| 标题 | 蓝藻水华的危害及主要控制技术研究进展 |
| 范文 | 邓莎 周键 摘 要：该文对蓝藻水华的危害及目前主要的控制技术进行了综述，分析了物理、化学、生物等控藻方法的主要机理和优缺点，并对蓝藻水华控制技术今后的研究方向进行了展望。 关键词：蓝藻水华;危害;物理控藻;化学控藻;生物控藻 中图分类号 X524文献标识码 A文章编号 1007-7731（2020）18-0150-03 Research Advances in the Harm of Cyanobacteria Bloom and Its Main Control Technology DENG Sha et al. （Yunnan Appraisal Center for Ecological and Environmental Engineering，Kunming 650032，China） Abstract：In this paper，the harm of cyanobacteria bloom and its main control technology are reviewed，the mechanisms and comparison of physical，chemical and biological methods are introduced，and several aspects that need to be further studied are put forward. Key words：Cyanobacteria bloom;Harm;Physical method;Chemical method;Biological method 随着社会经济的发展，工业废水、生活污水及农田径流将大量的氮、磷带入到水体中富集，导致水体富营养化。在合适的温度等环境因素的影响下，水体中蓝藻大量生长，形成了肉眼可见的蓝藻水华，给水体生态环境造成了不利影响，产生了巨大的经济损失，并直接或间接地影响了人类健康，已成为全世界普遍存在的主要环境问题之一。 1 蓝藻水华的危害 1.1 影响水域生态环境，破坏水域生态景观 蓝藻水华暴发时，水体透明度降低，阳光无法照射到水下，影响水体中浮游植物等的光合作用，导致氧气产生量降低，形成的水面覆盖物阻碍水面溶氧，加之蓝藻繁殖及死亡藻类分解消耗，进一步降低水体中溶解氧含量，致使水体中鱼虾等窒息。同时，由于不易消化，鱼类不喜欢摄食蓝藻[1]，形成优势种的蓝藻抑制其他有益藻类生长，影响鱼虾等捕食者的进食，引起鱼虾等死亡。藻类大量死亡时产生的蓝藻毒素、羟胺及硫化氢等有毒物质会危害水生生物生长，死亡藻类还会释放大量的有机质，使水体pH值升高，刺激致病的化能异样细菌滋生，水体持续恶化，形成恶性循环，原有群落关系遭到破坏，水域生态环境失衡，水体功能逐渐退化。藻类大量繁殖时散发腥臭味，水体颜色变绿，水面形成覆盖物，死亡的水生生物漂浮其中，破坏了原有的生态景观。 1.2 威胁人体健康，影响人类生产生活 蓝藻会释放多种生物毒素[2]，一些神经毒素会直接破坏和损伤组织，在数分钟或数小时内发生不可逆的病理变化，如造成肝脏血肿、出血和坏死;一些藻毒素能生成“三致”物質，在动物或人体内累积从而致突变、致畸和致癌。部分生物毒素（如微囊藻毒素）化学性质稳定，能耐高温、耐酸碱[3]，间接通过食物链影响人类健康。暴发的蓝藻水华和死亡的浮游生物还会造成水质下降，水体藻毒素升高，影响水厂处理效率，增加处理成本，导致供水水量和供水安全难以保障。蓝藻覆盖水面并产生腥臭味，从而影响水产养殖业、旅游业发展等。