水华问题如何解决,各位有什么好的看法?
下面是百度文库一条相关的文献,可在百度文库中找到参考:
水华成因分析与防治措施研究进展
也可参见下面论文
关于水华的防治技术研究
1.引言
近年来水体富营养化现象日益严重,造成水华爆发频繁。 发生水华的藻类会大量消耗水体中的溶解氧,引起水生动植物死亡,并最终导致水生态系统的破坏。其中蓝藻水华还能够产生微囊藻毒素,严重威胁饮用水安全和人体健康。国内外学者对控制水华的方法进行了大量研究,虽然已取得一定的进展,但目前国际上还没有一个立竿见影的方法和技术,因为水华的控制不单单是技术问题,还涉及很多经济发展和社会问题等因素。 控制水华要从预防和治理两个方面同时进行,才能起到标本兼治的效果...全部
下面是百度文库一条相关的文献,可在百度文库中找到参考:
水华成因分析与防治措施研究进展
也可参见下面论文
关于水华的防治技术研究
1.引言
近年来水体富营养化现象日益严重,造成水华爆发频繁。
发生水华的藻类会大量消耗水体中的溶解氧,引起水生动植物死亡,并最终导致水生态系统的破坏。其中蓝藻水华还能够产生微囊藻毒素,严重威胁饮用水安全和人体健康。国内外学者对控制水华的方法进行了大量研究,虽然已取得一定的进展,但目前国际上还没有一个立竿见影的方法和技术,因为水华的控制不单单是技术问题,还涉及很多经济发展和社会问题等因素。
控制水华要从预防和治理两个方面同时进行,才能起到标本兼治的效果。本文分别从水华的预防和治理两方面进行阐述。
2.水华的预防
水体中氮、磷等富营物质是造成水华发生的主要原因,所以预防水华的发生要控制水体中营养物质的浓度。
营养物质的控制主要从控制外源性营养物质输入和减少内源性营养物质负荷两方面进行[1]。
2。1 控制外源性营养物质输入
大量外源性营养盐进入湖泊是导致水华爆发的最根本原因之一。因此,控制外源污染物排放是湖泊水环境治理的首要步骤。
外源控制包括点源控制和非点源控制,对于工业污染和城市生活污染等点源排放目前治理力度较大,而对于面大量广的非点源污染控制,前置库技术和湿地技术是比较有效的方法[2]。
(1) 前置库技术。
前置库技术是有效的控制营养物质浓度的技术之一,在河水进入湖泊之前,通过前置库,延长水力停留时间,增强泥沙及营养盐的沉降量,同时利用前置库中浮游藻类或大型水生植物吸收、吸附、拦截营养盐的功能,使营养盐成为有机物或沉降于库底[3]。
因此,拦截颗粒物质并沉降至河底可以有效拦截营养物质,减少营养物质的输入。
(2) 湿地处理技术。湖滨湿地和入湖河道堤岸湿地是拦截非点源污染的有效措施,也是污染物进入湖泊的最后一道拦截屏障。
湿生植物可以吸收水体和基质中氮、磷而进行生长,从而去除氮、磷,而沉积物中的微生物可以通过硝化和反硝化作用,达到去除氮、磷的目的[2]。
2。2 减少内源性营养物质负荷
减少内源性营养物质负荷,主要是为了减少水体内部的氮、磷的含量,从而防止水华的发生,一般可以采用生物方法、工程性措施[4]等。
生物方法可采用生物除磷脱氮[5,6]及生物操纵法[7,8]。生物除磷脱氮可分为活性污泥法、固定池法(生物滤池、浸没滤池等)、生物转盘法、流动床法等。生物除磷脱氮可使磷的去除率达到97%[9]。
生物操纵法即采用食植物性原生动物、浮游动物、鱼苗等人工管理措施,减少浮游植物的生长量[8]。工程性措施有底泥疏浚、水体深层曝气,注水稀释[9]等方法。
3.水华的治理技术
水华爆发时,大量水华藻类聚集在水体表面,既产生恶臭影响景观,又对动植物及人类产生危害,所以目前研究了多种治理水华的技术,主要有物理法、化学法、生物法[2]。
3。1 物理法
物理法主要指人工打捞、机械清除、超声辐射和吸附过滤等多种方法。人工打捞收获藻类是控制蓝藻总量最直接的方式,能有效减轻局部水华灾害,在收获藻类的同时起到输出营养物的作用,减轻藻体死亡分解引起的藻毒素污染。
机械除藻是将藻类从湖泊中移出的一种机械方式,一般应用在蓝藻富集区,采用固定式除藻设施和除藻船对区域内湖水进行循环处理,有效清除浮藻层[8]。超声辐射技术主要是利用超声波的软空化作用能引起细胞溶解和其它损伤原理,如细胞壁、细胞膜损伤、DNA 降解等,从而灭活浮游生物,此方法已在太湖中得到应用[10]。
3。2 化学法
