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1、青岛农业大学 本科生毕业论文（设计）题 目：不同藻类对水质的影响及应对处理方法 姓 名： 张永茂 学 院： 水产学院 专 业： 水产养殖学 班 级： 2005.03 学 号： 1320050106 指导教师： 程顺峰 完成时间： 2009.6.10 2009年6月10日目 录中文摘要3Abstract4引言51 材料与方法61.1 实验材料61.1.1 实验水体61.1.2 主要仪器61.1.3 主要药品61.2 方法61.2.1 实验水体选择6 1.2.2用药前水质检测71.2.3水体中藻种鉴别81.2.3水体中藻种鉴别81.2.4药品的使用81.2.5用药后水质检测与藻种鉴别82 结果82
2、.1用药前水质检测结果82.2用药前藻种鉴别结果92.3 药物的选择92.3.1营养盐与富营养化的关系102.3.2活菌类水质改良剂对水质和藻类的影响112.3.2.1 光合细菌112.3.2.2硝化细菌112.3.2.3 乳酸菌群112.3.2.4酵母菌群122.3.2.5革兰氏阳性放线菌群122.3.3腐殖酸钠对水体中藻类的影响122.3.4 硫酸铁对水质和藻类的影响122.3.4.1 铁在浮游藻类生长代谢中的作用122.3.4.2 浮游藻类对铁的利用122.4 药物使用结果133 讨论163.1藻类、浮游动物、细菌、养殖动物之间的关系163.2 活菌类调水剂在水中的作用机制163.3良好
3、养殖用水对水色和水质的要求183.3.1肥水183.3.2 老水194 致谢19参考文献21不同藻类对水质的影响及应对处理方法水产养殖学专业 张永茂指导教师 程顺峰摘要：本文通过分析实验数据和观察结果，比较了不同种类的水质改良剂对各种有害藻类造成的水质问题的改善效果，依据各种药物自身的理化性质，对养殖对象及水体中其他生物的影响，对水体周遭环境及大气的影响和污染等对现市场上常见的几种水质改良产品进行分析，以期为今后的生产实践中遇到的水质问题处理提供理论依据。关键词：水质改良，藻类，水质恶化Different impact from different algae on water quality
4、 and treatment and methods upon itStudent majoring in Aquaculture Zhang YongmaoTutor Cheng ShunfengAbstract: By analyzing the experimental data and observations to compare the different types of water conditioner harmful algae on water quality problems caused by the improvement, according to various
5、 physical and chemical properties of the drug itself, the object of aquaculture and other organisms in water impact on the surrounding water environment and the impact of atmospheric pollution, and so on are common in several markets to improve the water quality analysis of products with a view to t
