食藻蟲引導(dǎo)的水下生態(tài)修復(fù)關(guān)鍵技術(shù)

進(jìn)水體變清森食藻蟲引導(dǎo)水下生態(tài)修復(fù)技術(shù)進(jìn)水體變清森一、食藻蟲引導(dǎo)生態(tài)修復(fù)技術(shù)原理食藻蟲生態(tài)修復(fù)技術(shù)原理是一種綜合生物治理技術(shù)，其核心思想是一方面運(yùn)用食藻蟲攝食藻類，減少密度，提高透明度；繼而恢復(fù)沉水植被，沉水植被恢復(fù)后水體持續(xù)變清，并通過它感作用抑制藍(lán)藻發(fā)生；沉水植被又通過光合伙用把大量溶解氧帶入底泥，使淤泥中氧化還原電位升高，增進(jìn)底棲生物涉及水生昆蟲、蠕蟲、螺、貝滋生，進(jìn)而使底泥生態(tài)恢復(fù)自凈，進(jìn)一步使湖水水體保持穩(wěn)定清澈狀態(tài)；最后有籌劃地放入魚、蝦、蟹等原有土著水生動(dòng)物，增長(zhǎng)水體生物多樣性，形成良好水生態(tài)系統(tǒng)，恢復(fù)原有生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能，并源源不斷地向人們輸出綠色生態(tài)優(yōu)質(zhì)水產(chǎn)品。食藻蟲吃藻、食腐屑、噬菌林食藻蟲吃藻、食腐屑、噬菌林形形成水體自凈富營(yíng)養(yǎng)資源化物蛋白轉(zhuǎn)為動(dòng)物蛋白二、食藻蟲簡(jiǎn)介食藻蟲是一種低等咸淡水甲殼浮游動(dòng)物，通俗地理解，也是蝦、蟹類甲殼動(dòng)物祖先。食藻蟲平均個(gè)體5.5-6.5mm,生存周期為45天，通過馴化可以專門攝食藍(lán)綠藻，成為藍(lán)藻天敵。經(jīng)人工馴化改良后，食藻蟲比天然個(gè)體體積大，攝食能力強(qiáng)，這種食藻蟲不但喜歡吃藍(lán)藻，并且還能轉(zhuǎn)化藍(lán)藻毒素，適應(yīng)藻類爆發(fā)水體環(huán)境，能將藍(lán)藻膠團(tuán)中濾食性魚類不易消化膠狀物質(zhì)消化吸取。在實(shí)驗(yàn)室里，只見一缸布滿藍(lán)綠藻水，放進(jìn)相應(yīng)比例食藻蟲后，24小時(shí)便澄清了，并且食藻蟲細(xì)沙般排泄物，對(duì)水底植物非常滋潤(rùn)。食藻蟲繁殖力極強(qiáng)，平均每3天繁殖一代，每條食藻蟲畢生可繁殖3000條幼蟲。正由于它產(chǎn)出多，因此它進(jìn)食量也大，1公斤約40萬(wàn)條食藻蟲，1天便能吃掉10噸水中藍(lán)綠藻，可以說它是藻害天然“克星”。三、生態(tài)安全性究，有如下理由保證食藻蟲不至于對(duì)水體導(dǎo)致新污染：1、食藻蟲是從其他湖泊采集后經(jīng)馴化而得，開不是一種新物種，它野生種群在國(guó)內(nèi)湖泊中早有分布；2、當(dāng)水體富營(yíng)養(yǎng)化限度下降導(dǎo)致藍(lán)藻無(wú)法大量繁殖后食藻蟲也會(huì)由于得不到足夠有效營(yíng)養(yǎng)而難以維持其種群增長(zhǎng)，其種群生物量必然下降；3、食藻蟲是水體初級(jí)消費(fèi)者，食藻蟲天敵太多因而很容易被消滅。食藻蟲營(yíng)養(yǎng)豐富，魚、蝦、蟹十分喜食，尚有某些水營(yíng)養(yǎng)化，藍(lán)藻水華頻繁大規(guī)摸暴發(fā)，這些水生昆蟲已基本絕跡，但一旦水體生態(tài)恢復(fù)后則這些昆蟲又會(huì)大量浮現(xiàn))。因而，將食藻蟲引入水體后決不會(huì)導(dǎo)致新危害(即生物污是有保障。