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专题文章

集约化建筑模型提高养鱼成功率

2012年 2月 17日 星期五

如今的“本地食”运动强调,人们应该吃本地的食品,这个倡议在水果和蔬菜方面几乎对每个地区都是天然适合的,但很少有企业家敢于把这个原则运用在养鱼方面,马萨诸塞州Amherst大学的养殖水产研究者Andy Danylchuk说。

那些尝试改装闲置谷仓和车库用于水产养殖的人们常常因高能耗和饲料成本、建筑方面的问题和严重的环境问题而失败。

现在他和同事一起正在把建筑设计、鱼类生态学和养殖水产工程等方面的技术结合到一起,建造第一流的“建筑内集约化水产养殖”(BIAq)模型,提供一种更低廉的、更整体的、可持续的、可以选址在市场附近的、即便在寒冷地区也能成功的舍内养鱼生产系统。他们的理念在最近一期ASHRAE杂志上由美国采暖、制冷与空调工程师协会发表。

正如Danylchuk先生的解释,典型情况下,当小型创业者开始水产养殖的时候,他或她会在一个废弃的鸡舍里安装水缸并布置管线,比如说。“但那就好象是建造一个房子却既不考虑居住者的舒适程度也不考虑水电费的预算,”他说。事实上,研究显示,美国75%的总能源需求是耗费在建筑运营方面。

“我们的团队开始考察利用可再生能源系统生产更廉价的电力,以及让鱼场废水成为植物的营养,而不是环境难题。如果你把建筑考虑进来的话,这种经营可能在经济上真的可行,”鱼生态学家补充说。

本地水产养殖的需要是明白存在的,他和他的伙伴,UMass Amherst建筑内集约化水产养殖工作组的同事James Webb和绿色建筑专家Simi Hoque指出。由于野生鱼存量减少,以及环境恶化,鱼场产出现在占了世界渔业总产量将近40%的比例,并且仍在增长。

此外,“尽管美国人均海产品消费已经创下历史记录,最近的USDA(美国农业部)建议仍指出,要实现健康的饮食结构,这个消费量还应翻番。考虑到美国85%的海产品需要进口,并且几乎一半都来自海外的养殖水产生产,要达到这个目标难度相当大。”这些进口产品充斥着食品安全问题和质量问题,而且对全球环境以及运输成本具有严重影响。

该BIAq团队于是寻求设计一种实用的模型,帮助小业主生产出优质的本地海产品,而且只需适度的资金投入、低能耗、低温室气体排放、低排污/环境破坏,并且产品价格也为消费者能够接受。他们的模型详细描述了这套系统如何通过同时解决湿度、凝结、气流、水流、废水回收、被动与可再生能源利用以及工作人员健康与安全等问题,实现既提高能源效率又保障水产养殖生产的目的。

例如,BIAq模型提倡采用分步过滤系统对鱼缸废水进行循环,除去废物和食物残渣,将溶解碳、氮、磷等养分作为无土栽培园艺的肥料进行再利用。通过这种方式,废水得到了清洁,经循环重新回到鱼缸,而且还能同时生产草药或诱人的绿色蔬菜,同时免于将废水排入环境。

利用太阳能热水系统也能显著降低能源成本。另一个集体效益是,在这种富含水汽的系统当中,能够让热泵和热交换器、模块式一体机组制冷和冷凝器单元相互补偿,协同控制湿度、加热气温。即使是细微的改动,比如将进气管道布置在顶棚,或让空气流过内墙,都有助于防止水汽积聚,缓解高湿问题,作者指出。

“我们找出可能通过BIAq方法提高效率、降低运营成本的领域。我们的焦点放在如何在世界上人口密度集中的温带地区实现最大限度的节能效果的流程和设计决策上。”他们补充说,“对于舍内循环养殖水产系统来说,气候控制是一大挑战,如果继续忽视建筑围护结构的设计,那就会造成低效和高成本。”

作者希望,通过构建这种养殖水产-无土栽培一体化循环设施的框架,建立一套整体的、协同的系统,能够让养鱼生产在环境、社会和经济效益方面更加可持续。

这项工作由Allen家庭基金会、USDA国家食品与农业研究所、马萨诸塞周农业实验站暨环保部,以及Clarence与Anne Dillon Dunwalke信托提供支持。

2012年2月

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