国内外水体富营养化治理和控制方法的研究
中国湖泊水体富营养化生态治理技术研究进展

中国湖泊水体富营养化生态治理技术研究进展中国是世界上湖泊数量最多的国家之一,但受到工业和农业污染的影响,许多湖泊存在水体富营养化问题。
水体富营养化是指湖泊中营养物质过量积累,导致藻类大量繁殖,使湖泊水质恶化,生态系统遭到破坏的现象。
为了解决水体富营养化问题,中国科学家和工程师进行了大量的研究和实践。
本文总结了近年来中国湖泊水体富营养化生态治理技术的研究进展。
1. 水质净化技术水质净化技术是湖泊水体富营养化治理的关键技术之一。
传统的水质净化技术包括植物修复、生物控制和化学混凝沉淀等方法。
近年来,中国科学家进行了一系列创新研究,提出了一些新的水质净化技术。
利用生态加速器(即利用植物根系和微生物的生物排泄作用)来降低湖泊中的氮和磷含量,从而减少水体富营养化。
生物床滤池等技术也被广泛应用于湖泊水体富营养化治理中,有效去除水中的营养物质和悬浮物。
2. 藻类控制技术藻类是湖泊富营养化的主要原因之一,控制藻类的生长是湖泊水体富营养化治理的关键环节。
中国科学家采取了多种控制藻类的技术。
利用特定的细菌来控制蓝藻的生长。
这些细菌具有抑制藻类和促进湖泊水体氮和磷循环的作用。
人工添加氧气、利用超声波技术等也被用于控制藻类生长。
3. 生态修复技术湖泊富营养化导致湖泊生态系统的破坏,生态修复也是湖泊水体富营养化治理的重要手段。
中国科学家开展了一系列湖泊生态修复的研究。
利用人工湿地进行湖泊富营养化的修复,在湖泊周边建立人工湿地,利用湿地植物吸收和降解水中的污染物质,减缓湖泊富营养化的进程。
人工鱼礁和生物堆肥等技术也被应用于湖泊生态修复中。
4. 综合管理技术湖泊富营养化治理需要综合考虑湖泊的生态环境特点、行业排放和湖泊流域的管理等因素。
中国科学家提出了一系列综合管理技术。
建立湖泊富营养化监测体系,对湖泊水质进行定期监测和评估,及时发现和解决问题。
制定湖泊富营养化治理规划,并实施相应的管理措施,如减少农业和工业废水排放,加强湖泊流域的生态修复等。
水体富营养化对生态系统的影响及治理研究

水体富营养化对生态系统的影响及治理研究水体富养分化对生态系统的影响及治理研究水是地球生命的基础,也是生态系统中最重要的组成部分。
然而,随着人类活动的不断增加,水体富养分化问题日益严重,对生态系统造成了巨大的影响。
本文将探讨水体富养分化对生态系统的影响,并讨论相关的治理研究。
水体富营养化是指水体中的营养物质,如氮、磷等的过量富集,导致水体中的生物量和生产力的异常增加。
这主要是由于农业、工业和城市排污等人类活动引起的。
富养分化导致水中浮游植物和藻类的大量繁殖,形成赤潮现象。
这些藻类在死亡后被细菌分解,消耗水体中的氧气,导致水体缺氧,影响其他水生生物的生存。
富养分化水体对生态系统的影响很多。
首先,富营养化导致了生态系统的物种多样性的减少。
富营养化水体中的藻类繁殖过多,形成密集的藻华,遮挡了水中的光线,限制了其他植物的生长。
这样一来,其他植物无法获得足够的阳光和养分,无法生存下去。
同时,藻类繁殖过多还会消耗大量的氧气,导致水体缺氧,这对其他水生生物的生存也造成了极大威胁。
其次,水体富营养化还会引发生态系统的骤变。
水体富养分化使藻类和浮游生物的数量急剧增加,这对水体中的食物链造成了破坏。
富营养化水体中的藻类过多,成为其他生物的食物,这使得食物链的层级关系发生了改变。
要么是某个物种过多繁殖,要么是某个物种减少,都会打破原有的平衡,导致整个生态系统的不稳定。
此外,水体富养分化还会对水生生物的繁殖和生长产生负面影响。
浮游植物和藻类的过量繁殖会消耗水体中的养分,导致水中的其他生物无法获得足够的营养物质。
这使得鱼类等水生动物的生长和繁殖受到限制,最终影响到整个水生生态系统的可持续发展。
针对水体富养分化问题,许多治理方法已经被提出并得到了实施。
