海河藍(lán)藻爆發(fā)機(jī)制與治理

田　杰（天津市海河管理處，天津　300141）

海河藍(lán)藻爆發(fā)機(jī)制與治理

田杰（天津市海河管理處，天津300141）

專題綜述

海河是天津的重要經(jīng)濟(jì)帶、文化帶和景觀帶，但近年來受到藍(lán)藻困擾，筆者對(duì)海河藍(lán)藻的形成原因進(jìn)行了分析，并提出了物理法、化學(xué)法和生物法三類海河藍(lán)藻的治理建議。

海河；藍(lán)藻；治理

海河是天津的母親河，經(jīng)過綜合開發(fā)改造，環(huán)境優(yōu)美，現(xiàn)已成為天津重要的經(jīng)濟(jì)帶、文化帶和景觀帶。但近年來海河受到藍(lán)藻困擾，海河藍(lán)藻最早出現(xiàn)于2008年，2009—2011年沒有出現(xiàn)大面積藍(lán)藻。從2012年開始，情況開始惡化，2013年尤其嚴(yán)重，6月份開始，海河部分流域出現(xiàn)藍(lán)藻，到7月中下旬，隨著氣溫持續(xù)升高，海河藍(lán)藻全面爆發(fā)，從海河二道閘到海津大橋的13km河道被大面積的藍(lán)藻覆蓋。2014年5月末，在首次出現(xiàn)藍(lán)藻顆粒5d后出現(xiàn)藍(lán)藻水華。

1　藍(lán)藻及其危害

藍(lán)藻，又稱藍(lán)綠藻。是一門最原始、最古老的藻類植物，因含有藍(lán)色素故名藍(lán)藻。藍(lán)藻在地球上大約出現(xiàn)在距今35～33億年前，現(xiàn)在已知約1500多種，分布十分廣泛，主要生存在淡水中。

藍(lán)藻多于夏季滋生爆發(fā)，在一些營(yíng)養(yǎng)豐富的水體中，其適應(yīng)性和繁殖能力極強(qiáng)，一旦環(huán)境適宜，將生成大量群體，迅速上浮、聚集，并在水面形成一層藍(lán)綠色而有腥臭味的浮沫，稱為“水華”，對(duì)水環(huán)境造成不良影響。大規(guī)模的藍(lán)藻爆發(fā)，被稱為“綠潮”，綠潮引起水質(zhì)嚴(yán)重惡化。更為嚴(yán)重的是，藍(lán)藻中的項(xiàng)圈藻可快速產(chǎn)生致死因子，破壞魚類的鰓組織，干擾其新陳代謝的正常進(jìn)行，麻痹神經(jīng)，致其死亡。藍(lán)藻中個(gè)別種不但活體帶毒，而且死亡個(gè)體分解會(huì)產(chǎn)生生物毒素—藍(lán)藻毒素（如微囊藻毒素）。藍(lán)藻毒素量多時(shí)可直接造成魚類中毒死亡，即使數(shù)量少，也可通過食物鏈積累效應(yīng)危害養(yǎng)殖對(duì)象，直至危害人體［1］。

2　海河藍(lán)藻爆發(fā)的原因

2.1海河生態(tài)用水不足，水體流動(dòng)性差

天津市屬于資源型缺水城市，水資源嚴(yán)重短缺。海河基本無上游來水，生態(tài)補(bǔ)水主要靠自然降雨。近幾年，在引灤水量充足的情況下，多次向海河生態(tài)補(bǔ)水，但補(bǔ)給水源有限。同時(shí)海河水流動(dòng)性不足，置換程度較低，自凈能力較差，藻類容易聚集并大面積生長(zhǎng)。

2.2海河水體中適合藻類生長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量較高

藻類數(shù)量取決于水體中供其吸收、利用的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量，當(dāng)水體中總磷與無機(jī)氮濃度分別達(dá)到0.02mg?L-1與0.3mg?L-1，呈富營(yíng)養(yǎng)化時(shí)，就會(huì)引起藍(lán)藻爆發(fā)，而當(dāng)水體中氮含量是磷含量的15～20倍時(shí)，就能加速藍(lán)藻生長(zhǎng)［2］。海河及與之溝通的二級(jí)河道，在汛期承擔(dān)著市區(qū)排瀝任務(wù)，雖經(jīng)多年治理，但分流制管網(wǎng)尚未得到徹底改造，部分區(qū)域仍然存在雨污混流、管網(wǎng)混接問題，造成部分污水通過沿河口門進(jìn)入河道，污染物的富集導(dǎo)致水體中的氮、磷營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量較高，給藻類生長(zhǎng)提供了充足的營(yíng)養(yǎng)源。

2.3氣候影響加速藍(lán)藻生長(zhǎng)

藍(lán)藻在水溫28～30℃時(shí)生長(zhǎng)速度最快。每年進(jìn)入6月份后，天津市光照條件充足且氣溫持續(xù)升高。強(qiáng)烈的光照，有利于藻類的光合作用，加速藍(lán)藻分裂生長(zhǎng)。

2.4藍(lán)藻種源增加，缺乏生物制衡

藍(lán)藻的適應(yīng)能力和繁殖能力極強(qiáng)，一旦出現(xiàn)，將長(zhǎng)期存在于底泥和水體中，成為下一次爆發(fā)的種源。經(jīng)過幾年的頻繁爆發(fā)，海河藍(lán)藻種源數(shù)量不斷增加，環(huán)境適宜時(shí)可以迅速繁殖、聚集并形成水華。海河中水生生物種類單一，只有水草對(duì)藍(lán)藻生長(zhǎng)有明顯的抑制作用，但由于水草生長(zhǎng)期短，水草衰亡集中打撈后，基本沒有其他生物與藍(lán)藻競(jìng)爭(zhēng)，造成藍(lán)藻的肆意繁殖。

