我国典型浅水湖泊蓝藻水华治理技术研究进展
湖泊蓝藻水华生态灾害形成机理及防治的基础研究
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第23卷 第11期2008年11月地球科学进展ADVANCES IN E ARTH SC I E NCEVol.23 No.11Nov.,2008文章编号:100128166(2008)1121115209湖泊蓝藻水华生态灾害形成机理及防治的基础研究3吴庆龙1,谢 平2,杨柳燕3,高 光1,刘正文1,潘 纲4,朱本占5(1.中国科学院南京地理与湖泊研究所,湖泊与环境国家重点实验室,江苏 南京 210008;2.中国科学院水生生物研究所,淡水生态与生物技术国家重点实验室,湖北 武汉 430072;3.南京大学,污染控制与资源化研究国家重点实验室,江苏 南京 210092;4.中国科学院生态环境研究中心,环境水质学国家重点实验室,北京 100085;5.中国科学院生态环境研究中心,环境化学与生态毒理学国家重点实验室,北京 100085)摘 要:湖泊具有供水、渔业、旅游、维持区域生态系统平衡等功能,是支撑我国经济和社会发展的重要资源之一。
但是近30年来,湖泊富营养化所导致的蓝藻水华频繁暴发,生态灾害事件频发,严重影响湖泊功能的发挥,制约区域经济可持续发展。
针对国家在保障区域水安全和生态安全、保护人民健康及建设和谐社会等方面的重大需求,国家重点基础研究发展计划项目“湖泊蓝藻水华生态灾害形成机理及防治的基础研究”于2008年7月正式立项。
项目拟解决的关键科学问题包括:①湖泊蓝藻水华主要衍生污染物的形成机理、迁移转化规律和毒理效应;②蓝藻水华导致湖泊生态系统结构变化和功能退化的机理;③蓝藻水华生态灾害评估及调控机理。
针对上述科学问题,项目以蓝藻水华污染物的产生、湖泊生态系统结构与功能的响应以及生态灾害的评估与调控为研究主线,重点开展以下几个方面的研究:①蓝藻水华衍生污染物的产生及其环境过程;②蓝藻水华衍生污染物的毒理效应与生态和健康风险;③蓝藻水华导致湖泊生态系统结构变化与功能退化的关键过程和机制;④蓝藻水华灾害治理和调控的的技术原理和途径。
蓝藻的去除技术研究进展
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蓝藻的去除技术研究进展摘要:对水源地饮用水中藻类去除技术进行了论述,系统分析了目前各除藻技术的去除效果和局限性,并展望了藻类去除技术的发展前景。
关键词:蓝藻;去除;饮用水源地;羟基自由基随着人类活动对水域生态系统的影响日益加剧,富营养化已成为全球性的重大水环境问题。
我国饮用水水源约有25%是湖泊水或水库水。
目前,淡水湖泊蓝藻水华发生的频率与严重程度都呈现迅猛的增长趋势。
从1986年南京玄武湖蓝藻的第一次暴发,到2007年5月29日无锡太湖蓝藻的全面暴发,导致无锡城市水危机;随后,安徽巢湖、云南滇池、武汉东湖也陷入了同样的困局;7月份的中国北方长春新立城水库也遭受了蓝藻水华的危害[1]。
1991年,我国122个湖泊中,还只有51%的湖泊呈富营养化状态;到了2005年,我国133个湖泊中有88.6%的湖泊呈富营养化状态,其中61%的国控重点湖(库)水质为五类或劣五类。
在劣五类水质的湖(库)中,暴发蓝藻的太湖、巢湖、滇池名列其中[1-3]。
大面积的藻类暴发,严重破坏了水生生态系统的平衡与稳定,不仅影响了水体景观,影响了水产养殖业的发展,而且水源地的蓝藻爆发直接影响饮用水的水质。
因此对含藻水的治理成为给水处理中最紧迫的任务之一。
1 国内外藻类去除技术的研究进展目前国内外主要的除藻技术有很多,主要有生物除藻、化学除藻、物理除藻等方法。
1.1生物除藻近年来,国内外对生物处理技术进行了广泛深入的研究。
从国内外文献报道与试验来看,生物预处理对蓝藻、硅藻、裸藻的去除率较高[4-7]。
1.1.1微絮凝过滤微絮凝过滤是一种可充分发挥滤池中滤料截污能力的净水工艺,能有效提高出水水质,特别是对常规工艺难以去除的藻类具有良好的去除效果。
微生物絮凝剂[8]是一种由微生物产生的具有絮凝功能的高分子有机物。
利用微生物本身或其产生的多肽、酯类、糖蛋白、粘多糖、纤维素和核酸等作絮凝剂,可以对包括藻类在内的大多数微生物产生絮凝作用, 并且对环境无二次污染[9]。