首先是减少富养分化源的排放,特别是农业、工业和城市排污的控制。
通过采取合理的农业管理措施,如合理施肥和农田水利工程建设,可以有效减少农业污染源。
同时,加强工业废水处理和城市污水处理,减少富养分化物质进入水体,也是治理富养分化的关键。
《2024年水体富营养化成因及其防治措施研究进展》范文

《水体富营养化成因及其防治措施研究进展》篇一一、引言水体富营养化是一种全球性的环境问题,主要表现为水体中氮、磷等营养物质的过度积累,导致水生生态系统结构和功能的改变,最终引发藻类等水生生物的大量繁殖,严重影响了水资源的利用和生态环境的平衡。
本文旨在探讨水体富营养化的成因及其防治措施的研究进展。
二、水体富营养化的成因1. 自然因素自然因素如地质、气候等也会对水体富营养化产生影响。
例如,某些地区的湖泊由于地质原因,水体中的营养物质含量较高,容易发生富营养化。
此外,气候因素如降雨量、水温等也会影响水体的营养状况。
2. 人为因素(1)农业活动:农业活动中使用的化肥、畜禽养殖产生的粪便等含有大量的氮、磷等营养物质,通过雨水冲刷、农田排水等方式进入水体,导致水体富营养化。
(2)生活污水:城市生活污水中含有大量的氮、磷等营养物质,若未经有效处理直接排放到水体中,也会导致水体富营养化。
(3)工业排放:工业生产过程中产生的废水含有大量的营养物质,若未经处理或处理不当直接排放到水体中,也会对水体造成污染。
三、防治措施研究进展1. 控制外源污染(1)农业活动:通过改进农业耕作方式,减少化肥和农药的使用,降低农田径流中的营养物质含量。
同时,建立畜禽养殖污染治理设施,对畜禽粪便进行资源化利用,减少污染物排放。
(2)生活污水:加强城市污水处理设施建设,提高污水处理效率,确保生活污水经过处理后达标排放。
(3)工业排放:严格工业废水排放标准,对工业废水进行预处理和深度处理,确保有害物质得到有效去除。
2. 生物修复技术生物修复技术是一种利用微生物、植物等生物体或其产物对水体进行修复的技术。
通过投加生物制剂、种植水生植物等方式,促进水体中藻类的吸收和降解,降低水体中的营养物质含量。
此外,生物修复技术还可以改善水体的生态环境,提高水体的自净能力。
3. 生态修复技术生态修复技术是一种通过恢复水体的生态环境来改善水质的方法。
包括湿地修复、湖泊生态修复等。
我国湖泊富营养化防治与控制策略研究进展

我国湖泊富营养化防治与控制策略研究进展一、概述随着社会经济的飞速发展,我国湖泊面临的环境压力日益加剧,富营养化现象愈发严重。
湖泊富营养化不仅破坏了水生态系统的平衡,导致水生生物种群结构改变,而且严重影响了湖泊的水质和供水功能,甚至威胁到人类的健康。
对湖泊富营养化的防治与控制策略进行研究,对于保护湖泊生态环境、实现可持续发展具有重大意义。
近年来,我国在湖泊富营养化防治与控制策略方面进行了大量的研究和探索,取得了显著的进展。
这些研究涵盖了湖泊富营养化的成因、机理、监测、评价、预测、防治等多个方面,不仅提高了对湖泊富营养化现象的认识,也为制定和实施有效的防治策略提供了科学依据。
同时,随着科技的不断进步,湖泊富营养化防治与控制的新技术、新方法也不断涌现,为湖泊生态环境的保护和恢复提供了新的可能。
也应看到,我国湖泊富营养化防治与控制工作仍面临诸多挑战。
湖泊富营养化的形成机制复杂,受多种因素共同影响,使得防治工作具有较大的难度。
不同地区、不同类型湖泊的富营养化程度和影响因素也存在差异,需要因地制宜地制定和实施防治策略。
未来在湖泊富营养化防治与控制方面,还需进一步加强基础研究,完善防治策略,提高防治效果,以更好地保护我国的湖泊生态环境。
1. 湖泊富营养化的定义与成因湖泊富营养化是指湖泊中营养物质(如氮、磷等)的过量输入,导致水生生态系统中的藻类和其他微生物大量繁殖,进而引起水质恶化、生物多样性降低、生态系统失衡的过程。
