自八十年代以來我國水產養殖業有了快速發展,水平不斷提高。隨著養殖業的發展,海、淡水育苗已步入工業化生產階段。工廠化育苗技術的日趨成熟,又促進水產養殖業的進一步發展和提高。由于近年來工、農業污染日益嚴重,造成了養殖水環境不斷惡化,因水質污染造成水產育苗的減產或絕產、越冬親魚或苗種的大批死亡事件及養殖病害頻繁發生,所有這些嚴重制約了漁業生產的進一步發展。 面對日趨惡化的水質環境,有關科研、生產部門在水處理及魚病防治等方面采取措施,但使用常規水處理難以從根本上改善養殖育苗水質。如何對生產用水進行有效的處理,改善和凈化養殖、育苗水質:是今后發展健康養殖、節水漁業一個十分重要的問題,尤其是在水質源嚴重不足的今天,這個問題顯得更為重要。
多年來眾多學者應用臭氧在水產養殖、幼魚培育、病害防治、控制赤潮及滅菌消毒等方面進行了大量試驗和多方面應用。有質料證明,應用臭氧進行水的凈化消毒比其他水處理系統更具有競爭力。據質料報道,經臭氧處理后的水可以改善細胞呼吸條件,促進生物生長。用其進行水產育苗和幼魚培育,可以大幅度降低幼苗死亡率,魚的食物轉化率可以顯著提高。
隨著水產養殖業的發展,養殖業因病原微生物引起疾病時有發生,對養殖業危害極大。各養殖設施除加強管理外,在飼育水及使用的各類器具上消除病原微生物已成為一個重要課題。臭氧作為一種強氧化劑、消毒劑、催化劑不僅在工業上得到廣泛的應用,實踐證明臭氧亦在水消毒、改善水質、防止水產養殖系統內的疾病及赤潮解毒等領域得到了成功的應用。通過臭氧殺菌裝置可對生物卵消毒 、 養殖水殺菌、設施消毒,可以防止病原體的侵入。
臭氧具有強烈的殺菌消毒和水質凈化作用,而且無毒無害,是水產養殖和育苗生產中最理想的殺菌凈化劑,
隨著水產養殖業的發展,養殖業因病原微生物引起疾病時有發生,對養殖業危害極大。各養殖設施除加強管理外,在飼育水及使用的各類器具上消除病原微生物已成為一個重要課題。臭氧作為一種強氧化劑、消毒劑、催化劑不僅在工業上得到廣泛的應用,實踐證明臭氧亦在水消毒、改善水質、防止水產養殖系統內的疾病及赤潮解毒等領域得到了成功的應用。通過臭氧殺菌裝置可對生物卵消毒 、 養殖水殺菌、設施消毒,可以防止病原體的侵入。
臭氧具有強烈的殺菌消毒和水質凈化作用,而且無毒無害,是水產養殖和育苗生產中最理想的殺菌凈化劑,對防治魚、蝦、海膽、河蟹、甲魚等生物病害,改善水產養殖的生態環境,有著重要的意義??傊a養殖中使用臭氧育苗,現在成套的設備價格并不高,一次性投資也不大,而且可節約各種消毒劑,抗菌素,還可以減少換水量,節約燃料煤,應用臭氧育苗,其成活率至少可提高一倍以上而且一套設備可使用數年,從而既可大大節省養殖成本,又可培育出綠色環保食品,從各個方面講是比較經濟的。目前日本及歐美等大部分國家已廣泛采用臭氧進行養殖,并禁止采用氯化物等化學消毒劑進行養殖而造成含氯素過高的產品進入其市場,各大報刊時有報道。
,改善水產養殖的生態環境,有著重要的意義??傊a養殖中使用臭氧育苗,現在成套的設備價格并不高,一次性投資也不大,而且可節約各種消毒劑,抗菌素,還可以減少換水量,節約燃料煤,應用臭氧育苗,其成活率至少可提高一倍以上而且一套設備可使用數年,從而既可大大節省養殖成本,又可培育出綠色環保食品,從各個方面講是比較經濟的。目前日本及歐美等大部分國家已廣泛采用臭氧進行養殖,并禁止采用氯化物等化學消毒劑進行養殖而造成含氯素過高的產品進入其市場,各大報刊時有報道。
在國內,臭氧在水產養殖和育苗中應用起步較晚。九十年代中期一些研究機構進行過應用試驗,也有一些水產生產單位開始應用。例如:廈門海洋研究所與清華大學利用臭氧進行了對蝦養殖防病試驗。遼寧鞍山、大連,山東長島等地的一些研究、教學及生產單位在魚的養殖,海參、鮑魚、牡蠣和扇貝等品種的養殖和育苗進行了試驗并在應用中取得較好的效果。
