水体富营养化的生物修复技术

(2)利用大型软体动物滤食作用控制藻类和其他 悬浮物。螺、蚌、贝类能起很好的生物净化作用， 有试验表明河流中的螺类对藻类有明显的抑制作 用，一个壳长10cm的河蚌，在20℃时，每天可 60L 过滤60L水，过滤并吞食的浮游植物和悬浮物经 过吸收代谢作用，分解为无害物，并使水澄清。 牡蛎能够抑制藻类的生长，促进海草的生长，并 使海水中氮通过反硝化作用减少，而使海水变清。
制蓝藻水华发生，同时将同化的氮、磷等营养元素通 过渔获物形式移出水体，能够有效减少水域营养物质 的积累，浮游动物数量显著增加，浮游植物数量减少， 水体透明度增大。
缺点：鲢、鳙的摄食活动会将大量未吸收利用的有机
物转化为排泄物，加快水中有机物的周转速率，造成 一段时间内水质富营养化进程加快。同时会使浮游生 物出现小型化趋势，植食性浮游动物大量减少。
中国湖泊富营养化分布图
二、水体富营养化
水体的富营养化是自养型生物(主要是浮游 植物)在富含氮、磷、有机物等营养物质的水体 中异常繁殖的结果。富营养化的征兆包括来自藻 类水华的浮渣和毒素，某些水生植物的大量侵扰， 与水关联的疾病发病率的增加，水体透明度的降 低，水体恶臭，水中溶解氧枯竭以及水生动物的 灾难性大批死亡。
三、水体富营养化的危害
1对饮用水源的污染
富营养化使水体中有机质增加，病原菌孳生，并产 生有害的藻毒素，危及饮用水的安全。处于富营养化 状态的水体作为供水水源时，会给净水厂的正常运作 带来一系列的问题，如增加水处理费用、降低处理效果 和产水量等。
2对水体生态环境的影响
处于富营养化的水体，正常的生态平衡 遭到破坏，导致水生生物的稳定度和多样化 降低，且最终的发展将使水体库容因有机物 残渣淤积而减少，水体生态结构破坏，生物 链断裂，物种趋向单一，水体功能退化，加 速水体沼泽化、陆地化的进程。
3对渔业等生物资源利用的影响
一定程度的富营养化可能导致鱼产量增 加，但严重富营养化的水体会因为藻类释放 的毒素和溶解氧的稀缺而使鱼类种类数量减 少，并直接影响鱼类质量，从而导致水体经 济价值大大降低。
4对水体感观性状的影响
富营养化水体中的蓝、绿藻类大 量繁殖，致使水体色度增加，水质 浑浊，透明度降低，并散发鱼腥臭 味，污染居住环境，丧失水体美学 价值。
（2）人工去除浮游动物食性鱼类以间接控藻。这种类 型的生物操纵技术是先用网具捕捞、化学方法(如鱼藤 酮毒杀)去除、电捕、放干水体清除等方法将水体中的 鱼类全部去除掉，然后再重新投放以鱼食性为主的鱼类。 以此来促进大型浮游动物和底栖无脊椎动物(可摄食底 栖、附生和浮游藻类)的发展，从而降低水体藻类的生 物量。这种生物操纵的结果是重构了水体生态系统和生 物组成，使之朝着人们所期望的生态系统自净功能强化 的方向发展。
应用：
经典的生物操纵方法主要运用于小型的、封闭的、且浮 游植物群落不是由水华蓝藻而是由绿球藻、小型硅藻和包括 隐藻在内的鞭毛藻等组成的浅水水体。在捷克的Rimov水库 中，研究者通过控制鲤科鱼类的成功产卵，提高食鱼性鱼类 的数量来去除浮游生物食性鱼类，从而使得浮游动物的数量 增多，体型增大，控制藻类的过度生长；在丹麦，对233个 湖泊进行围隔试验，研究发现经典的生物操纵在浅水中比在 深水中更有效。
优点： 优点：在经典生物操纵理论指导下的研究表明，浮游
动物的数量增加能够有效降低浮游植物数量，加大水 体透明度，达到改善水质的目的。
缺点：经典生物操纵理论存在缺陷。如，伴随着 缺点：
大量大型肉食性浮游动物的出现，水中植食性浮游 动物如轮虫、小型枝角类等会遭受到高强度攻击，数 量显著下降，减小了对浮游植物的捕食压力，浮游植 物出现反弹性大量增长；浮游动物只能控制小型藻类， 而对于丝状藻和大型藻类如微囊藻的水华则是无能为 力的。
