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摘要：水体富营养化是目前世界各国所面临的重大环境问题。水体富营养化带来的一个突出的问题是水华的暴发。大规模的水华降低了水资源利用效能，引起严重的生态破坏及巨大的经济损失。本文概述了水华的治理现状。
关键词：水华混凝沉淀除磷流体动力方法
1、引言
水华，指的是一些水域因受污染而产生富营养化，导致某些藻类如蓝藻等疯长的现象，通常把这些水藻称之为水华。因它们大量繁殖，会与其他水生动物争夺氧气，影响了水生态系统的健康发展。蓝藻大量生长改变了水体的理化环境，透明度降低，水体散发腥臭味，溶解氧减少。当水体中的营养素被蓝藻耗尽时，蓝藻大量死亡，各种有害气体及蓝藻毒素大量释放，最终导致水生态系统的迅速崩溃。
2、水华的治理
2.1 化学法
化学法是通过筛选和合成化学药剂（统称杀藻剂）来控制水中藻类的繁殖。其机理一方面通过金属离子抑制藻类的正常代谢而达到杀灭藻类的目的，另一方面则通过金属离子的絮凝作用沉降藻类而达到去除藻类的目的。有机溴杀藻剂、铜盐、高锰酸钾等是应用较多的杀藻剂。化学法除藻效果很明显，但造成环境污染或破坏生态平衡。
（1）应用除藻剂
目前常用的除藻剂有硫酸铜或含有铜的有机螯合物、氯、二氧化氯等。硫酸铜等化，除藻剂可使藻细胞破坏，增加水体的透明度，但有些藻细胞破坏后会释放毒素，造成二次污染。而且导致水体铜盐浓度上升，铜离子易在生物体内蓄积，危害水生生物及人体的健康。
（2）混凝沉淀除磷
河湖水体的内源性的磷对于富营养化具有举足轻重的作用，加入絮凝剂可钝化沉淀水体中的磷，使氮磷比例失调，营造藻类不适宜繁殖的水体营养环境，防止"水华"发生。常用化学药剂有3类：石灰、铝盐、铁盐。化学除磷去除磷效率较高，去除率可达85%以上[1] 。其优点是能去除一般方法很难处理的溶解性与胶体性磷盐，适用于胶体状和溶解性无机磷含量较高的封闭或缓流水体。
（3）电化学除藻
无须添加有害化学物质，直接电解水溶液就能获得氧自由基和活性氯等抑菌成分，对细菌和病毒有较高的灭活率。这种技术具备成本低廉，对环境友好的优点，在污水处理方面得到快速发展。电化学除藻效率与电极材质、电流强度和搅动频率等因素相关，在恰当条件时除藻率可达到90%以上[2]。
2.2 物理法
物理法主要采取截流、疏浚、稀释和污水分流等措施。物理方法有费时、费钱、操作困难的缺点。应用最成功的典型是华盛顿湖，治理花了l7年，费用1亿3千万美元。解层作用、光调节、水位调节、高压放电、超声波等物理方法效果也明显，但不易普遍和大规模实施。
（1）流体动力方法
处理蓝藻的方法是利用流体动力使含有蓝藻的水体获得足够的能量，以改变藻类的生存条件和破坏藻的细胞囊，促使藻细胞死亡，达到去除目的。此方法不会对水体造成二次污染及带来负面效应，处理后水体清澈透明[3]。
（2）曝气充氧技术
曝气主要是向水中补充氧气，以保证水生生物生命活动及微生物氧化分解有机物所需的氧量，同时搅拌水体达到水体循环的目的。在一定程度上可以防止因藻类大量繁殖而导致的鱼类死亡，对维持水体生态平衡起到一定的作用。曝气设备分为鼓风曝气、机械曝气及射流曝气，在河湖水库中用得较多的是机械曝气。
（3）物理吸附技术
吸附技术主要是利用多孔型的固体物质是水体中的一种或多种物质被吸附在固体表面而去除的方法。此方法主要通过分子力而引起的，不发生化学作用，在低温或常温下就能进行。去除对象主要是有机物、无机氮，对于封闭的微污染水体的去除率在40%以上，同时对水体中的铁、锰、砷、硫酸盐也具有一定的吸附效果。
2.3 生物方法
从生态的角度，通过生物间的营养竞争和牧食关系来控制蓝藻水华。生物方法强调的是整个生态系统的管理，从营养环节控制蓝藻，使水体的营养素转变为人类需要的终产品，具有经济、高效、合理的优点。目前主要采用微生物防治、食藻生物、水生植物抑制等方法。
（1）遮光除藻
光照度是藻类生长的限制因子之一，遮避光源会显著抑制藻类的光合产氧速率，并促使藻类消亡中试结果显示，遮光9d 之后叶绿素a浓度、蚀度、COD都显著下降，去除率分别达到80.1%、68.0%、93.8%，证实了遮光法控藻的可行性[4]。但此方法在实际应用中困难较大，如太糊湖水面积约2425平方公里，要遮蔽50-60%的光照面积来实现除藻，工程巨大。
（2）微生物治理
