海河藍藻爆發(fā)機制與治理

田　杰（天津市海河管理處，天津　300141）

海河藍藻爆發(fā)機制與治理

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)濟帶、文化帶和景觀帶，但近年來受到藍藻困擾，筆者對海河藍藻的形成原因進行了分析，并提出了物理法、化學(xué)法和生物法三類海河藍藻的治理建議。

海河；藍藻；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)濟帶、文化帶和景觀帶。但近年來海河受到藍藻困擾，海河藍藻最早出現(xiàn)于2008年，2009—2011年沒有出現(xiàn)大面積藍藻。從2012年開始，情況開始惡化，2013年尤其嚴重，6月份開始，海河部分流域出現(xiàn)藍藻，到7月中下旬，隨著氣溫持續(xù)升高，海河藍藻全面爆發(fā)，從海河二道閘到海津大橋的13km河道被大面積的藍藻覆蓋。2014年5月末，在首次出現(xiàn)藍藻顆粒5d后出現(xiàn)藍藻水華。

1　藍藻及其危害

藍藻，又稱藍綠藻。是一門最原始、最古老的藻類植物，因含有藍色素故名藍藻。藍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。

藍藻多于夏季滋生爆發(fā)，在一些營養(yǎng)豐富的水體中，其適應(yīng)性和繁殖能力極強，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綠色而有腥臭味的浮沫，稱為“水華”，對水環(huán)境造成不良影響。大規(guī)模的藍藻爆發(fā)，被稱為“綠潮”，綠潮引起水質(zhì)嚴重惡化。更為嚴重的是，藍藻中的項圈藻可快速產(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行，麻痹神經(jīng)，致其死亡。藍藻中個別種不但活體帶毒，而且死亡個體分解會產(chǎn)生生物毒素—藍藻毒素（如微囊藻毒素）。藍藻毒素量多時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)殖對象，直至危害人體［1］。

2　海河藍藻爆發(fā)的原因

2.1海河生態(tài)用水不足，水體流動性差

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

2.2海河水體中適合藻類生長的營養(yǎng)物質(zhì)含量較高

藻類數(shù)量取決于水體中供其吸收、利用的營養(yǎng)物質(zhì)含量，當水體中總磷與無機氮濃度分別達到0.02mg?L-1與0.3mg?L-1，呈富營養(yǎng)化時，就會引起藍藻爆發(fā)，而當水體中氮含量是磷含量的15～20倍時，就能加速藍藻生長［2］。海河及與之溝通的二級河道，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入河道，污染物的富集導(dǎo)致水體中的氮、磷營養(yǎng)物質(zhì)含量較高，給藻類生長提供了充足的營養(yǎng)源。

2.3氣候影響加速藍藻生長

藍藻在水溫28～30℃時生長速度最快。每年進入6月份后，天津市光照條件充足且氣溫持續(xù)升高。強烈的光照，有利于藻類的光合作用，加速藍藻分裂生長。

2.4藍藻種源增加，缺乏生物制衡

藍藻的適應(yīng)能力和繁殖能力極強，一旦出現(xiàn)，將長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)，海河藍藻種源數(shù)量不斷增加，環(huán)境適宜時可以迅速繁殖、聚集并形成水華。海河中水生生物種類單一，只有水草對藍藻生長有明顯的抑制作用，但由于水草生長期短，水草衰亡集中打撈后，基本沒有其他生物與藍藻競爭，造成藍藻的肆意繁殖。

3　海河藍藻的治理

海河藍藻的治理措施，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。

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

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。

為減輕藍藻對海河水體的危害，在新開河、外環(huán)河等部分河段，進行除藻試驗。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，優(yōu)勢互補，使除藻效力倍增。

3.3生物法

在海河藍藻防治的除藻試驗中，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單細胞藻（藍藻、硅藻等）、多細胞藻（水綿等）進行靶向攻擊，破壞藻細胞的細胞膜結(jié)構(gòu)，使細胞質(zhì)溶出死亡；同時還能有效分解藻細胞死亡后釋放的藻毒素。控藻微生物能與水中的藻類爭奪限制性營養(yǎng)元素，以解決水體富營養(yǎng)化問題，消滅水藻，祛除異味，降解含有大量氮磷營養(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，使水中所含的有機物和氨氮等被生物膜吸附和降解，從而治理藍藻，使水質(zhì)得到凈化。同時由于中空管只有氧氣能滲透出來，可以實現(xiàn)自動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

通過加強日常管理和多種對藍藻治理方法的嘗試，海河藍藻得到有效控制。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)濟又有持續(xù)顯著效果的徹底治理藍藻方法，還應(yīng)根據(jù)實際情況，綜合選擇上述方法。河道藍藻治理問題需要引起高度重視，重在預(yù)防，減少污染，加強方法研究，提高管理水平，以保障河道的優(yōu)美清澈。

［1］百度百科.藍藻［EB/OL］.http：//baike.baidu.com/ link？url=5x_VbDrxGKlSN6jRogN_F2k14KROLX5edcQ8uRi gaEcZ5JRg69donRprrSAJc4BPDwmdgzjGttTKLhjz2FGll.

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

［3］王揚才，陸開宏.藍藻水華的危害及治理動態(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

A

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