蓝藻水华研究进展及预防控方法初探
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中国湖泊水体富营养化生态治理技术研究进展
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中国湖泊水体富营养化生态治理技术研究进展中国是世界上湖泊数量最多的国家之一,但受到工业和农业污染的影响,许多湖泊存在水体富营养化问题。
水体富营养化是指湖泊中营养物质过量积累,导致藻类大量繁殖,使湖泊水质恶化,生态系统遭到破坏的现象。
为了解决水体富营养化问题,中国科学家和工程师进行了大量的研究和实践。
本文总结了近年来中国湖泊水体富营养化生态治理技术的研究进展。
1. 水质净化技术水质净化技术是湖泊水体富营养化治理的关键技术之一。
传统的水质净化技术包括植物修复、生物控制和化学混凝沉淀等方法。
近年来,中国科学家进行了一系列创新研究,提出了一些新的水质净化技术。
利用生态加速器(即利用植物根系和微生物的生物排泄作用)来降低湖泊中的氮和磷含量,从而减少水体富营养化。
生物床滤池等技术也被广泛应用于湖泊水体富营养化治理中,有效去除水中的营养物质和悬浮物。
2. 藻类控制技术藻类是湖泊富营养化的主要原因之一,控制藻类的生长是湖泊水体富营养化治理的关键环节。
中国科学家采取了多种控制藻类的技术。
利用特定的细菌来控制蓝藻的生长。
这些细菌具有抑制藻类和促进湖泊水体氮和磷循环的作用。
人工添加氧气、利用超声波技术等也被用于控制藻类生长。
3. 生态修复技术湖泊富营养化导致湖泊生态系统的破坏,生态修复也是湖泊水体富营养化治理的重要手段。
中国科学家开展了一系列湖泊生态修复的研究。
利用人工湿地进行湖泊富营养化的修复,在湖泊周边建立人工湿地,利用湿地植物吸收和降解水中的污染物质,减缓湖泊富营养化的进程。
人工鱼礁和生物堆肥等技术也被应用于湖泊生态修复中。
4. 综合管理技术湖泊富营养化治理需要综合考虑湖泊的生态环境特点、行业排放和湖泊流域的管理等因素。
中国科学家提出了一系列综合管理技术。
建立湖泊富营养化监测体系,对湖泊水质进行定期监测和评估,及时发现和解决问题。
制定湖泊富营养化治理规划,并实施相应的管理措施,如减少农业和工业废水排放,加强湖泊流域的生态修复等。
蓝藻水华的防治及资源化研究
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藻类主要特征
1、藻类是低等植物,分布广,绝大多数生活于水中 。 2、个体大小相差悬殊,小球藻3-4μm ,巨藻长60m 。 3、具叶绿素,能进行光合作用的自养型生物。 4、没有真正的根、茎、叶的分化,又称叶状体植物 。 5、繁殖器官简单,以单细胞的孢子或合子进行繁殖 ,无胚,又叫孢子植物。
蓝藻是什么? 蓝藻在地球上大约存在了35-33亿年,种类 繁多,螺旋藻,发菜等都属于蓝藻的一种。 其繁殖速度快。生命能力强,在富营养化的 水体中容易大量爆发。平时在养殖水面、湖 泊中,看到的漂在水面上一层绿油油植物, 那就是蓝藻,当蓝藻集群,并在水面形成一 层数十厘米厚的蓝绿色而有腥臭味的浮沫, 像一层粘糊糊的油漆时,叫做“水华”。
蓝藻的主要特征
1.细胞壁由纤维素和果胶质组成,细胞外有的具 胶被或胶鞘。 2.无色素体,色素均匀地散在细胞周围的原生质 内。色素成分主要为叶 绿素a、β胡萝卜素、藻 胆素。 藻胆素是蓝藻的特征色素,包括蓝藻藻 蓝素(c-phycocyanin, C34H47N4O8)、蓝藻藻红 素(c-phycoerythrin, C34H42N4O9) 和别藻蓝素 (Allophycocyanin)等。 3. 无细胞核,只具核质而无核仁和核膜。属原 核生物,称为蓝细菌。
蓝藻水华的防治及资源化研究
内容
1 2 3 4
藻类和蓝藻简介 蓝藻水华的危害与防治 蓝藻水华资源化
蓝藻水华资源化存在问题及对策
1Leabharlann 藻类和蓝藻简介一 藻类及其分类系统 藻类是一类形态多变的、近似植物的 生物; 藻类缺乏根、茎、叶等高等植物典型 的结构; 微型藻类被称作浮游植物; 蓝藻被认为是地球上最早出现的生命 形态。
蓝藻水华的形成原因
