海水養殖污染， 是指人類在利用海水進行水產品養殖的過程中， 通過各種行為， 把物質和能量帶入海水養殖系統， 產生妨礙養殖生產活動、 破壞漁業水域使用條件、 損害漁業資源、 破壞海洋生態環境等負面影響。
基本介紹
- 中文名：海水養殖污染
- 外文名：mariculture contamination
- 主要表現：N、P、COD等的排放量
- 包括：營養物污染、藥物污染等
概述,海水養殖業污染研究的主要方法,海水養殖業對生態環境影響的研究,對養殖區自身生態環境的影響,對養殖區外部海域生態環境的影響,養殖逃逸的魚類對海洋生物的影響,展望,
概述
海水養殖是利用淺海、灘涂、港灣、圍塘等近海海域進行人工飼養和繁殖海產經濟動植物的農業生產方式。隨著海水養殖面積的增長，海水養殖業不合理的養殖方式和生產過程產生的大量污染成為近海污染的重要原因之一。海水養殖污染，是指人類在利用海水進行水產品養殖的過程中，通過各種行為，把物質和能量帶入海水養殖系統，產生妨礙養殖生產活動、破壞漁業水域使用條件、損害漁業資源、破壞海洋生態環境等負面影響。我國農業部在《2012年中國漁業生態環境狀況公報》中指出，我國近岸海域海水重點養殖區的主要污染因子是無機氮和活性磷酸鹽，除了來自於河流和生活污水注入外，海水養殖也成為近岸海域的重要污染源之一。
養殖污染主要包括養殖過程中營養物的污染、藥物的污染以及底泥的富集污染等。污染的主要表現為養殖過程所帶來的氮（N）、磷（P）、化學需氧量（COD）等的排放量，超出近岸海洋的環境承載力和自淨能力所導致的富營養化及其帶來的海洋生態環境的破壞和異常。不同養殖品種和養殖模式產生的污染量不同，對環境造成的影響也存在差異。
海水養殖業污染研究的主要方法
我國海水養殖業自20世紀90年代興起以來，海水養殖面積急速增加。據統計，1990年我國海水養殖面積為4295km2，1999年達到10949.6km2，10年間的平均增長率約為15.5%。21世紀以來，海水養殖面積由2000年的12433.0km2增長到2012年的21809.3km2，年平均增長速度為6.3%。海水養殖業發展的同時，也伴隨著產生了較大的污染量。目前，對海水養殖所產生的污染量的估算和研究方法已經很多。國內外許多研究者採用物質平衡法來進行污染負荷估算，該方法由Ackefors等提出，其原理是以養殖環境中氮、磷收支平衡為基礎，認為養殖系統主要的營養物質輸入途徑是餌料，而輸出途徑是養殖生物體蓄積在體內的營養物質含量，兩者的差值就是污染負荷量。國外學者利用物質平衡法對北歐地區網箱養殖、墨西哥灣西北部半集約化對蝦養殖、宏都拉斯的對蝦養殖的海水養殖污染負荷量進行了估算，並計算了海水養殖污染負荷量在海域總污染量的貢獻，其估算結果基本一致。
其他研究方法也較多，石芳永等比對了幾種海水中氨氮的測定方法，採用納氏試劑比色法對海水養殖廢水中氨氮的測定。夏麗華等從遙感的角度出發，使用衛星影像圖提取養殖水體的面積，並結合不同養殖方式的污染係數成果，對不同養殖方式所產生的污染量進行了估算。張玉珍等利用化學分析法，通過對養殖污水的水質分析，對水產養殖氮磷污染負荷進行了初步估算，其估算結果精度較高，但是只適應於池塘等封閉或半封閉的養殖系統，且在估算過程中，只考慮溶解在水中的污染物，沉積在泥底污染物未在估算範圍內，不能對養殖總環境負荷量進行估算。Teodorowicz等利用與之類似的化學增量法研究澳大利亞某鱒魚養殖場對環境的影響。潘燦民等對廈門同安灣海水養殖對海域污染的評估研究中，採用經驗估算法對各種養殖方式的排污量進行評估，結果顯示，廈門西海域和同安灣附近海水產養殖帶來的污染負荷所占的比例不大。Rodhouse在研究貽貝時，通過對比和模擬實驗的方法得出貽貝糞便的碳和氮的排放量，每年每平方米產生碳8.5kg和氮1.1kg，其C/N比值約為8。范志傑等借用經濟學中的邊際收益理論，分析了海水養殖業與污染的關係。李京梅等建立環境質量成本控制模型，分析了污染環境控制成本、損害成本間的關係，得到最佳控制水平。
這些學者均從不同的角度和方法對養殖水體產生污染的程度進行定量研究，雖然手段和角度不同，但研究結果均表明，海水養殖所帶來的污染量是逐年增加的，但人為重視程度卻沒有隨之提升，存在著較大環境污染的隱患。
海水養殖業對生態環境影響的研究
對養殖區自身生態環境的影響
養殖區內部的水體也是一個小尺度上的生態環境系統，也具備一定的平衡性。由於海水養殖區的位置多集中在相對封閉、平靜、狹長的海灣地帶，養殖水與海水交換頻率低，其自身淨化能力差。同時，養殖過程中人為施加的餌料和養殖物種的排泄物，會產生極大的殘留，並長期積累；並且，不合理的養殖方式，主要表現為密度過大、農藥殘留及有機物，極大加重了污染的程度。另外，養殖區又多處於人類城鎮的聚集地，生活和工業污水的排放等，對養殖區環境產生綜合的污染作用。營養元素的增多會導致水體的富營養化，從而導致一系列的生態問題。如海水透明度下降，光合作用率和含氧量降低，魚類大量死亡，浮游生物大量繁殖，底泥有機質分解產生有害氣體等。周名江等研究指出，養殖區的增加會產生屏障效應，降低不同水體的交換性，不利於陸源污染物的及時稀釋擴散。工廠化養殖方式的密集養殖導致水域污染嚴重，這也是誘發暴發性赤潮和污染事件的誘因之一。