四、技術(shù)分析節(jié)，只有通過食藻蟲才干引爆這個(gè)生態(tài)恢復(fù)水體生物多樣性大爆炸。在構(gòu)建完整食物鏈、網(wǎng)基本上，形成良性循環(huán)生態(tài)鏈，在生態(tài)鏈基本上構(gòu)建產(chǎn)業(yè)鏈，使生態(tài)鏈與產(chǎn)業(yè)鏈相結(jié)合，在外發(fā)，扭轉(zhuǎn)湖泊富營(yíng)養(yǎng)化發(fā)展進(jìn)程，基本恢復(fù)富營(yíng)養(yǎng)化湖泊原有水草繁茂、水體清澈生態(tài)并保持相稱穩(wěn)定性，使污染物資源化進(jìn)而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。治理完畢后，在治理區(qū)域內(nèi)將會(huì)形成良好水生生態(tài)自凈系統(tǒng)，水質(zhì)在較短時(shí)期達(dá)到國(guó)家地表水III類水原則。水生生態(tài)自凈系統(tǒng)形成后，合理投放魚、蝦、蟹、螺、貝等又可形成豐富高檔綠色水產(chǎn)品資源，治理過程中產(chǎn)生副產(chǎn)品食藻蟲做為優(yōu)質(zhì)飼料又可推動(dòng)諸如都市觀賞魚類等名貴魚、蝦、蟹產(chǎn)業(yè)發(fā)展，養(yǎng)保健品。五、重要技術(shù)核心及創(chuàng)新點(diǎn)食藻蟲控藻引導(dǎo)水體生態(tài)恢復(fù)核心技術(shù)核心是——食藻蟲引起水體沉水植被種群生態(tài)恢復(fù)。普通水域環(huán)境中隨著富營(yíng)養(yǎng)化限度推動(dòng)，單細(xì)胞藻類會(huì)優(yōu)于沉水植物，得以迅速地繁殖發(fā)展，如果缺少食藻動(dòng)物有效控制，藻類就會(huì)遮住陽(yáng)光，減少透明度，進(jìn)一步影響沉水植物萌發(fā)和生長(zhǎng)，形成生態(tài)環(huán)境惡性循環(huán)。與單細(xì)胞藻類相相應(yīng)是，食藻蟲也有爆炸性繁殖機(jī)能，并且食藻蟲消化藍(lán)綠藻同步，還會(huì)釋放酸性糞便和代謝產(chǎn)物，抑制單細(xì)胞藻類再生。這樣，食藻蟲吃掉藍(lán)綠藻，既可以增長(zhǎng)水體透明度，又可以增長(zhǎng)水質(zhì)弱酸性，增進(jìn)沉水植物萌發(fā)和生長(zhǎng)，最后形成水下森林。在形成水下森林過程中，沉水植物產(chǎn)生大量氧氣，增進(jìn)食藻蟲由淺層向深層發(fā)展，同步食藻蟲呼吸產(chǎn)生大量二氧化碳又可以供應(yīng)沉水植物作為光合伙用碳源，這種共生關(guān)系可以促使水體生態(tài)環(huán)境越來越趨于自凈并形成良性循環(huán)?；謴?fù)沉水植被抑制藻類辦法已有大量應(yīng)用，國(guó)內(nèi)外對(duì)此進(jìn)行了廣泛而進(jìn)一步研究，任何退化水生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)如果要獲得持久效果都必要恢復(fù)沉水植被，沉水植被是淡水生態(tài)系統(tǒng)中重要初級(jí)生產(chǎn)者，對(duì)維持湖泊、水庫(kù)等淡水生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)造和功能具備重要作用，沉水植被對(duì)水體有如下作用：①制止底泥再懸浮，減少湖底水動(dòng)力互換系數(shù)，從而使水體透明度保持穩(wěn)定。