1 环境条件适宜 蓝藻水华多发生在夏季6-9月,有明显的季节性,受温 度、阳光、营养物质的影响;温度在20℃以上;水体PH值偏 高、光照度强且时间久的条件下,蓝藻形成气囊浮出水面并 且迅速繁殖,以至形成蓝藻水华的现象。 2 鱼种放养不合理 在施肥量较高且有大量生活水污水排入湖中。水中营 养盐类丰富,能促进蓝藻、铜绿微小鱼藻、螺旋藻等大量繁 殖。如果此时猎食这些藻类的花白鲢、罗非鱼数量没有或很 少。则大量浮草植物会在水中老化死亡腐烂。 3 施肥不均匀 一般是说前期施肥量过大,或后期施肥量少或不施肥 。导致大量浮草植物漂浮出水面而形成水华现象
湖库蓝藻水华应急治理技术研究现状与展望
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Journal of Water Resources Research 水资源研究, 2023, 12(3), 226-237 Published Online June 2023 in Hans. https:///journal/jwrr https:///10.12677/jwrr.2023.123026湖库蓝藻水华应急治理技术研究现状与展望郝 越1,2,杨 霞3,龙 萌1,2*,王振华1,2,林 莉1,21长江科学院流域水环境研究所,湖北 武汉2长江科学院流域水资源与生态环境科学湖北省重点实验室,湖北 武汉3中国长江三峡集团有限公司流域枢纽运行管理中心,湖北 宜昌收稿日期:2023年2月28日;录用日期:2023年3月28日;发布日期:2023年6月27日摘 要针对我国湖库蓝藻水华治理需求,首先从蓝藻生理生态特性、水质条件、气象条件、水文水动力条件和水生生物群落结构等方面简要分析了湖库蓝藻水华暴发成因与机理,简述了湖库蓝藻水华产生的危害及监测手段,然后重点从物理、化学和生物三个方面对现有的应急除藻技术原理、适用范围、优势和不足进行了梳理总结,最后对蓝藻水华应急治理技术的研究方向与应用前景提出了展望。
认为应针对湖库富营养化特点及水体净化需求,研发适应于水体低浓度营养盐高效削减、轻度水华防控抑藻、中重度水华应急除藻、抑藻除藻后水质持续改善等多场景的水质净化关键技术及装备,同时提出“多技术优化集成开发、便捷智能化操作、绿色节能环保、除藻技术与湖库水质富营养化监测预警相结合”等是未来的发展方向。
关键词蓝藻水华,成因与机理,监测预警,应急治理技术Research Status and Prospect of Emergency Treatment Technology for Cyanobacteria Bloom in Lakes and ReservoirsYue Hao 1,2, Xia Yang 3, Meng Long 1,2*, Zhenhua Wang 1,2, Li Lin 1,21Basin Water Environmental Research Department, Changjiang River Scientific Research Institute, Wuhan Hubei 2Key Lab of Basin Water Resource and Eco-Environmental Science in Hubei Province, Changjiang River Scientific Research Institute, Wuhan Hubei 3Operation and Administration Center for River Basin Hydro Complex, China Three Gorges Corporation, Yichang Hubei Received: Feb. 28th , 2023; accepted: Mar. 28th , 2023; published: Jun. 27th , 2023 作者简介:郝越(1997-),男,河北石家庄人,硕士研究生,研究方向为流域水环境与生态,*通讯作者湖库蓝藻水华应急治理技术研究现状与展望AbstractAiming at the demand of cyanobacterial bloom control in lakes and reservoirs in China, this paper briefly analyzes the