这一过程往往伴随着溶解氧的减少、水华爆发、底泥淤积、水体发臭等现象,对湖泊的生态环境和人类健康产生严重影响。
造成湖泊富营养化的成因主要包括自然因素和人为因素。
自然因素如降水、地表径流等,将土壤和岩石中的营养物质带入湖泊,这是湖泊营养化的自然过程。
相对于自然因素,人为因素在近年来对湖泊富营养化的贡献更为显著。
人为因素主要包括农业活动、工业排放、城市污水排放、水产养殖等,这些活动导致大量富含营养物质的废水、废渣进入湖泊,加速了湖泊的富营养化进程。
水体富营养化成因及其防治措施研究进展

水体富营养化成因及其防治措施研究进展水体富营养化成因及其防治措施研究进展摘要:水体富营养化是当今世界面临的严重环境问题之一。
本文以水体富营养化的成因和防治措施为研究重点,系统地回顾了国内外关于水体富营养化的研究进展。
文章通过分析水体富营养化的成因,包括农业、工业、城市化、氮磷排放和“水华”等多种因素,探讨了这些因素对水体富营养化的贡献。
同时,针对不同成因,提出了相应的防治措施,包括农业源污染的农田管理措施、工业源污染的技术改造、城市雨水的处理与利用、氮磷排放的减少和水华治理等。
通过对水体富营养化的研究进展进行综述,本文旨在加深对该问题的认识,为水体富营养化的防治提供科学依据和参考。
1. 引言水体富营养化是指水体中氮、磷等营养物质过量积累,导致水体中的浮游植物繁殖过多,进而造成水质恶化甚至生态系统崩溃的现象。
随着全球经济的快速发展和人口的增长,水体富营养化问题越来越严重,成为当今社会面临的严峻环境挑战之一。
2. 水体富营养化的成因2.1 农业源污染农业活动是水体富营养化的主要来源之一。
农业生产中的化肥和农药使用过量,造成了大量氮、磷的流失入水体,加剧了水体富营养化的程度。
2.2 工业源污染工业活动排放的废水中含有大量有机物和含氮、含磷化合物,这些物质进入水体后会促使水体富营养化。
尤其是一些大型工业企业,排放的废水中含有高浓度的氮、磷物质。
2.3 城市化随着城市建设的快速发展,城市环境中的大量污染物会被径流带入水体,使水体富营养化的程度加剧。
城市雨水带来的油污、重金属和有机物等物质,极大地影响了水体的富营养化程度。
2.4 氮磷排放农业、工业和城市化过程中产生的大量氮、磷排放也是水体富营养化的一个重要因素。
氮、磷是水体富营养化最主要的营养物质,其过量积累可导致浮游植物大量繁殖。
2.5 “水华”水华是水体富营养化的直接体现,是由于水体中浮游植物过度繁殖而引起的水体藻类大量聚集的现象。
水华不仅严重破坏了生态系统,还对水质和水生态产生了重大影响。
中国湖泊水体富营养化生态治理技术研究进展

中国湖泊水体富营养化生态治理技术研究进展近年来,随着工业化和城市化的加快发展,中国的湖泊水体富营养化问题日益严重。
湖泊水体富营养化是指湖泊水质中的氮、磷等养分物质浓度过高,导致湖泊生态系统失衡,水产资源减少,水质恶化,甚至造成水生态系统崩溃的现象。
湖泊水体富营养化治理已成为我国生态环境保护的重要课题。
在湖泊水体富营养化治理技术方面,近年来我国取得了一些进展。
一是生态修复技术的应用。
湖泊富营养化主要是由于氮、磷等养分物质的大量输入,其中磷是富营养化的主要原因。
磷是一种不可再生的资源,在湖泊水体中的循环和去除对治理具有重要意义。
目前,湖泊水体中的磷主要来自于底泥和外源输入,磷的去除需要从源头控制、过程控制和终端控制三个环节入手。
源头控制主要是通过限制底泥中磷的释放,减少外源输入;过程控制主要是通过湖泊富营养化水体的截流、过滤和沉淀;终端控制主要是通过湖泊水体中的浮游植物和底泥的处理,使湖泊水体中的磷浓度降低。
针对不同湖泊类型和治理目标,我国开展了一系列生态修复的技术研究,如沉淀沟、人工湿地等。
二是水生态修复技术的应用。
湖泊水体富营养化治理不仅要降低水质中的养分浓度,还需要恢复湖泊的生态功能,提高湖泊自净能力。
