動物園水禽湖污水生態(tài)治理模式

　　一、動物園水禽湖的一般現(xiàn)狀

　　國內(nèi)動物園水禽湖一般圈養(yǎng)著大量的豆雁、鴻雁、灰雁、綠頭鴨、潛鴨、家鵝等雁鴨類水禽，游人可隔欄參觀湖中及陸地上的水禽。湖水里有各類水禽戲水時排入的糞便，水中還被帶入了大量的飼料碎屑，水體富含氮磷鉀及各種有機質(zhì)，富營養(yǎng)化嚴(yán)重。由于湖水面積廣，換水困難，湖水缺乏更新往往成為死水，眼觀污濁。由于缺乏水生植物對水中有機質(zhì)及氮磷鉀污染物的吸收利用，這些污染物在缺氧環(huán)境下產(chǎn)生NH3、H2S等臭氣。給游客帶來極差的參觀體驗。

　　另外，水禽糞便作為病原微生物的來源，使湖水中存在大量的病原微生物，由于湖水富含有機質(zhì)，更是給各種病原微生物的增殖創(chuàng)造了溫床。污染的湖水不僅是水禽傳染病傳播的主要途徑，而且還會造成大腸桿菌、沙門氏菌、耐藥金黃色葡萄球菌、高致病性禽流感等人獸共患病的傳播，產(chǎn)生嚴(yán)重的公共衛(wèi)生安全問題。因為湖域面積廣，污水總量巨大，且常有水禽游弋其中，所以，水體沒法徹底消毒，湖中污水成為傳染病的潛在疫源地，給游客的公共健康帶來潛在的威脅。

　　為了探索解決潛在傳染病的隱患，以及提升游客的參觀體驗，下面就以“水葫蘆+動物”生態(tài)模式來探索水禽湖污水的治理問題。

　　二、“水葫蘆+動物”生態(tài)模式背景

　　國內(nèi)養(yǎng)殖污水的生物處理模式大概有“微生物組合”、“微生物組合+水生植物”、“水生植物+動物”三大類。微生物組合主要利用芽孢桿菌和光合細(xì)菌。光合細(xì)菌對氨氮(NH4-N)降解效果明顯，地衣芽孢桿菌對亞硝酸氮(NO2-N)的降解效果明顯。聯(lián)合使用枯草芽孢桿菌和光合細(xì)菌能夠顯著抑制水體中大腸桿菌和沙門氏菌的繁殖，使養(yǎng)鵝污水中大腸桿菌和沙門氏菌數(shù)量顯著降低。采用微生物組合來抑制養(yǎng)殖水體中的有害細(xì)菌增殖，并且凈化水體中的有機氮，這種凈化作用已經(jīng)得到研究者們的普遍肯定。但是微生物組合的污水處理模式，大多都是停留在實驗室階段，缺乏田間試驗的推廣。并且，微生物組合對污水中病原微生物的凈化是有時間局限的，最佳凈化水質(zhì)的時間過后，凈化效率衰減。這樣以來，整個凈水過程中需要不斷購買價格昂貴的微生物菌劑產(chǎn)品，給實踐推廣造成了一定的困難。

　　畜禽污水凈化中，使用的水生植物有水芹菜、生菜、黃菖蒲等，但使用最多的還是抗逆性強的水葫蘆。水葫蘆在水體pH為4-10的范圍內(nèi)，均能正常生長，對水體的濁度、總氮、總磷、氨氮都具有很好的凈化效果。水葫蘆對不同污染程度水體中的氮、磷也有顯著的吸收作用，總吸收率達(dá)80%左右，且水葫蘆的增重量隨污染程度的加大而升高，表現(xiàn)出超強的污水凈化能力。

　　三、動物園水禽湖“水葫蘆+動物”生態(tài)模式探索

　　水葫蘆可大量吸附富營養(yǎng)化污水中豐富的氮磷鉀、各種微量元素及有機質(zhì)，平均8～10d即可增長1倍，同時，通過采食水葫蘆的動物來防范其繁殖泛濫，最終達(dá)到污水中富營養(yǎng)物質(zhì)從水體――水葫蘆――動物的流動，沒有了富營養(yǎng)物質(zhì)，病原微生物沒有了滋生的溫床，病原微生物也就沒了，最終達(dá)到凈化水質(zhì)、凈化水體的目的。

