Bahan limbah sebagian besar adalah padatan organik, senyawa nitrogen, dan fosfat.  Dalam limbah budidaya perikanan umumnya terdapat dalam konsentrasi rendah namun volume airnya relatif tinggi jika dibandingkan dengan limbah industri dan rumah tangga lainnya.

Persentase yang relatif kecil dari nitrogen, fosfor, dan karbon organik yang dipasok dalam pakan diperoleh kembali dalam produk yang dipanen. Akibatnya, konsentrasi unsur hara dan bahan organik di perairan tambak dan dasar tambak meningkat seiring dengan meningkatnya laju pemupukan dan pemberian pakan. Pembuangan unsur hara dan bahan organik yang tidak terpakai dan tidak termetabolisme dapat menyebabkan eutrofikasi dan perubahan ekologi lainnya di perairan yang menerima limbah.

Eutrofikasi dan pengayaan bentik

Senyawa nitrogen dan fosfat merupakan senyawa yang paling penting, karena merupakan faktor pembatas terjadinya eutrofikasi. Namun, kedua senyawa ini juga paling mudah dikendalikan melalui pengelolaan pakan.

Nitrogen dan fosfor yang mengendap di sedimen memungkinkan pertumbuhan mikroba dan amonia merangsang pertumbuhan fitoplankton di kolom air. Partikel-partikel ini diaduk ke dalam limbah ketika kolam dikeringkan. Di perairan yang lebih dingin, pertumbuhan fitoplankton dapat diperlambat untuk memungkinkan kadar senyawa nitrogen yang lebih tinggi dalam limbah.

Variabel kualitas air dengan konsentrasi tertinggi dalam limbah kolam adalah total padatan terlarut, total fosfor, dan kebutuhan oksigen biokimia. Variabel-variabel ini berada pada tingkat yang sangat tinggi pada 25 persen limbah akhir ketika kolam benar-benar dikeringkan.

Eutrofikasi adalah masalah utama yang terkait dengan limpasan nutrisi. Efek dari bahan organik berlipat ganda dengan menghasilkan pertumbuhan fitoplankton yang sering kali meningkatkan bahan organik sebanyak dua hingga empat kali lipat dari limbah metabolisme aslinya.

Misalnya, Boyd (1985) memperkirakan bahwa untuk setiap 1.000 kg ikan lele yang dihasilkan, sekitar 3.000 kg bahan organik dihasilkan oleh fitoplankton. Selanjutnya, kolam seluas 1 ha yang memelihara 5.000 kg ikan lele memiliki kebutuhan oksigen kimia sebesar 18.000 kg yang disebabkan oleh fitoplankton selain perkiraan kebutuhan oksigen kimia sebesar 9.000 kg akibat limbah.

Contoh ini hanya mempertimbangkan kebutuhan sumber daya di dalam kolam itu sendiri, namun beberapa fitoplankton dapat membunuh ikan melalui racun, penyumbatan insang, atau penipisan oksigen. Pertumbuhan makroalga dapat mengurangi aliran air dan memperparah penipisan oksigen. Meskipun dampak-dampak ini mungkin berkurang jika ditambahkan ke saluran air alami, dampaknya masih berupa permintaan yang tidak wajar terhadap sumber daya yang tersedia.

Bakteri dan virus

Selain nutrisi dan fitoplankton, bakteri dan virus juga menjadi perhatian. Bakteri alami dari lingkungan dan isi perut ikan budidaya, tumbuh subur di perairan kaya nutrisi dan lapisan permukaan sedimen. Yang termasuk dalam kelompok ini adalah Enterobacteriaceae dan Streptococci tinja, yang mengancam kolam serta fauna liar.

Ada korelasi langsung antara keanekaragaman bakteri dan kandungan nutrisi. Virus menjadi perhatian khusus pada stok non-asli, dimana spesies introduksi dan hibrida dapat membawa jenis virus baru ke suatu wilayah. Sekalipun potensi masuknya virus berkurang, wabah virus secara berkala tidak jarang terjadi.

Bakteri Vibrio adalah patogen ikan utama yang sangat bermasalah dalam budidaya perikanan. Perkembangan operasi budidaya yang tidak terkendali dan dampak lingkungan perairan yang terkait tampaknya memberikan kontribusi langsung dalam penyebaran patogen Vibrio di perairan penerima.

