中圖分類號:Q949.2 文獻標識碼:A 文章編號:1003-9082(2018)11-0-02
近年來,由于水體富營養化,藍藻大量繁殖,太湖水域及周邊上游河道藍藻涌入蘇州城區,使城區河道水質持續惡化,給蘇州城區水環境造成了極大的危害,直接影響了蘇州作為旅游城市的河道景觀。2006年蘇州多條河道出現大面積藍藻并散發異味,蘇州市水利局隨即制訂了《蘇州城區藍藻打撈應對預案》并啟動了藍藻日報制度,全面應對藍藻突發狀況,確保飲水安全。隨著這幾年太湖水域治理工作的開展和藍藻防控技術的發展,蘇州城區水環境已得到了改善,但是藍藻引發的水環境污染每年5月初集中發生,并隨著氣溫的升高大面積爆發,藍藻導致的水環境污染仍是蘇州目前以及以后相當長一段時間要面臨的重大水環境問題。研究藍藻防控措施和相關技術,并對其發生每一進程進行監測,將更具針對性的開展治理工作。
一、藍藻的特性
1.藍藻水華形成分四階段
在四季分明的太湖水域,藍藻的生長與水華的形成可以分為休眠、復蘇、生長、上浮聚集4個階段,在冬季藍藻休眠主要受低溫及黑暗環境所影響。到了春節開始復蘇過程,主要受水體溫度和溶解氧的控制,光合作用和細胞分裂所需要的物質與能力則決定了水華藍藻在夏季生長旺盛,一旦氣象和水文條件合適,水體中積累的藍藻群體將上浮聚集,形成可見的水華。
2.藍藻生長速度快,具有突發性
研究表明,藍藻顆粒最適生長溫度為30~35℃,較適宜的光照、富營養水體條件下藍藻生長速度極快,能在短時間內聚集、上浮而形成水華,大面積的藍藻爆發均發生在溫度較高的夏季,且每天的聚集方位受風向、換水等影響變化性大。
3.危害
藍藻大量繁殖同時釋放藻毒素,抑制其他物種的生長,大面積形成水華消耗水中的氧氣,導致水體溶氧量降低,水生植物和魚類死亡,構成對水質的污染。打撈后大量堆積的藍藻腐爛、發酵、惡臭,對大氣環境造成再次污染。
二、藍藻泛濫的原因
藍藻的生長需要較高的磷、氮濃度支持,隨著人們活動加劇、重工業和經濟飛速發展,水體日漸富營養化,加之藍藻的本身的特點和結構,使得它們能夠更有效地適應特殊的富營養化水體。而湖泊、河道并不是一個封閉的生態環境,給防控和治理帶了長期的考驗。
三、藍藻的防控措施
隨著人們對生活環境的要求越來越高,生態環境的理念逐日深入人心,各部門對藍藻治理研究都很重視,目前藍藻防控技術分為四種:一是化學防治;二是生物防治;三是綜合利用;四是工程控藻;五是人工及機械打撈。蘇州河道藍藻治理主要以人工及機械打撈為主,其他方式輔助。
1.化學防治
化學防治就是利用硫酸銅及其絡合物,強氧化劑如高錳酸鉀、臭氧、過氧化物及高鐵酸鹽等制劑來控制藍藻生在,特點是使用方便、效果迅速。化學制劑可以有效殺死藍藻,并且見效快,但是此方法治標不治本,一是化學殺藻劑僅能殺死藍藻并不能除去種子,除藻后的藍藻不及時打撈,尸體留在水體中,將不斷釋放藻毒素;二是化學殺藻劑本身往往都存在毒副作用,僅適合局部封閉環境下使用,使用后需及時換水,易造成二次污染;三是小范圍使用殺藻劑效果明顯,但并不能持久,不及時打撈,腐爛的藍藻惡臭對水體惡化,未除去的種子時隔不久將繼續大量繁殖。
蘇州城區河道藍藻防治只將此方法使用在藍藻處理船上的已打撈起的含水藍藻,用殺藻劑將水藻分離,進行無害化處理。
2.生物防治