causes and mechanisms of cyanobacteria blooms in lakes and reservoirs from the aspects of physiological and ecological characteristics of cyanobacteria, water quality, meteorology, hydrology and hydrodynamics, and aquatic communities. The harm and monitoring methods of cya-nobacterial bloom in lakes and reservoirs are briefly described. The principles, application scope, advantages and disadvantages of the existing emergency algae removal technology are summarized from three aspects of physics, chemistry and biolog. Finally, the research direction and application prospect of emergency management technology are prospected. The key technologies and equipment for water purification should be developed according to the characteristics of eutrophication of lakes and reservoirs and the needs of water purification, such as efficient reduction of low-concentration nutrients in water bodies, prevention and control of mild algal blooms, emergency algae removal of moderate and severe algal blooms, and continuous improvement of water quality after algae inhibi-tion and algae removal. The multi-technology optimization and integrated development, convenient and intelligent operation, green energy conservation and environmental protection, algae removal technology and lake water eutrophication monitoring and early warning are suggested the future development directions. KeywordsCyanobacteria Bloom, Causes and Mechanisms, Monitoring and Early Warning, Emergency Treatment TechniquesCopyright © 2023 by author(s) and Wuhan University. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0). /licenses/by/4.0/1. 引言随着全球气候变化和人类活动影响的加剧,生态环境正在面临着严峻的风险与挑战,湖库蓝藻水华频发即是流域水环境领域所面临的重要挑战之一,蓝藻又称“蓝细菌”,是一种光合自养型原核生物,广泛分布于全世界水体中。
湖泊蓝藻水华发生机理研究进展