湖泊富营养化治理的主要目标是恢复湖泊生态系统的健康状态,实现湖泊水质的持续改善。
为此,我国开展了一系列水生态修复技术的研究,如湖泊生态系统修复、湖泊环境容量恢复等。
三是生物修复技术的研究。
生物修复是指通过植物、微生物等生物体的作用,促进湖泊水体中营养物质的去除和湖泊生态系统的恢复,实现湖泊富营养化的综合治理。
随着生态系统修复理论和技术的发展,生物修复技术在湖泊富营养化治理中得到了广泛应用。
菱角、藻类等水生植物可以吸收湖泊水体中的养分物质,从而减少水体富营养化现象;一些特定的微生物能够通过生物转化过程,将有机物质转化为无机物质,从而使富营养化水体得到净化。
中国湖泊水体富营养化生态治理技术研究取得了一些进展。
水体富营养化成因及其防治措施研究进展

水体富营养化成因及其防治措施研究进展水体富营养化是指水体中的营养物质浓度升高,特别是氮和磷元素的浓度,导致水体的生物生产力显著增加,从而引发一系列环境问题的现象。
水体富营养化是当前全球范围内普遍存在的环境问题,对水生态系统、水下生物多样性以及人类健康造成了重大威胁。
因此,研究和防治水体富营养化具有重要的科学意义和现实价值。
水体富营养化的成因主要包括点源和非点源两方面。
点源是指密集的人类活动区域,如农业、城市和工业区域等,通过排放废水、化肥、农药等直接向水体中释放大量的营养物质。
非点源是指由于土壤侵蚀、流域水循环等因素,导致水体中的营养物质浓度升高。
从全球范围来看,人类活动对于水体富营养化的贡献更为显著。
水体富营养化对水生态系统构成了严重的威胁。
过高的氮和磷浓度会导致水体中藻类等原生生物的大量繁殖,形成大面积的藻华。
藻华消耗水中的溶解氧,导致溶解氧浓度下降,甚至出现水体缺氧的情况。
缺氧会对水生生物产生直接的影响,使其生活环境恶化甚至死亡。
同时,藻类的大量繁殖还会对光照、水温、营养盐分布等多个因素产生影响,扰动水生态平衡,降低水中生物多样性。
对于水体富营养化的防治措施,目前研究已取得了一定的进展。
在点源管理方面,加强废水处理工艺,特别是农业、城市和工业废水的处理效果显著。
采用生物接触氧化、膜分离和生态修复等技术,可以有效地去除废水中的营养物质。
此外,加强农业管理也是防治水体富营养化的重要方面。
对农田施肥进行合理规划,减少过度施肥的现象。
合理调整作物种植结构,采取轮作休耕、种植抗性强的农作物等措施,减少养分流失。
在非点源管理方面,加强流域综合治理是关键。
因为非点源污染不仅仅是水源区的问题,涉及到整个流域的水资源保护。
建立起流域综合治理体系,制定流域规划,加强水土保持,治理土壤侵蚀等都是非常重要的。
此外,加强水体监测是及时发现和控制富营养化现象的有效手段。
建立水体监测网络,进行定期监测,及时分析数据,发现异常情况并采取相应的应对措施。
水体富营养化及其控制技术的研究

水体富营养化及其控制技术的研究一、富营养化定义与危害水体富营养化是指由于人为或自然因素导致水体中氮、磷等营养物质含量增加,进而引起藻类和其他水生生物异常繁殖,导致水质恶化、生态平衡失调的现象。
富营养化会导致水华、蓝藻等有害藻类的暴发,不仅影响水体的美观和透明度,还会破坏水生生态系统,甚至危害人类健康。
二、富营养化形成机制富营养化的形成机制主要包括外源输入和内源释放。
外源输入包括农业排放、城市污水排放、工业废水排放等,这些活动会向水体中输入大量的营养物质。
内源释放则是指底泥中营养物质的释放,当底泥中的营养物质积累到一定程度时,会因扰动或氧化还原条件改变而释放到水体中。
三、富营养化监测方法富营养化的监测方法主要包括水质监测和生物监测。
水质监测包括测定水体中的营养物质含量、透明度、叶绿素a等指标,以评估水体的营养状态。
生物监测则通过观察水体的生物群落结构、数量、生物量等指标,反映水体的生态状况。
四、富营养化风险评估富营养化风险评估是指对富营养化现象可能造成的危害进行评估,以便采取相应的预防和控制措施。
