水華治理方法研究進展

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1、水華治理方法研究進展陳識文（長江大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，湖北荊州４３４０２５）毛濤，袁科平（中國水產(chǎn)科學(xué)研究院長江水產(chǎn)研究所，湖北武漢４３０２２３）余知和（長江大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，湖北荊州４３４０２５）［摘要］藻類水華現(xiàn)象是我國乃至全球面臨的水環(huán)境問題。綜述了物理、化學(xué)和生物３類治理方法目前的研究進展，并比較了三者的優(yōu)缺點，展望了今后的研究方向。［關(guān)鍵詞］藻類水華；治理；物理方法；化學(xué)方法；生物方法［中圖分類號］Ｘ５２［文獻標識碼］Ａ［文章編號］１６７３－１４０９（２０１４）３５－００６９－０５隨著人類活動對全球水環(huán)境的影響，水體富營養(yǎng)化和水華現(xiàn)象成為世界性的環(huán)境問

2、題。水華是水體富營養(yǎng)化發(fā)展到最高階段的一種表現(xiàn)形式［１］，形成的原因一方面是由于適宜的氣象及水文條件、水體內(nèi)氮磷等營養(yǎng)元素含量充足引起藻類大量繁殖，另一方面是由于藻類自身具有的固氮、浮力調(diào)節(jié)、無機碳濃縮等特殊機制，使之在與其他水體生物競爭時能占據(jù)優(yōu)勢并迅速增殖，從而爆發(fā)水華［２－４］。近年來，我國工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和社會經(jīng)濟迅猛發(fā)展，排入江河﹑湖泊的廢水和生活污水不斷增加，五大淡水湖的太湖［５］、巢湖［６］及近海的大部分海域［７］多次發(fā)生大面積水華，造成藻類大量繁殖、水體溶氧含量與透明度降低、大量水生生物死亡、水生生態(tài)系統(tǒng)平衡破壞。同時，多種藻類分泌的藻毒素，通過食

3、物鏈在原生動物、貝類、蝦、魚等體內(nèi)積累，嚴重威脅水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)及人類生命安全［８－９］。此外，藻類大量堆積岸邊死亡后散發(fā)惡臭，大大降低水體的景觀價值。目前水華治理方法主要分為物理﹑化學(xué)﹑生物３類。物理方法主要是利用各種機械設(shè)備或工程改造來轉(zhuǎn)移污染源，包括截污、疏浚清於、機械打撈藻類等；化學(xué)方法是通過各類化學(xué)試劑對藻細胞的毒性作用直接滅殺或?qū)υ寮毎跄两祦砣コ孱惖囊活惙椒?；生物方法的核心是利用生物對水華藻類的捕食或物種間的競爭性抑制來減少藻類的數(shù)量。物理方法１物理方法包括機械打撈﹑氣浮技術(shù)﹑超聲波法﹑吸附法﹑過濾法等。使用機械打撈清除藍藻水華，能夠快速清除大量

4、湖面藍藻［１０］，此法可作為藍藻大面積爆發(fā)時的應(yīng)急處理措施，且沒有明顯負面影響。氣浮技術(shù)是在待處理水中通入或產(chǎn)生大量高度分散的微細氣泡，使其與雜質(zhì)、絮粒相互粘附，形成比重小于水的浮渣，依靠浮力浮上水面，以完成固液分離的一種凈水方法［１１］。氣浮技術(shù)目前已較為成熟，多用于城市污水的處理。在太湖水華區(qū)域，使用特定功率的超聲波作用１ｈ后，水表層的藻細胞由１０７個／ｍｌ降低到１０５個／ｍｌ以下，水體透明度上升，葉綠素ａ含量顯著下降，水質(zhì)得到明顯改善［１２］?；钚蕴康任絼┰谒w中不但能對藻類有較高的去除率，還對藻毒素有一定的吸附作用，但后期處理成本較高，限制了其大范

5、圍的使用。普通的過濾法一般效率較低，而一些新型材料如微絮凝纖維球等應(yīng)用于過濾法除藻，取得了較為理想的效果［１３］，如德國Ｗａｈｎｂａｃｋ工廠采用獨特的三層濾料設(shè)計，直接過濾除藻效率高達９９．９％［１４］。此外，對一些養(yǎng)殖水體進行光源調(diào)控，用工程方法對一些河流湖泊進行清淤、換水等方法也取得了一定的效果。這些物理除藻方法具有方法簡單、不引進二次污染、可防止外域生物入侵等優(yōu)點，適合作為應(yīng)急處［收稿日期］２０１４－０９－２８［基金項目］湖北省科技支撐計劃（公益性科技研究類）項目（２０１３ＢＣＢ００９）；科技部科研院所開發(fā)資金項目（２０１３ＥＧ１３４２３８）。［作者簡

6、介］陳識文（１９８９－），男，碩士生，研究方向為水體微生物。［通訊作者］余知和，Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｈｉｈｅｙｕ＠ｈｏｔｍａｉｌ．ｃｏｍ。７０農(nóng)學(xué)中旬刊＊環(huán)境科學(xué)２０１４年１２月理措施。但對許多水體來說治標不治本，且需要專門的儀器設(shè)備，治理大面積的水華問題時會耗費大量的人力物力資源?；瘜W(xué)方法２化學(xué)方法主要是指用化學(xué)殺藻劑及絮凝劑來達到除藻﹑抑藻的效果。美國科學(xué)家在２０世紀７０年代開始先后使用硫酸銅等多達數(shù)千種化學(xué)藥劑進行海洋水華生物的滅殺試驗，結(jié)果表明，符合各個方面要求的較少［１５］，大多存在起作用劑量較大，對非水華生物有影響，不能在水體中短時間消散等問題。目前

7、，我國殺藻劑多用銅鹽，硫酸銅是最早用于殺藻的化學(xué)試劑之一，其主要原理是銅離子能抑制藻細胞內(nèi)藻膽體光合作用，一定濃度的銅離子會抑制藻細胞生長最終導(dǎo)致藻細胞死亡。但銅類試劑具有毒性，對其他動植物的生長發(fā)育有影響，會產(chǎn)生二次污染，破壞近岸生態(tài)系統(tǒng)，對藻類水華的控制也只能起到短期的效果［１６］。高錳酸鉀、氯氣、過氧化氫、二氧化氯等氧化物多用于給水處理中的藻類去除，但易產(chǎn)生有毒害的副產(chǎn)物，應(yīng)用受到一定的限制［１７］。利用絮凝劑加入水體，可將水華生物凝聚，形成沉淀并將其除去。使用較多的絮凝劑以鐵鹽和鋁鹽為主，并取得了一定的效果。但由于某些藻類細胞體積較小，且自身呈負電性

8、，不易被普通的絮凝劑吸附沉降。目前，許多研究都致力于