1996年，巴西经市政水处理厂处理后的水库水配水至透析中心使用，因未发现藻毒素污染，导致血透析水污染，致死达60多人[4]。1999年，昆明世博会期间，滇池蓝藻暴发水华覆盖面积达到20km2，厚度达数10cm，严重影响生态景观，并导致昆明市第三自来水厂停产。2007年6月，武汉蔡甸区蓝藻暴导致渔场约10万kg鱼死亡，造成的直接经济损失超过70万元。2007年，贡湖取水口附近出现大规模蓝藻暴发和湖泛，湖水变臭进而造成供水危机[5]。 2 蓝藻水华主要控制技术 蓝藻水华控制技术主要可分为物理法、化学法和生物法。 2.1 物理法 物理法控藻主要有机械法、气浮法、遮光法、超声波法、扬水曝气法、黏土絮凝、稀释冲刷等。机械法主要是利用陆上固定设备或移动吸藻船等机械设备对蓝藻直接打捞，该方法主要适用于蓝藻暴发后形成沿岸堆积或湖面聚集的区域，对于短时间内蓝藻水华应急清除可以起到良好效果，去除蓝藻的同时也可以降低内源氮、磷等污染物负荷[6]，但在风速大或湖水流动大的情况下效率低、能耗高、作用范围有限，做不到标本兼治。 2.1.1 气浮法 气浮法除藻是通过水下通气形成微细气泡与蓝藻黏附，从而利用浮力使蓝藻浮上水面进而去除的方法。该方法具有较高的除藻效率，藻毒素释放概率低，但所需设备复杂且投资大，主要用于水厂净水，在湖库水体蓝藻控制中应用较少。汤鸿宵[7]等发明了一种船式气浮除藻装置及方法，利用溶气式气浮方法去除蓝藻后将水直接排放回水体，但该方法覆盖范围小，适用于局部水域除藻。 2.1.2 遮光法 遮光法是通过遮挡射入水面的光线阻止藻类光合作用，以达到抑制藻类增殖的效果。该方法会对于水体景观造成影响，且投入成本高，对其他需要靠光合作用生长的水生植物也会造成不利影响，可作为水源地控藻技术，但在湖库控藻应用中较为少见。 2.1.3 超声波法 超声波法主要通过声波振动等破坏藻类细胞或抑制细胞分裂以达到控藻目的，短时间的超声波不会使蓝藻细胞破裂释放藻毒素，但超声结束后细胞生长会快速恢复使其抑制细胞分裂作用大打折扣[8]。低强度超声对蓝藻有抑制作用，对浮游动物、鱼类及沉水植物没有明显的抑制作用[9]。超声波不会带来化学污染和生物入侵，但能耗较高，在水体中容易衰减，应用上有一定的局限性。 2.1.4 扬水曝气 扬水曝气的原理是通过扬水筒底部压缩气弹使不同层水体垂直混合，水体表层藻类随水体混合被驱赶至底层，因温度变化和光照条件受到限制逐渐失去活性而消亡，同时由于造流扬水带来的复氧效应使污染物浓度得到进一步降低[10]，抑制藻类生长。扬水曝气见效慢，实际应用中受限于水体深度，10m以下浅水湖泊可能造成底泥扰动释放污染物。 2.1.5 物理絮凝 物理絮凝主要通过投加物理絮凝剂使蓝藻从水体中转移到沉积物中，主要使用的是黏土絮凝剂，其来源充足，对环境影响较小，在深水湖泊去除水华有一定作用，但对于大多数浅水湖泊来说效率低，也不能防止藻类再次泛起和底泥二次污染[11]。 2.1.6 稀释冲刷 稀释冲刷主要通过引入新水将原水进行稀释或冲刷，使水中营养盐浓度降低不能满足蓝藻生长需求，从而防止水华产生。该方法对于大型水体来说需要新水量较大，难以达到足够的强度。 2.2 化学法控藻 化学法主要是利用化学产品或者采用化学反应进行控藻，主要包括投加化学药剂灭活、化学絮凝沉淀等。化学药剂主要有硫酸铜、高锰酸钾、次氯酸钠、臭氧、二氧化氯、过氧化氢、除草剂等，化学药剂主要通过抑制藻类正常代谢快速杀灭蓝藻，控制效果好。部分化学药剂具有毒性，会对水体正常生态系统造成破坏，例如，铜离子生物富集易造成水体二次污染，氯化过程会生成有害副产物。除草剂对鱼类的毒性小，但长期使用可能会使藻类产生抗性，造成效果下降。