在目前的應用中,由于有些應用單位對臭氧性質和應用技術不甚了解,應用臭氧造成魚類大批死亡事件也有發生。同時在國內也未見到關于臭氧在水產養殖及育苗生產的優化模式,水產養殖水處理,魚病防治和促進生物生長等方面的深入研究和系統報道。我們針對上述情況進行臭氧在水產養殖方面的研究,找出臭氧應用的規律性,研究提出應用臭氧進行水產育苗的優化模式,研制出適用的臭氧水處理設備,這些研究和試驗工作將對促進水產健康、節水養殖技術和工廠化養殖及育苗業的發展有著重要意義。
中華絨螯蟹育苗臭氧技術的研究
臭氧處理水培育中華絨螯蟹苗優化條件的試驗研究
目前河蟹育苗工藝都采用靜水充氣、開放式工藝。每天需要更換大量海水,以增加育苗池中的溶解氧來改變水質污染程度,同時還需使用藥物來抑制致病菌的繁殖。但到育苗后期,池底有機質沉積過多,造成池水下層氧債高,致病菌大量繁殖,水質惡化,造成幼體大量死亡。因此,利用經臭氧處理后的水體來維持良好的生態環境,為河蟹幼體提供一個良好的水環境已成為河蟹育苗成敗關鍵。
為了找出臭氧水河蟹育苗的優化條件,進行臭氧處理水量、育苗密度、換水量三因素三水平正交試驗,并利用灰色系統關聯度分析方法,分析因素之間作用關系,以期獲得臭氧水添加量,育苗密度、換水量的合理組合、驗證臭氧在河蟹育苗中的作用,總結出臭氧處理水進行河蟹工廠化育苗的優化工藝 .
該試驗于 1997 年 3 — 4 月在塘沽塘寧水產育苗進行,應用由天津市水產研究所和清華大學共同研制的 QT 一 20 臭氧水處理器,臭氧投加量為每立方米水體 1 — 1.5 g
臭氧投加配比量:
12.5克/T
正交試驗設計
試驗因素的確定: A 一臭氧水添加量: B 一幼體密度; C 一換水量。試驗水平確定:每個因素設三個水平,見表 3. 試驗分組方案;采用 L 9 (3 4 ) 正交表共設 9 個試驗組 . 試驗期間投喂餌料種類為單胞藻、蛋黃、酵母、螺旋藻粉、輪蟲及鹵蟲無節幼體 . 每天測定一次 p H 值、鹽度,隔天測定一次溶解氧 .Z 1 一 Z 2 和 Z 3 一大眼幼體期間,對氨氮、亞硝酸氮、硝酸氮、耗氧量和細菌總數等指標進行測定 .
表 3 臭氧育河蟹苗試驗因素水平表
因素、水平
臭氧水添加量A %培育幼體密度B 萬體 /m 3 換 水 量C %1A 1 0 B 1 15.66 C1 20
2 A 2 50 B 2 23.49 C 2 25
3 A 3 100B 3 31.32C 3 33
2.2.1.2 試驗結果
試驗所用時間 16 天,河蟹大眼幼體出苗情況試驗結果見表 4 。
表 4 河蟹大眼幼體出苗試驗結果
試驗號
123456789
出苗(只)
436 506 572 425 510 550 531 561 534
出苗率( % ) 18.5 21.4 24.4 12.1 14.5 15.6 11.3 11.9 11.4
活力狀況 正常 正常 正常
差 較差、較差、較差、較差、較差
灰色系統關聯度分析
利用灰色系統關聯度分析方法,計算出水質生化條件對出苗量影響的關聯度,排出關聯序,以直接反映出各個子序列對同一個母序列的“優劣”或“主次”關系,從而找出影響出苗量的各個生化因素間的主次關系。
利用處理后的數據進行氨氮、亞硝酸鹽、耗氧量、細菌總數對河蟹出苗量影響的關聯度計算。設出苗量為母序列,表示為 X l (k)(k=1 , 2 ,…… 9 為試驗組編號 ) 則: X 1 (k)= ( (X 1 (1) , X 1 (2) ,……, X 1 (9) ),設氨氮、亞硝酸鹽、耗氧量、細菌總數為子序列,分別表示為: X 2 (k) 、 X 3 (k) 、 X 4 ( k )、 X 5 (k) ,求得關聯度 R :
R=(r 1,2 , r 1 , 3 , r l,4 , r 1 , 5 )=(0.210 , 0.172 , 0.199 , 0.249)
上述結果表明,水體中細菌總數對河蟹出苗量影響最為顯著,其次是氨氮、耗氧量,而亞硝酸鹽影響最小。從表 5 中可以看出,水中氨氮、耗氧量對試驗因素中的臭氧水添加量的關聯度最大,亞硝酸鹽對布苗密度關聯最大。表明臭氧處理水可有效改善育苗水環境中氨氮、 COD 狀況,其中添加臭氧水育苗的各試驗組的氨氮、 COD ,均明顯低于對照組。氨氮可下