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• 我们试图填补这一空白,通过15N天然丰度 (氮同位素)和15N示踪实验测试树种是否 在一个婆罗洲雨林显示差异吸收不同的化 学形式的N。 • 大多数树种的分布与土壤资源紧密相关, 导致森林的组成在沿土壤梯度中不同土壤 类型之间有着显著差异,从而产生高β多样 性
• 我们假设,在婆罗洲森林中土壤特异化可 能由于树种之间采取不同的N化学形态能力 的多样性而上升。 • 差异性吸收的氮素形态代表物种之间在资 源使用比率的变化,物种之间吸收N形态的 差异可能是一个促进高β多样性的机制。
李朝亮 201100140080
湖泊蓝藻水华发生机理 研究进展
马健荣,邓建明 秦伯强,龙胜兴
第 33 卷第 10 期 2013 年5 月
摘要:
• 蓝藻水华是富营养化湖泊常见的生态灾害,通过产生毒素、 死亡分解时使水体缺氧和破坏正常的食物网威胁到饮用水 安全、公众健康和景观,会造成严重的经济损失和社会问 题,揭示其发生机理是进行防治的基础。 • 综述了蓝藻水华发生机理的主要假说和证据,主要分为环 境因子(营养盐、氮磷比、温度、微量元素、浮游动物牧 食、水文和气象条件等)和生理生态特性(伪空泡、胶质鞘、 CO2 浓缩机制、适应低光强、贮藏营养物质、防晒、产 毒素和固氮等)两个方面; • 评述了主要新理论,展望了今后的研究。 到目前为止的研 究表明寻找一两个关键因子并不能阐明蓝藻水华的发生机 理。 现存的理论或假说尽管已经在蓝藻水华的防治实践 中产生重要作用,但仍然未能清楚地阐释其发生的客观规 律。
CO2 浓缩机制
• 蓝藻能高效吸收浓缩低浓度的 CO2,在细胞内积聚 比外界高几百到几千倍的 CO2 浓度 因此蓝藻不
• 仅能在低 CO2 浓度环境下能竞争,还能在蓝藻占 优势的情况下将 CO2 浓度降到自身仅能利用的水 平来确保其优势。
近海浅层水体蓝藻水华评价与监测方法研究
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近海浅层水体蓝藻水华评价与监测方法研究近年来,蓝藻水华在近海浅层水体中的增长已经引起了广泛的关注。
蓝藻水华不仅对水质造成了严重的影响,还对生态系统和人类健康产生了威胁。
因此,针对近海浅层水体的蓝藻水华评价与监测方法的研究至关重要。
一、浅层水体蓝藻水华评价方法1. 水体光学性质评价方法光学性质评价可以通过测量水体的透明度、浊度以及色度等参数来进行。
这些参数可以提供蓝藻水华的初步评估,为后续的测量和分析提供参考。
2. 大气环境评价方法大气环境评价方法主要通过监测气象因素,如风速、湿度和温度等,来评估蓝藻水华的分布和发展趋势。
这些气象因素与蓝藻水华的生长和传播有密切关系,因此可以作为蓝藻水华评价的重要参考指标。
3. 水质指标评价方法水质指标评价方法是评估蓝藻水华的常用方法之一。
这些指标包括溶解氧、氨氮、亚硝酸盐和硝酸盐等参数。
通过对这些指标的监测和分析,可以了解水体中蓝藻水华的分布和丰度。
二、浅层水体蓝藻水华监测方法1. 遥感技术监测方法遥感技术可以通过卫星图像获取大范围的水体信息,包括水体的颜色、浊度和透明度等。
这些信息可以提供蓝藻水华的空间分布和时间演变等重要数据,为蓝藻水华的监测和预测提供依据。
2. 传感器监测方法传感器监测方法可以通过安装在水体中的传感器获取水体的多个参数,包括温度、溶解氧、氨氮和叶绿素等。
这些参数与蓝藻水华的生长和传播有关,可以提供详细的监测数据,为蓝藻水华的评估和管理提供科学依据。
3. 分子生物学监测方法分子生物学监测方法通过分析水体中的DNA和RNA等生物标记物,可以快速准确地检测蓝藻水华的存在和种类。
这种方法具有高灵敏度和高特异性,可以提供蓝藻水华的种类鉴定和数量统计,为蓝藻水华的监测和管理提供基础数据。
三、浅层水体蓝藻水华监测方法的优缺点1. 优点浅层水体蓝藻水华评价与监测方法多样化,可以从不同角度综合评估蓝藻水华的分布和丰度。
遥感技术和传感器监测方法可以提供大范围的监测数据,具有较高的时空分辨率。
我国水华蓝藻资源化研究现状、问题与对策
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我国水华蓝藻资源化研究现状、问题与对策
水华蓝藻是国家重点保护项目,我国拥有丰富的水华蓝藻资源,长期以来一直受到人们的重视与研究,研究有助于保护和开发水华蓝藻资源,提高民生福祉。
