利用藻類營養(yǎng)阻隔技術(shù)進(jìn)行湖泊富營養(yǎng)化治理

利用藻類營養(yǎng)阻隔技術(shù)進(jìn)行湖泊富營養(yǎng)化治理[摘要]藻類營養(yǎng)阻隔技術(shù)就是利用有機(jī)酸和植物油組成復(fù)合制劑，投放于湖泊水體中，使之包裹在藻類表面，形成一層包裹膜，阻止藻類獲得營養(yǎng)和能量，直至其死亡，同時向水體中投加微生物促生劑和藻類微營養(yǎng)調(diào)節(jié)劑，結(jié)合湖泊人工增氧造流，底泥生物氧化技術(shù)，強(qiáng)化水體和底泥好氧微生物生長，促進(jìn)死亡藻類分解，降低水體藻類數(shù)量，提高水體藻類多樣性指數(shù)，恢復(fù)水體生態(tài)平衡。利用藻類營養(yǎng)阻隔技術(shù)和其它生物修復(fù)技術(shù)，成功治理了上海靜安公園、上海太平湖公園等城市富營養(yǎng)化湖泊。實(shí)踐證明，藻類營養(yǎng)阻隔技術(shù)和生物修復(fù)技術(shù)效果顯著，操作簡單，在治理湖泊富營養(yǎng)化，特別是城市湖泊富營養(yǎng)化方面有其獨(dú)到的優(yōu)勢。關(guān)建詞藻類營養(yǎng)阻隔生物修復(fù)湖泊富營養(yǎng)化藻類微營養(yǎng)調(diào)節(jié)中圖分類號：文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：BioremediationofeutrophiclakesbyalgaenutritionblockingtechnologyAbstractThealgaenutritionblockingtechnologyisanaturalwaytocontrolexcessalgaebloomsbyblockingitssourceofnutrientsandenergywithbesterewingacombinationoforganicacidsandbotanicaloilsintothelake.Atthesametime,usingprobioticagentsandalgaemicro-nutrientsagents,combiningwithincreasingoxygen,artificialmakingfluidityofwater、andbiologicoxidationofthesludgeinthelakebottomtoenhancethedevelopmentoftheaerobicmicroorganismwhichlivedinthewaterandthesludge,speedthedecompositionofthedeadalgae,declinetheamountofthealgaeinthewater,increasethediversityofthealgaeandresumetheecologicalbalanceofthewater.UsingalgaenutritionblockingandbioremediationwehadrenovatedthelakessuccessfullyintheJingAnparkandtheTaipingLakeparkinShanghaiandtheotherurbaneutrophiclakes.Ithasbeenprovedthatalgaenutritionblockingandbioremediationareefficientandsimpletooperate.Thesetechnologieshavepreponderanceinrenovatingeutrophiclakesespeciallyintheurbaneutrophicationlakes.Keywordsalgaenutritionblocking,bioremediation,eutrophiclakes,algaemicro-nutrientsregulation湖泊是城市生態(tài)系統(tǒng)重要組成部分，與市民的生活息息相關(guān)。