢固、在海区中维持时间长的特点。

(4)本发明中的状构件由初期是由网片以及填充于其内的废弃贻贝壳组成，贻贝壳或者破碎后的贻贝壳之间不存在粘结关系，其通过将紫贻贝与厚壳贻贝相互填充，在装在网袋中，挤压为片状构件，因此，未曾使用化学黏胶类物质，对环境以及附着于其上的海洋生物无任何毒副作用。

(5)本发明所用的废弃贻贝壳为主体的人工鱼礁及其制备方法，采用全天然的材料，减排效果好，具有生态环境友好、结构稳定维持时间长的优势；并且，最终获得的构造中废弃贻贝壳之间具有一定的透水性，经久耐用，生态环保。

(6)由于紫贻贝与厚壳贻贝具有不同的形态与结构，本发明通过搅拌将这两种贝壳进行混合，大而厚的厚壳贻贝空隙处能够填充紫贻贝及破碎的贝壳，使片状构件形成既有透水性又有具相对平整又稳定的表面结构，由此增加了片状构件的刚性并使其具有丰富的表面多样性，有利于牡蛎苗的附着、生长与繁衍，从而提高了表面结构的稳固性又保持了透水性。

(7)将本发明的人工鱼礁直接投放到海床，在自然海区作为新型人工鱼礁，产生多样性的海底构造，吸引鱼类的聚集，成为新型人工鱼礁，并且该人工鱼礁投放到自然海区后，通过小牡蛎的生长及自然增殖，小牡蛎不断出现并附着在废弃贻贝壳表面，使废弃贻贝壳之间相互粘连，随着牡蛎的生长，粘连的范围及强度也随之增强，从而提高了破碎化或者整粒废弃贻贝壳的空间稳定性。

(8)本发明的人工鱼礁，通过牡蛎的不断相互固着联结形成稳定、环境友好的结构，有抵抗外部波浪和潮流的安全性能结构，提供宽敞的栖息空间，鱼类的栖息、繁衍、觅食场所，增加鱼类资源。

(9)本发明的人工鱼礁在近海渔业资源养护与生境修复领域，作为藻类等附着基，可为生态环境功能的恢复提供基础；形成多营养级多品种养殖模式，按照“生态、稳定、优质、高效”的现代海洋牧场的发展要求，以科技、生态休闲助推渔业产业结构调整，引领产业升级。

综合上述，本发明利用大量的废弃贻贝壳制备人工鱼礁，其制备方法简便易行，与传统的人工鱼礁相比，本发明的人工鱼礁减排效果好；作为海洋牧场的重要设施，其具有生态环境友好、结构稳定维持时间长的优势。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为实施例1的人工鱼礁；

图2实施例1的正三棱锥形状的框架结构；

图3为实施例1的三角形片状构件；

图4为实施例2的四棱柱形状的框架结构；

图5为实施例2的梯形片状构件；

附图标记：1、框架结构；2、网片；3、扣件；4、底座；5、贻贝壳。

具体实施方式

本发明将收集废弃贻贝壳堆填为片状结构，组装为人工鱼礁的框架，使牡蛎幼虫附着并继续培育，再投放到自然海区作为新型的、稳定的、生态的人工鱼礁。

下面结合具体实施例对本发明的方法进行详细描述。

实施例1

如图1-3所示，一种以废弃贻贝壳为主体的人工鱼礁，包括由厚度为2mm的三角钢焊接而成的正三棱锥形状的框架结构，所述框架结构的底端固定有由水泥板构成的底座。所述框架结构的每一个侧面都铺设有与其大小一致的三角形片状构件，所述片状构件的顶端中间通过扣件固定在框架结构上。所述片状构件由具有一定机械强度的网片以及填充于其内的废弃贻贝壳组成，所述网片的边长1.5米，厚度为25cm，所述网片的网孔孔径为2-5cm。