风险评估需要考虑的因素包括营养物质的输入量、水体的自净能力、生态系统的脆弱性等。
五、控制技术概述针对水体富营养化,目前已经发展出多种控制技术,包括物理控制、化学控制、生物控制和生态修复等。
这些技术各有优缺点,需要根据具体情况进行选择和应用。
六、物理控制技术物理控制技术主要包括底泥疏浚、水体曝气、人工湿地等。
底泥疏浚可以去除底泥中的营养物质,减少内源释放;水体曝气可以提高水体的溶解氧含量,抑制厌氧微生物的活动,减少营养物质的释放;人工湿地则通过模拟自然湿地的功能,实现对水体的净化和修复。
七、化学控制技术化学控制技术主要包括添加化学试剂、凝聚沉降等。
添加化学试剂如铝盐、铁盐等可以与水体中的营养物质结合,形成不溶性沉淀物,从而降低营养物质的含量;凝聚沉降则是通过向水体中添加凝聚剂,使悬浮物聚集成大颗粒,进而通过沉降去除。
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国内外水体富营养化治理和控制方法的研究姜小东太谷县环境监测站, 山西太谷030800)摘要:本文对国内外水体富营养化的治理和控制方法进行了总结和分析,并提出了水体富营养化治理的研究内容和方向。
关键词富营养化控制方法THE RESEARCH ON THE WATER EUTROPHICATION GOVERNMENT AND CONTROL METHOD DOMESTIC AND FOREIGN Jiang Xiao-dong (Shanxi Taigu Environmental Monitoring Station, Shanxi Taigu 030800)Abstract: This paper has summarized and analyzed the control methods of water eutrophication . Based on the above analyses, the research trend for the restoration of eutrophicated water was discussed.Keywords: Eutrophication Control method水体富营养化就是天然水体中由于过量营养物质(主要是指氮、磷等)的排入,引起各种水生生物、植物异常繁殖和生长。
我国湖泊、水库和江河富营养化的发展趋势非常迅速。
1978~1980年大多数湖泊处于中营养状态,占调查面积的91.8%,贫营养状态湖泊占3.2%,富营养状态湖泊占5.0%。
短短10年间,贫营养状态湖泊大多向中营养状态湖泊过渡,贫营养状态湖泊所占评价面积比例从3.2%迅速降低到0.53%,中营养状态湖泊向富营养状态过渡,富营养化湖泊所占评价面积比例从5.0%剧增到55.01%[1]。
据调查表明,亚太地区54%的湖泊富营养化,欧洲、非洲、北美洲和南美洲的比例分别是53%、28%、48%和41%[2]。
我国的水环境正面临严峻的挑战。
1水体富营养化的成因和危害1.1 成因赤潮和水华是水体中藻类爆发的两种主要形式。
赤潮是海洋中某些微小(2~20 μm)的浮游藻类、原生动物或更小的细菌,在满足一定的条件下爆发性繁殖或密集性聚集,引起水体变色的一种自然生态现象。
水华是一种在淡水中的自然生态现象,其只是由藻类引起,如蓝藻(应为蓝藻细菌)、绿藻、硅藻等,水华发生时,水一般呈蓝色或绿色。
随着经济的发展,淡水、海水的富营养化日益加剧,给水中的微生物的爆发性生长提供了十分有利的条件,导致了水域因藻类过渡增殖而变色。
在含有大量营养盐类的富营养化的水体中,这些藻类在足够的光照和适宜的水温、风、水流等条件下即可泛滥[3, 4];水体中有机质、维生素类和微有机成分以及锰和铁等微量元素也可能诱导藻类爆发[5, 6]。