生物控藻的方法主要有用鰱、鳙魚的濾食作用、大型水生植物、投放有效微生物群控藻。目前太湖流域及蘇州護城河大多是投放鰱魚苗進行生物防治,利用食物鏈原理對藍藻實施生物防治。2000~2003年期間,中科院水生生物研究所在滇池進行了養殖白鰱和花鰱魚治理藍藻的實驗,結果表明,1條1kg左右的白鰱魚1個月能吃掉2kg藍藻,同樣大小的1條花鰱魚,1個月能消耗3.66kg藍藻。經3年治理,示范區內的水中藍藻含量降低了2/3,水體治理效果十分顯著,但是此方法見效慢。
2013年3月7日,江蘇蘇州太湖湖畔,投放了5萬千克花白鰱魚苗和1萬千克草魚,藍藻防控將持續長年走生態防控的道路。
3.綜合利用
藍藻因起獨特的生物特性——富含蛋白質、有機糖份,含氮量10%,含磷量1%以及在自然界內廣泛分布而被研究機構加以資源化利用。從最初的沼化、有機肥,到微型綠藻制取氫氣得到新型能源以及2007年11月7日香山藻類學前沿會議還提出將藍藻作為玉米、土豆的替代物提取有機碳糖,作為發酵的碳源提取生物柴油的研究課題,藍藻資源化利用技術越來越走向高端。但因其成本大、收益小大規模綜合利用藍藻并不現實。
蘇州城區河道藍藻綜合利用于2012年開始,2012年之前打撈后的藍藻集中在運輸船,待運輸船收集后運輸至指定的堆放點深埋,自然分解,藍藻長時間的堆放在運輸船上,發酵惡臭,極大的影響了護城河周邊生活的居民。2012年市河道管理處經政府采購,購置了一艘藍藻打撈處理船(見圖一、圖二),該處置船通過將藍藻送入氣浮絮凝系統后,讓清水和藍藻分離,再用刮藻器把藍藻刮到壓力脫水系統,經過壓力脫水系統作用,使藍藻變成固體顆粒,再將這些顆粒裝好后送到有機化肥廠制成有機肥料,實現實現藍藻無害化和資源化利用。
4.工程控藻
工程控藻主要是采用引水換水、底泥疏浚、圍隔攔截等工程,改善河道水質,減少和阻擋含藻運河水入城。
4.1引水換水
2007年以來, 為抑制河道藍藻的繁殖和生長,市河道管理處依“以動制靜、以清釋污、以豐補枯、改善水質”的原則,制定調水引流的實施方案,加大了城區河道換水力度,延長換水時間,增加換水頻次,啟動元和塘“清水走廊”工程,激活河道水體,使富營養化關鍵性水質指標總磷和有機物污染指標高錳酸鹽指數濃度等有所下降。根據城區內河道藍藻發生情況,調整河東新區片換水方案,關閉里雙河沿線閘門,東風樞紐關閉閘門,向運河排水,等里雙河成片藍藻消失后,打開里雙河、上塘河沿線閘門,對河東新區片整體換水。平門小河通過關閉金平閘、河沿閘、混堂弄閘,架設臨時機泵向外排水,然后再開閘引進清潔水的辦法將河水換清,明顯改善城區河道水質。
4.2河底清淤工程
河底泥污染主要成分是泥沙,排入河道的生活污水、工業廢水、城市開發建設中的泥漿水、死亡的水生物殘體和垃圾沉淀物。這些物質對水體產生內源污染,是造成水體富營養化和藍藻爆發的營養鹽來源之一。為降低和減少積存在水體內的有機碳、氮、磷等營養物質,蘇州每五年組織一次輪浚清淤工程,2012年對古城區的110條河道進行全面清淤,清淤長度116公里,總土方量為131.5萬方,極大的改善了水質和生態景觀。但是清淤工程并不能從根本上解決水體富營養化,在清淤后不久,又很快有新淤積,隨著氣溫升高,一些無水流河道黑化河泛再次漂浮,河道需要多次清淤,因此疏浚底泥也并不是控制水體營養化的長期有效的方法。
4.3圍隔攔截工程