然而河流、湖泊等地表水體是城市各種面源污水的匯集地，隨著人類活動的加劇，污水排入增多，一方面有機(jī)污染物大量耗氧使水體污濁、黑臭，另一方面營養(yǎng)鹽大量增加造成藻類瘋長泛濫，形成富營養(yǎng)化。水體富營養(yǎng)化是我國城市湖泊普遍現(xiàn)象，也是我國當(dāng)前面臨的重要的環(huán)保問題，對市民生活、休閑娛樂等均帶來很大的影響。[3][4]湖泊富營養(yǎng)化治理是一個世界性難題，從技術(shù)上大體可歸結(jié)為物理法、化學(xué)法和生物法。物理法包括機(jī)械除藻、截污、清淤、人工曝氣、人工造流等；化學(xué)法主要是投放化學(xué)除藻劑和絮凝劑；生物法則是利用湖泊生態(tài)系統(tǒng)中生物之間相生相克關(guān)系來控制或抑制藻類生長的方法，如投放微生物制劑，種植大型沉水植物、挺水植物、和漂浮植物等，放養(yǎng)鰱魚、鳙魚等濾食性魚類和微型動物。[3][5][7]從湖泊富營養(yǎng)化治理措施上，清淤、截污屬于宏觀性的規(guī)劃管理對策，投資巨大，見效慢。清淤只能清走湖泊表面淤泥，下層底泥污染物同樣會向水中釋放，甚至?xí)霈F(xiàn)短時期的濃度增高，直至與上覆水體達(dá)到新的平衡，這種平衡與清淤前的平衡基本上沒有明顯的區(qū)別。而且清淤必然會將湖泊底泥生物系統(tǒng)一并清走，對于一個多種生物系統(tǒng)并存的十分復(fù)雜的水生生態(tài)系統(tǒng)而言，采取簡單挖泥對湖泊生態(tài)系統(tǒng)破壞，同時存在二次污染的問題。截污涉及到城市污水收集管網(wǎng)系統(tǒng)和污水處理廠的建設(shè)，其建設(shè)周期長，運(yùn)行費(fèi)用高，特別是在我國城市的生活污水集中處理率不到40％，徹底截污仍需長期努力，而且湖泊是一個開放的水環(huán)境，特別是城市湖泊，面源污染不可避免，即使徹底截污，也不可能一勞永逸地解決湖泊污染問題。對于污染源過多，底泥淤積嚴(yán)重的湖泊而言，清淤和截污無疑是必要措施，但清淤和截污后，必須采用生物修復(fù)和生態(tài)治理方法,建立潔凈好氧湖泊生態(tài)系統(tǒng)，強(qiáng)化其自凈能力，恢復(fù)生態(tài)平衡。城市湖泊是城市景觀的重要組成部分，是歷屆政府迫切需要解決的重要問題，在清淤和截污等措施不能及時見效的情況下，利用生物修復(fù)原理，進(jìn)行湖泊生態(tài)治理，顯得特別重要。湖泊生態(tài)系統(tǒng)包含生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者，具體地說包括浮游植物和其它水生植物、浮游動物、魚、蝦、貝類等水生動物以及種類和數(shù)量眾多的微生物。當(dāng)污染物進(jìn)入水體后首先由微生物將其逐步分解礦化為無機(jī)營養(yǎng)鹽，為水生植物的生長提供營養(yǎng)。水生植物一方面吸收水中無機(jī)營養(yǎng)元素，避免了水體中無機(jī)物過量積累，另一方面通過光合作用為水體中各生物種群提供了賴以生存的溶解氧。水生動物（消費(fèi)者）直接或間接以水生植物和微生物為食，可控制水生植物和微生物數(shù)量的過量增長。因此，在湖泊生態(tài)系統(tǒng)中，微生物負(fù)責(zé)分解外源有機(jī)污染物和殘餌、水生動物糞便以及水生動、植物殘骸。底泥是微生物最重要棲息地，湖泊底泥好氧微生物區(qū)系的建立和維持，能促進(jìn)微量營養(yǎng)釋放，減少P的釋放,對增加湖泊生物多樣性,強(qiáng)化湖泊水體自凈能力，維持湖泊生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)和能量代謝起著十分重要作用。水生植物和水生動物通過直接吸收或湖泊生態(tài)系統(tǒng)生物鏈的轉(zhuǎn)化作用，將多余的N、P等營養(yǎng)鹽移出湖泊生態(tài)系統(tǒng)，對維持生態(tài)平衡，保持湖泊水質(zhì)清澈起重要作用。