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[摘要]:蓝藻水华已成为影响我国湖泊和水库水质的重大问题,采取合适的控制技术减少其带来的影响具有重要的生态和环境意义。本文阐述了目前我国蓝藻水华治理中常用的物理法、化学法和生物法,并结合尔王庄水库的实际情况对当地蓝藻治理提出了可行性建议。
[关键词]:蓝藻 治理技术 尔王庄水库 可行性研究
中图分类号:TD214+.1 文献标识码:TD 文章编号:1009-914X(2012)26- 0440-01
1 前言
目前我国66%以上的湖泊、水库处于富营养化的水平,其中接近三分之一已达到重富营养或超富营养[1]。与湖泊富营养化相伴随的一个普遍现象就是蓝藻水华[2]。蓝藻藻类代谢产生大量毒素,引起水质恶化,影响湖泊的正常生态环境功能。尔王庄水库最近几年开始出现蓝藻水华,本文通过对蓝藻水华治理技术及实际案例经验的探析,并结合尔王庄水库的实际情况,对今后蓝藻治理提出了可行性建议。
2 尔王庄水库概况
尔王庄水库位于天津市宝坻区境内,是引滦工程修建的一座平原调蓄水库,水库占地11.03平方公里,水库设计水位5.5米,死水位2.0米,库底平均高程1.4米,总库总4530万立方米,有效库容3868万立方米,死库容662万立方米,水库于1982年8月兴建,1983年7月竣工并蓄水使用。
3 蓝藻成因
蓝藻又称蓝细菌,是地球上现存的一种最古老的植物类群,它分布广泛,极易生存。大多数种类蓝藻生活在淡水中,喜欢含氮量高、有机物较多的碱性水体,也比较喜欢高温,一般在夏秋季节,蓝藻在富营养化的水中可以获得充足的营养物质而大量繁殖,且繁殖速度非常快,逐步成为优势菌种,并在水面形成大片数十厘米厚的蓝绿色而有腥臭味的浮沫,称为“水华”。
4 蓝藻治理技术
蓝藻水华控制是一个世界性难题[3-6],随着人们对蓝藻的认识逐渐深入,国内外对蓝藻的治理方法也层出不穷,治理技术主要有三大类:物理法、化学法和生物法。
4.1 物理方法
一是吸附法,活性炭、黏土、高岭石和蒙脱石对水体中的蓝藻毒素都有很好的吸附作用。
二是打捞技术,包括打捞船、加拿大、韩国、日本等国设计的环保船或垃圾打捞船都能够有效的收集水域中的蓝藻。机械除藻有移动式富集湖面蓝藻“水华”技术、气浮捕集蓝藻“水华”技术等[7]。中国科学院水生生物研究所(CN1559928)公开了一种收集蓝藻水华的吸藻器[8]。
三是超声波技术,这是近年来发展起来的一种新型的环境技术,被称为环境友好技术[9-10]。超声波空化效应引发的高梯度剪切力可破解微生物细胞壁,释放出胞内物质,形成溶解性有机物,与此同时也释放出酶,酶的作用可使其余未被击破的微生物细胞失去对周围环境的适应能力,迅速成为厌氧微生物的营养物而被消耗,加速了发酵过程,缩短了消化周期。
4.2 化学方法
一是化学除藻剂法,传统的杀藻剂包括硫酸铜、明矾、漂白粉、石灰、聚合铝、铁盐等,近年来更多综合型除藻剂也投入使用。如三爱公司在1999年滇池草海的应急治理中,采用A-3缓冲综合型除藻剂,诱导蓝藻超常光合作用,加快代谢,导致细胞破裂而死亡,同时促进消耗磷和其他养分,达到有效控制蓝藻生长的目的。
二是光化学法,包括光降解和光催化氧化,光降解法中,紫外光强度越强,微囊藻毒素降解速度越快。
4.3生物法
水生生物控法是利用藻类吸收水体中的氮、磷,鲢鳙鱼摄取藻类这一食物链转换关系来控制水华发生,其既能在控制蓝藻恶性增长中发挥作用,又不会破坏水体的生态平衡。其优势在于,一方面可通过摄取蓝藻抑制其过度繁殖,另一方面可通过改变周围光线强度和营养条件间接地影响蓝藻的繁殖。
微生物控藻法是向水体投放氨化细菌、硝化细菌和反硝化细菌,以降解水中的氨氮和有机物,使藻类缺乏生长所需的氮元素,从而抑制藻类的异常生长。
5 爾王庄水库蓝藻治理方法的可行性分析
尔王庄水库是引滦输水的重要调节水库,水库的水质关系到天津市民的饮水安全问题,水库蓝藻最近几年频繁出现,对水质影响较大,为了保护引滦水资源不受污染,必须要有一套行之有效的蓝藻预防及处理方案。所以结合尔王庄管理处的实际情况,从国内外普遍采用的方法中找出适宜的、性价比高的方案是目前的当务之急。