近年,為減少藍藻隨運河水流大量侵入城區河道,京杭運河沿線閘門關閉長達半年,同時2012年在胥江、仙人大港、上塘河等8處京杭運河入水口打樁設圍網(見圖三)進行攔截,減少藍藻顆粒進入城區河道。但是因城區換防汛需要以及運河清淤施工船只進出內河,攔截工程阻擋藍藻進入城區河道效果并不明顯,且圍欄網維護和破損后的維修成一新問題。
5.人工及機械打撈
人工及機械打撈就是用船只和人力進行打撈藍藻,能直接有效的減少局部稠狀藍藻對環境的影響。當前國內的專家對藍藻治理研究了不少辦法,但是還沒有一種是少投入高效益的治標辦法,在先有科技條件下,人工和機械打撈的辦法無疑是最有效的治標辦法,特點是環境安全、見效快,但受季節變化影響且勞動強度大。
5.1人工打撈
目前,蘇州城區護城河及內河道藍藻仍采用人工打撈的方式除藻。在多年的藍藻打撈實踐工作中,根據藍藻在蘇州城區河道生長和分布的規律,藍藻人工打撈工作不僅探索了一套較有效的打撈方法,在隊伍也上逐漸壯大,發展成至今已有200多人、100多條專業打撈船只,完全能夠滿足城區河道藍藻打撈工作。2011年期間,藍藻專業隊伍共打撈含水藍藻4511噸;2012年期間,藍藻專業隊伍共打撈含水藍藻2110噸。
5.2機械打撈
為提高藍藻打撈效率,市河道管理處經財政采購,購置了雙體船船型吸取型藍藻打撈船4條,非對稱雙體縱流船型分離式藍藻打撈船2條(見圖五),機械式打撈船只是一種新型藍藻打撈作業設備,用于藍藻富集區(借助風向、風力等將藍藻圍欄集中在某一區域),對已成粘稠狀藍藻并形成一定厚度的高濃度藍藻固定式的循環處理,有效清除浮藻層,具有操作簡便、減輕勞動量等優勢。 但受蘇州城區河道絕大部分河面較窄、且古城區河道橋梁過低的影響,機械打撈并無法運用到所有河道,現主要運用在護城河、西塘河等河道藍藻的清理工作中。
5.3人員組織與管理
隨著這幾年藍藻治理工作的發展,各項制度的建立和管理辦法的出臺也逐步使得藍藻防控工作趨于成熟。市河道管理處根據《蘇州市突發公共事件總體應急預案》,制定了《蘇州城區河道藍藻打撈應對預案》和《蘇州城區河道藍藻打撈應急機制》,按照“明確責任、突出重點、統籌兼顧、科學調度”的原則,成立藍藻打撈工作小組,負責布置和協調城區藍藻打撈和調水引流工作,同時規范和督促各片區組織到藍藻打撈工作,協調處理因藍藻爆發處置的各項事項。
制定各項規章制度,包括值班制度、例會制度、監督指導制度、考核管理制度、編制藍藻日報制度,確保了各環節人員及時執行指令,處置問題,隨時根據藍藻發生情況分析形勢、研究對策和部署工作,確保各項應急措施落實到位。
按照“早發現、早報告、早處置”的原則,成立巡查小組,藍藻防控打撈期間,巡查在河道一線,掌握河道水面藍藻發生情況,同時檢查各安全措施落實情況,排查安全隱患,確保人員安全,以保障打撈作業的順利有序開展。
總結藍藻防控經驗和技術,可為蘇州城區河道藍藻治理和水質恢復工作進行技術儲備,并在日后的實踐中得以發展和完善。從藍藻泛濫的原因來看,要從根本上防止藍藻肆意生長,要從凈化水質、生物防治、化學防治等多方面入手。水質富營養化是藍藻泛濫的重要原因,因此在人工及機械打撈、生物防治、化學防治研究的基礎上,今后應將著力于水污染治理,減少水體富營養化程度,做到標本兼職。
作者簡介:朱麗燕(1985年),2008年畢業于貴州師范大學,本科。工作單位:蘇州市河道管理處,職稱:環境專業中級工程師。