6、he production practice for the future water quality problems encountered in providing the theoretical basis to deal with. Key words: water quality improvement, algae, water quality deterioration引言水产养殖业迅猛发展，据统计，年以来，其养殖规模以每年平均8.9%的比例增长，而畜禽业每年的增长仅为2.8%，预计，在未来20年，为了满足人们的营养需求，水产品的产量至少要增加5倍。在实际生产中笔者留意到, 有
7、经验的养殖户往往通过观察池塘水色及其变化, 进而采取相应的有效措施, 确保收成。池塘的水色就是池塘生态系统的“晴雨表”。水色是由池塘中浮游生物、悬浮颗粒的数量和种类的不同而起的综合反映, 其中浮游藻类是主要因素, 不同地区和同一地区相邻的池塘, 浮游生物的种类、优势种类往往不同; 池塘中浮游生物受温度、光照、营养盐、风向的影响而产生季节、昼夜、垂直和水平变化, 其中也不乏受外来物质影响而产生的异常变化, 而水色的不良异常变化, 也就反映了池塘水环境的恶化或巨变, 往往也就意味着疾病、灾害, 许多病害诸如对虾的红体、白斑病, 鳗鱼的红头、脱粘、爱德华氏病, 桂花鱼的烂鳃、出血、白鳃白肝病等都是由
8、于现行的超高密度精养模式打破了池塘生物链的平衡,造成水质败坏而暴发的。如何做到未雨绸缪,养殖全过程始终保持、调控好一池塘水是一门技术; 若遇水色突变、水质败坏, 如何采取有效措施、及时补救也是至关重要的。鱼虾养殖的中后期, 往往是在高温季节, 随着投饵量的不断增多, 残饵、粪便等有机物的不断进入使得池塘封闭水体富营养化, 蓝藻等有害藻类大量繁殖, 在水体表面往往形成一层绿色的油膜, 养殖户称之谓“老绿水”。水体有机物及藻类尸体的分解消耗池中大量的溶氧, 并会生成氨氮、亚硝酸盐、硫化氢等有毒物质, 再加上藻类分泌的藻毒素、人为用药的药物残留, 使得鱼虾长期处于一种应激状态, 鱼虾食欲减退、活力减
9、弱、体质下降、容易感染、暴发疾病。1蓝藻是原核生物，又叫蓝绿藻 蓝细菌；大多数蓝藻的细胞壁外面有胶质衣，因此又叫粘藻。在所有藻类生物中，蓝藻是最简单、最原始的一种。蓝藻是单细胞生物，没有细胞核，但细胞中央含有核物质，通常呈颗粒状或网状，染色质和色素均匀的分布在细胞质中。该核物质没有核膜和核仁，但具有核的功能，故称其为原核（或拟核）。在蓝藻中还有一种环状DNA质粒，在基因工程中担当了运载体的作用。和细菌一样，蓝藻属于“原核生物”。它和具原核的细菌等一起，单立为原核生物界。所有的蓝藻都含有一种特殊的蓝色色素，蓝藻就是因此得名。但是蓝藻也不全是蓝色的，不同的蓝藻含有一些不同的色素，有的含叶绿素，有的
10、含有蓝藻叶黄素，有的含有胡萝卜素，有的含有蓝藻藻蓝素，也有的含有蓝藻藻红素。红海就是由于水中含有大量藻红素的蓝藻，使海水呈现出红色。球藻基本上生活在淡水中，但在淡水及盐水混合(盐度0.5-30)的水域中也可发现。球藻的耐冷性及耐暗性非常的强，在冰箱中冷藏数个月也不会死。这是由于球藻生长的湖泊都位于高纬度地区，冬天的结冰期非常的长。但是球藻非常的怕热，耐热极限约为35。一般球藻是沉在湖底的，但随着光合作用的进行，氧气气泡附着在球藻上，也有可能使之浮起。球状体的生长速度约为一年5毫米。在阿寒湖，个体直径约为20-30公分。球藻变成球状的原因众说纷纭，但目前最被接受的学说是球藻靠湖泊中微弱的水流活动
11、而逐渐翻滚成球形。另一说是随着球藻群落的生长，重心偏移造成不稳定的状态而使整个群落翻滚。球状个体的表面全都是绿的，所以球藻不论被翻到哪一面都能够行光合作用。球藻的内部也是绿的，因为那里充满了休眠中的叶绿体。如果球状体崩解，这些叶绿体就会苏醒，继续行光合作用。水流运动也将覆盖在球状个体表面的砂石清走。有些球藻群落堆栈了二到三层的球状个体，所以必须要靠水流运动的翻滚，使每一个球状体都能够照到光线。球状个体的表面积太小，不适合植物。这限制了球藻球状体的生长大小。本文通过使用不同水质调节剂，并比较施用于各种藻类的效果，以期为今后的水质改良工作提供快速准确有效的理论基础。1材料与方法1.1实验材料1.1