物理法中的吸附法是最方便易行的方式,但采用去除蓝藻毒素时,必须高度重视对吸附后的蓝藻毒素载体的处置,应考虑这些染毒介质的无毒化处理问题,以防止造成二次污染,而无毒化处理又会造成成本的相应提高,目前不太建议采用;打捞技术和超声波技术在治理效果和环境友好方面都表现出更大的优势,但都需一次性购置专业设备,一方面需耗费大量的人力物力,另一方面这比较适合较大型的湖泊,对于尔王庄水库来说性价比不高因而也不建议采用。
投放化学杀藻剂见效明显,且在云南滇池的蓝藻清除治理中去的了较好的效果[11],但值得注意的是这样做存在一定生态学风险,在除藻同时也会直接威胁鱼类和浮游动物的生存,甚至处理不当的话会对居民的饮水安全造成影响,因此比较适用于蓝藻大面积突然性爆发,进行临时的应急处理。
生物法虽然见效较慢,但效果很好而且也最持久,是一种标本兼治的方法。需注意的是生物法也在一定程度上存在破坏湖泊生态系统平衡的危险,在实际应用中应根据具体情况选择合适的鱼种和鱼苗数量。截至目前尔王庄水库的蓝藻水华不太严重,较容易控制,因此允许采用治本效果好的生物法来逐步调节水质。2000-2003年,中国科学院水生生物研究所在滇池进行了养殖白鲢和花鲢鱼(鳙鱼)治理蓝藻的试验,结果1条1kg左右的白鲢鱼1个月能吃掉2kg蓝藻,同样大小的1条花鲢鱼,1个月能消耗3.66kg蓝藻,经3年治理,示范区内水中的蓝藻含量降低了2/3[12],建议尔王庄水库可根据滇池的经验,根据对本地蓝藻数量的预估,放养相应数量的鲢鱼、鳙鱼来改善蓝藻的生存环境,从而降低水库中蓝藻的数量。 如何保护好水库水质不受污染,使市民的飲水健康得到保证,是关系民生的一件大事,在关注治理蓝藻之外,还需同时关注导致水库富营养化的原因以及蓝藻的形成机制,从源头上采取措施解决蓝藻问题。
参考文献
[1] 黄漪平. 太湖水环境及其污染控制[M]. 北京: 科学出版社, 2001.
[2] Oliver R L, GanfGG. Freshwater blooms, In: Whitton, B.A. and M. Pottseds. The Ecology of Cyanobacteria[M]. The Netherlands: Kluwer Academic Publishers, 2000. 149-194.
[3] Pouris S. A Fatal Microcystin Intoxication in Haemodialysis Unit in Caruaru[J]. Brazil Lancet. 1998, 352(2): 21-26.
[4] 刘健康. 高级水生生物学[M]. 科学出版社, 1999.
[5] 孔繁翔, 高光. 大型浅水富营养化湖泊中蓝藻水华形成机理的思考[J]. 生态学报, 2005, 25(3): 589-595.
[6] 秦伯强. 长江中下游浅水湖泊富营养化发生机制与控制途径初探[J]. 湖泊科学, 2002, 14: 193-202.
[7] 唐宝莲, 蒋岚, 宋海燕. 蓝藻治理对策建议[J]. 江苏科技信息, 2008(1).
[8] 宋益峰,兰林,吴江. 我国典型浅水湖泊蓝藻水华治理技术研究进展[J]. 中国水运, 2010,10(8):154.
[9] Lee T.J., Nakano K., Matsumara M. A novel strategy for algael bloom control by ultrasonic irradiation[J]. Water Sci. Technol., 2002, 46(6-7): 207-215.
[10] 陈前, 杨春和, 苏璐璐. 国内蓝藻治理中末端处置方法研究进展[J]. 安徽农业科学, 2009, 37(36):18029.
[11] 和丽萍. 利用化学杀藻剂控制滇池蓝藻水华研究[J]. 云南环境科学,2001, 20(2): 43-44.