　　3.1 “水葫蘆+(草魚+鰱魚)”模式

　　黃曉鳳等人認(rèn)為，水葫蘆對鵝場污水中的各種污染物(濁度、氨氮、總氮、總磷、COD)均有較好的去除效果，起到凈化水體的作用。吳淑杭、黃惠珠等推薦水葫蘆作為畜禽污水處理的首選水生植物。胡廷尖等人利用“水葫蘆+雜交魚”模式對富營養(yǎng)化的水體處理進(jìn)行了探索，做了800m2的田間試驗，結(jié)果表明這種“水生植物+動物”模式不僅凈化水體效果明顯，還實現(xiàn)了物質(zhì)從污水到魚的流動，創(chuàng)造了看得見的經(jīng)濟效益。

　　水葫蘆對加州鱸魚塘水體中NH4-N最大去除率達(dá)60.9%，還可有效降解底泥中的有機物含量，最大去除率達(dá)65.6%，水葫蘆保障了魚塘水質(zhì)清新，增加了水體溶氧量。水葫蘆的施放一方面增加了水體穩(wěn)定性，減少了魚類的病害，另一方面可向草食魚類提供飼料，降低養(yǎng)魚成本。包成榮等對“水葫蘆-草魚”生態(tài)模式進(jìn)行了理論探討，分析認(rèn)為用水葫蘆凈化水體，再用草魚來控制水葫蘆的增殖是可行的。但是，草魚吃掉大量水葫蘆，排入水體的食物殘渣(魚糞便)會造成水體的次生污染問題。

　　鰱魚終生以浮游動植物、細(xì)菌和有機物腐屑等天然餌料為食，不耗費或很少耗費人工飼料。鰱魚喜食腐爛食物，常與草魚搭配飼養(yǎng)，鰱魚吃草魚的糞便，民間常有一草養(yǎng)三鰱之說?！八J+(草魚+鰱魚)”模式在“水葫蘆+草魚”上引進(jìn)鰱魚，理論上更具有可操作性――用鰱魚進(jìn)一步處理草魚的糞便，把水體中的污染物降到最低，最終達(dá)到凈水的效果。

　　3.2 “水葫蘆+(草魚+鰱魚)+鵝”模式

　　水葫蘆處理了污水，“魚”來抑制水葫蘆的過量繁殖，但是，當(dāng)水葫蘆增殖的量大大超過“魚”的采食量時，則會造成水葫蘆的泛濫。據(jù)《水禽世界》報道稱，2011年四川富順縣飛龍鎮(zhèn)推廣以水葫蘆為主要飼草的養(yǎng)鵝經(jīng)驗，受到農(nóng)戶的普遍歡迎。另據(jù)2017年人民網(wǎng)報道，“上海一生態(tài)莊園讓黑天鵝吃掉水葫蘆，每只每天可消滅2.5kg”。受此啟發(fā)，在3.1模式的基礎(chǔ)上進(jìn)行的探索，用“鵝”來控制過量的水葫蘆。不管是用“鵝”來控制北方湖水中當(dāng)年過量繁殖的水葫蘆，還是來控制南方地區(qū)過冬的水葫蘆或次年繁殖過剩的水葫蘆，都顯得很關(guān)鍵。根據(jù)水葫蘆的量來引進(jìn)適當(dāng)數(shù)量的“鵝”，解決可能帶來的水葫蘆過多問題。經(jīng)過“污水――水葫蘆――(草魚+鰱魚)”、“污水――水葫蘆――鵝”以及“污水――水葫蘆――鵝糞――鰱魚”的物質(zhì)流動，最終起到凈化湖水水質(zhì)的作用。