化学除藻技术是通过向水体投放化学药物来控制藻类的生长繁殖,分为化学药品灭杀法、絮凝剂沉淀法和天然矿物絮凝法。
(1)化学药品灭杀法化学药品灭杀法旨在利用化学药品直接杀死水华生物。
目前己发现的能杀死水华生物的化学药品有多种,主要可分为两类:无机除藻剂和有机除藻剂。无机除藻剂主要有硫酸铜、高锰酸钾,氯气,次氯酸钠,过氧化氢,臭氧等;有机除藻剂主要有高度不饱和脂肪酸和脂肪族胺类[11-13]。
(2)絮凝剂沉淀法絮凝剂沉淀法主要是利用物质的胶体化学性质,使水华生物凝聚沉淀而回收。现在使用的絮凝剂有三大类,即无机絮凝剂、有机絮凝剂和微生物絮凝剂。
无机絮凝剂又称为电解质絮凝剂,普遍使用的是铝和铁的化合物。
主要利用铝盐和铁盐在海水状态下形成胶体粒子,对水华生物产生凝聚作用。有机高分子絮凝剂大多是聚丙烯、聚乙烯类化合物,聚丙烯酞胺可以根据处理各种废水的需要,制成阴、阳、非离子型絮凝剂;在水华治理时,考虑到藻体表面一般带负电,通常选用阳离子型。
甲壳素具有来源丰富、无污染等优点,在水华防治上有很大的应用潜力[14]。由于采用普通的无机或有机絮凝剂经常会导致在消除一种污染物的同时产生另一污染物,微生物絮凝剂的出现使这一问题的解决成为可能。
微生物絮凝剂具有其他絮凝剂无法比拟的优越性,具有高效、无毒、易于生物降解等独特的优点,在水华治理方面有着广阔的应用前景[15,16]。微生物絮凝剂主要包括微生物细胞、微生物细胞代谢产物、微生物细胞壁提取物。
其中微生物细胞是天然有机高分子絮凝剂的重要来源;微生物细胞的代谢产物作为絮凝物质的有糖蛋白、粘多糖、蛋白质、纤维素、DNA 等高分子化合物等;微生物细胞壁的基质主要由许多异多糖、脂类物质和部分蛋白质组成。
微生物絮凝剂是一种新型的絮凝剂,目前正处于研制阶段,还未见有用其治理水华的报道,而且微生物絮凝剂的成本很高,无法适应工业化生产的需要,需要对其作进一步的研究。
(3)天然矿物絮凝法天然矿物絮凝法由于具有来源丰富、成本低、无污染等特点而受到广泛重视,并被认为是最有发展前景的方法之一[17]。
潘纲对粘土去除微囊藻水华进行了一系列的研究。他研究了26 种天然黏土矿物凝聚沉降铜绿微囊藻的动力学过程。在投加量为0。7 g/L 时按平衡除藻率和除藻速率将26 种黏土分成3 类,并研究了这26 中粘土8 h 平衡除藻率,结果表明第一类矿物(滑石、三氧化二铁、海泡石、四氧化三铁、高岭土等)8 h 平衡除藻率大于90%,当投加量降低到0。
1-0。2 g/L 时,只有海泡石的除藻率仍接近90%[18]。潘纲[19]用壳聚糖对粘土进行改性,结果表明,经壳聚糖包覆改性后的海泡石在投加总量仅为11 mg/L 时,0。5 h 即可去除80%的藻细胞,2 h 去除率达到90%,不同粘土改性后絮凝除藻能力均有大幅度提高。
潘纲[20]还研究了壳聚糖改性粘土絮凝除藻的机理,他认为壳聚糖改性修饰后的粘土既能通过壳聚糖的粘结架桥作用絮凝藻细胞,又能通过粘土表面电性的改变凝聚带负电的藻细胞,使改性粘土的絮凝除藻能力大幅度提高。
潘纲考察了离子强度对粘土和改性粘土絮凝去除微囊藻的影响,结果表明离子强度的增加有利于粘土对藻类的絮凝去除。与一般粘土除藻相反,壳聚糖改性粘土却在离子强度低的条件下具有更好的除藻效果,是适合在湖泊,水库和江河等淡水(低含盐量)水体中应用的应急除藻技术[21]。
俞志明等[22]研究改性粘土对赤潮的治理效果,他认为改变粘土颗粒的表面性质,是提高其去除赤潮生物能力的主要途径。在该理论模型的指导下,俞志明等在粘土中引入了PACS(聚羟基氯化铝)、MMH(混合金属层状氢氧化物正电溶胶)等无机改性材料,有效地提高了粘土的除藻效果,当去除率达90%时,其用量由原来的2 g/L 下降到0。
1 g/L。吴萍、俞志明等[23],以赤潮异弯藻为主要研究对象,对其在有机高岭土和有机膨润土作用下的去除情况进行了研究。结果表明,以新型阳离子表面活性剂双烷基聚氧乙烯基三季铵盐改性后的粘土,用量为0。
03 g/L 时,在24 h 内,对赤潮异弯藻的去除率可以达到100%,而未经改性的同样用量的粘土,并没有对赤潮异弯藻表现出去除作用,这表明改性后的粘土,对赤潮异弯藻的去除能力得到了显著的提高。