很多原生动物可取食藻类。食藻原生动物主要分为：鞭毛虫、变形虫和纤毛虫三个大类，现今已分离到取食微囊藻、束丝藻等滇池优势藻种的原生动物。原生动物具有食量大、抗逆性强、易繁殖等优点。现在，人为主动利用原生动物控藻的成功例子却鲜见。这或许是因为"水华"中藻的种类很多，适宜于原生动物食用藻类数量的降低，就引起其它藻类的繁盛。浓度高的丝状藻会导致生物的摄食率偏低，进而生长被抑制[5]。太湖里浮游动物与浮游植物的数量关系也表明，在富营养化水体中浮游动物对于藻类的控制是很有限的。
（3）食藻生物防治
食藻生物防治是利用生物操纵理论(Bio-manipulation)在水体中引入合适的其它生物，如鱼类、贝类等，它们直接或间接以藻类为食从而抑制藻类的过度生长控制其危害的程度。以放养滤食性鱼类直接控制水华蓝藻的生物操纵技术已在国内外一些水体多次实践，并证明是有效的。巴西一个热带水库用鲢进行中型受控生态系统试验的结果表明鲢能成功地控制微囊藻水华[6]。武汉东湖在利用鲢鳙鱼控制蓝藻水华方面做了大量研究，得出结论：鲢鳙的大量放养，是蓝藻水华消失的决定性因素[7]。在太湖的围隔实验也表明，鱼类的放养对藻类种群的大小及结构的影响是巨大的，鲢鳙的放养直接或间接降低了水华的种群，对维持生态平衡，抑制水生藻类生长，缓解富营养化有积极作用。实验条件下鲢鳙鱼种对微型藻的日摄食量分别占体重的54.44%和55.19％，并且在一定藻类浓度范围(0.4～0.8g/L)的水体中生长良好，体重增加[8]。
3、结束语
水体中大量营养物质的积累及蓝藻的生态竞争优势导致了水华在全球范围内普遍爆发，水华造成的危害是多方位和多层次的。对蓝藻水华的治理也在不断深入。化学方法见效快，却不可避免会造成二次污染；物理方法投资大，成效也不显著；生物方法从生态的角度治理蓝藻水华，具有经济、高效、合理的优点，已受到越来越广泛的重视。
参考文献：
[1] Jacoby J M, Gibbons H L, Stoops K B. Response of a shallow, polymictic lake to buffered alum treatment. Lake Reservoir Manage. 1994, 10(2):103~112.
[2] Yunfeng Xu, Ji Yang, Mingming Ou, at al. Study of Microcystis aeruginosa inhibition by electrochemical method. Biochemical Engineering journal, 2007, 36: 215~220.
[3] 吴张永，袁子荣．用流体动力技术治理蓝藻水华的研究[J]．机床与液压，2003, 2: 186~188
[4] 陈雪初，孙扬才．遮光法控藻的中试研究[J]．环境科学学报 2007，11(27): 1830~1834.
[5] M Sahuquillo，MG G Melao，M R Miracle. Low filtering rates of Daphnia magna in a hypertrophic lake: laboratory of and in situ experiments using synthetic microspheres. Hydrobiologia, 2007，594 141~152
[5] ChunYe, Qiujin Xu, et al. Eutrophication conditions andecological status in typical bays of Lake Tai hu in China. Environ Monit Assess, 2007, 135: 217~ 225
[6] Starling F L R M．Control of eutrophication by silver carp in the tropical Paranoa Reservoir (Brasilia，Brazil): a mesocosm experiment．Hydrobiologia, 1993, 257：143~152.
[7] 刘健康．揭开武汉东湖蓝藻水华消失之迷[J]．长江流域资源与环境，1999，8(3)：312~318.
[8] 陈少莲，刘肖芳．论鲢、鳙对微囊藻的消化利用[J]．水生生物学报, 1990, 314(1): 49~59.