Kendalikan penggunaan bahan kimia

Sebagian besar fasilitas budidaya perairan berusaha mengendalikan kualitas air dan kesehatan ikan budidaya. Namun, upaya pengendalian mempunyai risiko tersendiri. Selain bahan kimia terapeutik dan vaksin, beberapa fasilitas budidaya perairan menggunakan disinfektan dan bahan kimia pengolahan air lainnya.

Dengan semakin intensifnya budidaya, ketergantungan pada bahan kimia untuk pengendalian semakin meningkat. Kekhawatiran semakin meningkat terhadap penggunaan antibiotik untuk pengendalian penyakit, karena beberapa patogen mungkin menjadi resisten. Bahkan ketika dosis terapeutik diberikan dalam pakan, sejumlah besar dapat melewati ikan.

Meminimalkan dampak

Tujuan utama pengelolaan limbah adalah meminimalkan dampak terhadap lingkungan sekaligus menjaga produktivitas. Untungnya, sebagian besar strategi ini bermanfaat bagi budidaya ikan dan juga bagi lingkungan.

Baik limbah maupun biaya produksi dapat dikurangi secara signifikan dengan menggunakan pakan khusus yang didistribusikan dalam jumlah lebih kecil beberapa kali sehari. Penghematan pakan dikombinasikan dengan penghematan herbisida dan kebutuhan aerasi yang lebih rendah karena konsentrasi fitoplankton yang lebih rendah.

Coloso dkk. (2001) menemukan bahwa pembuangan fosfor terlarut dalam air limbah berkurang pada ikan yang diberi pakan yang mengandung sedikit atau tanpa tepung ikan, atau pakan yang dilengkapi dengan pakan fosfor tingkat rendah. Kombinasi makanan yang rendah fosfor dan tinggi vitamin D3 menurunkan kadar fosfor larut dan feses dalam limbah ikan, menunjukkan bahwa meningkatkan ketersediaan hayati (tingkat kecernaan) fosfor dapat menghilangkan kelebihan fosfor dalam air limbah.

Menyebarkan dan mengencerkan limbah ke perairan penerima hanya akan menunda dampak yang merugikan wilayah yang lebih luas. Mengandalkan pertukaran air sering kali merupakan kesalahan pengelolaan sumber daya air. Dengan mengelola kualitas air kolam secara hati-hati dan mengurangi tekanan pada ikan budidaya, lebih sedikit air yang perlu diganti.

Penggunaan kolam retensi memungkinkan fleksibilitas pengelolaan air yang lebih besar dengan melestarikan dan mengolah air limbah untuk digunakan kembali. Membiarkan limbah mengendap memungkinkan kelebihan nitrogen dan fosfat dimetabolisme dan padatan mengendap. Memanen ikan tanpa mengeringkan kolam di antara tanaman dapat mengurangi pembuangan unsur hara dan bahan organik hingga lebih dari 60 persen. Meskipun pelepasan sejumlah air mungkin tidak dapat dihindari, pengelola harus menyadari bahwa penggunaan kembali air berarti memanfaatkan sumber daya, sedangkan pelepasan limbah menimbulkan kerugian.

Praktik manajemen terbaik

Praktik pengelolaan terbaik (BMP) juga menawarkan peluang besar dalam mengurangi potensi dampak lingkungan. BMP mencerminkan metode yang paling praktis secara teknis dan layak secara ekonomi untuk mengurangi dampak dan membatasi biaya pada fasilitas budidaya perikanan. Salah satu tujuan utamanya adalah mengembangkan sistem pengolahan limbah sederhana yang mengurangi kandungan bahan organik, padatan tersuspensi, dan nutrisi dalam limbah untuk mencegah pencemaran air penerima.

Metode terbaik untuk mencegah masalah kualitas tanah dan air termasuk memilih lokasi dengan tanah yang sesuai dan pasokan air yang memadai, serta menjaga kepadatan ikan dan tingkat pemberian pakan dalam jumlah sedang. Teknik pengelolaan sekunder untuk mencegah ketidakseimbangan kualitas tanah dan air antara lain pengapuran, pemupukan, dan aerasi. Irigasi pertanian, pembuatan lahan basah, bak pengendapan, dan filter biologis juga merupakan metode praktis untuk meningkatkan kualitas limbah dari kolam.