毒性实验发现,所用改性剂对养殖生物的毒性较小,半致死浓度约为61。9 mg/L,比传统季铵盐的毒性降低了50 倍左右,是一种较为安全有效的粘土有机改性剂。
3。3 生物法
(1)利用微生物抑制水华细菌、病毒等微生物是调节有害藻类种群动态的重要潜在因子,其中可用于抑制有害藻类的微生物主要包括细菌、真菌、放线菌、病毒等。
微生物对藻细胞生长的抑制主要途径为:
微生物通过向环境中释放抑制藻细胞生长的物质;通过溶藻菌直接溶解藻细胞;通过菌类与藻类竞争有限的营养物质而抑制水华藻的生长[24]。
(2)利用动物摄食水华藻类大多数水华生物如硅藻和甲藻等,通常是浮游动物的直接饵料,也是其他海洋动物直接或间接的食物。
因此,可根据生态系统中食物链的关系,引入摄食水华生物的其他动物,如某些枝角类、挠足类浮游动物、微型浮游动物及纤毛虫等以达到消火水华生物的目的。在水体中投放适当密度的鲢鱼、鳙鱼,通过藻类吸收水体中的氮磷、鱼类摄食藻类的食物链关系,捕捞成鱼带出氮磷[26],从而达到控制和减少蓝藻水华发生的目的[24,25]。
(3)移植水生植物控制水华藻类用水生植物控制蓝藻水华就是利用各生物间相生相克的原理,通过改变周围光线的强度和营养条件间接地影响水华藻类的繁殖,提高水体透明度,植物和根区微生物共生,产生协同效应,净化水质,再经过植物直接吸收、微生物转化、物理吸附和沉降作用除去氮、磷和悬浮颗粒,达到控制或杀死某些藻类的目的[24,25]。
4.存在问题
富营养化是水华的主要原因之一,而外源性营养盐又是水体富营养化的最根本的原因之一,但是因为污染源既有天然源,又有人为源,既有外源性,又有内源性,所以这就给控制外源性营养物质带来了困难。
而且外源营养物质中的非点源污染,由于其排放量大、分散较广,治理起来也较为困难。再者浅水湖泊营养负荷及蓝藻水华对于外援营养盐控制的响应非常缓慢,所以控制外源性营养物质输入法见效慢,需要很长的周期。
而对内源性营养物质的去除,也不是单一的一种方法就可以彻底消除水体中的氮、磷营养物质的,所以富营养化的防治是一项长期艰苦的工程。
对水华主体——藻类进行治理的方法中,物理除藻法简单易行,见效快,可用于应急处理水华,但是物理除藻法效率低,成本高,受厂地限制,不能大规模使用,而且物理法指标不治本,只在短时间内有效,不能彻底根除水华。
化学药品灭法虽然能有效杀死藻细胞,但是需要向水体中引入新的化学成分,一些杀藻剂甚至还具有毒性;而且杀藻剂能够破坏藻细胞,可使有毒蓝藻释放出藻毒素,对其他水生动植物造成危害,甚至还会危害人类健康。
絮凝沉降法去除水华快速且有效,而且利于水华生物回收,对非水华生物的影响也较直接杀灭法要小。但是有些铁盐电解质还可能促进水华生物的繁殖,铝盐等也有一定的污染性,而且絮凝沉降法只是将水华藻类从水相中转移到沉积物中,不能彻底根除,第二年气候适宜时会重悬浮进入水体。
另外成本也较高,使得该方法的推广有一定的困难。
天然矿物絮凝法由于粘土来源丰富,成本较低,没有污染,经过改性后粘土投加量也显著降低,是一种较为理想的处理方法,但是也存在不能彻底根除的问题。
生物法除藻具有较高的选择性,不会对非水华生物产生影响,而且方法简单,适合于养殖区、水华多发区和高发区的水华防治,是一种极有前景的防治方法,但是水华大面积突然发生时不是很好的对策。而且由于生物与生物之间的作用机理非常复杂,影响因子很多,可控制性又较差,所以到目前为止这种方法还仅仅处在理论探讨和实验研究阶段,尚不能将其应用到实际中去。
另外,生物方法治理水华还存在许多目前难以解决的问题,例如:如何避免外来生物种的入侵对生态系统的破坏;如何大量的养殖用来对付水华藻的生物并使其生物功能长存;如何控制所用滤食动物贻贝等不因毒素的存在而死亡,以及避免人食用后的中毒事件发生。
这一系列的问题都有待于进一步研究。
5 展望
由于各种处理水华的方法都存在一定的不足,所以为了达到彻底根治水华的目标,需要采取综合治理的方法,将多种方法联合使用。首先要从宏观上调整产业结构,优化产业、城乡布局[27];其次对污染源进行控制,尤其要重视非点污染源的控制和治理;在治理方法要标本兼治,分步实施,可采用物理化学方法来“治标”,采用生物治理的方法来“治本”;并且要加强生态修复,提高水体自静能力;同时完善的执法体系是必不可少的保障措施,民众的环保意识也有待进一步提高。
。收起