[科普中国]-海水养殖污染

海水养殖污染， 是指人类在利用海水进行水产品养殖的过程中， 通过各种行为， 把物质和能量带入海水养殖系统， 产生妨碍养殖生产活动、 破坏渔业水域使用条件、 损害渔业资源、 破坏海洋生态环境等负面影响。

概述海水养殖是利用浅海、滩涂、港湾、围塘等近海海域进行人工饲养和繁殖海产经济动植物的农业生产方式。随着海水养殖面积的增长，海水养殖业不合理的养殖方式和生产过程产生的大量污染成为近海污染的重要原因之一。海水养殖污染，是指人类在利用海水进行水产品养殖的过程中，通过各种行为，把物质和能量带入海水养殖系统，产生妨碍养殖生产活动、破坏渔业水域使用条件、损害渔业资源、破坏海洋生态环境等负面影响。我国农业部在《2012年中国渔业生态环境状况公报》中指出，我国近岸海域海水重点养殖区的主要污染因子是无机氮和活性磷酸盐，除了来自于河流和生活污水注入外，海水养殖也成为近岸海域的重要污染源之一。

养殖污染主要包括养殖过程中营养物的污染、药物的污染以及底泥的富集污染等。污染的主要表现为养殖过程所带来的氮（N）、磷（P）、化学需氧量（COD）等的排放量，超出近岸海洋的环境承载力和自净能力所导致的富营养化及其带来的海洋生态环境的破坏和异常。不同养殖品种和养殖模式产生的污染量不同，对环境造成的影响也存在差异。1

海水养殖业污染研究的主要方法我国海水养殖业自20世纪90年代兴起以来，海水养殖面积急速增加。据统计，1990年我国海水养殖面积为4295km2，1999年达到10949.6km2，10年间的平均增长率约为15.5%。21世纪以来，海水养殖面积由2000年的12433.0km2增长到2012年的21809.3km2，年平均增长速度为6.3%。海水养殖业发展的同时，也伴随着产生了较大的污染量。目前，对海水养殖所产生的污染量的估算和研究方法已经很多。国内外许多研究者采用物质平衡法来进行污染负荷估算，该方法由Ackefors等提出，其原理是以养殖环境中氮、磷收支平衡为基础，认为养殖系统主要的营养物质输入途径是饵料，而输出途径是养殖生物体蓄积在体内的营养物质含量，两者的差值就是污染负荷量。国外学者利用物质平衡法对北欧地区网箱养殖、墨西哥湾西北部半集约化对虾养殖、洪都拉斯的对虾养殖的海水养殖污染负荷量进行了估算，并计算了海水养殖污染负荷量在海域总污染量的贡献，其估算结果基本一致。

其他研究方法也较多，石芳永等比对了几种海水中氨氮的测定方法，采用纳氏试剂比色法对海水养殖废水中氨氮的测定。夏丽华等从遥感的角度出发，使用卫星影像图提取养殖水体的面积，并结合不同养殖方式的污染系数成果，对不同养殖方式所产生的污染量进行了估算。张玉珍等利用化学分析法，通过对养殖污水的水质分析，对水产养殖氮磷污染负荷进行了初步估算，其估算结果精度较高，但是只适应于池塘等封闭或半封闭的养殖系统，且在估算过程中，只考虑溶解在水中的污染物，沉积在泥底污染物未在估算范围内，不能对养殖总环境负荷量进行估算。Teodorowicz等利用与之类似的化学增量法研究澳大利亚某鳟鱼养殖场对环境的影响。潘灿民等对厦门同安湾海水养殖对海域污染的评估研究中，采用经验估算法对各种养殖方式的排污量进行评估，结果显示，厦门西海域和同安湾附近海水产养殖带来的污染负荷所占的比例不大。Rodhouse在研究贻贝时，通过对比和模拟实验的方法得出贻贝粪便的碳和氮的排放量，每年每平方米产生碳8.5kg和氮1.1kg，其C/N比值约为8。范志杰等借用经济学中的边际收益理论，分析了海水养殖业与污染的关系。李京梅等建立环境质量成本控制模型，分析了污染环境控制成本、损害成本间的关系，得到最佳控制水平。

这些学者均从不同的角度和方法对养殖水体产生污染的程度进行定量研究，虽然手段和角度不同，但研究结果均表明，海水养殖所带来的污染量是逐年增加的，但人为重视程度却没有随之提升，存在着较大环境污染的隐患。2

海水养殖业对生态环境影响的研究对养殖区自身生态环境的影响养殖区内部的水体也是一个小尺度上的生态环境系统，也具备一定的平衡性。由于海水养殖区的位置多集中在相对封闭、平静、狭长的海湾地带，养殖水与海水交换频率低，其自身净化能力差。同时，养殖过程中人为施加的饵料和养殖物种的排泄物，会产生极大的残留，并长期积累；并且，不合理的养殖方式，主要表现为密度过大、农药残留及有机物，极大加重了污染的程度。另外，养殖区又多处于人类城镇的聚集地，生活和工业污水的排放等，对养殖区环境产生综合的污染作用。营养元素的增多会导致水体的富营养化，从而导致一系列的生态问题。如海水透明度下降，光合作用率和含氧量降低，鱼类大量死亡，浮游生物大量繁殖，底泥有机质分解产生有害气体等。周名江等研究指出，养殖区的增加会产生屏障效应，降低不同水体的交换性，不利于陆源污染物的及时稀释扩散。工厂化养殖方式的密集养殖导致水域污染严重，这也是诱发暴发性赤潮和污染事件的诱因之一。