臭氧、过氧化氢对水体环境的副作用小，但臭氧运行成本高、难以推广，过氧化氢自身容易氧化分解而只能用于短时间内除藻[12]。化学絮凝主要通过化学反应絮凝使蓝藻从水体中转移到沉积物中，主要包括有机絮凝剂、无机絮凝剂、复合絮凝剂等。复合絮凝剂效果优于单一絮凝剂。有机高分子絮凝剂控藻效果好，但大多成本较高。无机絮凝剂价格低、效果好，在污水处理中应用较多，但产生的沉降物较多，铝盐絮凝剂用于饮用水中可能对人体健康造成不良影响[13]。 2.3 生物法 生物法控藻主要利用的是水生动物、水生植物和微生物控藻。 2.3.1 水生动物法 水生动物法主要是通过改变群落结构，增加水生动物对蓝藻的牧食从而控藻。用于控藻的主要是滤食性鱼类鲢鱼、鳙鱼和杂食性鱼类罗非鱼，通过鱼类摄食再进行成鱼捕获，降低水体中的藻类。但鲢鱼、鳙鱼对蓝藻的消化不易破坏其细胞壁，其对蓝藻的消化率很低，导致粪便中还存在大量未消化的具有生命力的蓝藻[14]，再次释放会造成二次污染。罗非鱼消化可破坏蓝藻细胞壁，陆开宏等[15]在宁波月湖等富营养化景观水体中放养罗非鱼试验表明，罗非鱼对水华蓝藻有很强的摄食与消化能力，是控制蓝藻水华的理想措施之一。另外，屈铭志、潘建林等[16，17]的研究表明，投放螺、贝等软体动物也可以起到一定的控藻作用。桡足类、镖水蚤等浮游动物的摄食对蓝藻也有控制作用[18，19]，且具有生态友好、无污染、去除成本低等优点，但在缺氧条件下难以运用。 2.3.2 水生植物法 水生植物法主要利用营养盐竞争、化感物质抑制等原理进行控藻。水生植物光合作用能释放氧气，并与藻类竞争吸收水中营养盐，漂浮水生植物还可以遮光，从而抑制藻类生长。部分水生植物还能分泌产生化感物质，如长链脂肪酸、酚酸以及萜类等，通过破坏藻细胞结构、影响光合作用、影響藻细胞呼吸作用、影响藻细胞酶活性、影响藻细胞内小分子物质的含量等机理控藻[20]。利用水生植物化感作用控藻的主要方式包括水生植物栽种分泌化感物质、植物秸秆投放腐败释放化感物质、植物提取或人工合成化感物质进行投放。植物栽种需要的生长周期长，秸秆投放对水体美观不利，提取或合成化感物质成本较高，化感作用控藻已有研究主要在实验室环境下开展，实际水体中的生态安全性还有待进一步研究。利用水生植物控藻要关注后期处置，凋亡衰败的水生植物会释放营养盐并降低水中溶解氧。 2.3.3 微生物控藻 微生物控藻主要是利用病毒、原生动物、放线菌、真菌和细菌等控藻。细菌可通过直接作用或间接作用2种方式溶藻，放线菌主要通过分泌溶藻活性物质控藻，真菌除分泌抗生素类抑藻外还可寄生于藻细胞溶藻，原生动物主要通过摄食控制藻类密度，病毒控藻主要通过感染引起宿主细胞裂解[21]。微生物控藻目前大多在实验阶段，在实际水体中应用可能存在影响生态系统安全的风险，在众多环境条件影响下的效用及长期效果还有待深入研究。 3 结语 物理法、化学法、生物法除藻各有优缺点，具体技术选择需根据湖库水体情况及投资情况综合考量。物理法、化学法在蓝藻水华暴发时用于应急效果显著，但投资大、长效性的不足。另外，化学法有造成二次污染和毒性残留等风险。生物法控藻要结合水体实际进行生物筛选，谨防物种入侵对水生态造成破坏，微生物控藻实际应用还不足，环境安全性还有待进一步研究。如何提升多方法联合控藻效果，兼顾效率和投资，实现控藻作用的长效性和控藻技术的安全性，还有待进一步研究。 参考文献 [1]袁湖业.淡水养殖中蓝藻水华的危害及治理方法[J].养殖技术顾问，2012（7）：250-251. 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