四种双壳贝类对养殖尾水的净化作用

摘 要：为了解滤水性双壳贝类对养殖尾水的净化能力，并寻找其净化能力最强时，贝类放养密度及规格，选择缢蛏（Sinonovacula constricta）、四角蛤蜊（Mactra veneriformis）、菲律宾蛤仔（Ruditapes philippinarum）及青蛤（Cyclina sinensis）四种常见的海水养殖贝类，研究其不同品种、不同养殖密度、不同规格对养殖尾水的氨氮、硝酸盐、亚硝酸盐及水体pH值的调节净化效果。结果表明：（1）缢蛏、青蛤、菲律宾蛤仔三种贝类中，缢蛏的净化效果最佳，与对照组相比，48 h后缢蛏组水体pH值较为稳定，氨氮下降44.30%，硝酸盐含量下降81.36%，亚硝酸盐含量下降82.02%，优于其他两种贝类。（2）比较不同密度四角蛤蜊试验组，以5 ind/L密度组净化效果最显著，处理48 h后可有效降低水体氨氮值81.40%，而2 ind/L密度则会引起水体亚硝酸盐水平显著上升（P<0.05）。（3）不同规格缢蛏对养殖尾水pH值、硝酸盐及亚硝酸盐浓度48 h并无显著影响（P>0.05），但小规格缢蛏会引起养殖水体氨氮水平显著上升（P<0.05）。

关键词：双壳贝类; 养殖尾水; 氮营养盐; 净化

我国水产养殖正处于转型阶段，绿色低碳的生态养殖是今后水产养殖大力发展的方向。过去传统的养殖方式主要依赖人工投饵，养殖动物的粪便、代谢产物及残饵会导致养殖水域的富营养化和底质的有机污染，轻者导致养殖效益下降，重者导致浮游植物的异常增殖而发生赤潮，进而造成鱼类大批死亡［1］。而随着海水养殖以及陆源污染输入，我国近海海域富营养化问题也逐渐凸显，近年来，我国近岸海域均出现了不同程度的富营养化威胁［2-4］。因此，如何减轻水产养殖自身污染，生态修复污染海域水体环境是近年的一个研究热点。

双壳贝类是我国海水养殖的重要组成部分，目前已形成产业的养殖种类多达30余种。通过过滤除去水体中的颗粒有机物，降低水中含氮化合物，以及以假粪形式同化沉积不可利用的饵料营养成分［5-6］，滤食性双壳贝类在净化水产养殖废水［7］，改善湖泊、海洋水体环境具有理想作用。目前，国内外相关研究表明，双壳贝类对于减轻养殖水体有机负荷、营养负荷，阻断营养盐物质循环［8-10］，去除水体悬浮物［11］以及细菌量，减轻水产养殖尾水污染具有显著效果［12-16］。同时，双壳贝类还具有平衡水体中浮游动植物组成的作用，有利于底层水生植物定植，促进污染水体净化［17-19］，对于污染水体修复具有一定效果。然而，目前对于贝类净化的研究大多集中于单种贝类的修复效果，缺乏几种贝类的横向比较，对于贝类的最佳投放密度、规格研究较少，同时，部分研究贝类因其经济价值及养殖规模限制，实际应用效果并不理想。

缢蛏（Sinonovacula constricta）、菲律宾蛤仔（Ruditapes philippinarum）、青蛤（Cyclina sinensis）以及四角蛤蜊（Mactra veneriformis）是我国广泛养殖的双壳贝类，在我国沿海地区养殖产量、规模庞大，是极为常见的经济品种［20-23］，因此，本研究通过比较几种双壳贝类对循环养殖尾水中氨氮值、亚硝酸盐、硝酸盐以及pH值的调节净化作用，进一步确定养殖尾水净化的最适贝类种类、密度与规格，旨在为今后通过养殖双壳贝类净化水产养殖尾水，生态修复富营养污染海域提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验贝类取自宁波市鄞州瞻岐椿霖水产养殖场贝类养殖塘，选择体重接近的个体用于试验。其中缢蛏体重规格为8～20 g；四角蛤蜊体重为8～13 g；菲律宾蛤仔体重为8～13 g；青蛤为8～13 g。养殖尾水取于宁波大学曹光彪科技楼生态实验室。