12、.1水体本实验使用水体为海南省黄流镇各对虾养殖厂的养殖池。1.1.2主要仪器光学显微镜，水质检测试剂盒（PH，亚硝酸盐，氨氮，溶解氧）1.1.3主要药品乳酸杆菌，芽胞杆菌，光合细菌，腐殖酸钠，硫代硫酸钠，果酸1.2 方法1.2.1实验水体的选择选择水色分别为蓝绿色，褐色，酱色，黑色的对虾养殖池。蓝绿色： 褐色: 酱色: 黑色:1.2.2用药前水质检测检测项目为PH值、氨氮含量、亚硝酸盐含量、溶解氧、透明度。使用相对应的试剂盒,滴入试剂后与标准比色卡比对得出数据.1.2.3水体中藻种鉴别使用光学显微镜结合水化和水皮种类，确定各实验水体中的优势藻种。1.2.4药品的使用经过考证和检索文献，选择合适
13、的水质改良剂，并在光照、温度等条件适合的条件下施用于养殖水体。1.2.5用药后水质检测与藻种鉴别重复1.2.2，1.2.3步骤，评估药品对水质和藻类的改善作用。2 结果2.1用药前水质检测结果表1用药前水质检测结果水体PH亚硝酸盐 mg/L氨氮 mg/L溶解氧 mg/L透明度 cm水体1(蓝绿色)8.20.010.2618水体2(褐色)8.30.050.5520水体3(酱色)8.00.050.5622水体4(黑色)8.10.10.56212.2用药前藻种鉴别结果表2用药前藻种鉴别结果水体优势藻种水华状态水质肥度水体1(蓝绿色)蓝藻大面积片状过肥 老化水体2(褐色)囊裸藻大面积片状极肥 活水水体
14、3(酱色)裸甲藻全池过肥 老水水体4(黑色)蓝隐藻全池死水注：优势种的判断用镜检的方式，以俘游藻类细胞密度的相互比较为主，同时兼顾各自的生物量。22.3 药物的选择2.3.1营养盐与富营养化的关系据估计，目前全国 85%的湖泊呈富营养化状态，而且形势日趋严重。近年来一些主要湖泊蓝藻水华频发、湖滨带沼泽化，水质下降，既影响湖泊功能，又危及人类健康。总体来讲，湖泊富营养化已成为制约地区经济可持续发展的因素之一。我国诸多专家及学者从营养盐、溶解氧等不同因素对富营养化进行了研究，在以下几个方面取得了一定的成果。富营养化的发生首先需要具备相应的营养物质条件，以及其它必备的微量元素。引起富营养化的营养物质
15、主要是碳、氮、磷，在正常条件下，淡水环境中存在的碳、氮、磷的比率为 106：16：13。碳是地球上储量最丰富的元素之一，它广泛地分布于大气、海洋、地壳沉积岩和生物体中，并随地球的运动循环不止。碳是藻体内含量最多的营养元素，自然水体中的碳源比较充分。藻类既可以利用水体中不断补充的含碳化合物，又可以利用吸收大气中的二氧化碳进行光合作用。氮是生物生长必需的元素，自然界中的氮主要是储藏在大气中。大气圈中的氮气为具有固氮能力的植物与藻类提供了丰富的氮供给源。由于水体中有一些藻类具有固氮能力，能够把大气中的氮转化为能被水生植物吸收和利用的硝酸盐类，因而使得藻类能够获得充足的氮营养物质。从某种程度上说，水体
16、富营养化形成的一个主要原因，就是由于自然界中氮循环的固氮过程被不断强化而造成水体中氮负荷的增加。与磷元素相比，氮作为湖泊富营养化的限制因素处于次要地位4。磷是生命活动绝对必须的元素。自然界中的磷主要来源于磷酸盐矿、动物粪便以及化石等天然磷酸盐沉积物。众所周知，自然界中的磷循环只是一个单向流动过程，由于过度的人为活动（如矿山开采、土地开发等），储藏在地球表面的磷通过食物链进入水循环中，使得水体中的磷负荷增加。由于环境因素造成磷浓度的变化又通过藻类生物量表现出来，当环境中供给的磷总量减少时，则水体中的磷浓度降低影响藻类的生长率，相反，当环境中连续不断地增加磷的供给时藻类便大量迅速地增殖。由于水体中
