淺析水華的防治研究現狀

王月琪+杜大威

摘要：由于人類活動和全球氣候變化的大環境影響下，池塘、河流、湖泊、水庫等淡水水體富營養化的問題日漸凸顯，水華頻發。目前，對于水體富營養化以及產生水華的原因，學者們做了大量的研究和調查，對抑制或防止水華的發生也采取了許多有效措施，本文根據國內外的研究報道，分別從水華的產生以及防治等方面予以論述，供從事漁業生產和環境治理的專業人員參考。

關鍵詞：水華；防治；研究現狀

水體富營養化和水華已成為一種世界性的公害[1]。在全球變化和人類活動干擾下，致使水華藻類爆發性繁殖，導致水質惡化、水體缺氧、生態環境遭到嚴重破壞，一些藻類產生的藻類毒素甚至可通過食物鏈危害人畜和水生生物，除此之外，水華的爆發嚴重影響城市供水和飲用水安全。近年來，我國水華頻頻爆發， 2005年夏季南京玄武湖首次發生大面積以微囊藻為主要優勢種群的藍藻水華；2009年12月福建省龍巖市龍崆洞龍潭湖發生佩氏擬多甲藻水華，不僅影響其景觀功能，也導致了其水域生態系統的嚴重破壞[2- 3]。此外，除我國其他包括太湖、漢江、巢湖、滇池等水域，許多養殖池塘也頻頻爆發水華，造成了不可估量的健康和財產損失[4- 5]。因此，正確有效的解決水華問題，已經成為漁業生產和保護生態環境的迫切需要。

1 水華

水華又叫水花、藻花，是指一定的營養、氣候、水文條件和生物環境下，由于水體中的氮、磷等營養元素過多，導致某些藻類異常增殖，使水體呈現明顯藻色并形成肉眼可見的藻類聚積體的現象。產生水華的主體為浮游植物，最為常見的有銅綠微囊藻、惠氏微囊藻、多甲藻屬、擬多甲藻屬、加盾多甲藻、佩氏擬多甲藻等，某些水華發生時常伴有綠藻、硅藻等伴生種類。其他常見的淡水水華種還包括飛燕角藻、裸甲藻、夜光藻等。

水華大面積暴發的影響因子較多，并且各因子間存在復雜的相互作用，因此無法明確誘發水華的直接原因或者說主要因素。一般來說，藻類水華的形成肯定要與外界環境因素和藻類本身生物學特點有關，如溫度、光照、營養鹽類，其他生物等因子，將這些因子總結歸納，根本原因在于生態環境于人為作用所導致的氮磷等營養鹽富集，導致水體富營養化，致使藻類迅速繁殖產生水華。

2 水華的防治方法

目前，水華的防治方法主要有物理、化學、生物三個方面。

2.1物理方法

物理防治方法主要是通過機械改變或凈化水域生態系統，如控制營養物的輸入、去除內源性營養物質、疏浚底泥、稀釋和沖刷、人工循環、消除滯水層、換水和調水、機械撈藻、氣浮除藻法、投加黏土等方法。

通過控制營養物的輸入和機械撈藻來達到抑制藻類生長的方法實施難度較大，成本高，且無法解決內源性污染的問題，如我國太湖、巢湖通過污水改道、截污除磷等凈化措施，仍無法有效治理水華[6]。疏浚底泥則是通過水利挖泥船設備，將水體底泥挖出去磷，此方法可去除底層高濃度營養鹽，以控制藻類生長，同時增加水庫、湖泊容積。換水和調水、稀釋和沖刷都是通過向湖庫中加入適量水來稀釋水磷濃度。

人工循環技術是通過向水體底部充氣，防止或消除溫躍層，使水層充分混合，防止水華暴發。目前此方法有提高水中溶氧、阻止底泥中磷的釋放、有利于浮游動物的生長繁殖等優點，但是如果平均水深大于10m，則循環效果不甚理想[7]。

何維等試驗研究表明，采用PAC以及FeCl3制得的復合絮凝劑可有效提高水中藻類的沉降效果，起到除藻作用[8]，另外，超聲波和紫外線同樣可有效的抑制藻類生長[9]。

2.2 化學方法

利用化學藥劑殺滅藻類是國內外使用最多，也是最簡單、成熟的殺藻技術。目前已經合成和篩選出的殺藻劑有：松香胺類、鋁鹽、鐵鹽、鈣鹽等無機物、有機酸、醛、酮 、三連氮衍生物等有機物，但無毒、高效、經濟的殺藻劑仍處于開發之中[7]。 常用的殺藻劑有CuSO4、KMnO4、液氯、ClO2和H2O2等 ， 目前應用最廣泛的是CuSO4，且將黏土與CuSO4混合使用，既可減輕銅離子毒害作用，又可減少黏土使用量，調查顯示，氯制劑和氧化型制劑或將被溴制劑非氧化型制劑取代。

化學殺藻劑的使用能夠比較迅速改善水質，效果明顯，但長期性使用，會引起化學物質的積累，引起水體中毒，造成二次污染，破壞生態平衡。

2.3生物方法

2.3.1 微生物技術

微生物的分解能力強，與環境的相容性高等特點，有研究表明，微生物組合技術在治理水華方面有明顯的優勢，可加速水中物質能量的轉化從而達到凈化的效果。任翱等通過實驗證明，以光合細菌、硝化細菌、玉壘菌為主的微生物組合可有效降低水體氮磷、COD，對治理水體富營養化是切實可行的[10]。此外，其他有效微生物群、菌劑，微生物復合體系（如光合菌、放線菌、酵母菌和乳酸菌）均可有效凈化水質[11]。