试验在2 L白色塑料水槽中进行。试验前贝类经1周以上适应性暂养。

1.2 试验设计

共分四个试验，每个试验设三个试验组、一个对照组，每组设三个重复。分别在0、24、48 h时用Easychem Plus全自动水质分析仪和PB-10型pH计（精度0.01）测定各试验组的氨氮值、硝酸盐值、亚硝酸盐值和pH值。试验水槽共12个，分别注入1 300 mL养殖尾水；试验水温25 ℃。

1.2.1 三种贝类的净化效果比较试验 将规格基本相同的缢蛏、菲律宾蛤仔、青蛤三种贝类分别放入上述水槽中，每组设置三个平行组，每个槽中放10个贝类，另设一空白对照组；在试验开始后的0、24、48 h各取水样测定pH值、氨氮浓度值、硝酸盐浓度值和亚硝酸氮浓度值，并与初始值和对照组作比较分析。

1.2.2 不同密度的四角蛤蜊净化效果比较 将重量规格基本相同的四角蛤蜊按每槽3个、5个、7个别放入上述水槽中，折算密度分别为2、4、5 ind/L四角蛤蜊，每个密度组3个试验槽，另设一对照组，在试验开始后的0、24、48 h各取水样测定pH值、氨氮浓度值、硝酸氮浓度值和亚硝酸氮浓度值，与初始值和对照组作比较分析。

1.2.3 不同规格缢蛏的净化试验 三组处理组缢蛏规格分别为壳长3 cm，体重10 g；壳长4 cm，体重15 g；壳长5 cm，体重19 g。每组各3个试验槽，每个槽放3个缢蛏，另设对照组。在试验开始后的0、24、48 h各取水样测定 pH值、氨氮浓度值、硝酸盐浓度值和亚硝酸盐浓度值，与初始值和对照组作比较分析。

1.3 数据处理

净化率计算公式：Kt=（Dt-Ct）Dt×100%。

式中：Kt为净化率；t为处理时间（24、48 h）；Dt为t时对照组浓度；Ct为t时试验组浓度。

所有试验数据运用Excel软件处理，Origin作图。使用SPSS 17.0统计软件对数据进行单因素方差分析，显著性水平为P<0.05。

2 结果

2.1 不同贝类对养殖尾水的净化能力比较

养殖相同生物量的缢蛏、菲律宾蛤仔、青蛤三种贝类，对养殖尾水的净化结果见图1-图4和表1。从图1各试验组水样的pH值变化看，与对照组相比，缢蛏与青蛤两组均表现为24 h后水体pH值略有上升，48 h后略有下降，整体pH值保持在7.0左右，与对照组无显著差异（P>0.05）；而菲律宾蛤仔组与对照组存在显著差异（P<0.05），24 h 后pH值降为6.71，48 h后pH值降为6.57，出现明显的下降趋势。

图2的氨氮结果表明，对照组的氨氮浓度随时间延长而升高，48 h时是0 h的2.84倍；24 h后，各试验组水体氨氮值较对照组均出现显著下降现象（P<0.05）；菲律宾蛤仔组与对照组差异最为显著，24 h后 氨氮值下降82.70%，而48 h后氨氮值几乎为0，降低99.32%；与同一时间对照组相比，青蛤组与对照组水体相比，24 h氨氮值减少54.75%，48 h氨氮值减少51.54%；而缢蛏组24 h水体中氨氮值下降44.55%，48 h氨氮值下降44.30%。

从图3的硝酸盐结果可知，与同期对照组相比，缢蛏、菲律宾蛤仔硝酸盐值较对照组均出现显著下降现象（P<0.05），菲律宾蛤仔组最显著，24 h硝酸盐值减少58.40%，48 h硝酸盐值减少89.93%；缢蛏组水体24 h硝酸盐值消减40.44%，48 h硝酸盐值减少81.36%；而青蛤组水体硝酸盐值24 h和48 h反而升高2.85%和4.51%。

