林龍富 教授

崑山科技大學 環境工程系

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水產品是台灣重要的蛋白質來源，根據行政院農業委員會漁業署民國106年(2017)漁業統計年報，2017年台灣漁產量，包括漁撈及養殖總計1,027,438公噸，其中最大宗者為遠養漁業的556,379公噸，占總漁產量54.15%，但比2016年減少4.75%，其次為內陸養殖漁產量的256,253公噸，占總魚產量24.94%，比2016年增加11.40%，內陸水產養殖愈顯重要。

圖1 位於高雄茄萣的試驗魚塭因水質惡化造成魚群大量暴斃(2016年8月26日攝於高雄茄萣)。

 

水產生物棲息於水中，水質優劣直接影響其產量及品質。影響水產養殖之水質條件很多，其中最重要的是溶氧量，一般魚介適合的溶氧量需在5mg/L以上較為安全。魚塭中會影響溶氧量的水質參數包括有機汙染物濃度(一般用化學需氧量表示有機汙染的強度)、氨氮、亞硝酸鹽氮及硫化氫，化學需氧量來源主要是沒有吃完的飼料殘餌及魚蝦排泄物，氨氮則為魚介代謝及細菌分解有機物後的產物，水中氨含量對魚介類毒性高，一般氨的安全濃度應在0.2 mg/L以下。水中氨氮在好氧(aerobic)條件下會進行硝化作用(nitrification)轉化成硝酸鹽氮，理論上，1mg/L氨氮轉化成硝酸鹽氮會消耗4.6mg/L溶氧，而亞硝酸鹽氮則是硝化作用的中間產物。硫化氫是殘餌與魚蝦排泄物在厭氧(anaerobic)條件下的代謝產物，是一種具有惡臭的有毒氣體，當濃度太高時會造成魚介類中毒死亡。硫化氫除了對水中魚蝦造成毒性，在氧化過程也會造成溶氧的消耗，理論上1mg/L硫化物氧化成最終產物硫酸鹽需消耗2 mg/L溶氧。以上是魚塭中主要的耗氧物質，要保持水中溶氧在5mg/L以上需要靠水車不斷曝氣來滿足這些耗氧需求。

電力持續穩定的供應對於水產養殖至關重要，因為缺氧對水產生物會造成致命的傷害，造成漁民巨大的損失，電力供應中斷應極力避免，但因颱風、地震等天災造成電力供應中斷很難避免，所以魚塭不斷電系統就顯得更加重要。不斷電系統中儲能設備不可或缺，而魚塭所在位置通常白天日照充足，夜間則有風能可資利用，這兩種再生能源若能優先供應做為不斷電系統之能源，一來可降低尖峰時段的電力需量，二來也能降低養殖產業的碳足跡。

圖2 用於淨化魚塭水質之水生植物大安水蓑衣(2016年10月25日攝於台南學甲)。

 

為維持水中溶氧量，養殖業的水車(增氧機)須全天候開啟，龐大的電費成了一筆不小的負擔；漁業署指出，電費為養殖主要生產成本之一，約占總生產成本2-4成。此外，台灣因為土地資源有限，水產養殖大多採用高密度養殖，容易造成水質惡化，增加養殖風險(圖1)。為了維持養殖池水質，一般採用大量換水的方式來進行，生產過程因超抽地下水而導致沿海地區地層下陷，此一飼養模式除了浪費珍貴的水資源，耗用大量電力抽取地下水，也造成周遭環境的污染。若能利用生態淨化方法以水生植物來淨化水質(圖2)，移除水中耗氧物質如有機汙染物(以化學需氧量表示)、氨氮及硫化氫等將可顯著降低供氧需求，減少增氧設備運轉的時間。此外，水生植物行光合作用所需能源直接來自太陽能，且光合作用還能產生氧氣。用以淨化水質的水生植若選擇可作為水產生物飼料的種類，例如綠藻，經過固液分離、乾燥處理後做為飼料還可降低養殖成本，既可提升養殖池水質，還可增加漁民收益。利用水生植物進行魚塭水質淨化是太陽能最直接的利用，且循環淨化系統初設成本低，系統操作維護容易，值得加以推廣運用，達到養殖產業節能與節水的雙重目的。

 

參考文獻

1. 行政院農業委員會漁業署，民國106年漁業統計年報，(2017)。
2. 因應電價上漲，漁業署引領產業運用綠能推動節電(https://www.fa.gov.tw/cht/NewsPaper/content.aspx?id=866&chk=B2FA3D5F-39E1-456E-8D9A-C3524CC500B7)