17、氮、磷的迁移转化路径不尽相同，在藻类体内的富集系数也不一样，因此藻类体内的氮磷比与水体中的氮磷比是不同的。由于湖泊水体中营养盐含量在全年循环中变化很大，以氮、磷年均值为基础的氮、磷比率，常与藻类的氮、磷比率有很大差异，故判断限制性营养盐的氮、磷质量浓度比率应以藻类最大生物量时期即藻类生长最旺盛时期的值做为基础值5。研究表明，N/P 值为 14.5 时6，微囊藻的比增值速率达最大值；磷是藻类生长的主要限制因子，控制滇池富营养化应以控制磷为主。在不同的 N/P 比值污水中，藻类的种类组成不同，绿藻大量增值时需要氮相对丰富的营养水体，而蓝藻大量增值时需要磷相对丰富的营养水体。72.3.2活菌类水质改
18、良剂对水质和藻类的影响2.3.2.1 光合细菌高密度鱼虾池水中所含的大量粪便和残饵, 腐败后产生氨态氮、硫化氢等有害物质, 污染水体和底质,造成鱼虾生长缓慢甚至中毒死亡。同时, 水体富营养化后, 病原微生物滋生, 鱼虾会感染发病, 光合细菌能吸收水体中的有毒物质, 长成自己有效力的细胞, 并形成优势群落,抑制病原微生物生长, 净化水质。施用光合细菌, 苗池每次用1050 毫克/ 升; 成鱼、虾、蟹池首次用510 毫克/ 升, 以后用量减半, 每次间隔710 天。2.3.2.2硝化细菌在水环境中, 硝化细菌可将由腐生菌和固氮菌分解或合成的氨或氨基酸转化为硝酸盐和亚硝酸盐, 使水体和底泥中的有毒成
19、分转化为无毒成分, 净化水质。成鱼、虾、蟹池每次施用硝化细菌25 毫克/ 升。2.3.2.3 乳酸菌群乳酸菌属嫌气性菌群, 靠摄取光合细菌、酵母菌产生的糖类形成乳酸。乳酸具有杀菌作用, 能抑制有害微生物活动,致病菌增殖和无机物腐败; 并能使木质和纤维素有机物发酵分解, 有利于动植物吸收。2.3.2.4酵母菌群酵母菌属好气性菌群, 它能利用植物根部分泌及其他有机物质产生发酵力, 合成促根系生长及细胞分裂的活性物质。酵母菌能为乳酸菌、放线菌等提供增殖基质, 为动物提供单细胞蛋白。2.3.2.5革兰氏阳性放线菌群革兰氏阳性放线菌属好气性菌群。它能从光合细菌中获得基质, 产生各种抗生素及酶, 直接抑制
20、病菌, 并能提前获取有害霉菌和细菌的增殖基质, 促进有益微生物增殖。放线菌和光合细菌混合使用效果更好。它还能将木质素、纤维素、甲壳素物质降解, 有利于动植物吸收。82.3.3腐殖酸钠对水体中藻类的影响腐殖酸钠在水产养殖领域中主要是作为鏊合沉淀剂来使用，但由于腐殖酸钠具有遮光作用，因此当其作用于水体时，会影响水中所有绿色植物的光合作用，长期使用，可达到抑制甚至杀灭藻类和水草的作用。此外，腐殖酸钠的吸附和鏊合作用能够增加水体透明度，改变藻类生活环境，从而使水体的优势种群发生改变。2.3.4 硫酸铁对水质和藻类的影响2.3.4.1 铁在浮游藻类生长代谢中的作用铁在浮游藻类代谢过程中起着非常重要的作用
21、。铁是叶绿素生物合成和无机盐吸收过程中的基本元素，而且在细胞的氧化还原过程中占有重要地位。铁对浮游藻类生长的生态效益主要表现在对它们的生长速率，叶绿素的生物合成，对氮、碳的固定作用等9。2.3.4.2 浮游藻类对铁的利用浮游藻类对铁的利用依赖于铁的存在形态。在自然界中，Fe() 的自由离子在氧化环境下很不稳定，半生命周期小于 1.0h，会很快氧化成 Fe()，形成胶体和颗粒态10。Fe() 的自由离子浓度也很低11，只占总溶解无机铁的极小部分，大部分是铁的水合形式，如 Fe (OH)2+、Fe (OH)2+ 等。Fe()胶体态在光还原作用下也可以转化成 Fe()、Fe()的自由离子，从而有利于