②諸多水草對(duì)藻類生長(zhǎng)有抑制作用，從而使水體變清：一方面是競(jìng)爭(zhēng)性抑制，由于水草和藻類同處在生態(tài)系統(tǒng)初級(jí)生產(chǎn)者位置，兩者提供物質(zhì)和能量生態(tài)學(xué)功能一致，因而必然存在對(duì)光和營(yíng)養(yǎng)運(yùn)用方面競(jìng)爭(zhēng)；另一方面是諸多水草可以分泌特定生物活性物質(zhì)抑制藻類生長(zhǎng)，也即水草對(duì)藻類有它感作用，對(duì)此國(guó)內(nèi)外諸多學(xué)者作過大量研究，它感現(xiàn)象存在還吸引了大批學(xué)者對(duì)它感作用物質(zhì)進(jìn)行提取、分離和鑒定。③沉水植被從水體和底泥中大量吸取營(yíng)養(yǎng)鹽，從而不斷地凈化水體，使內(nèi)源污染下降，水體不斷變清。④沉水植被存在可吸附儲(chǔ)存生物碎屑于植物根部，增長(zhǎng)底泥表層溶氧，而減緩底泥磷釋放，此外，沉水植被還為有助于有機(jī)物礦化分解微生物群落提供了生境。綜觀湖泊生態(tài)系統(tǒng)發(fā)育自然演替史，沉水植被在湖泊生態(tài)系統(tǒng)中起著不容忽視重要作用，但是環(huán)境污染以及不合理開發(fā)運(yùn)用等，使得沉水植被在許多湖泊中消失，水體自凈能力以及對(duì)干擾緩沖能力急劇下降，水體也不斷成為退化生態(tài)系統(tǒng)，水生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能也日益喪失。各種沉水植被是健康水生態(tài)系統(tǒng)重要構(gòu)成某些，沉水植被恢復(fù)不但表征著退化水生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)并且會(huì)加速退化水生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)和穩(wěn)定恢復(fù)效果。但沉水植被恢復(fù)存在很大困難：第一，重富營(yíng)養(yǎng)化水體普通都存在較厚淤泥，淤泥普通都厚達(dá)幾十厘米到幾米，且淤泥普通都處在缺氧狀態(tài)，其氧化還原電位都比較低，種植水草容易爛根，因而很難成活；第二，富營(yíng)養(yǎng)化水體透明度都很低，沉水植被得復(fù)；第三，藻型富營(yíng)養(yǎng)化水體普通酸堿度都很高，而沉水植物都喜弱酸性環(huán)境，這也不利于沉水植被恢復(fù)。這些困難，當(dāng)前采用食藻蟲控藻技術(shù)已所有克服：1、研究成果表白，食藻蟲吃藻后腸道中富集了大量有益微中，再加上食藻蟲微量攪拌增氧作用，淤泥在有益微生物作用下得到了良性分解，淤泥氧化還原電位大大提高；2、食藻蟲吃藻后可以使水體保持很長(zhǎng)一段時(shí)間透明見底；3、食藻蟲吃藻后，其排泄物呈弱酸性，一方面可以抑制喜堿性藍(lán)藻生長(zhǎng)，另一方面可以增進(jìn)喜弱酸性沉水植物生長(zhǎng)。這是當(dāng)前為止其他湖泊生態(tài)恢復(fù)技術(shù)無(wú)法與之相比擬。食藻蟲誕生，還給湖泊生態(tài)自凈系統(tǒng)恢復(fù)和生物鏈良性循環(huán)帶來一系列正面影響和但愿。其中最重要有兩點(diǎn)：第一，由于藍(lán)藻消滅，增長(zhǎng)了水體透明度，讓陽(yáng)光可以直射水底，有助于水下森林——沉水植物萌發(fā)；第二，食藻蟲消化吸取藍(lán)藻后排出糞便顯酸性，會(huì)明顯減少藍(lán)藻爆發(fā)水體中堿性，可以進(jìn)一步抑制藍(lán)藻再次萌發(fā)，另一方面又使喜弱酸性水下森林——沉水植物重新獲得適當(dāng)生長(zhǎng)環(huán)境，從主線上解決了湖泊中種植沉水植物難題。