近年来,我国在水华蓝藻资源化研究方面取得了一定成绩。
从进化生物学、代谢生物学、作用生物学到生物技术,都取得了积极进步。
目前,我国已经开发出了多种水华蓝藻资源化产品,如单细胞蛋白、藻红素、植物激素等,这些产品在抗癌、抗衰老等领域具有独特的功能。
然而,水华蓝藻资源化研究仍处于萌芽阶段,面临诸多挑战,如种类丰富,发掘利用成本较高等问题。
另外,蓝藻来源多样,处理程序复杂和贵,生产时产品质量不稳定,产品复杂性不可预测等问题,也是当前可操作性有限的阻碍因素。
为了解决上述问题,针对不同聚集体水华蓝藻的特性,分析解决蓝藻种类多样的问题;在资源发掘方面,从生态系统的角度出发,以及水华蓝藻资源的合理管理;在提高利用率方面,制定联合开发的策略,通过技术手段和生态手段综合利用蓝藻资源;在生产过程中,重视质量控制,使蓝藻产品质量和稳定性有所提高;加强对蓝藻资源的研究,更好地发掘其用途和科学价值。
总而言之,水华蓝藻资源化研究依然有诸多挑战,但已经取得了一定成果,并有望在更多方面取得进步。
为了实现水华蓝藻资源化研究的发展,需要多部门结合,在专业、技术、经济等方面形成有力的支持措施,以实现水华蓝藻资源更加有效地开发和利用。
蓝藻的现状及目前的主要治理方法
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蓝藻的现状及目前的主要治理方法第一篇:蓝藻的现状及目前的主要治理方法蓝藻的现状及目前的主要治理方法摘要:最近几十年蓝藻水华在我国各大富营养化湖泊频繁爆发,形成藻灾。
鉴于传统的打捞等治理手段的局限性,新兴的生物技术治理方法以其优越性而备受世人瞩目,渴望成为攻克蓝藻污染的最佳选择。
文中从水华的爆发及危害、目前国内外主要的防治措施和研究方向以及蓝藻的生物工程等几个方面进行了论述,以希望能够寻求合理的治理方案。
关键词:富营养化蓝藻治理生物技术国家重点治理的“三湖”由于水体富营养化造成的藻害日益严重,其他湖泊如东湖、西湖、洞庭湖、洪湖、鄱阳湖、洪泽湖等也不容乐观,甚至连藏在群山之中、很少点面污染源的千岛湖,也由于游人猛增而水体富营养化,已出现蓝藻大规模增生的趋势。
从1998年开始,这种蓝藻泛滥成灾的危机频频出现,并呈迅速蔓延之势。
从50年代以来,由于人口急剧增长,工业化和城市化进程加快,大大增加了氮、磷营养物质向水体的排放量,加剧了湖泊等水体富营养化程度,使水体生态环境向恶化方向演变,最终影响经济和社会可持续发展。
所以,富营养化问题日益受到世界各国政府和社会各界的关注和重视。
中国是一个湖泊众多的国家,大于1平方公里的天然湖泊有2300余个,湖泊面积为70988平方公里,约占全国陆地面积的0.8%,湖泊总储水量为7077多亿立方米。
近年来,我国东部南部随着国民经济高速发展,环境污染控制相对滞后,不少水体负荷了超量氮、磷和其他有机污染等营养物,致使湖泊环境不断恶化。
湖泊富营养化在中国已是一个突出的环境问题,所以预防治理蓝藻水华已成当务之急。
湖泊富营养化和水华的形成和危害藻类和一些光合细菌能利用氮、磷等无机盐类通过光合作用合成有机质,称为光养型生物。
富营养化缓流水体中的光养型生物,如蓝藻、绿藻等,通过光合作用以光能和无机物合成自身生长繁殖的有机物,并在短时间内集中大量繁殖,形成藻灾,即水华。
通常春夏秋湖泊中的主要藻类是蓝藻、绿藻。
我国水华蓝藻资源化研究现状、问题与对策
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2 0 1 2年第 3期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀胡碧洋等, 我国水华蓝藻资源化研究现状、 问题与对策