1.2 危害(1)藻类在水体中占据的空间越来越大,使鱼类活动的空间越来越小;衰死藻类将沉积塘底。
(2)藻类种类逐渐减少,并由以硅藻和绿藻为主转为以蓝藻为主,而蓝藻有不少种有胶质膜,不适于作鱼饵料,而其中有一些种属是有毒的。
(3)藻类过度生长繁殖,将造成水中溶解氧的急剧变化,藻类的呼吸作用和死亡的藻类的分解作用消耗大量的氧,有可能在一定时间内使水体处于严重缺氧状态,严重影响鱼类的生存。
2治理方法如何清除并控制有害藻类的过量繁殖、消除藻毒素的污染、恢复水体中健康的生态系统是解决水体富营养化过程中所面临的关键问题。
国内外大量研究人员在治理藻类爆发方面开发了多种方法,基本上可归纳为物理法、化学法和生物法3种。
2.1 物理法2.1.1 机械捞藻法在藻类恶性泛滥的水体中采用船只等捞藻机械把藻类从水面中清除掉。
此法能捞取的藻量很少,其捞藻的速度远远比不上藻类的生长速度,而且还需花费大量的人力和物力。
该法只能作为一种次要的前期辅助手段。
2.1.2 清淤法对于一个拥有多种生物的较为复杂的水生生态系统,采取简单的挖泥办法,把湖底的水生生物一并清走,来改善水环境。
韩伟明等[8]研究了清淤挖泥对杭州西湖水质的影响。
目前每年疏浚(3~6)×104 m3底泥,对改善西湖水质效果不明显,湖水叶绿素a(Chla)依然呈上升趋势。
可见,单纯的清淤挖泥对控制藻类水华效果并不明显,不但耗资巨大,且有可能加剧水体的富营养化。
2.1.3 换水法把污水引走,换取新的洁净水源,引水冲污就是其中的一种方法。
这种方法不但是对污染的转嫁,而且其稀释能力受引水方式、引水量、引水水质等因素影响,同时由于稀释作用也减缓了藻类生长的密度制约压力,引水冲污后藻类生长往往呈现加剧趋势[8]。
2.1.4 截污法对于湖泊、河流等淡水水体的藻类水华,外污染源是水体中营养盐的重要来源,截污是控制营养化营养盐的首要步骤,这对改善水质是有益的。
但是,对于水体营养盐浓度较高的富营养化水体,外源污染的影响已不明显,并且对于众多的面源污染,截污也是不可能完全做到的,因此,仅靠截污难以取得预期的效果[8]。
此外,还有超声波破碎法、电磁波法。
其本质是利用超声波和电磁波将藻类杀死,但成本太大,同时杀死的藻细胞可能向水体释放对人体有害的藻毒素,造成二次污染。
2.2 化学法同物理法相比,化学法具有很高的杀藻、除藻效率,但仍存在较大缺陷。
按其作用机理可分为杀藻法和沉降法。
2.2.1 杀藻法该法旨在用化学药品直接杀死水华生物。
根据化学药品性质又可分为无机杀藻剂和有机杀藻剂。
目前已发现的能杀死水华(或赤潮)生物的化学药品主要有硫酸铜、高锰酸钾、次氯酸钠、氯气、过氧化氢、臭氧、过碳酸钠等。
其中,含铜类药剂是研究和应用较早和较多的杀藻药品。
硫酸铜及其后来改进的各种含铜化合物在治理淡水水华时非常成功。
硫酸铜还具有以下特点:在杀除有害藻类的同时也大量杀死了非水华藻类,进而破坏近岸生态系统;控制水华是暂时的而且成本高。
因而其使用受到了很大的限制。
鉴于铜类试剂上述缺点,人们着眼于一些在水体中易分解、残留量少的除藻化合物,如过氧化氢、过碳酸钠、臭氧等[9]。
目前研究较多的是有机杀藻剂,有人工化学物质和生物分泌物质两类。
前者往往会带来污染,后者是目前研究的主要对象,主要包括有机羧酸和有机胺[9]。
近年来发展的一种生化综合除藻剂具有杀藻、抑藻功能,能絮凝沉降藻细胞,并且在滇池应急治理中取得了比较明显的效果[10]。
总之,直接杀藻法是目前较常用的方法之一。
具有操作简单、用量少等优点,但在对生态环境、非水华生物的影响以及成本等方面也存在诸多问题。
2.2.2 絮凝沉淀法利用物质的胶体化学性质,应用絮凝原理,使水华生物凝聚沉淀到水体底部或加以回收是该法的主要目的。
现在国际上使用的絮凝剂主要是:铝铁系无机絮凝剂、表面活性剂和各种高分子有机絮凝剂。
此外,PAC、聚丙烯酰胺等高分子凝聚剂也在市场上占有很重要的地位[9]。
