藍藻危害與治理對策研究

鐘莉 易珊 彭如意

摘要：藍藻暴發或長期藻密度過高，對城市供水及湖庫生物多樣性造成不同程度威脅。通過綜述國內外常見的藍藻暴發應急處理技術，分析了各項技術的適用范圍、應用效果和存在問題等;從持續控制藻類削減量大于其自然增長量的角度出發，針對藻華暴發前期、藻華暴發期和藻華暴發后期等不同階段，提出了針對性的應急防控對策，以期為藍藻暴發的長效控制提供借鑒。

關鍵詞：藍藻暴發;應急處理;防控對策;

藍藻又稱藍細菌是地球上現存的一種最古老的植物類群，它分布廣泛，極易生存大多數種類藍藻生活在淡水中，喜歡含氮量高、有機物較多的堿性水體，也比較喜歡高溫，在這種適宜生存的環境中，藍藻繁殖速度快，逐步成為優勢菌種，并在水面尼成一層數十厘米厚的藍綠色而有腥臭味的浮沫，稱為“水華"，大規模的藍藻爆發，被稱為“綠潮”在水華衰老期間，能將水巾溶解的氧耗盡，引起魚類和水生動物窒息死亡.更為嚴重的是、藍藻中有些種類還會產生毒素--微囊藻毒素（Microcystin.MC），大約50%的綠潮中含有大量MC ，同時藍藻分泌藻毒素抑制了其他藻類的生長。藍藻大量繁殖消耗了水中的溶解氧，改變了水體的色度和濁度，MC除了直接對魚類、人畜產生毒害之外，也是肝癌的重要誘因，性腺等器官病變從而引發一系列公共衛生事件例如，1966年在巴西Caruaru地區由MC引發的中毒案例中52名患者死亡;江蘇、廈門地區曾出現原發性肝癌患者。

1藍藻應急處理技術現狀

目前，常采用物理、生物和生化等除藻的技術集成進行藍藻應急處理，改變了以往僅打撈水面藍藻的習慣，以期全面徹底地清除水面、水中、水底的藍藻，具體包括高壓除藻、超聲波、電催化、混凝氣浮法、改性粘土除藻、鎖磷劑、高效微生物制劑等。

1.1化學除藻劑

化學除藻劑，其原理主要是通過除藻劑抑制藻細胞活性，阻礙其生長繁殖，達到除藻的目的，具有快速、高效等優點，可短時間內控制藻類生長。

針對廣東省某湖藍藻暴發特征，生態環境部華南環境科學研究所選擇聚合氯化鋁作為應急除藻劑，實驗確定最佳投藥量為20 mg/L，以此指導工程應用，除藻劑平均用量為150g/m2。治理后連續觀察3d，藻類總量下降了90%，其他各項指標均達標，為藍藻水華事件應急處置提供了有益借鑒，

苯扎溴銨是畜禽、水產養殖中最常用的表面活性劑之一，也是迄今工業循環水處理常用的非氧化性殺菌滅藻劑之一，具有潔凈、殺菌、消毒和滅藻作用。

1.2改性粘土絮凝法

20世紀70年代，日本開展了粘土法治理赤潮的現場研究，該方法成本低、無污染，引起了國際上的重視，但絮凝效率低。針對天然粘土除藻的不足，研究者陸續提出了多種改進措施，即通過化學或物理的手段改變粘土顆粒（如硅藻土、紅土、膨潤土、蒙脫石等）的表面狀況，從而提高其吸附性能和殺藻效果。由于粘土礦物具有來源充足、天然無毒、使用方便、耗資少等優點，且粘土通過各種改性后用量大大減少、絮凝效果提高，一些化學改性劑（如聚合氯化鋁、三氯化鐵、聚丙烯酰胺等）在結合粘土后用量也下降到安全范圍以內，使得改性粘土逐漸被應用到藻華應急治理中，具有廣闊前景。

改性粘土技術是我國赤潮治理的國家標準方法（GB/T 30743-2014），被列入聯合國教科文組織APEC聯合編纂的"近岸有害赤潮監測與管理對策一書，是目前國際上藻華應急治理的主要推薦方法之一。中國科學院海洋研究所俞志明研究員團隊提出了粘土表面改性提高絮凝效率的表面改性理論，根據不同的功能側重研發了十幾種不同類別的改性粘土，4～10 t/km2改性粘土就可以消除藻類生物。