3　海河藍(lán)藻的治理

海河藍(lán)藻的治理措施，大致可以分為物理法、化學(xué)法、生物法等。

3.1物理法

物理法主要采取引水或換水、曝氣、吸附、過濾等措施。

為控制海河藍(lán)藻爆發(fā)，實(shí)施引灤調(diào)水，大流量泄水。在藍(lán)藻聚集區(qū)域，利用曝氣船對(duì)含藻水體進(jìn)行曝氣擾動(dòng)，增加水體含氧量，減少藍(lán)藻聚集。利用吸附船對(duì)含藻水體進(jìn)行過濾，使藍(lán)藻留在過濾網(wǎng)上，將不含藍(lán)藻的河水排至海河。

3.2化學(xué)法

主要的化學(xué)法有化學(xué)滅殺法，通過篩選和合成化學(xué)藥劑來控制水中藻類的繁殖，通過金屬離子抑制藻類的正常代謝而達(dá)到殺滅藻類的目的［3］。其他化學(xué)法還有絮凝沉降法、光降解法、光催化氧化法等。

為減輕藍(lán)藻對(duì)海河水體的危害，在新開河、外環(huán)河等部分河段，進(jìn)行除藻試驗(yàn)。使用復(fù)合硅酸鋁除藻活性劑作為新型化學(xué)試劑，該制劑以具有高活性度、較強(qiáng)吸附功能的三氧化二鋁、二氧化硅作載體，形成復(fù)合材料后鑭鈰的催化、催滲效應(yīng)與硅酸鋁的吸附、絮凝效應(yīng)相互促進(jìn)，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，使除藻效力倍增。

3.3生物法

在海河藍(lán)藻防治的除藻試驗(yàn)中，使用的生物法主要有生物控藻劑法和生物膜處理法。

3.3.1生物控藻劑法

復(fù)合微生物控藻劑由高效復(fù)合控藻酶和控藻微生物復(fù)合而成，復(fù)合控藻酶由多種溶藻酶和微囊藻毒素降解酶組成；控藻微生物由芽孢桿菌、放線菌、真菌、硝化反硝化菌、假單胞菌等多種微生物復(fù)合而成。復(fù)合微生物控藻劑投入水中后，控藻酶可以快速有效地針對(duì)單細(xì)胞藻（藍(lán)藻、硅藻等）、多細(xì)胞藻（水綿等）進(jìn)行靶向攻擊，破壞藻細(xì)胞的細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)，使細(xì)胞質(zhì)溶出死亡；同時(shí)還能有效分解藻細(xì)胞死亡后釋放的藻毒素?？卦逦⑸锬芘c水中的藻類爭(zhēng)奪限制性營(yíng)養(yǎng)元素，以解決水體富營(yíng)養(yǎng)化問題，消滅水藻，祛除異味，降解含有大量氮磷營(yíng)養(yǎng)積累的底泥，消除藻類產(chǎn)生的根源，從而使藻類缺乏營(yíng)養(yǎng)死亡，使水體變清。另外，微生物還能分泌溶藻類活性物質(zhì)，抑制藻類的再形成，使水體透明度逐漸提高，保證水體清澈。

3.3.2生物膜處理法

膜處理法是一種新型技術(shù)—強(qiáng)化耦合生物膜反應(yīng)器。外觀像纖維束，可以固定在河底，微生物附著生長(zhǎng)在纖維的外側(cè)表面形成多功能生物膜，由于纖維中空，反應(yīng)器內(nèi)生物膜的表面積可達(dá)1000～2000m2?m-3。在纖維外側(cè)附著的微生物膜與含藻河水充分接觸，使水中所含的有機(jī)物和氨氮等被生物膜吸附和降解，從而治理藍(lán)藻，使水質(zhì)得到凈化。同時(shí)由于中空管只有氧氣能滲透出來，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)給水體充氧曝氣功能，效率是傳統(tǒng)曝氣設(shè)備的3倍［4］。

4　結(jié)束語

通過加強(qiáng)日常管理和多種對(duì)藍(lán)藻治理方法的嘗試，海河藍(lán)藻得到有效控制。但由于治理方法各有利弊，環(huán)境變化也存在一定的不確定因素，目前尚未形成既經(jīng)濟(jì)又有持續(xù)顯著效果的徹底治理藍(lán)藻方法，還應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，綜合選擇上述方法。河道藍(lán)藻治理問題需要引起高度重視，重在預(yù)防，減少污染，加強(qiáng)方法研究，提高管理水平，以保障河道的優(yōu)美清澈。

［1］百度百科.藍(lán)藻［EB/OL］.http：//baike.baidu.com/ link？url=5x_VbDrxGKlSN6jRogN_F2k14KROLX5edcQ8uRi gaEcZ5JRg69donRprrSAJc4BPDwmdgzjGttTKLhjz2FGll.

［2］沈蓓杰，徐志南，余護(hù).藍(lán)藻防治經(jīng)驗(yàn)淺談［J］.漁業(yè)致富指南，2009（21）：51-52.

［3］王揚(yáng)才，陸開宏.藍(lán)藻水華的危害及治理動(dòng)態(tài)［J］.水產(chǎn)學(xué)雜志，2004（1）：90-94.

［4］天津海之凰科技有限公司.強(qiáng)化耦合生物膜反應(yīng)器介紹［EB/OL］.http：//www.hydroking.com.cn/product/html/？100. html.

Q949.22

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1002-0659（2015）04-0038-02

2015-05-22

田杰（1982-），女，工程師，主要從事海河河道管理工作。E-mail：tianjie85@126.com