降 31.59 — 31.89 %, COD 下降 30.66 ~ 45.33 %,細菌總數下降 34.17 — 58.35 %。
表 5 試驗因子對應水化指標的關聯度
指標因素、關 聯 度 R、氨氮、亞硝酸鹽、化學耗氧量
臭氧水添加量
0.304 、0.306、0.309
布苗密度、0.159、0.415、0.277
換水量、0.302、0.311、0.258
水源經臭氧處理后,阻斷了致病菌進入育苗水體的途徑,且有利于有益細菌的生長,有利于降解有機物質,從而改善了育苗池生態環境。
因素水平優化組合分析
根據表 6 可以看出,三個指標的計算結果針對三個因素的主次順序分別為:出苗量 A>C>B ,出苗密度 B>A>C ,活力系數 B>>A , C 。從出苗量這一指標來看,優化水平組合應為 A 3 C 3 B 3 :從出苗率指標看,應為 B 1 A 3 C 3 ;從活力系數指標看,應為 B 3 A 3 C 1,3 。對三組綜合分析看,因素的優化組合應為 A 3 B 1 C 1 。
表 6 河蟹育苗試驗綜合分析表
指標、出苗量、出苗率、活力系數、A、B、C、A、B、C、A、B、C、K 1、464、505、516
14、21.4、15.3、66.7、100、77.3、K 2、526、495、488、15.9、14.1
15、77.3、53.3、66.7
K 3、552、542、538、17.1、11.5、16.7、77.3、60、77.3
R、88、47、50、3.1、9.9、1.7、6.6、46.7、6.6
優水平、A 3、B 3、C 3、A 3、B 1、C 3、A 2 , 3、B 1、C 1 , 3
分析和小結
育苗水源經臭氧處理后,水中氨氮、耗氧量、亞硝酸鹽和細菌總數都可以得到大幅度的降解,其降解幅度與臭氧投加量緊密相關。由于臭氧在水中發生還原反應,產生氧化能力極強的原子氧 (O) 和羥基 (OH) ,能迅速氧化水中的有機物質、殺滅細菌。因此,池中水質得到了明顯凈化,并且無毒、無害、無任何殘留物,為河蟹幼體提供了一個良好的生態環境,可以有效地提高出苗量,是適合于河蟹育苗生產上應用的水處理技術。
從關聯度分析結果表明,影響出苗量的作用因子的主次順序為:細菌總數 > 氨氮 > 耗氧量 > 亞硝酸鹽。其中細菌是主要作用因素,尤其是厭氧的致病菌。經綜合推斷,布苗密度與細菌總數緊密相關。因此,合理密度是高效育苗的一項重要措施。從整體考慮,工廠化育苗全部使用臭氧水,加上換水量適當,采用合理的布苗密度即 A 3 B 1 C 1 是優化的組合。
2.2.2 臭氧在內陸水域育苗水處理工藝
1997 — 1998 年,分別在天津市大港油田鉆井一公司育苗場和江蘇省揚州市江洋特種水產公司育苗場進行了臭氧水處理為主的綜合水處理工藝的研究。前者距海岸 20 余公里,育苗水體為 1445M 3 ; 后者距海岸 200 余公里,育苗水體為 2100M 3 。水源均以鹽場的鹵水來配制用以育苗,用水量共為 5.6 萬噸。 經臭氧處理后循環封閉使用,以用于培養單細胞藻類、親蟹暫養、育苗等,共培育出大眼幼體 559.5 公斤,在生產上取得了突破。具體做法如下:
水源配置和設施
兩個育苗場都用車、船從海邊拉運鹽場的鹵水。鹵水鹽度為 42 — 900‰ 配制成 18 — 23‰ 。鹽度的水作為育苗水源。
水處理機、功能、處理量
選用由天津市水產研究所、清華大學共同研制的 QT 一 20 型臭氧水處理機。該機具有體積小、重量輕、效率高、使用方便等特點。其主要功能是清除有毒有害物質、殺菌滅藻、氧化部分重金屬離子和有機物。處理后的水質符合漁業水質標準。在育苗過程中循環使用凈化水,處理水量 10 — 20 噸/小時,可按凈化程度和水質要求,任意調整水處理量。
水處理工藝流程
用鹵水配制育苗水源,經沉淀、過濾后進入育苗池供孵幼和培育幼體使用。育苗池排出的廢海水經過濾和沉淀,通過臭氧水處理機處理,然后將處理水匯集到蓄水池,經過濾沉淀進入調鹽配水池,再經過濾沉淀,并化驗合格后再次進入育苗池使用,形成閉式循環。