五、生物操纵技术
1975年，Shapiro等提出了生物操纵 (biomanipulation)的概念，即通过对水生生物群 及其栖息地的一系列调节，以增强其中的某些相 互作用，促使浮游植物生物量下降。由于人们普 遍注重位于较高营养级的鱼类对水生生态系统结 构与功能的影响，生物操纵的对象主要集中于鱼 类，特别是浮游生物食性的鱼类，即通过去除食 浮游生物者或添加食鱼动物降低浮游生物食性鱼 的数量，使浮游动物的生物量增加和体型增大， 从而提高浮游动物对浮游植物的摄食效率，降低 浮游植物的数量。
2、非经典性的生物操纵
非经典性的生物操纵，就是利用食浮游 植物的鱼类和软体动物来直接控制藻类，治 理湖泊富营养化。这些滤食鱼类特殊的摄食 方式可直接清除浮游植物，就可达到控制浮 游植物数量的目的。
方法：
(1)利用浮游植物食性鱼类(如鲢、鳙)来控制富营 养化和藻类水华现象。首先应控制水体中的捕食 鲢、鳙鱼种的凶猛性鱼类，以确保鲢、鳙的放养 成活率。其次，鲢、鳙所摄食消化利用的浮游植 物生物量需高于浮游植物的增殖速率。每个水体 都需寻找一个合适的能有效控制藻类水华的鲢、 鳙生物量的临界阀值，鲢、鳙对藻类的摄食利用 率与藻类的种类组成和生理状况、其他可利用食 物(如浮游动物)的相对丰度、水温等有密切关系， 而藻类的增殖速率与光照、水温及水体的营养水 平等有密切关系。
四、应对措施
水体的富营养化问题已严重威胁到我国的城市 供水及生态环境和可持续发展，其污染源主要是排 入水体的氮、磷、有机物等营养物质，尤其是水生 植物限制性营养元素磷的过量输入 因此，要防治水 体的富营养化，首先要控制水体中氮、磷等营养物 质的输入，坚持城市污水的源头治理，推广无磷洗 衣粉等生活用品的使用，以及对城市生活污水和工 业废水进行管道截流等。其次，对富营养化水体采 取生物修复技术，通过种植适当的水生植物及配置 合理的水生生物结构，以改善水质。
应用：
宁波月湖2000 年初夏发生大面积蓝 藻水华后开始大规模放养鲢、鳙，2001 2002 年不再出现蓝藻水华，水体表观质 量明显提高，透明度保持在100 cm 以上。 100 2002 年8 月月湖蓝藻数量比2000 年同期 下降87. 5%，总氮下降26. 0%，总磷下 降70. 0%。
优点：鲢、鳙通过滤食作物操纵法
经典的生物操作法，就是通过改变捕食者 (鱼类)的种类组成或多度来操纵植食性的浮游动 物群落的结构，促进滤食效率高的植食性大型浮 游动物，特别是枝角类种群的发展，进而降低藻 类生物量，可提高水的透明度，改善水质。
方法：
（1）投放鱼食性鱼类间接控藻，通常是通过放养 食鱼性鱼类来控制浮游动物食性鱼类，通过改变 浮游动物食性鱼类的种类组成来操纵藻食性的浮 游动物群落的结构，借此发展壮大滤食效率高的 藻食性大型浮游动物(特别是枝角类)的种群，通 过浮游动物种群的壮大来遏制浮游植物的发展， 从而降低藻类生物量，提高水的透明度，最后达 到改善水质的目的。另外底层鱼类的活动有促进 底泥中氮，磷向水体释放的作用，因此对其也应 限制。
水体富营养化的生 物修复技术
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目录
一、前言 二、水体富营养化概述 三、水体富营养化危害 四、应对措施 五、生物修复技术
一、前言
随着我国城市人口的不断增加和工、农 业的快速发展。环境污染日益严重，水质环 境也愈加恶化。由于排入水体的营养物质逐 年增加，致使许多水体呈现富营养化状态， 我国的许多湖泊、近海已受到富营养化的严 重威胁。如何防治水体的富营养化及对富营 养化水体的修复技术的研究己成为水环境保 护研究的重点。