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[摘要]隨著海產養殖業的快速發展，海產養殖污染問題日益嚴峻。本綜述從海產養殖業的發展現狀、污染特征及治理技術等方面，總結了海產養殖業的水污染防治技術的研究成果與最新進展，并對治理技術發展方向進行了探討與展望，并提出研發海產養殖廢水處理技術應與生產實際相結合，要讓農戶買得起、用得上、用得好。

[關鍵詞]海產養殖廢水；氨氮；抗生素；處理技術

2000年以來，隨著我國經濟的快速增長和人民生活水平的不斷提高，蛋白質豐富、營養價值高的魚蝦類海產品的需求日益增長，帶動了我國海產養殖業的快速發展。2007年全國的海產養殖品的產量是2351萬噸，至2018年增長到3301萬噸，我國已成為海產養殖大國[1]。海產養殖過程會產生養殖廢水，大多數廢水沒有經過處理直接排放到近岸海域水體，破壞了近海水域的生態環境，水體富營養化導致赤潮頻發[2]，嚴重影響海產養殖業的可持續發展，同時會影響到人體健康[3-4]。基于此，本文簡述了物理、化學、生物三類海產養殖廢水處理的研究與應用，以為新型技術的研發提供指導。

1海產養殖廢水的污染特征

1.1污染物來源。海產養殖廢水中的污染物以氨氮、有機氮、抗生素、過剩餌料以及排泄物為主。在海產養殖過程中需要投入大量的人工合成餌料，人工餌料含有豐富的營養，可以有效提高養殖生物生長速率[5]。但是投放的人工餌料并不能完全被養殖體利用，據統計，養殖生物對飼料的利用率約在80%，剩余部分會殘存于養殖水體中，隨著過剩餌料和生物排泄物的分解，給水體帶來嚴重的污染。為了追求比較高的經濟效益，養殖戶往往采用高密度養殖模式，過量投放餌料，過剩的餌料在水中溶散，與未及時清理的排泄物，在微生物的作用下轉化，導致水體內溶解性的BOD、COD、氨氮、磷、硫等污染物含量增加，惡化水體環境，不利于養殖生物的生長、發育和繁殖[6]。因此，養殖戶會在飼料中添加一些抗生素預防病患，然而實際上絕大部分的抗生素沒有被生物利用，會殘留在水體中最終隨著養殖廢水排到近海水域，產生抗生素污染[7]，對近岸生活的居民的健康構成潛在的威脅。1.2污染物的危害當水體中氮含量高于0.2mg/L，磷含量高于0.02mg/L時會變得富營養化，加快了水生植物的繁殖速度，隨著各種水生植物的數量增多，養殖生物的生存空間會變小，另外氨氮會導致養殖生物中毒，影響其生長。慢性氨氮中毒會導致養殖生物食欲降低，生長緩慢，組織受損，氨氮濃度過高則會對魚類的腮造成損傷，影響腮的通透性，降低血紅素對氧的運輸能力，養殖生物的患病率會提升。急性氨氮中毒會導致養殖生物在水中失去平衡，嚴重會引起其死亡[8]。抗生素的不科學使用，雖然不會引起養殖生物急性中毒，但水體中長期存在抗生素會導致養殖生物出現慢性中毒現象[9]，長期的投加還會導致病原體在養殖生物體內產生耐藥性。養殖生物長期被投喂含有抗生素的餌料，部分抗生素在其體內無法分解排出，人類食用海產品后，殘存的抗生素會轉移到人體，使得病菌在人體內對藥物的耐受性增加，導致免疫系統功能降低[10]。

2海產養殖廢水處理技術

根據調查顯示，我國海產養殖廢水99%以上都未經處理直接排放到近岸海域[11]。目前海產養殖廢水處理技術的研究和應用主要在工廠化海產養殖企業，工藝流程比較長和復雜，相對的建設成本和運行成本比較高，對操作工人的技能要求也相對較高。對于分散養殖的農戶，目前上沒有適合的處理技術。針對海產養殖廢水中存在的氨氮、抗生素、底泥等污染物，比較有代表性的處理方法有物理、化學和生物法等。

2.1物理法。物理法主要去除廢水中的懸浮顆粒物和部分溶解性污染物，減輕后續處理單元的處理負荷。吸附法是去除養殖廢水中的抗生素的重要方法，一定程度上也能去除COD等溶解性污染物。吸附劑通常采用多孔結構的活性炭。魏源送[12]等以13種材質、粒徑均不同的活性炭，對污染物主要為螺旋霉素藥物及其中間體的江蘇無錫某制藥企業排放的抗生素廢水進行吸附試驗研究，結果表明杏殼活性炭的吸附性能要優于煤質、果殼、椰殼活性炭，且用KC16型號的杏殼活性炭對COD、TOC的去除率分別達到88.43%和86.99%。也有研究采用活性炭處理含有四環素的廢水，去除率在50%~95%[13]。底泥是海產養殖污水的主要污染物，由生物排泄物和食物殘渣構成，目前針對此類污染物的研究和應用的報道較少，考慮到污染物的特征，建議采用比較成熟的砂濾技術開展相關的研究工作。