[12] 胡德荣, 杜进富, 汪艺肌. 蓝藻的危害与治理[J]. 首都师范大学学报. 2007, 28(4): 50-52.
[关键词]:蓝藻 治理技术 尔王庄水库 可行性研究
中图分类号:TD214+.1 文献标识码:TD 文章编号:1009-914X(2012)26- 0440-01
1 前言
目前我国66%以上的湖泊、水库处于富营养化的水平,其中接近三分之一已达到重富营养或超富营养[1]。与湖泊富营养化相伴随的一个普遍现象就是蓝藻水华[2]。蓝藻藻类代谢产生大量毒素,引起水质恶化,影响湖泊的正常生态环境功能。尔王庄水库最近几年开始出现蓝藻水华,本文通过对蓝藻水华治理技术及实际案例经验的探析,并结合尔王庄水库的实际情况,对今后蓝藻治理提出了可行性建议。
2 尔王庄水库概况
尔王庄水库位于天津市宝坻区境内,是引滦工程修建的一座平原调蓄水库,水库占地11.03平方公里,水库设计水位5.5米,死水位2.0米,库底平均高程1.4米,总库总4530万立方米,有效库容3868万立方米,死库容662万立方米,水库于1982年8月兴建,1983年7月竣工并蓄水使用。
3 蓝藻成因
蓝藻又称蓝细菌,是地球上现存的一种最古老的植物类群,它分布广泛,极易生存。大多数种类蓝藻生活在淡水中,喜欢含氮量高、有机物较多的碱性水体,也比较喜欢高温,一般在夏秋季节,蓝藻在富营养化的水中可以获得充足的营养物质而大量繁殖,且繁殖速度非常快,逐步成为优势菌种,并在水面形成大片数十厘米厚的蓝绿色而有腥臭味的浮沫,称为“水华”。
4 蓝藻治理技术
蓝藻水华控制是一个世界性难题[3-6],随着人们对蓝藻的认识逐渐深入,国内外对蓝藻的治理方法也层出不穷,治理技术主要有三大类:物理法、化学法和生物法。
4.1 物理方法
一是吸附法,活性炭、黏土、高岭石和蒙脱石对水体中的蓝藻毒素都有很好的吸附作用。
二是打捞技术,包括打捞船、加拿大、韩国、日本等国设计的环保船或垃圾打捞船都能够有效的收集水域中的蓝藻。机械除藻有移动式富集湖面蓝藻“水华”技术、气浮捕集蓝藻“水华”技术等[7]。中国科学院水生生物研究所(CN1559928)公开了一种收集蓝藻水华的吸藻器[8]。
三是超声波技术,这是近年来发展起来的一种新型的环境技术,被称为环境友好技术[9-10]。超声波空化效应引发的高梯度剪切力可破解微生物细胞壁,释放出胞内物质,形成溶解性有机物,与此同时也释放出酶,酶的作用可使其余未被击破的微生物细胞失去对周围环境的适应能力,迅速成为厌氧微生物的营养物而被消耗,加速了发酵过程,缩短了消化周期。
4.2 化学方法
一是化学除藻剂法,传统的杀藻剂包括硫酸铜、明矾、漂白粉、石灰、聚合铝、铁盐等,近年来更多综合型除藻剂也投入使用。如三爱公司在1999年滇池草海的应急治理中,采用A-3缓冲综合型除藻剂,诱导蓝藻超常光合作用,加快代谢,导致细胞破裂而死亡,同时促进消耗磷和其他养分,达到有效控制蓝藻生长的目的。
二是光化学法,包括光降解和光催化氧化,光降解法中,紫外光强度越强,微囊藻毒素降解速度越快。
4.3生物法
水生生物控法是利用藻类吸收水体中的氮、磷,鲢鳙鱼摄取藻类这一食物链转换关系来控制水华发生,其既能在控制蓝藻恶性增长中发挥作用,又不会破坏水体的生态平衡。其优势在于,一方面可通过摄取蓝藻抑制其过度繁殖,另一方面可通过改变周围光线强度和营养条件间接地影响蓝藻的繁殖。
微生物控藻法是向水体投放氨化细菌、硝化细菌和反硝化细菌,以降解水中的氨氮和有机物,使藻类缺乏生长所需的氮元素,从而抑制藻类的异常生长。
5 爾王庄水库蓝藻治理方法的可行性分析
尔王庄水库是引滦输水的重要调节水库,水库的水质关系到天津市民的饮水安全问题,水库蓝藻最近几年频繁出现,对水质影响较大,为了保护引滦水资源不受污染,必须要有一套行之有效的蓝藻预防及处理方案。所以结合尔王庄管理处的实际情况,从国内外普遍采用的方法中找出适宜的、性价比高的方案是目前的当务之急。
