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水体藻类爆发和水华形成的原因和治理途径

2008-04-15  来源: 上海苏豪智能系统有限公司
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  去除藻类与控制其生长是湖泊水库水体恢复与保护的难题,本文从藻类产生的原因和治理措施着手,试图归纳出一个比较有效的手段来解决长期以来反复困扰人们的难题,供同行参考。
  1.  为什么黑臭河道和污染严重的水体没有藻类的产生?
  答:  黑臭河道内的有机污染物含量和浓度都比较高,其中的污染物消耗了水体中的大量的氧,造成水体中的溶解氧含量相当低,生态平衡遭到严重破坏。所以藻类等低等微生物和植物都没有生存的条件。但是藻类生长的营养源还是客观存在。
  在河道治理的初级阶段,采取曝气复氧措施后,水体中的溶解氧得到了部分提高,加上温度合适,光照合适,藻类生长的条件就成熟了,因为原来水体中存在的低等生物抗污染能力强、繁殖快、不易消亡,流入水体中及原有水体中的富含磷、氮等营养源给了这些藻类等低等生物的生长提供了生物能量。
  致使通过污染治理后的初级阶段,藻类等低等生物迅速繁殖,形成另一公害而存在。而该公害也是表示水体将遭破坏的标志。
  2.    治理的总体指导原则是什么?
  答:  水体环境将是继续治理改善和不治理将进一步恶化的关键。
  治理的原则是:
  (1)  标本兼治,分步实施;
  (2)  物理化学治理为辅(指标),生物治理为主(治本);
  (3)  对症治理为解决燃眉之急,长期维护为长治久安之策;
  (4)  单项阶段治理打好基础,建立综合生态体系维系水体健康。
  逐步创建水体的自我平衡和自我修复的生态环境。
  3.   治理的阶段和过程如何?怎样操作?
  答:杀灭藻类和消除水华
  (1) 采用物理方法: 
  捞取水体中的丝状藻类和其它漂浮物。有条件的地方采用循环过滤的方法去除水藻。
  (2) 采用化学方法:(经常使用容易引起化学物质积累,造成二次污染;藻类等浮游生物产生耐受性,微生物变异等后果)
  使用硫酸铜、季铵盐、活性剂、高锰酸钾、聚合氯化铝、硫酸亚铁等化学药剂,对过多的浮游生物、藻类进行杀灭、絮凝、沉降等手段,能够比较迅速改善水质,看到效果。
  但是,这些效果只是暂时的、局部的,由于没有从根本上消除降解营养源,原来水体中的底等生物抗污染抗杀灭的能力比较强,一旦这些药剂的浓度减低、反应作用弱化后,这些低等生物又会迅速生长,恢复原样。
  更要注意的是,这些化学药剂的经常性、长期性使用,会引起化学物质的积累,引起水体中毒,造成二次污染,要谨慎应用。
  (3)   采用复合方法: 
  用含有微生物菌剂的黏土来吸附包裹水体中的藻类,然后用絮凝剂絮凝沉降已经包裹住藻类的黏土,阻断藻类生长的光照条件,达到把藻类从水体中均匀分布的状态中聚集与水体分离的目的,增加水体的透明度。以上方法能够明显改善水体的感官指标:提高透明度、减少异味和减低臭味;能够降低水体的污染指标:降低DOD、氨氮等。
  (4)  采用微生物的方法: 
  ①曝气复氧:通过设备或其它手段,对水体曝气复氧是一个基本的措施。其作用是多方面的综合性的。
  ②在水质没有达到一定的健康水平的情况下,在此阶段可以布置一定量的人工水草,模仿污水处理中的挂膜技术,为微生物的寄居、生长、作用创造人工条件。(细菌的悬浮生长型和细菌的附着生长型)
  ③投放微生物菌剂:根据水质分析报告的结果,分析水体中COD、氨氮、总磷、亚硝酸盐的含量等主要水质指标,情况以及它们之间的含量比例的情况,分阶段针对性的投入响应的微生物菌剂。
  其主要成分就是:复合芽孢菌、酵母菌、聚磷菌、消化细菌和反消化细菌,当然同样的菌种又分为不同的菌株,其功能和作用各不相同。达到脱氮除磷的效果,逐步消解和降低水体中的含量,并且能够平衡稳定这些元素的在水体中的含量和比例。