養殖區排放的碳、氮和磷酸鹽等物質長期累積且無法與外界交換和擴散，也會對養殖區所在海域底質產生嚴重的沉降效應。研究表明，海水養殖區的碳、氮、磷的含量遠遠高於周圍水體沉積物，沉降量遠遠大於非海水養殖區。夏麗華等研究發現，廣東省東西部兩個高密度養殖區與近海環境污染嚴重區相吻合，具有明顯的相關性。沉降物增多會增強局地的微生物分解功能，耗氧量增加，海水溶解氧的含量降低，最終導致地區性海水缺氧，嚴重的可能危及養殖水產，造成嚴重損失。
養殖區物種的多樣性遭到破壞也會導致一系列問題的產生。張福綏等認為養殖海生物多樣性會對養殖區產生重大影響，如養殖物種的生物過濾作用導致生物性沉積，加劇污染物的累積。傳統海水養殖業的發展，弱化了海洋生態系統群落結構，導致物種單一，降低了群落的功能性和抵抗力。因此，海水養殖過度的規模化、工廠化極大地破壞了水產品天然的生態結構，造成污染物的累積和放大效應，不利於海水養殖業的可持續發展。
對養殖區外部海域生態環境的影響
海洋生態系統是不受人類控制的自然調節平衡的系統，其自身具有一定的自淨能力，但當人類活動過度干擾，就會打破這一系統的平衡性。水產養殖主要靠人工調節來維持系統的生態平衡，食物鏈、物種多樣性一旦破壞，會引發一系列的異常表現。大量富含氮磷營養物質的養殖廢水的排放是海水富營養化的重要原因之一。過量或未經處理的污水的排出，會直接影響周圍到近海養殖海域的海水水質，進而影響其生態平衡。
污染的集中表現就是海水的富營養化，而富營養化會直接誘發赤潮。張福綏指出，赤潮的發生是海水養殖區環境惡化的具體表現之一，它是某些浮游生物在適宜的環境條件下暴發性增殖而引起海水顏色改變的一種生態異常現象。早在20世紀80年代，有學者就渤海灣區赤潮發生的可能性原因做了分析，海水的有機污染和富營養化是赤潮發生的基礎條件和關鍵因素，雖然較大比重來自於陸源污染，但海水養殖的興起與富營養化的關係不可小覷。周名江等通過對我國沿海主要赤潮事件進行分析，認為我國沿海的赤潮呈現出由南向北頻次減少，但頻率增加、規模擴大、新的赤潮藻種不斷出現、有毒赤潮比例上升，以及有害赤潮危害程度日益增加的特點，赤潮的暴發的內因是存在有害赤潮生物，外因則是具備合適的環境條件，兩者同時具備即會誘發赤潮。我國近10年海洋赤潮發生的頻次和面積都有所增加，尤其是赤潮頻次和規模是20世紀後50年數據的2倍多，其中東海和渤海地區尤其顯著。同時，我國沿海赤潮發生的規律與蝦的養殖產量有正相關關係。誘發赤潮等環境問題的重要污染物氮和磷酸鹽等來自於人類在利用海水進行養殖過程中不合理或過量施加的肥料和農藥。
養殖逃逸的魚類對海洋生物的影響
人工海水養殖對海洋生態環境的另一影響是養殖逃逸的魚類對附近海洋生物的影響。逃逸魚類可能會將某一種流行病傳給野生種群，對野生種群的數量、安全等方面產生影響。Sverdrup－Jensen等研究發現，經過基因改造的大西洋鮭逃逸後與野生鮭魚交配產生變種魚類，使緬因灣和芬迪灣的野生鮭魚面臨滅種危險。從網箱出逃或有意引進的魚類對土著魚類群落的影響還包括通過掠食或攝食競爭造成當地種群滅絕，人為盲目引進新品種，引起變異性小的外援基因生物與附近土著生物近緣品種雜交，可能產生基因污染，容易誘發水產品疾病的迅速擴散。在養殖過程中，為了給養殖水產品創造良好的、無天敵的環境，往往以犧牲周邊生態環境為代價，最終造成養殖物種單一化；與周圍自然生態物種交流較少，抵抗疾病和風險的能力急劇下降，極易引發區域性養殖災難和事故。
展望
海水養殖污染主要是由於單純追求經濟效益，盲目地擴增養殖面積導致養殖密度過高，過量的殘留物和污染物累積而導致養殖水體受到污染，且與周圍環境得不到充分交換，造成港灣淺海水質惡化，進而誘發各種環境問題。因此，在未來的科學研究中，應更加注重區域污染物的源頭、污染機理的分析研究，如圍繞“以防為主，防治結合”的原則，對污染源頭進行查找和分析，定性和定量的手段結合確定海水養殖污染產生的機理和過程，注重分析區域差異性，制定針對本地區養殖品種、養殖模式的治理方案和防治措施。同時加強對污染的監測和防治手段等方面的關注，尤其是對新技術手段的套用和成效的關注，如地理信息可視化和空間分析技術，從大面積、大範圍視場的角度，結合監測數據進行污染分布的分析，對於查找污染源和區域污染程度分析及治理等方面具有非常大的作用。這些都為以後對海水養殖業的污染研究提供了方向。