1.3機械除藻

氣浮法通常與絮凝劑聯合使用。主要利用微氣泡發生器產生的微氣泡作用，水體在微氣泡的作用下不斷上升，由于氣水混合物和液體之間的不平衡，產生了一個垂直向上的浮力，上浮過程中，微氣泡會附著在藻類懸浮物上，將大量藻顆粒和懸浮物顆粒帶到水面，并依靠這些氣泡支撐維持，有利于通過人工或設備進行表面打撈清除。

超聲波除藻技術，被認為是一種相對安全的除藻技術。在超聲波除藻過程中，超聲波的頻率、聲強度和輻射時間（頻次）等因素都會直接影響到除藻效果。相關研究指出，20-50 k Hz和100 ～150 kH z組的抑制效果明顯優于60～100 KH2頻段，培養7d后20～50 k Hz組藻密度增長值更是降低了31.3%10]，水中常見的微囊藻、魚腥藻的最佳抑制工況在20～80 kHz間。在實際處理時，低頻低強度、多頻次間歇性的超聲處理被認為是控藻和抑制藻類生長的一個有效的方法，但其使藻類細胞喪失活性的同時，也可能釋放大量藻毒素。

2藻華長效防控對策

根據藻類的生長特性，藍藻水華不可能是瞬時的"暴發"，其本質也是一個逐漸發展的過程，即在不同藍藻數量范圍或藍藻暴發程度下選擇最有效、最經濟的治理措施。

2.1藻華暴發前期

冬春季節交替，隨著氣溫回升，富營養化水體尤其是有機質豐富水體藍藻生長速率逐漸提升，水體開始出現混濁。這個時期藍藻主要通過缺氧、搶奪碳源等間接手段影響藻類多樣性或影響大型水生生物的消化系統。這個時期以預防為主，重點防控措施包括兩個方面

1）微生物制劑+循環造流，促進水中有益藻類/微生物生長、抑制藍藻生長，將逐漸產生的有機質分解，減少水體有機質的積累。2）超聲波控藻，超聲波對于藻類聚集具有一定的抑制效果，可選擇性地去除一些藍藻，并能降解藍藻毒素，但降低整體藻類水平的能力有限。

2.2藻華暴發期

這個階段藻類生命力旺盛，藍藻大量出現，水面會呈鮮亮的綠色，尤其下風口逐漸聚集油漆狀膜，水的透明度極低。一般的微生物制劑在此時沒有任何效果。這個時期以快速打撈清除為主，重點防控措施包括兩個方面：

1）化學絮凝劑、改性粘土，包括單獨使用化學試劑（聚合氯化鋁、苯扎溴銨等），或利用化學試劑改性粘土（中科院海洋研究所）。

2）氣浮+打撈、磁性絮凝+打撈、移動式過濾（生物過濾）等，在目前市場上已有設備的基礎上，根據不同水體大小、不同藻華程度等，研制或定制不同型號（參數）設備，從經濟性、可操作性、運行效果、維護費用、可推廣程度等方面評價設備的綜合效益。

2.3藻華暴發后期

藻華后期包括兩種情況，一是在藻華暴發期間未能及時處理，隨著藻體大量死亡和耗氧降解，水體將逐漸發黑發臭，此時僅通過藻華應急處理措施難以實現水體恢復，第二種，在藻華暴發期間采取相應措施進行處理后，需采取必要措施防止二次污染或藻華再次暴發。重點針對第二種情況，這個時期以維護為主，重點防控措施包括兩個方面：

1）生態清淤技術或抑制種源藻類復蘇生長的污染底泥生態覆蓋技術，防止死亡的藻類在底部厭氧反應而產生有害物質。

2）藍藻暴發后，隨著藍藻細胞的破裂或衰老，水體可能出現藻毒素濃度的峰值，如何高效去除藻毒素及其代謝產物是當前熱點問題之一。雖然物理法和化學法能夠去除藻毒素，但生物降解法效率更高，而微生物種類的差別造成其生物降解原理或效率存在差異性，因此，仍需加深研究。

3結語

藍藻防控有多種方式，打撈清除藍藻是大幅度削減藍藻數量、清除藍藻暴發的主要措施之一。打撈清除藍藻指的是一系列工作，包括（1）藍藻控制，在藍藻發生聚集時，對藍藻進行有效的控制：（2）藍藻打撈，對集聚濃稠的藍藻不間斷地實施物理、化學等措施，減少藍藻數量（3）藍藻處置，藻水分離和無害化、資源化利用等，防止藍藻二次污染。以大規模打撈為主的清除藍藻措施，可以直接削減藍藻數量、減輕藍藻暴發程度和削減內源，可調整藻類結構和降低藍藻在藻類中的比重。

參考文獻：

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