物理法中的吸附法是最方便易行的方式,但采用去除蓝藻毒素时,必须高度重视对吸附后的蓝藻毒素载体的处置,应考虑这些染毒介质的无毒化处理问题,以防止造成二次污染,而无毒化处理又会造成成本的相应提高,目前不太建议采用;打捞技术和超声波技术在治理效果和环境友好方面都表现出更大的优势,但都需一次性购置专业设备,一方面需耗费大量的人力物力,另一方面这比较适合较大型的湖泊,对于尔王庄水库来说性价比不高因而也不建议采用。
投放化学杀藻剂见效明显,且在云南滇池的蓝藻清除治理中去的了较好的效果[11],但值得注意的是这样做存在一定生态学风险,在除藻同时也会直接威胁鱼类和浮游动物的生存,甚至处理不当的话会对居民的饮水安全造成影响,因此比较适用于蓝藻大面积突然性爆发,进行临时的应急处理。
生物法虽然见效较慢,但效果很好而且也最持久,是一种标本兼治的方法。需注意的是生物法也在一定程度上存在破坏湖泊生态系统平衡的危险,在实际应用中应根据具体情况选择合适的鱼种和鱼苗数量。截至目前尔王庄水库的蓝藻水华不太严重,较容易控制,因此允许采用治本效果好的生物法来逐步调节水质。2000-2003年,中国科学院水生生物研究所在滇池进行了养殖白鲢和花鲢鱼(鳙鱼)治理蓝藻的试验,结果1条1kg左右的白鲢鱼1个月能吃掉2kg蓝藻,同样大小的1条花鲢鱼,1个月能消耗3.66kg蓝藻,经3年治理,示范区内水中的蓝藻含量降低了2/3[12],建议尔王庄水库可根据滇池的经验,根据对本地蓝藻数量的预估,放养相应数量的鲢鱼、鳙鱼来改善蓝藻的生存环境,从而降低水库中蓝藻的数量。 如何保护好水库水质不受污染,使市民的飲水健康得到保证,是关系民生的一件大事,在关注治理蓝藻之外,还需同时关注导致水库富营养化的原因以及蓝藻的形成机制,从源头上采取措施解决蓝藻问题。
参考文献
[1] 黄漪平. 太湖水环境及其污染控制[M]. 北京: 科学出版社, 2001.
[2] Oliver R L, GanfGG. Freshwater blooms, In: Whitton, B.A. and M. Pottseds. The Ecology of Cyanobacteria[M]. The Netherlands: Kluwer Academic Publishers, 2000. 149-194.
[3] Pouris S. A Fatal Microcystin Intoxication in Haemodialysis Unit in Caruaru[J]. Brazil Lancet. 1998, 352(2): 21-26.
[4] 刘健康. 高级水生生物学[M]. 科学出版社, 1999.
[5] 孔繁翔, 高光. 大型浅水富营养化湖泊中蓝藻水华形成机理的思考[J]. 生态学报, 2005, 25(3): 589-595.
[6] 秦伯强. 长江中下游浅水湖泊富营养化发生机制与控制途径初探[J]. 湖泊科学, 2002, 14: 193-202.
[7] 唐宝莲, 蒋岚, 宋海燕. 蓝藻治理对策建议[J]. 江苏科技信息, 2008(1).
[8] 宋益峰,兰林,吴江. 我国典型浅水湖泊蓝藻水华治理技术研究进展[J]. 中国水运, 2010,10(8):154.
[9] Lee T.J., Nakano K., Matsumara M. A novel strategy for algael bloom control by ultrasonic irradiation[J]. Water Sci. Technol., 2002, 46(6-7): 207-215.
[10] 陈前, 杨春和, 苏璐璐. 国内蓝藻治理中末端处置方法研究进展[J]. 安徽农业科学, 2009, 37(36):18029.
[11] 和丽萍. 利用化学杀藻剂控制滇池蓝藻水华研究[J]. 云南环境科学,2001, 20(2): 43-44.
[12] 胡德荣, 杜进富, 汪艺肌. 蓝藻的危害与治理[J]. 首都师范大学学报. 2007, 28(4): 50-52.