养殖区排放的碳、氮和磷酸盐等物质长期累积且无法与外界交换和扩散，也会对养殖区所在海域底质产生严重的沉降效应。研究表明，海水养殖区的碳、氮、磷的含量远远高于周围水体沉积物，沉降量远远大于非海水养殖区。夏丽华等研究发现，广东省东西部两个高密度养殖区与近海环境污染严重区相吻合，具有明显的相关性。沉降物增多会增强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，最终导致地区性海水缺氧，严重的可能危及养殖水产，造成严重损失。

养殖区物种的多样性遭到破坏也会导致一系列问题的产生。张福绥等认为养殖海生物多样性会对养殖区产生重大影响，如养殖物种的生物过滤作用导致生物性沉积，加剧污染物的累积。传统海水养殖业的发展，弱化了海洋生态系统群落结构，导致物种单一，降低了群落的功能性和抵抗力。因此，海水养殖过度的规模化、工厂化极大地破坏了水产品天然的生态结构，造成污染物的累积和放大效应，不利于海水养殖业的可持续发展。1

对养殖区外部海域生态环境的影响海洋生态系统是不受人类控制的自然调节平衡的系统，其自身具有一定的自净能力，但当人类活动过度干扰，就会打破这一系统的平衡性。水产养殖主要靠人工调节来维持系统的生态平衡，食物链、物种多样性一旦破坏，会引发一系列的异常表现。大量富含氮磷营养物质的养殖废水的排放是海水富营养化的重要原因之一。过量或未经处理的污水的排出，会直接影响周围到近海养殖海域的海水水质，进而影响其生态平衡。

污染的集中表现就是海水的富营养化，而富营养化会直接诱发赤潮。张福绥指出，赤潮的发生是海水养殖区环境恶化的具体表现之一，它是某些浮游生物在适宜的环境条件下暴发性增殖而引起海水颜色改变的一种生态异常现象。早在20世纪80年代，有学者就渤海湾区赤潮发生的可能性原因做了分析，海水的有机污染和富营养化是赤潮发生的基础条件和关键因素，虽然较大比重来自于陆源污染，但海水养殖的兴起与富营养化的关系不可小觑。周名江等通过对我国沿海主要赤潮事件进行分析，认为我国沿海的赤潮呈现出由南向北频次减少，但频率增加、规模扩大、新的赤潮藻种不断出现、有毒赤潮比例上升，以及有害赤潮危害程度日益增加的特点，赤潮的暴发的内因是存在有害赤潮生物，外因则是具备合适的环境条件，两者同时具备即会诱发赤潮。我国近10年海洋赤潮发生的频次和面积都有所增加，尤其是赤潮频次和规模是20世纪后50年数据的2倍多，其中东海和渤海地区尤其显著。同时，我国沿海赤潮发生的规律与虾的养殖产量有正相关关系。诱发赤潮等环境问题的重要污染物氮和磷酸盐等来自于人类在利用海水进行养殖过程中不合理或过量施加的肥料和农药。1

养殖逃逸的鱼类对海洋生物的影响人工海水养殖对海洋生态环境的另一影响是养殖逃逸的鱼类对附近海洋生物的影响。逃逸鱼类可能会将某一种流行病传给野生种群，对野生种群的数量、安全等方面产生影响。Sverdrup－Jensen等研究发现，经过基因改造的大西洋鲑逃逸后与野生鲑鱼交配产生变种鱼类，使缅因湾和芬迪湾的野生鲑鱼面临灭种危险。从网箱出逃或有意引进的鱼类对土著鱼类群落的影响还包括通过掠食或摄食竞争造成当地种群灭绝，人为盲目引进新品种，引起变异性小的外援基因生物与附近土著生物近缘品种杂交，可能产生基因污染，容易诱发水产品疾病的迅速扩散。在养殖过程中，为了给养殖水产品创造良好的、无天敌的环境，往往以牺牲周边生态环境为代价，最终造成养殖物种单一化；与周围自然生态物种交流较少，抵抗疾病和风险的能力急剧下降，极易引发区域性养殖灾难和事故。2

展望海水养殖污染主要是由于单纯追求经济效益，盲目地扩增养殖面积导致养殖密度过高，过量的残留物和污染物累积而导致养殖水体受到污染，且与周围环境得不到充分交换，造成港湾浅海水质恶化，进而诱发各种环境问题。因此，在未来的科学研究中，应更加注重区域污染物的源头、污染机理的分析研究，如围绕“以防为主，防治结合”的原则，对污染源头进行查找和分析，定性和定量的手段结合确定海水养殖污染产生的机理和过程，注重分析区域差异性，制定针对本地区养殖品种、养殖模式的治理方案和防治措施。同时加强对污染的监测和防治手段等方面的关注，尤其是对新技术手段的应用和成效的关注，如地理信息可视化和空间分析技术，从大面积、大范围视场的角度，结合监测数据进行污染分布的分析，对于查找污染源和区域污染程度分析及治理等方面具有非常大的作用。这些都为以后对海水养殖业的污染研究提供了方向。3

本词条内容贡献者为:

屈明 - 副研究员 - 西南大学