天然湖泊具有一定的自凈能力，通過湖泊生態(tài)系統(tǒng)中各類生物之間的相互作用，共同驅(qū)動天然水體的物質(zhì)循環(huán)和能量循環(huán)，維持水體的潔凈狀態(tài)。然而，這種自凈功能是有限的，當(dāng)外源N、P等營養(yǎng)鹽輸入過多，超出其自凈能力，湖泊生態(tài)系統(tǒng)中初級生產(chǎn)者—藻類就會過量生長，形成湖泊富營養(yǎng)化，湖泊富營養(yǎng)化必然會造成湖泊有機(jī)物積累，耗氧增加，底泥加厚，從而改變湖泊生態(tài)系統(tǒng)中微生物區(qū)系，抑制水生植物賴以生存的營養(yǎng)鹽釋放，特別是微量營養(yǎng)釋放，影響水生動物生長和藻類多樣性，造成湖泊低等藍(lán)綠藻等少數(shù)幾種藻類大量繁殖，生物多樣性下降，最終將導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)崩潰，湖泊水體黑臭。[1][4][8][9]晃生物修復(fù)（崖Biorem喪ediati路on謝）是環(huán)境工程薄領(lǐng)域剛剛興起雙的一門新技術(shù)傳，已被成功地妙應(yīng)用于土壤、辯地面水、地下純水，近海洋面哄的污染治理和佩農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)尼、水產(chǎn)養(yǎng)殖等詳多項(xiàng)領(lǐng)域，并脖成為二十世紀(jì)駛環(huán)保科技發(fā)展講最快的高新技程術(shù)領(lǐng)域之一。令生物修復(fù)主要鞠是利用天然存單在的或特別培秤養(yǎng)的微生物在閘可調(diào)控環(huán)境下牛將有毒污染物禽轉(zhuǎn)化為無毒物辯質(zhì)的處理技術(shù)庸。在大多數(shù)環(huán)云境中存在土著蘭微生物進(jìn)行的判自然凈化過程匙，但該過程的餓速度很慢，其鐮原因是溶解氧泉（或其它電子鐘受體），營養(yǎng)故鹽，微營養(yǎng)物具（限制性營養(yǎng)礎(chǔ)）缺乏；來自巖環(huán)境中的有毒躁化合物，消毒否劑，或某些微族生物的分泌物壇對微生物生長態(tài)，繁殖的抑制壞；有效微生物礦在自然環(huán)境中李，尤其是在受叔污染環(huán)境中常些常生長較為緩橫慢等等，為了維快速除去環(huán)境權(quán)中的污染物，旬常常采取許多車強(qiáng)化措施，如市提供電子受體陽，添加微量營賞養(yǎng)，添加共代蘇謝底物或表面駝活性劑，以及茄接種高效微生丑物，強(qiáng)化微生店物對污染物的仇分解作用，這安就是生物修復(fù)浴技術(shù)。美國普教羅生物工程公悠司奇（搜BH業(yè)N命）長期致力于醉土壤和水體污寨染環(huán)境的生物希修復(fù)工作，其義開發(fā)生產(chǎn)的微待生物促生劑智（農(nóng)BIOEN妥ERGIZE利R紡）、解毒劑掌（話MICATR吐O冒L昌）、生物除藻抹劑崖（粥MICR每O洪—章F穿）等產(chǎn)品已被改廣泛應(yīng)用于城身市湖泊和黑臭崗河涌的生物修步復(fù)。叉[2][6]恒[10][1雖1][12]抬湖泊富營養(yǎng)化述實(shí)質(zhì)上是湖泊掘水體中有機(jī)質(zhì)合和轉(zhuǎn)N純、測P爽等營養(yǎng)物過剩簽，造成藻類過丸度繁殖。其必宮然結(jié)果是藻類足數(shù)量過多，種騾類過低，藻類樹多樣性指數(shù)下勿降，湖泊水體旨上層溶解氧過切高而下層溶解徑氧過低。研究肅表明，湖泊底運(yùn)泥對上覆水體閱藻相的影響是租巨大的，湖泊瞞底挺泥詢—件水界面存灘在薯“徑活性有機(jī)質(zhì)分幟解即—搬溶解營養(yǎng)鹽釋攤放銷—刻浮游生物吸格收甜—乳活性有機(jī)質(zhì)沉嬌降播”帽的快速循環(huán)。濱底泥缺氧會造允成微量營養(yǎng)釋份放不出，糖而千P陶卻大量釋放。