2.2化學法。高級氧化是去除海產養殖廢水的溶解性污染物的主要方法，比較有代表性的有電化學氧化法和Fenton氧化法。2.2.1電化學氧化法電化學技術根據氧化方式的不同分有如下兩種：直接電催化氧化，依靠陽極表面與污染物的直接接觸，發生相關反應從而去除；間接電催化氧化，則是依靠陽極板的反應，產生一系列擁有較高的氧化電位的中間產物，從而與污染物反應降解。郭迪[14]等采用電化學氧化法對養殖水體中氨氮的去除效果進行研究，探究電流密度及水力停留時間對氨氮去除效果的影響，結果表明：電化學氧化可以有效控制水質，電流密度和水力停留時間增大時氨氮的去除率會提高，但同時水中殘留氯的濃度也會隨之提高。容川[15]等采用電解法對海產養殖廢水中氮、磷的處理效果進行研究，結果表明電解法可以有效脫氮除磷，在最佳條件下對氨氮、總氮、硝酸鹽的去除率高達94%、82%、95%，對磷的去除率達到了92%。電化學氧化法是一種高效的廢水處理方法，但是存在能耗高、電極腐蝕等問題。2.2.2Fenton氧化法Fenton是發展較為成熟的氧化法。Ben[16]等采用Fenton試劑降解SBR預處理的養豬廢水中的6種抗生素，包括5種磺酰胺和1種大環內酯，檢查SBR廢水的初始pH、COD和SS對降解抗生素的影響。結果表明，在初始pH為5.0、[H2O2]/[Fe2+]的摩爾比為1.5∶1，且分批投料的條件下，Fenton試劑可以有效降解所選定的抗生素，且對SBR廢水的本底COD(0~419mg/L)和SS(0~250mg/L)的變化具有抵抗力。Fenton氧化法存在的主要問題成本比較高、運行成本高、泥量大以及安全風險大等[17]。海產養殖污水的氨氮和有機氮是主要污染物，也是引起近海水體赤潮的主要原因。由于污水中C/N比低于1，所以采用生化工藝去除此類污染物比較困難。海水中的氯離子含量超過1%，采用析氯電極電解產氯氧化去除氨氮和有機氮是一種有效的方法。能耗方面可以采用太陽能供電的方式解決，重點在于研發高性能、耐腐蝕的電極材料，這是電化學氧化法能否市場化的關鍵。

2.3生物法。海產養殖廢水的生物處理方法以活性污泥法和生物膜法為主，一般應用于工廠化海產養殖企業。此外，人工濕地法也是一種有效的處理方法。與傳統技術相比，人工濕地是一種可持續的技術[18]，此技術已引起人們的極大關注[19]。劉佳[20]等采用水平潛流式人工濕地和下行-上行復合垂直流人工濕地去除水產養殖廢水中氮化物和抗生素等污染物，實驗結果表明，當水力停留時間為3d時，兩種人工濕地對氨氮、總氮的去除率分別達到了80%和50%以上，對磺胺甲唑的去除率達到50%。黃翔峰[21]等采用黃菖蒲、蘆葦構建水平潛流式人工濕地，對水產養殖廢水的凈化效果進行研究。結果表明兩種濕地對COD、總磷的去除能力沒有較大差異，對COD的去除率分別為39%和40%；對總磷的去除率均為73%；對總氮的去除率分別是49%和24%，黃菖蒲濕地對總氮的去除率更好；對抗生素的去除效果差異不大，但是對恩諾沙星的去除效果要明顯優于磺胺甲惡唑與氟甲砜霉素。人工濕地投資成本較低、操作和維護要求較低，對廢水中的含有N、P等的污染物有著較好的去除效果，是現階段的研究熱點，比較符合養殖區域的環境條件，污染有著較好的發展潛力。缺點降解污染物需要的停留時間較長，占地面積較大，可與其它技術聯合作為深度處理技術。

3展望

當前我國大部分海產養殖區域污染排放量已經超出近岸海洋的環境承載力和自凈能力，污染物的累積和逐年遞增已經極大地破壞了養殖區域的生態環境，環境污染事件頻發，已嚴重影響海水養殖業的可持續發展，污染治理已刻不容緩。但是近海區域人多、地少、土壤貧瘠，海產養殖業是很多農戶的唯一經濟來源，所以亟待研發適合近岸養殖環境和農戶需求的海產養殖廢水的新型處理技術，讓農戶買得起、用得上、用得好，才能實現海產養殖業的綠色可持續發展。

作者:羅奧 黃振庭 黎冰 黃漢標 陳錦榮 李長剛 單位:廣東石油化工學院環境科學與工程學院 廣東省石油化工污染過程與控制重點實驗室