2.3.2 水生植物的化感作用

近年來，水生植物的化感作用成為防治水體富營養化和抑制藻類暴發研究領域的熱點。研究表明，水生植物可分泌酸類、醇類、酯類、胺類、酚類等15類化感抑藻物質，最常見的是低分子量有機酸、酚類和內萜類化合物。這些物質通過對浮游植物細胞結構的破壞，影響光合作用和呼吸作用，致使某些酶合成途徑受阻，最終導致細胞生長受阻，達到抑藻作用[12]。

目前，有研究報道化感物質抑藻的水生植物約有三十余種，分布于沉水植物（苦草、馬來眼子菜、金魚藻科、輪藻科等）、浮水植物（浮萍、滿江紅、水花生、荇菜、睡蓮等）、挺水植物（蘆葦、蓮、石菖蒲等）、陸生植物（稻草、大麥秸稈），可用其治理的淡水水華藻類主要有藍藻、綠藻、金藻、紅藻、裸藻、硅藻等，主要方式為移植栽種植物、投放干燥物質、從植物中提取化感物質、人工合成化感物質等四種[13- 16]。

由于化感物質有選擇性、專一性、多樣性和復合效應等復雜的作用特點，因此，其實施方式和濃度都需要嚴格控制，否則將會出現毒害作用或者引起水域的二次污染。

2.3.3 生物操縱

所謂生物操縱，是通過改變水體群落結構來減少浮游植物的現存生物量，從而避免富營養化的危害，達到改善水質的目的。生物操縱在國外進行了廣泛的試驗，我國陳濟丁等利用浮游動物來控制浮游植物的過量生長，取得了很大突破，他的實驗結論得出，大型蚤、蒙古裸腹藻和平突船卵蚤在達到和維持足夠密度時，可有效控制綠藻、硅藻、藍藻的生長，達到改善水質目的[17]。有學者實驗得出，因羅非魚對藍藻的攝食能力強、消化率較高，因此放養羅非魚是控制藍藻水華的理想措施之一[18]。

總結：總之，對富營養化水體中的藻類水華的控制，首先仍要控制污染源，污染源的控制措施將是未來水體富營養化治理的重點問題。對于處理應急水華暴發問題，物理方法和化學方法必不可少，但并不能從根本上解決水質問題。生物方法雖有綜合效益，但存在一定生態風險，如破壞生物多樣性等。截止到目前為止，沒有哪一種單純的方法能夠完全獲得成功，因此，多途徑相結合的治理方法仍是需要長期研究的課題。

參考文獻

[1] SMITH V H ， SCHIND LER D W . Eutrophicati on science： where do we go from here [J]. Trends in Ecology and E volution，2009，24（4）：

201-207.

[2] 汪玉文，李建宏.南京玄武湖微囊藻水華種類組成的研究[J].環境科學.2007， 28（10 ）：2187-2191.

[3] 邊歸國，劉國祥，等.福建龍巖市龍潭湖甲藻水華成因的研究[J].中國環境科學 .2010，30（2）：1678-1682.

[4] 崔廣柏，劉凌，等.太湖流域富營養化控制機理研究[M].中國水利水電出版社 ，2009.

[5] 陳能汪，章穎瑤，等.我國淡水藻華長期變動特征綜合分析[J].生態環境學報.2010，19（8）：1994-1998.

[6] 鐘繼承，范成新.底泥疏浚效果及環境效應研究進展 [J ].湖泊科學.2007，l9（1）：1- 10.

[7] 周金余，操家順，等.藻類水華控制技術的應用現狀[J].云南環境科學.2005，24（增刊1）：141-144.

[8] 何維，朱毅，等.紅土復合聚合氯化鋁以及三氯化鐵去除水華藻類的研究[J].生態環境學報.2010，19（3）：550-555.[9] 付琨，高云濤，等.超聲波抑制滇池水華藻類生長的實驗研究[J] .化學與生物工程.2007，24（12）：64-65.

[10] 任翱，郭文艷，等.應用微生物組合技術治理富營養化水體的研究[J] .上海環境科學.1999，18（11）：490-493.

[11] 李雪梅，楊中藝，等.有效微生物群控制富營養化湖泊藍藻的效應[J] .中山大學學報.2000，39（1）：81-85.

[12] 孟繁麗，徐達，等.水生植物對淡水水華藻類化感效應的研究進展[J].環境科技.2014，27（1）：42-45.

[13] 邊歸國.浮水植物化感作用抑制藻類的機理與應用[J].水生生物學報. 2012，36（5）：978-982.

[14] 胡洪營，門玉潔，等.植物化感作用抑制藻類的研究進展[J].生態環境. 2006，15（1）：153-157.

[15] 徐敏，畢永紅，等.大麥稈在控制水華藻類中的應用[J].水生生物學報.2002，26（6）：704-711.

[16] 萬宏，張昀.降解稻草對藍藻生長的抑制作用[J].北京大學報.2000，36（4）：485-488.

[17] 陳濟丁，任久長，等.利用大型浮游動物控制浮游植物過量生長的研究[J].北京大學學報.1995，31（5）：373-382.

[18] 陸開宏，金春華，等.羅非魚對藍藻攝食消化及對富營養化水體水華的控制[J].水產學報.2005，29（6）：811-818.