所述的以废弃贻贝壳为主体的人工鱼礁的制备方法，包括以下步骤：

(1)片状构件的制作：将废弃的紫贻贝与厚壳贻贝的完整贝壳按照1：1的比例混合将紫贻贝与厚壳贻贝混合后进行搅拌，经两者相互填充，紧密填充在网片内，形成片状构件。

(2)幼虫附着和继续培育：将步骤(1)制作的片状结构清洗后，放置在附苗池中，放置成正三棱锥状，附苗池中的水温为25℃-30℃，盐度26-30，pH值8.0-8.2；水深超过正三棱锥状上端10cm，按照每片采苗量平均为300-400个投放牡蛎幼虫，当牡蛎幼虫生长至壳高350-380um、70-80％的牡蛎幼虫出现眼点时开始投放，培育7-15天。附苗池直至幼虫全部附着，每片采苗量平均为200-300个，即达到附苗要求；并投附着基后的日换水量为120％-150％，日投喂量为金藻6-8万细胞/ml，扁藻为1-2万细胞/ml，并混投小球藻。7-15天后可以出库，作为框架型人工鱼礁的构件，每片采苗量平均为200-300个。

(3)构建框架结构：用三角钢焊接制作正三棱锥框架结构，并将水泥底板制作的底座固定在框架结构底端。所述底座长度与三角钢一致，宽度为25-35cm，厚度为5cm，垫在底端三角钢下面。

(4)构建人工鱼礁：将附苗(即牡蛎幼虫附着)较少的一面定义为片状构件的背面，附苗较多的一面定义为正面，将步骤(3)每个片状构件的背面朝外铺设并固定在步骤(4)制作的框架结构的各个侧面，即获得人工鱼礁。

(5)将步骤(4)构建的人工鱼礁通过吊机直接投放到相应海区的海床上，在自然海区作为新型人工鱼礁，产生多样性的海底构造，吸引鱼类的聚集，成为新型人工鱼礁。

实施例2

与实施例1不同的是，如图4和图5所示，一种以废弃贻贝壳为主体的人工鱼礁，包括由厚度为2mm的三角钢焊接而成的四棱柱形状的框架结构，所述框架结构的底端固定有由水泥板构成的底座。所述框架结构的每一个侧面都铺设有与其大小一致的梯形片状构件，所述片状构件的周边通过扣件固定在框架结构上。所述片状构件由网片以及填充于其内的废弃贻贝壳组成，所述网片的上边长度1.2米，下边长度1.7米，高1.5米，厚度为25cm，所述网片的网孔孔径为2-5cm。

所述的以废弃贻贝壳为主体的人工鱼礁的制备方法，包括以下步骤：

(1)片状构件的制作：将废弃的紫贻贝与厚壳贻贝的贝壳碎片按照1：1的比例混合将紫贻贝与厚壳贻贝混合后进行搅拌，经两者相互填充，紧密填充在网片内，形成片状构件。

(2)幼虫附着和继续培育：将步骤(1)制作的片状结构清洗后，放置在附苗池中，放置成正三棱锥状，附苗池中的水温为25℃-30℃，盐度26-30，pH值8.0-8.2；水深超过四棱柱的上端10cm，按照每片采苗量平均为300-400个投放牡蛎幼虫，当牡蛎幼虫生长至壳高350-380um、70-80％的牡蛎幼虫出现眼点时开始投放，培育7-15天。附苗池直至幼虫全部附着，每片采苗量平均为200-300个，即达到附苗要求；并投附着基后的日换水量为120％-150％，日投喂量为金藻6-8万细胞/ml，扁藻为1-2万细胞/ml，并混投小球藻。7-15天后可以出库，作为框架型人工鱼礁的构件。每片采苗量平均为200-300个。

(3)构建框架结构：用三角钢焊接制作正三棱锥框架结构，并将水泥底板制作的底座固定在框架结构底端。所述底座长度与三角钢一致，宽度为25-35cm，厚度为5cm，垫在底端三角钢下面。

(4)构建人工鱼礁：将附苗(即幼虫附着)较少的一面定义为片状构件的背面，附苗较多的一面定义为正面，将步骤(3)每个片状构件的背面朝外铺设并固定在步骤(4)制作的框架结构的各个侧面，即获得人工鱼礁。