图4的亚硝酸盐值测定结果表明：与同时期对照组水体相比，处理24 h后，试验组水体亚硝酸盐值与对照组无显著差异（P>0.05），而在48 h后，缢蛏与菲律宾蛤仔亚硝酸盐值均出现显著下降（P<0.05）。缢蛏组水体24 h亚硝酸盐值减少36.84%，48 h亚硝酸盐值减少82.02%；菲律宾蛤仔组水体24 h 亚硝酸盐值减少15.97%，48 h 亚硝酸盐值减少68.40%；而青蛤组24 h亚硝酸盐值与对照组基本一致，48 h亚硝酸盐值反而比对照组增加16.49%。

2.2 不同密度四角蛤蜊对养殖尾水净化效果比较

不同密度的四角蛤蜊对养殖尾水的净化作用见图5—图8和表2，图5为各组的pH值测定结果，与同时期对照组水体相比，2 ind/L组24 h pH值下降为7.43，48 h pH值为7.45；4 ind/L组24 h pH值降为7.36，48 h pH值升为7.39；5 ind/L组24 h pH值降为7.33，48 h pH值升为7.39。处理组24 h后的pH值都出现了显著下降（P<0.05），但在48 h后2 ind/L组pH值与对照组差异不显著（P>0.05），而4、5 ind/L则显著低于对照组（P<0.05）。

图6氨氮结果表明，与同期对照组相比，2 ind/L组24 h氨氮值下降11.92%，48 h氨氮略高于对照组6.13%；4 ind/L组24 h氨氮值下降32.80%，48 h氨氮值减少10.92%；5 ind/L组24 h氨氮值下降43.82%，48 h氨氮值减少81.40%。处理24 h后4、5 ind/L组水体氨氮值显著下降（P<0.05），48 h后5 ind/L组水体仍显著低于对照组（P<0.05）。

各组硝酸盐变化见图7，总体上处理组与对照组都是随时间上升。与同时期对照组相比，2 ind/L组24 h硝酸盐值升高26.74%，48 h硝酸盐值几乎不变；4 ind/L组24 h硝酸盐值下降2.84%，48 h硝酸盐值下降3.95%；5 ind/L组24 h硝酸盐值上升20.02%，48 h硝酸盐值下降5.54%。处理24、48 h后的处理组硝酸盐值数据均与对照组无显著差异（P>0.05）。

从图8亚硝酸盐结果可知，与同期对照组相比，2 ind/L组24 h亚硝酸盐值上升23.75%，48 h亚硝酸盐值升高110.93%；4 ind/L组24 h亚硝酸盐值提高30.81%，48 h 亚硝酸盐值升高31.25%；5 ind/L组24 h亚硝酸盐值上升54.08%，48 h亚硝酸盐值则降低19.41%。处理24 h后仅5 ind/L组显著低于对照组（P<0.05），而2 ind/L组、4 ind/L组均与对照组无显著区别（P>0.05）；处理48 h后，除2 ind/L组显著高于对照组外（P<0.05），另两组亚硝酸盐水平均与对照组无显著区别（P>0.05）。

2.3 不同规格的缢蛏对养殖尾水净化作用

不同规格的缢蛏对养殖尾水净化作用见图9-图12和表4，各组pH值结果见图9，与同期对照组水体相比，3 cm组24 h pH值降为7.14，48 h pH值上升为7.53；4 cm组24 h pH值降为7.13，48 h pH值略微升为7.27；5 cm组24 h pH值为7.10，48 h pH值升高为7.44。试验组处理24、48 h后pH值均与对照组无显著差异（P>0.05）。

各组氨氮变化见图10，试验组基本都呈上升趋势，与同期对照组相比，3 cm组24 h氨氮值上升280.21%，48 h氨氮值升高289.37%；4 cm组24 h氨氮值升高73.18%，48 h上升159.86%；5 cm组24 h氨氮值升高53.81%，48 h升高130.77%。处理24、48 h后三试验组氨氮值均显著高于对照组（P<0.05），其中以小规格3 cm组氨氮值最高，为同期对照组的3.89倍，显著高于其余两试验组（P<0.05）。

图11硝酸盐结果表明，与同期对照组水体相比，3 cm组24 h硝酸盐值下降2.25%，48 h降低3.32%；4 cm组24 h硝酸盐值上升4.98%，48 h升高10.94%；5 cm组24 h硝酸盐值降低2.10%，48 h硝酸盐值升高23.27%。试验组处理24、48 h后与对照组硝酸盐值均无显著差异（P>0.05）。