作者简介：但蕊（1984.10-），女，湖北武汉人，武汉生物工程学院助理实验师，主要研究方向：发酵工程；李腾（1985.11-），男，湖北武汉人，华中师范大学在读硕士研究生。
关键词：水华混凝沉淀除磷流体动力方法
1、引言
水华，指的是一些水域因受污染而产生富营养化，导致某些藻类如蓝藻等疯长的现象，通常把这些水藻称之为水华。因它们大量繁殖，会与其他水生动物争夺氧气，影响了水生态系统的健康发展。蓝藻大量生长改变了水体的理化环境，透明度降低，水体散发腥臭味，溶解氧减少。当水体中的营养素被蓝藻耗尽时，蓝藻大量死亡，各种有害气体及蓝藻毒素大量释放，最终导致水生态系统的迅速崩溃。
2、水华的治理
2.1 化学法
化学法是通过筛选和合成化学药剂（统称杀藻剂）来控制水中藻类的繁殖。其机理一方面通过金属离子抑制藻类的正常代谢而达到杀灭藻类的目的，另一方面则通过金属离子的絮凝作用沉降藻类而达到去除藻类的目的。有机溴杀藻剂、铜盐、高锰酸钾等是应用较多的杀藻剂。化学法除藻效果很明显，但造成环境污染或破坏生态平衡。
（1）应用除藻剂
目前常用的除藻剂有硫酸铜或含有铜的有机螯合物、氯、二氧化氯等。硫酸铜等化，除藻剂可使藻细胞破坏，增加水体的透明度，但有些藻细胞破坏后会释放毒素，造成二次污染。而且导致水体铜盐浓度上升，铜离子易在生物体内蓄积，危害水生生物及人体的健康。
（2）混凝沉淀除磷
河湖水体的内源性的磷对于富营养化具有举足轻重的作用，加入絮凝剂可钝化沉淀水体中的磷，使氮磷比例失调，营造藻类不适宜繁殖的水体营养环境，防止"水华"发生。常用化学药剂有3类：石灰、铝盐、铁盐。化学除磷去除磷效率较高，去除率可达85%以上[1] 。其优点是能去除一般方法很难处理的溶解性与胶体性磷盐，适用于胶体状和溶解性无机磷含量较高的封闭或缓流水体。
（3）电化学除藻
无须添加有害化学物质，直接电解水溶液就能获得氧自由基和活性氯等抑菌成分，对细菌和病毒有较高的灭活率。这种技术具备成本低廉，对环境友好的优点，在污水处理方面得到快速发展。电化学除藻效率与电极材质、电流强度和搅动频率等因素相关，在恰当条件时除藻率可达到90%以上[2]。
2.2 物理法
物理法主要采取截流、疏浚、稀释和污水分流等措施。物理方法有费时、费钱、操作困难的缺点。应用最成功的典型是华盛顿湖，治理花了l7年，费用1亿3千万美元。解层作用、光调节、水位调节、高压放电、超声波等物理方法效果也明显，但不易普遍和大规模实施。
（1）流体动力方法
处理蓝藻的方法是利用流体动力使含有蓝藻的水体获得足够的能量，以改变藻类的生存条件和破坏藻的细胞囊，促使藻细胞死亡，达到去除目的。此方法不会对水体造成二次污染及带来负面效应，处理后水体清澈透明[3]。
（2）曝气充氧技术
曝气主要是向水中补充氧气，以保证水生生物生命活动及微生物氧化分解有机物所需的氧量，同时搅拌水体达到水体循环的目的。在一定程度上可以防止因藻类大量繁殖而导致的鱼类死亡，对维持水体生态平衡起到一定的作用。曝气设备分为鼓风曝气、机械曝气及射流曝气，在河湖水库中用得较多的是机械曝气。
（3）物理吸附技术
吸附技术主要是利用多孔型的固体物质是水体中的一种或多种物质被吸附在固体表面而去除的方法。此方法主要通过分子力而引起的，不发生化学作用，在低温或常温下就能进行。去除对象主要是有机物、无机氮，对于封闭的微污染水体的去除率在40%以上，同时对水体中的铁、锰、砷、硫酸盐也具有一定的吸附效果。
2.3 生物方法
从生态的角度，通过生物间的营养竞争和牧食关系来控制蓝藻水华。生物方法强调的是整个生态系统的管理，从营养环节控制蓝藻，使水体的营养素转变为人类需要的终产品，具有经济、高效、合理的优点。目前主要采用微生物防治、食藻生物、水生植物抑制等方法。
（1）遮光除藻
光照度是藻类生长的限制因子之一，遮避光源会显著抑制藻类的光合产氧速率，并促使藻类消亡中试结果显示，遮光9d 之后叶绿素a浓度、蚀度、COD都显著下降，去除率分别达到80.1%、68.0%、93.8%，证实了遮光法控藻的可行性[4]。但此方法在实际应用中困难较大，如太糊湖水面积约2425平方公里，要遮蔽50-60%的光照面积来实现除藻，工程巨大。
（2）微生物治理