通過食藻蟲，接通了如下幾條食物鏈：水體中氮、磷水下森林單胞藻(藍(lán)綠藻)食藻蟲魚蝦鱉蟹人命力旺盛、水質(zhì)清澈草型化水體帶來新但愿。六、技術(shù)優(yōu)勢(shì)上海海洋大學(xué)何文輝專家科研團(tuán)隊(duì)通過十年藍(lán)藻馴化、提純、復(fù)壯，馴化出藍(lán)藻天敵——食藻蟲(浮游動(dòng)物)，通過投入實(shí)驗(yàn)成功，創(chuàng)造了一項(xiàng)達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平水體生態(tài)修復(fù)生物操縱技術(shù)---食藻蟲引導(dǎo)水生態(tài)修復(fù)技術(shù)。該項(xiàng)技術(shù)于獲得國(guó)家專利，專利號(hào)：02110588，其技術(shù)具備獨(dú)創(chuàng)性，難以復(fù)制。何文輝專家馴化食藻蟲用了7年多時(shí)間，只有在無(wú)性繁殖條件下，它后裔才干傳承馴化。她使用了活體保種方式，保到當(dāng)前都已有900多代了。它壽命普通為四五十天，一年大概能繁殖十代左右。因而，作為最保密配方，她把一級(jí)保種放在了她家陽(yáng)臺(tái)上，二級(jí)保種和三級(jí)保種她才用于生產(chǎn)上。雖然這些蟲子別人拿了過去，也只能用一種多月，離開了這個(gè)配方，食藻蟲就沒辦法再吃藍(lán)藻了。七、技術(shù)產(chǎn)業(yè)化何文輝成立了上海太和水生態(tài)科技有限公司，旗下子公司涉及：上海太和水生態(tài)科技有限公司(華東區(qū))、九源清(北京)水生態(tài)有限公司(華北區(qū))、廣州太和水生態(tài)科技有限公司(華南區(qū))，并在上海金山區(qū)設(shè)有面積達(dá)20多萬(wàn)平方米生產(chǎn)、科研基地。并擁有一批由專家、博士帶領(lǐng)強(qiáng)大科研團(tuán)隊(duì)和具備近年實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)工程管理團(tuán)隊(duì)，公司董事長(zhǎng)、首席科學(xué)家何文輝先生是上海海洋大學(xué)專家、水域環(huán)境生態(tài)上海高校工程研究中心副主任、“食藻蟲”引導(dǎo)水生態(tài)修復(fù)技術(shù)創(chuàng)造者和中華人民共和國(guó)水下生態(tài)修復(fù)重要發(fā)起人。公司與上海海洋大學(xué)、上?？睖y(cè)設(shè)計(jì)研究院、浙江大學(xué)等學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)緊密合伙，形成持續(xù)研發(fā)能力。太和公司專利核心技術(shù)涉及：哺育“食藻蟲”治理水域藍(lán)綠藻-5八、成功案例1.上海段浦河修復(fù)前水質(zhì)：劣Ⅴ類水，水體發(fā)黑發(fā)臭，透明度僅0.3m。修復(fù)后水質(zhì)：水質(zhì)重要富營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)總氮、總磷等達(dá)到國(guó)家地表Ⅲ類水原則，水體清澈見底，透明度2.上海世博園后灘公園3.江蘇鹽都市區(qū)飲用水源地中試修復(fù)前水質(zhì)：水質(zhì)為Ⅴ類水，透明度為0.