22、藻类的吸收。目前对胶体铁、有机络合态铁与藻类可利用铁之间的关系，我们仍然不清楚12。一般认为，颗粒态和胶体态的铁是浮游植物不能利用的13，而颗粒态的铁在海水中会很快因沉降而离开上层水体，只有在沉积物再悬浮时才重新进入生物循环过程。浮游植物对铁的利用性也受遗传因素的影响。Sunda14研究表明，沿岸种群充分生长所需的溶解铁的浓度是大洋种群所需的 100 倍之多，不同浮游植物对铁的需求量变化很大。有机碳和铁的比率变化可以反映出不同种类铁的需求量的不同15，其变化范围可以从 C：Fe2000（淡水固氮蓝细菌）到 C：Fe100000（硅藻）。即使排除对铁需求量很高的固氮微生物，仍有许多种类有高的铁需
23、求，如裸甲藻 C：Fe10000，一些沿岸的蓝细菌 C：Fe20000 当 Fe3+ 浓度为 30000 nmol/L 时，在培养的前 20 天内，铜绿微囊藻细胞的生长先受到促进，但随后生物量和叶绿素 a 质量浓度迅速下降，而这种现象在小颤藻和四尾栅藻中并未出现。电镜照片显示这种现象可能是由于细胞死亡或自融所致。而在 Fe3+ 浓度为 30000 nmol/L 时，小颤藻和四尾栅藻的生长和叶绿素 a 合成并未受到抑制，但比增长率的增加已不再显著，且小颤藻在指数生长期时的比增长率在 Fe3+ 浓度为 10000 nmol/L 时达最大，说明 Fe3+ 浓度为 10000nmol/L 时为小颤藻的
24、最适浓度。同时，大量的 Fe3+ 由于竞争载体蛋白配合位点、酶或能量等，抑制了铜绿微囊藻和小颤藻对 Ca2+、Mg2+ 离子的吸收，导致其对营养元素 Ca2+、Mg2+ 离子的吸收在 Fe3+ 浓度为 10000 nmol/L 时达最大，在 Fe3+ 浓度为 30000 nmol/L 时吸收量反而减少，这种现象在四尾栅藻中未有出现。随着 Fe3+浓度的增加，四尾栅藻对 Ca2+、Mg2+ 离子的吸收量一直增加，电镜照片也显示四尾栅藻细胞未受到破坏，且无絮状物出现。因此，可以说明四尾栅藻对属离子的耐受性较铜绿微囊藻和小颤藻强。152.4 药物使用结果：表3 使用不同药物后水体1（蓝藻）水质指标N
25、肥+P肥活菌制剂腐殖酸钠硫酸亚铁+硫酸铜PH8.2828.084亚硝酸盐0.010.00500.01氨氮0.20010.2溶解氧5455水华状态大面积片状大面积片状无大面积片状优势藻种蓝藻蓝藻绿藻蓝藻表4 使用不同药物后水体2（裹囊藻）水质指标N肥+P肥活菌制剂腐殖酸钠硫酸亚铁+硫酸铜PH8.38.28.18.3亚硝酸盐0.050.00500.05氨氮0.5000.2溶解氧5555水华状态无无大面积片状无优势藻种绿藻绿藻裹囊藻绿藻表5 使用不同药物后水体3（裸甲藻）水质指标N肥+P肥活菌制剂腐殖酸钠硫酸亚铁+硫酸铜PH8.079818.1亚硝酸盐0.05000.005氨氮0.50.10.20.
26、5溶解氧5555水华状态全池无无全池优势藻种裸甲藻绿藻绿藻裸甲藻表6 使用不同药物后水体4（蓝隐藻）水质指标N肥+P肥活菌制剂腐殖酸钠硫酸亚铁+硫酸铜PH8.179818.1亚硝酸盐0.10.0050.0050.005氨氮0.50.10.20.5溶解氧5656水华状态全池无全池全池优势藻种蓝隐藻绿藻蓝隐藻蓝隐藻水质改良成功后的水色：（绿藻水）3 讨论3.1藻类、浮游动物、细菌、养殖动物之间的关系藻类、浮游动物、细菌、养殖动物之间的关系可归结为下图3.2 活菌类调水剂在水中的作用机制养殖过程中，出现浮游微藻繁殖过度、氨氮过高、阴雨天气等情况时，施用光合细菌制剂。养殖过程中，出现水质老化、溶解有机
27、物多、亚硝酸盐高、pH过高等情况时，施用乳酸杆菌制剂。3.3良好养殖用水对水色和水质的要求3.3.1肥水水中溶解氮、磷、碳等营养物质和有机质丰富，浮游生物是营养丰富、易消化、个体大的种类。肥水的生物量指标：浮游植物生物量20毫克/升120毫克/升，浮游动物生物量超过5毫克/升。肥水的透明度指标：池塘为2040cm，湖泊、水库为3060cm。肥水的营养指标：有效氮：1毫克/升2毫克/升，有效磷：0.1毫克/升0.5毫克/升，有效氮磷比512：1。肥水的颜色：棕绿、深棕、茶褐、褐青、褐色、嫩绿、亮绿、浓绿、豆绿、白清。肥水的物种：浮游植物以硅藻门、隐藻门、甲藻门、金藻门、团藻目种类为优势种，另有裸