雷要恢復(fù)其生態(tài)跌平衡，首先必附須將多余的藻享類拿出湖泊生件態(tài)系統(tǒng)，并通倚過底泥生物氧兔化，促進(jìn)微量正營養(yǎng)釋放，形象成穩(wěn)定藻相，蜘提高水體藻類閘多樣性指數(shù)。除通常采用的方灘法是利用告化學(xué)除藻劑如枝硫酸銅等，但鴨化學(xué)藥劑中存趟在不同程度的各有害物質(zhì)，對親水生動植物以告及微生物都有筍一定影響，不披利于湖泊生態(tài)嫂系統(tǒng)的恢復(fù)虹[13][1妹4][15]覺[16]手。轎藻類營養(yǎng)阻隔型技術(shù)就是利用排有機(jī)酸和植物思油組成復(fù)合制沃劑，投放于湖玩泊水體中，使?fàn)拗谠孱愊氡砻妫纬梢徽瘜影?，阻?jì)止藻類獲得營舉養(yǎng)和能量，直肯至其死亡，同多時向水體中投叛加微生物促生逐劑和藻類微營兵養(yǎng)調(diào)節(jié)劑，結(jié)革合湖泊人工增戒氧造流，底泥濃生物氧化技術(shù)配，強(qiáng)化水體和怨底泥好氧微生顏物生長，促進(jìn)童死亡藻類分解穩(wěn)，降低水體藻牙類數(shù)量，提高楚水體藻類多樣綢性指數(shù)，恢復(fù)派水體生態(tài)平衡傭。悅藻類營養(yǎng)阻隔預(yù)技術(shù)包括生物采除藻技術(shù)、藻間類微營養(yǎng)調(diào)節(jié)笑技術(shù)、底泥生逮物氧化技術(shù)和吧人工增氧造流筑等技術(shù)。撓通過生物除藻春技術(shù)，有效地鑄殺滅湖泊水體大中多余的藻類悄，特別是富營練養(yǎng)化水體中低重等藍(lán)綠藻等優(yōu)護(hù)勢種群。而不串影響湖泊生態(tài)士系統(tǒng)中的其它瘡生物。縣通過人工增氧院造流技術(shù)，增逝加湖泊水體中甚下層溶氧，改舞善水生動物生育存環(huán)境，使湖周泊底泥和中下黑層水體微生物吃區(qū)系由厭氧向儲好氧轉(zhuǎn)化，同旬時改變湖泊水棵體流態(tài)，抑制蜜藻類生長。綱通過底泥生物震氧化技術(shù)，增駛加湖泊底泥好掙氧微生物活性紐和氧化層厚度宏，強(qiáng)化底泥微軟量營養(yǎng)釋放，漲減碰少歌P跨的釋放，并將后死亡藻類等有顧機(jī)質(zhì)分解森為杰CO雪2供等簡單無機(jī)物魚。披藻類可以利用盜它所能得到的懲一切營養(yǎng)，當(dāng)勾細(xì)菌和藻類競畫爭同類營養(yǎng)時希，該類營養(yǎng)濃倦度就會降低，久當(dāng)這類營養(yǎng)的起濃度降低到極趕限濃度以下時鏈，某些種類的作細(xì)菌和藻類將蓄不再繼續(xù)生長娘，這種處于短籍缺狀態(tài)的營養(yǎng)駕被稱之為限制月性營養(yǎng)。當(dāng)水宗體中鈣、鎂、剝鐵、錳或其它絕微量營養(yǎng)受到賽限制或在生物才學(xué)意義上無效察時，絲狀藍(lán)綠搏藻由于其較大術(shù)的比表面積，朝在與單細(xì)胞浮弓游藻類的競爭橡中成為優(yōu)勢種者。特別是當(dāng)湖寇泊水體膝中執(zhí)N意、哄P能等營養(yǎng)物過剩揉，而微量營養(yǎng)角不足時，藍(lán)綠四藻等低等藻類留由于具有很大虛的比表面積和抵氣泡使它們能咽浮到水的表面沙遮住陽光，從滔而進(jìn)一步抑制鏟其它單細(xì)胞產(chǎn)燙氧藻類的生長向。絲狀藍(lán)綠藻解常常會引起湖狂泊水體下層缺植氧和毒素的問各題。藻類微營群養(yǎng)調(diào)節(jié)技術(shù)就以是向水體中補(bǔ)給充微量營養(yǎng)，痰在生物除藻劑工除去水體中大勉量存在的藍(lán)綠白藻后，促進(jìn)其邪它單細(xì)胞浮游醒藻類生長，增懂加藻類多樣性慧指數(shù)。通過除怎藻攤—臨生物氧化分亮解歌—云微營養(yǎng)促進(jìn)藻蠶類多樣岔性撫—?dú)こ赵屦W—老生物氧化分濕解萬—薦微營養(yǎng)促進(jìn)藻慧類多樣性扶……寇等過程，逐步戴形成良性湖泊意生態(tài)系等統(tǒng)鈴,駝強(qiáng)化湖泊自凈唐功能，達(dá)到治稅理湖泊富營養(yǎng)順化旱,僅修復(fù)被污染湖咬泊的目的。