很多原生动物可取食藻类。食藻原生动物主要分为：鞭毛虫、变形虫和纤毛虫三个大类，现今已分离到取食微囊藻、束丝藻等滇池优势藻种的原生动物。原生动物具有食量大、抗逆性强、易繁殖等优点。现在，人为主动利用原生动物控藻的成功例子却鲜见。这或许是因为"水华"中藻的种类很多，适宜于原生动物食用藻类数量的降低，就引起其它藻类的繁盛。浓度高的丝状藻会导致生物的摄食率偏低，进而生长被抑制[5]。太湖里浮游动物与浮游植物的数量关系也表明，在富营养化水体中浮游动物对于藻类的控制是很有限的。
（3）食藻生物防治
食藻生物防治是利用生物操纵理论(Bio-manipulation)在水体中引入合适的其它生物，如鱼类、贝类等，它们直接或间接以藻类为食从而抑制藻类的过度生长控制其危害的程度。以放养滤食性鱼类直接控制水华蓝藻的生物操纵技术已在国内外一些水体多次实践，并证明是有效的。巴西一个热带水库用鲢进行中型受控生态系统试验的结果表明鲢能成功地控制微囊藻水华[6]。武汉东湖在利用鲢鳙鱼控制蓝藻水华方面做了大量研究，得出结论：鲢鳙的大量放养，是蓝藻水华消失的决定性因素[7]。在太湖的围隔实验也表明，鱼类的放养对藻类种群的大小及结构的影响是巨大的，鲢鳙的放养直接或间接降低了水华的种群，对维持生态平衡，抑制水生藻类生长，缓解富营养化有积极作用。实验条件下鲢鳙鱼种对微型藻的日摄食量分别占体重的54.44%和55.19％，并且在一定藻类浓度范围(0.4～0.8g/L)的水体中生长良好，体重增加[8]。
3、结束语
水体中大量营养物质的积累及蓝藻的生态竞争优势导致了水华在全球范围内普遍爆发，水华造成的危害是多方位和多层次的。对蓝藻水华的治理也在不断深入。化学方法见效快，却不可避免会造成二次污染；物理方法投资大，成效也不显著；生物方法从生态的角度治理蓝藻水华，具有经济、高效、合理的优点，已受到越来越广泛的重视。
参考文献：
[1] Jacoby J M, Gibbons H L, Stoops K B. Response of a shallow, polymictic lake to buffered alum treatment. Lake Reservoir Manage. 1994, 10(2):103~112.
[2] Yunfeng Xu, Ji Yang, Mingming Ou, at al. Study of Microcystis aeruginosa inhibition by electrochemical method. Biochemical Engineering journal, 2007, 36: 215~220.
[3] 吴张永，袁子荣．用流体动力技术治理蓝藻水华的研究[J]．机床与液压，2003, 2: 186~188
[4] 陈雪初，孙扬才．遮光法控藻的中试研究[J]．环境科学学报 2007，11(27): 1830~1834.
[5] M Sahuquillo，MG G Melao，M R Miracle. Low filtering rates of Daphnia magna in a hypertrophic lake: laboratory of and in situ experiments using synthetic microspheres. Hydrobiologia, 2007，594 141~152
[5] ChunYe, Qiujin Xu, et al. Eutrophication conditions andecological status in typical bays of Lake Tai hu in China. Environ Monit Assess, 2007, 135: 217~ 225
[6] Starling F L R M．Control of eutrophication by silver carp in the tropical Paranoa Reservoir (Brasilia，Brazil): a mesocosm experiment．Hydrobiologia, 1993, 257：143~152.
[7] 刘健康．揭开武汉东湖蓝藻水华消失之迷[J]．长江流域资源与环境，1999，8(3)：312~318.
[8] 陈少莲，刘肖芳．论鲢、鳙对微囊藻的消化利用[J]．水生生物学报, 1990, 314(1): 49~59.
作者简介：但蕊（1984.10-），女，湖北武汉人，武汉生物工程学院助理实验师，主要研究方向：发酵工程；李腾（1985.11-），男，湖北武汉人，华中师范大学在读硕士研究生。