(5)将步骤(4)构建的人工鱼礁通过吊机直接投放到相应海区的海床上，在自然海区作为新型人工鱼礁，产生多样性的海底构造，吸引鱼类的聚集，成为新型人工鱼礁。

以上所述仅为发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种以废弃贻贝壳为主体的人工鱼礁，其特征在于：包括由三角钢焊接而成的框架结构，所述框架结构的顶端开放，底端固定有由水泥板构成的底座，所述框架结构的每一个侧面都铺设有与其形状大小一致的片状构件；所述片状构件是由网片以及填充于网片内的废弃贻贝壳挤压制成，所述片状构件的表面附着有牡蛎苗。

2.根据权利要求1所述的以废弃贻贝壳为主体的人工鱼礁，其特征在于：所述废弃贻贝壳为紫贻贝与厚壳贻贝的混合物，将紫贻贝与厚壳贻贝混合后进行搅拌，经两者相互填充，然后装入网片内挤压制成片状构件。

3.根据权利要求2所述的以废弃贻贝壳为主体的人工鱼礁，其特征在于：所述废弃贻贝壳为粉碎后的紫贻贝与厚壳贻贝的贝壳碎片。

4.根据权利要求2所述的以废弃贻贝壳为主体的人工鱼礁，其特征在于：所述废弃贻贝壳为未经粉碎的紫贻贝与厚壳贻贝的贝壳。

5.根据权利要求2所述的以废弃贻贝壳为主体的人工鱼礁，其特征在于：所述网片的边长为1-1.5米，厚度为15-25cm。

6.根据权利要求2所述的以废弃贻贝壳为主体的人工鱼礁，其特征在于：所述框架结构为正三棱锥形状，所述片状构件为三角形。

7.根据权利要求2所述的以废弃贻贝壳为主体的人工鱼礁，其特征在于：所述框架结构为四棱柱形状，所述框架结构的底面面积大于其顶面面积；所述片状构件为梯形。

8.根据权利要求2所述的以废弃贻贝壳为主体的人工鱼礁，其特征在于：将所述片状构件附苗较少的背面朝外铺设于框架结构上；所述片状构件的顶端中间位置通过扣件固定在框架结构上。

9.根据权利要求2-8任一项所述的以废弃贻贝壳为主体的人工鱼礁的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)片状构件的制作：将废弃贻贝壳的用高压水枪清洗后，按照紫贻贝与厚壳贻贝1:1的比例，紧密填充在网片内，之后放置在设定形状的板状模具中，经过挤压，借助废弃贻贝壳的摩擦力与网片的机械强度，形成片状构件；

(2)幼虫附着和继续培育：将步骤(1)制作的片状结构，放置在附苗池中，放置成人字架状，将牡蛎幼虫投放入附苗池中，培育至牡蛎幼虫全部附着在片状构件上；

(3)构建框架结构：用三角钢焊接制作框架结构，并将水泥底板制作的底座固定在框架结构底端；

(4)构建人工鱼礁：将步骤(3)附着了牡蛎幼虫的片状构件铺设并固定在步骤(4)制作的框架结构的各个侧面，即获得人工鱼礁；

(5)将步骤(4)构建的人工鱼礁投放到相应海区的海床上。

10.根据权利要求9所述的以废弃贻贝壳为主体的人工鱼礁的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，当牡蛎幼虫生长至壳高350-380um、70-80％的牡蛎幼虫出现眼点时开始投放；附苗池的水深超过片状构件的顶端10cm以上；附苗池中的水温为25℃-30℃，盐度26-30，pH值8.0-8.2；投片状构件后的日换水量为120％-150％，日投喂量为金藻6-8万细胞/ml，扁藻为1-2万细胞/ml，并混投小球藻；牡蛎幼虫在附苗池中培育7-15天，牡蛎幼虫全部附着后，每片片状构件的采苗量平均为200-300个。