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藻为 原 料 高, 且 藻 毒 素 含 量 降 低。 这 与 V e r g a r a F e r n á n d e z a 等( 2 0 0 8 ) 的 研 究 是 一 致 的。王 寿 权 等 ( 2 0 0 8 ) 通过猪粪与蓝藻共同发酵产沼气试验证实, 2者共同发酵产气率高, 且未检出藻毒素。徐双锁 2 0 1 1 ) 利用稻秸与蓝藻共同厌氧发酵, 发现其产 等( 沼气速度和甲烷含量均明显高于单一稻秸为底料的 处理组。 1 . 1 . 2 ㊀发酵产酸 ㊀ 将蓝藻作为生物质原料进行厌 氧发酵产氢、 甲烷、 丁酸和乙酸等是目前认为最可行 的资源化方式之一。由于在生物产氢过程中丁酸的 积累有利于产氢, 因此丁酸的生成对生物制氢也具 有指示作用。吕娴等( 2 0 1 1 ) 进行了以蓝藻为底物 H 对发酵 的厌氧发酵产丁酸试验, 通过调节初始 p 起到定向产丁酸的作用, 证实了蓝藻定向发酵产丁 2 0 1 1 ) 在综合考虑运行费 酸的可行性。任洪艳等( 用和厌氧消化效果的前提下, 对蓝藻厌氧发酵适宜 的预处理方法进行探讨, 认为中档微波碱法预处理 更符合蓝藻快速减量化、 资源化的要求。李玉祥等 ( 2 0 1 0 ) 进行了碱性条件促进蓝藻厌氧发酵产挥发 性脂肪酸研究, 对蓝藻产酸效果与其他固体废物产 酸效果进行比较, 证实蓝藻作为厌氧发酵原料生产 挥发性脂肪酸具有可行性。 1 . 1 . 3 ㊀生产生物柴油 ㊀ 高产油型微藻与生物柴油 的其他原料相比, 其所具有的生产优势最明显, 可能 成为未来替代石化能源的清洁新能源之一( A m i n , 2 0 0 9 ; 李华等, 2 0 1 1 ) 。美国和欧洲都已经启动了微 藻生物柴油计划。中国科学院与中国石化合作开发 微藻生物柴油技术, 预计 2 0 1 5年前后实现户外中试 装置研发。在利用水华蓝藻产油方面, 国内鲜见报 道, 郑洋等( 2 0 1 1 ) 采用实验室规模的固定床反应器 作为试验平台, 对蓝藻快速热解液化制取生物油的 可行性进行了探讨, 通过成分分析表明水华蓝藻是 生产生物油的良好候选材料, 并具有产油率高、 预处 理简单等特点。尽管蓝藻生物油的直接利用还有很 大难度, 存在着技术不完善、 油品品质待提高等一系 列问题, 但蓝藻液化制取生物油有良好的发展趋势 与前景。 1 . 1 . 4 ㊀制备煤浆或焦炭 ㊀ 高含水率生物质与煤共 制浆气化方面的研究受到国内学者的关注。李伟东 2 0 0 9 ) 通过试 验 表 明, 含水蓝藻表观黏度的降 等( 低, 有利于蓝藻煤浆成浆浓度的提高。加入蓝藻的 煤浆比水煤浆表现出更好的稳定性, 煤—藻混合浆 代替水煤浆, 能达到水煤浆的固体浓度水平。但是 破坏蓝藻生物质网状结构和释放分子内水的预处
我国典型浅水湖泊蓝藻水华治理技术研究进展

第10卷 第8期 中 国 水 运 Vol.10 No.8 2010年 8月 China Water Transport August 2010收稿日期:2010-05-17作者简介:宋益峰(1978-),浙江海盐人,学士,上海市金山区水文站助理工程师,主要从事水环境监测与治理研究。
我国典型浅水湖泊蓝藻水华治理技术研究进展宋益峰1,兰 林2,吴 江3(1上海市金山区水文站,上海 201508;2江苏省水利厅,江苏 南京 210029;3太仓市环境监测站,江苏 太仓 215400)摘 要:蓝藻水华成为我国浅水湖泊的重大水环境问题。
根据蓝藻水华的形成机制,采取相应控制技术减少其带来的影响具有重要的生态和环境意义。
文中综述了目前我国典型浅水湖泊蓝藻水华治理中物理控制法、化学控制法、生物控制法的研究进展。
关键词:浅水湖泊;蓝藻水华;治理技术中图分类号:X524 文献标识码:A 文章编号:1006-7973(2010)08-0154-02一、前言我国目前66%以上的湖泊、水库处于富营养化的水平,其中重富营养和超富营养的占22%,富营养化成为我国湖泊目前与今后相当长一段时期内的重大水环境问题[1]。
与湖泊富营养化相伴随的一个普遍现象就是蓝藻水华[2],蓝藻水华广泛地存在于淡水生态系统中并产生一系列严重的水环境问题[3]。
蓝藻水华控制是世界性难题[4~6],迄今采用的控制蓝藻水华的技术有几种:物理控制法、化学控制法和生物控制法。
二、蓝藻物理强化控制技术 1.机械除藻技术机械除藻技术包括移动式富集湖面蓝藻“水华”技术、气浮捕集蓝藻“水华”技术。
沈银武等[7]利用振动重力斜筛、旋振筛和卧螺离心脱水方法,在单机运行的条件下,在滇池于2001年4月和9月的145天中开机1,700h,共收获富藻水17,000m 3,折合干重为325t。
试验区收获的蓝藻干粉经检测其平均总氮(N)为8.51%;总磷(P)为0.49%、总钾(K)0.70%和粗有机物43.47%。