  投加微生物菌剂主要达到2个作用,一是激活原水体和底泥中的土著微生物,其中有厌氧细菌兼氧细菌和好氧细菌,分别对水体中的有机物分解成简单的有机物分子、无机分子,进而分解成单体分子进入生态体系的循环链。厌氧菌和兼氧菌把水体中的有机物最终分解成甲烷、硫化氢、二氧化碳等;好氧菌把水体中的有机物最终分解成单质的氮气、二氧化碳和水。
  二是通过投加的微生物菌种来补充水体种缺乏的某些关键的微生物和营养物质,并逐步驯化、增殖、传代、繁衍从而形成适合水体特定生态环境的相对平衡和完备的优势菌群,达到菌相平衡和藻相平衡,协同分解水体中的有害有机物。
  (5) 采用生物技术(建立人工生态系统)的方法:
  采用以上4种方法和手段还不足以恢复和维持水体的自洁能力,要使水体进入比较良好的状态,接下来必须进行生物治理的方法。逐步建立起一个人工生态系统
  ①   种植水生植物:选种和当地水体和观赏相适应的水生植物,包括沉水植物、挺水植物和浮水植物和观赏性植物。水生植物的作用是综合性的其它手段不可替代的。
  ②  投加适量的鱼虾苗:鱼虾是生物链中最典型的消费者,它们能将植物状态的碳水化合物、初级蛋白质和脂肪转化为高级蛋白质和脂肪。食草性鱼类,如草鱼、等;杂食性鱼类,如鲫鱼、扁鱼等;肉食性鱼类,如乌青、黑鱼、桂鱼等;还有的是专门吃浮游生物的,如鲢鱼、鳙鱼等。这里所讲的水里养鱼,并不是象鱼塘那样高密度放养,更不是象目前淀山湖的网箱养鱼;而是从生物链的连接出发,在一些河道与湖泊中下意识地放养一些鱼虾。在放养鱼虾时,要注意食草性、食杂性、食肉性之间的搭配。放养数量要与水体面积相适应;还要控制鱼虾的生长繁殖。水体中养殖鱼虾可以消耗水体中碳水化合物、初级蛋白质和脂肪,在一定程度上控制水中植物和浮游生物的密度;同时,还能为同类提供食物。鱼虾在的水里自由洄游,增添了水景的观赏效果。
  ③   投加适量的螺蛳、蚌等贝壳类底栖动物:螺蚌等贝壳类动物和大量的底栖动物,在水底形成了另一个世界,它们既相辅相成,又消耗着大量剩下和留下来的枝叶、残体、尸体和排泄物,有一部分的小型无脊椎动物,还兼有将有机物质进行分解的作用。它们的分泌物是良好的生物絮凝剂,对水体中的有机和无机的悬浮物起到凝聚沉降作用,提高水体的透明度。
  ④   水体面积大的还可以养殖适量的水禽。
  形成多条食物链:绿色植物被草食动物所食,草食动物被肉食动物吃掉,植物和动物残体又可为小动物和低等动物分解,这种吃与被吃而形成了食物链关系。其中的有机污染物不仅被细菌和真菌降解净化,而其降解的最终产物,一些无机化合物作为碳源、氮源和磷源,以太阳能为初始能源,参与食物网中的新陈代谢过程,并从低营养级到高营养级逐级迁移转化,最后转变成水生作物、鱼、虾、蚌等产物。
  在这个人工生态系统中,不仅有分解者生物、生产者生物,还有消费者生物,三者分工协作,对污水中的污染物进行更有效的处理与利用,并由此可形成许多条食物链,构成纵横交错的食物网生态系统。如果在各营养级之间保持适宜的数量比和能量比,就可建立良好的生态平衡系统。从而保持维系水体的健康稳定。
  生物链的存在,促使生态环境中简单的无机物质→有机物质→简单无机物质……周而复始地反复循环,形成了通常所说的生态平衡。
  ⑤   管理经常化日常化
  由于城市的水体普遍都比较小,环境容量、纳污能力也相当小,建立起来的人工生态体系相当脆弱,容易受各种因素的环境污染的冲击,从而切断生物链,导致整个生态体系受到破坏。
  水体的维护要建立日常化经常化的跟踪监测干预机制。通过人的努力,科学管理,在河道、湖泊、水体中维系生产者—消费者—还原者的生物链,并积极地、经常不断地进行必要的干预,促使其达到平衡。
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