絮凝剂沉淀法是利用化学手段消除水华,该方法在水华生物密集时极为有效,作用时间短,对非水华生物的影响也较直接杀藻法小,同时还可消除水体中其他悬浮物质,净化水质。
但也存在很大缺陷,聚铁本身显色,投药后水体变为浅棕色,而且铁盐又是水华生物繁殖的促进物质[5,11]。
铝盐则被证实存在一定的生物毒性[12]。
在严格的环境法制约下,西方科学家尚无这种尝试。
在我国,从目前已在云南滇池所试用的聚合铁和聚合铝两种絮凝剂的实验情况来看,虽然起效时间快并在一定程度上对水质有改善作用,但维持时间短(2 d),造价高(0.20元/m3左右),且形成的絮体细小质轻不易发生沉降[13]。
2.2.3 天然矿物絮凝法利用天然矿物治理藻类水华污染成为目前发展的另一方向。
主要是利用粘土矿物治理赤潮。
对其去除机理主要有两种观点[9]:一种立足于粘土粒子和生物的表面性质,认为以吸附作用为主;另一种则认为是由于粘土中溶出的铝离子杀死生物细胞所致。
俞志明等[14]通过对粘土表面电荷性质进行化学改性,提高了粘土絮凝藻的能力。
同时,他们研究了藻絮凝的基础理论,并提出了絮凝藻的机制和理论模型[23],考察的粘土主要有高岭石、蒙脱石两种[13~18]。
Anderson[9]认为粘土沉降法是最有希望解决这一环境污染问题的研究方向。
近几年来,有关这方面的研究也取得了一定的进展[19, 20]。
但粘土法无法分解藻毒素,有毒藻只是从表层水转移到水底但并未消除,不仅对水底生物产生污染,而且可能泛回水体造成二次污染。
藻毒素主要是通过微生物而得以消除[21, 22],同时,微生物除营养争夺外,通过分泌化学物质抑制藻类生长[23]。
因此,运用微生物—粘土法将有助水体富营养化尤其是有毒藻污染的治理和控制。
2.3 生物法生物法是利用生态系统食物链摄取原理和生物的相生相克关系来控制或抑制藻类水华,从而达到控制水华的目的。
主要有大型水生藻类法、微生物群、高等水生动物法以及以高等水生植物(水生维束管植物)和陆生植物为主的生态工程法等。
2.3.1 大型水生藻类法利用大型水生藻类通过与富营养化藻类竞争水体中的氮和磷,或通过分泌他感化学物质可以在一定程度上减缓藻类爆发的发生。
藻类的生长往往要求水体中各种营养元素含量之间有一个平衡比例(藻干重中氮、磷和钾的含量分别为 1.4%~11.0%、1.0%~1.5%和0.4%~1.4%[24]),当某一生长必需元素的含量很低时,即可限制藻类的生长。
世界上大多数淡水湖泊中,磷是水生初级生产力的限制因素。
因此在防止淡水富营养化方面,如何有效控制天然水体中磷的浓度被看作是解决这一污染问题的最有效途径。
利用水网藻繁殖能力强、在生长过程中能吸收大量的氨氮、硝氮及无机磷等特点,可以降低富营养化水体中的氮磷水平,从而使蓝绿藻由于失去赖以生存的高营养条件而无法在水体中大量繁殖,以达到以藻治藻的目的[25]。
尽管控制含有磷和氮污染物的排放,利用水生植物通过与藻类竞争水体中的氮和磷或通过分泌他感化学物质可以在一定程度上减缓水华的发生,但这些方法并不能有选择性地专一降低磷含量。
而且过量的浮水植物本身腐败后,既造成水质污染又严重阻碍大型湖泊在生态平衡和工农业生产中的作用 (如船舶运输、水产养殖及观赏景观等)。
另外,因为单细胞藻类的光合作用效率是一般植物的5倍左右[23],所以一般水生植物在与单细胞藻类对水中氮和磷的营养竞争中并不占据优势。
2.3.2 微生物群与高等水生动物法Dawson等[27]利用浮游动物如纤毛虫可捕食甲藻生物来控制水体中藻类的爆发。
但是这一方法对大面积藻类爆发难以奏效,因为养殖这些纤毛虫需要巨大的池塘和很长的时间,在经济上不可行。
而且,这些捕食者将会累积毒素,作为更高营养级的毒素载体而危害环境。
如果用该方法来处理养殖场水体的无害甲藻赤潮藻类水华,可能具有一定的应用前景,尚待进一步研究。