28、藻目、绿球藻目、丝状蓝藻的种类：浮游动物有轮虫、枝角类、挠足类等种类。活水色、水华形状、水的透明度不停变化，每天不一样，每天的早、中、晚、不一样。浮游生物的优势种23天就发生变换，是浮游生物处于生命旺盛生长期的表现。由于肥水中生活的藻类大多为隐藻、甲藻、硅藻、金藻、裸藻、团藻目等能运动的藻类，在生长的旺盛期，不停地在水中游动，造成水色的深浅、水华的形状的变化。透明度早、中、晚相差10厘米左右，水色有早清晚绿、早红晚绿、半塘红（棕色）半塘绿等的变化。嫩水肥而不老，浮游生物处于旺盛的生长期，颜色鲜亮，细胞未老化。肥水经过一段时间后，如不调节或调节不当，就会老化成为老水；老水经过适当的调节，也会转化
29、为肥水、嫩水。爽指水质看起来清爽，水色不淡也不过浓，透明度不高也不低，水中营养物质丰富。鱼类食物充足，生长速度快，无病害或病害少，是鱼类的最适生长环境。总之，肥、活、嫩、爽的水质特点是：浮游植物是隐藻、硅藻、甲藻、金藻等易消化、个体大、营养价值高的优势种，蓝藻少；生物量在20毫克/升120毫克/升之间，细胞处于旺盛的生长期，未老化；透明度池塘为2040cm,湖泊、水库为3060cm。3.3.2 老水水中溶解氮、磷、碳等营养物质和有机质耗尽或严重过量，浮游生物出去处于衰老或死亡期，颜色发黄或大量出现微囊藻和粘球藻水华：藻类是不易消化、个体小、营养价值低的种类。生物量指标：浮游植物生物量很少或超过
30、120毫克/升，浮游动物生物量少于1毫克/升。透明度指标：池塘小于20cm，湖泊、水库小于30cm。营养物指标：有效氮：2毫克/升以上，有效磷：0.01毫克/升以下。老水的颜色：黄绿、蓝绿、铜绿、酱色、黑色、灰白、雾白。老水的物种：浮游植物以裸藻门、绿球藻目、团藻目衰老期种类或微囊藻属、粘球藻属、隐球藻属种类为优势种；浮游动物只有原生动物的纤毛虫。4 致谢在此首先感谢程顺风老师在此论文创作的三个月中的无私帮助和辛苦教导，以及海南信得南珠药业有限公司的李天坦老师，李新华经理，海南南疆对虾养殖厂的赵保营厂长.在我的工作和学习遭遇问题时，是他们给与了我最准确及时地教导。在此也要感谢同学邹晓涛，吕永等
31、人的帮助，有了他们的帮助我才能够顺利完成这篇论文。最后向参加论文修改、评阅和答辩的各位老师和资深专家教授表示深深的谢意！参考文献：1 张文革.池塘水色变化分析与对策. 渔业致富指南2008,5:35-362 不同磷浓度_氮源和曝气方式对淡水藻类生长的影响 重庆大学学报，2007，4（2）：28293 韩 菲，陈永灿，刘昭伟. 湖泊及水库富营养化模型研究综述. 水科学进展， 2003，12（6）：7867824 饶群，芮孝芳. 富营养化机理及数学模拟研究进展. 水文，2001，12（1）：15205 金相灿. 中国湖泊富营养化. 北京：中国环境科学出版社，1990，3139,1151176 刘玉
32、生，韩梅，梁占彬. 光照、温度和营养盐对滇池微囊藻生长的影响. 环境科学研究，1995 年 11 月，8（6）：717 徐大勇，曹江峪. 氮、磷对藻类生长及污水净化的影响. 西昌农业高等专科学校学报，2003，17（2）：70738 张文丽. 巧用水质改良剂.养殖顾问，2008，489朱明远, 牟学延, 李瑞香, 等. 铁对三角褐指藻生长、光合作用及生化组成的影响. 海洋学报, 2000, 22(1): 110-11610 Rich H W, Morel F M M. Availability of well-defined iron colloids to the marinediatom
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