　　四、　該“模式”在水禽湖污水處理中的預(yù)期效果

　　4.1 凈化了水質(zhì)提升了觀賞體驗

　　在有水葫蘆和動物的湖中，湖中污水不再渾濁發(fā)臭，水上不時能看到魚兒采食或者游動泛起的漣漪。湖區(qū)里的黑天鵝、潛鴨等水禽自由采食水葫蘆，也展現(xiàn)野生動物覓食的自然行為。若把水葫蘆種植在桃心型、四葉草型等造型的浮漂圍欄內(nèi)，作為一個個綠油油的水上花壇，再趕上盛夏季節(jié)水葫蘆開花，藍(lán)色點綴其中的綠色花壇，一改原有單一的水上面貌，營造出多樣的城市人工濕地景觀，這樣的景觀，定能夠提升游客的參觀體驗。

　　4.2 生產(chǎn)了新鮮的豐容食材

　　劉春義等研究表明，水葫蘆含有豐富的粗蛋白質(zhì)、粗脂肪、礦物質(zhì)，且富含微量元素和多種維生索，能提高動物的健康狀況。李浩宇也報道指出，北京動物園將水葫蘆作為水禽、魚類飼料，循環(huán)利用水葫蘆，取得了較好效果。在我國南方一些地區(qū)，人們把水葫蘆當(dāng)作野菜吃，說明水葫蘆對人、對動物基本是安全無毒的。生長的水葫蘆不僅可以給動物園的食草性禽類投喂，還可以喂養(yǎng)亞洲象、非洲象、河馬、犀牛等大型食草動物，對于圈養(yǎng)的這些大型食草動物來講，這些新鮮多汁的水葫蘆是難得一見的豐容食材。

　　4.3 降低了潛在疾病的發(fā)生概率

　　水葫蘆大量吸附水中的有機質(zhì)，去除了病原微生物滋生的溫床。同時水中有濾食性的鰱魚的存在，水中蚊子的幼蟲――孑孓(市民常網(wǎng)撈回家喂魚，又名魚蟲)少了，蚊子自然就少了，依靠蚊子傳播的傳染病自然就少了，有效降低了蚊子對周邊居民的疾病困擾。由于水質(zhì)得到凈化，湖里各種水禽的病原性疾病及人獸共患病等潛在疾病的發(fā)病概率就會降低，降低了公共衛(wèi)生安全隱患的發(fā)生概率。

　　五、小結(jié)

　　水葫蘆作為一種入侵性物種，繁殖力非常強，但是在凈化污水中表現(xiàn)非常突出。不過，在凈化污水的過程中其自身生物量也顯著增加，平均8～10d就可增長1倍，管理不當(dāng)就會造成泛濫。北方地區(qū)種植的水葫蘆雖然存在“冬枯夏盛”現(xiàn)象，并不會造成過度繁殖，但是冬季大量的水葫蘆死亡腐爛到水體里，會對水體造成二次污染。南方地區(qū)，由于水葫蘆可安全越冬，會造成翌年更大范圍的泛濫，鋪滿水體表面的水葫蘆遮擋水上陽光，可使水下植物因沒有光照而死亡，破壞水下動物食物鏈，造成原有水域生態(tài)系統(tǒng)破壞，這也是當(dāng)前南方地區(qū)用水葫蘆凈化富營養(yǎng)水體所面臨的一個嚴(yán)峻問題。故此，單純引種水葫蘆來治理污水有一定的風(fēng)險?？茖W(xué)利用水葫蘆變廢為寶是一門學(xué)問，引種水葫蘆的科學(xué)管理可參考江蘇省推薦標(biāo)準(zhǔn)“DB32?T1874-2011水葫蘆控制性種養(yǎng)技術(shù)規(guī)程”。動物園水禽湖水體普遍存在嚴(yán)重的富營養(yǎng)化，水體常常污濁發(fā)臭，期待“水葫蘆+動物”生態(tài)模式能夠應(yīng)用到動物園水禽湖污水治理當(dāng)中，以期徹底改變水禽湖污濁發(fā)臭的水體。(來源：太原動物園)