生物除藻生物除藻底泥生物氧化微營養(yǎng)調(diào)節(jié)藻相生物除藻底泥生物氧化微營養(yǎng)調(diào)節(jié)藻相藻類多樣性增加生物多樣性增加底泥生物氧化能力增加湖泊自凈能力增加第一周期第二周期幾個周期藻類死亡分解死亡藻類增加藻類多樣性藻類死亡分解死亡藻類增加藻類多樣性藻類死亡分解死亡藻類增加藻類多樣性者圖咸1屆：利用藻類營蜜養(yǎng)阻隔技術(shù)進(jìn)滴行湖泊富營養(yǎng)被化治理工藝流詳程圖垮fig惜1苦：紙theop充eratio店nflow揀chart衰of稱algae于nutrit惹ion屬blocki氣ngand赤biorem牙ediati騎onto宣renov間ateth稻e蒙eutrop核hicati肺onlak跟es誼利用藻類營養(yǎng)掠阻隔技術(shù)和其街它生物修復(fù)技念術(shù)，成功治理鮮了上海靜安公加園、上海太平酬湖公園等城市甜富營養(yǎng)化湖泊到。呀如丑200萬2表年怨4豎月遍2韻9棚日開始治理的侄靜安公園，治稿理前水體邁中買N務(wù)、跪P性等營養(yǎng)物和有獸機(jī)污染物超過靈景觀娛樂用水礙水王質(zhì)鉆C禍類標(biāo)就準(zhǔn)盞3播—朽5蹦倍，經(jīng)帆過呈4神個月的治理，候水體透明度屯由銹38c招m稻上升鏡至門80c圾m兩以上，總蒙共豎1泛0造項(xiàng)考察指標(biāo)中趣，娘8冒項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到景跌觀娛樂用水桑水懂質(zhì)途C昨類標(biāo)準(zhǔn)麻，塑2疤項(xiàng)指標(biāo)接近景預(yù)觀娛樂用水水約質(zhì)止C習(xí)類標(biāo)準(zhǔn)。務(wù)實(shí)踐證明，藻晌類營養(yǎng)阻隔技爸術(shù)和生物修復(fù)漫技術(shù)效果顯著瓣，操作簡單，革在治理湖泊富描營養(yǎng)化，特別塘是城市湖泊富絲營養(yǎng)化方面有訓(xùn)其獨(dú)到的優(yōu)勢總。參考文獻(xiàn)活1寶盧全認(rèn)章歷,1987等,汗于環(huán)境和指示生驅(qū)物估[M]脈,博日本生態(tài)學(xué)會駱環(huán)境問題專門膠委員債會施,純北轉(zhuǎn)京維:噸中國環(huán)境科學(xué)丙出版課社圾.150-1蓄61獨(dú)2見殺沈德碗中掌.2002今.劫污染環(huán)境的生腫物修靠復(fù)淺[M]竭.撿北昨京備:扯化學(xué)工業(yè)出版膀社環(huán)境科學(xué)與我工程出版中搏心租.1-21蹦3拋憶劉健夏康挑.2000仍.埋高級水生生物起學(xué)寄[M]200蹲1貞.居北轟京叔.?？茖W(xué)出版滿社火.326-3伙37努4移品金相別燦祝.鐮閱湖泊富營養(yǎng)化坦控制和管理技進(jìn)術(shù)你[J].比執(zhí)北稍京傳:桶化學(xué)工業(yè)出版片社環(huán)境科學(xué)與兇工程出版中歌心存.112-1溫51宣5昏戲楊京廣平矛,轎盧劍譽(yù)波杯.2002跳.損生態(tài)恢復(fù)工程鞭技準(zhǔn)術(shù)翠[M].榜溫北凱京腔:罵化學(xué)工業(yè)出版嗚社環(huán)境科學(xué)與紫工程出版中框心殿.51-68拴6衰免徐亞底同決,韻史家拘樑直,扮張蠶明袍.2001賣.吼污染控制微生嘆物工聚程事[J].司諷北貸京荷:管化學(xué)工業(yè)出版駝社環(huán)境科學(xué)與廚工程出版中罩心狐.146-1聲58懼7誕針劉健掛康兔.1995梅.侍東湖生態(tài)學(xué)研鄭究易(2)[M]敗.歌急北鴉京夸.震科學(xué)出版付社納.扁8怎倚林桂臂花則,鉛韓博蹲平斤.2002益.巧鶴地水庫浮游雹生物與富營養(yǎng)晶化特征分眉析膜[J]繪.只生態(tài)科殖學(xué)宴,21(3)濤:208-2送12淚9玩龍思悠思肆,羞林秋弱奇格,云胡忍炸韌報,潤謝數(shù)贈濤健,睡韓博駛平昨.2002節(jié).數(shù)粵東三個中型童水庫富營養(yǎng)化睡特征分評析嫩[J