滇池蓝藻水华综合防控关键技术与应用
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滇池是我国第八大淡水湖,位于云南省昆明市,是昆明市最大的自来水源地。
近年来,滇池水华问题频发,成为困扰昆明市民的重要环境问题。
滇池水华主要是由蓝藻引起的,蓝藻水华不仅影响了滇池的生态环境,还给城市的自来水供应带来了很大的负担。
滇池蓝藻水华综合防控技术与应用显得尤为重要。
一、滇池蓝藻水华的危害与成因1. 对环境的危害蓝藻水华会使水体富营养化,造成水质恶化,影响生态平衡,对水生生物的生长和繁殖产生负面影响,导致水生态环境的恶化。
2. 对城市自来水供应的影响蓝藻水华会导致藻类大量逝去并降解,产生臭味和异味物质,影响自来水的水质,给城市自来水处理带来压力。
3. 成因分析滇池水华的形成是由湖泊富营养化、氮磷含量高、水温升高等多种因素共同作用的结果,人类活动也是滇池水华形成的重要原因之一。
二、滇池蓝藻水华综合防控关键技术与应用1. 生物控制技术通过引入和培育一些具有高水平的生物控制蓝藻水华的微生物和浮游植物,来改变湖泊生态系统中的能量和物质流动过程,从而控制蓝藻组织生长。
2. 化学控制技术利用化学方法来控制蓝藻水华,包括投加杀藻剂、投加固氮剂等手段来改善水体的营养盐结构,控制水华的发生和发展。
3. 物理控制技术通过喷淋、搅拌、曝气等物理方法来改善水体的流动状况,减少蓝藻在水体中的滞留和生长。
4. 生态修复技术通过人为手段引入适当的水生植物和动物,修复水体的生态平衡,减少蓝藻水华的发生。
5. 应急处理技术在水华暴发时,采取防治措施,包括机械收割、高压水枪清洗等手段来应急处理已经形成的蓝藻水华。
三、滇池蓝藻水华综合防控技术的应用实践1. 技术实验相关单位和专家学者对滇池蓝藻水华综合防控技术进行了多次实验,积累了大量的实验数据和经验。
2. 工程应用在滇池及其周边区域开展了多项水华综合防控工程应用实践,包括投放生态修复材料、喷洒杀藻剂等措施。
3. 效果评估了解各种综合防控技术在滇池水华治理中的应用效果,不断进行效果评估和技术改进。
蓝藻水华发生机理及预警研究进展
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2 .C h a n g z h o u E n v i r o n en m t a l I n f o r m a t i o n C e n t e r ,C h a n g z h o u , J i a n g s u 2 1 3 0 2 2 , C h i n a)
Ab s t r a c t :F r e qo n e o f t h e mo s t i mp o r t a n t w a t e r e n v i r o n me n t p r o b l e ms i n c h i n a .C y a n o b a e t e r i l a b l o ms p r e s -
徐 宪根 , 周 游 , 黄 骏 , 陈 晶 ( 1 .常州市环境科 学研 究院, 江苏 常州 2 1 3 0 2 2 ; 2 .常 州 市环 境信 息 中心 , 江苏 常州 2 1 3 0 2 2 )
摘 要: 蓝藻水华频发是 中国众多淡水 富营养 化湖库所面I 晦的重要水 环境 问题 。水华蓝 藻通过产生 藻毒素 、 死亡分 解
r e c t i o n o f c y a n o b a c t e r i a o c c u re n c e me c h a n i s m a n d f o r e c a s t i n g a r e a n t i c i p a t e d, wh i c h ma y p r o v i d e s o me i d e s a f o r t h e p r e v e n t i o n nd a
第 3 O卷 第 5期
2 0 1 7年 1 0月
污
染
防
治
技
湖泊蓝藻资源化再利用技术研究进展
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湖泊蓝藻资源化再利用技术研究进展1.研究背景1.1蓝藻简介蓝藻又称蓝绿藻,又称为蓝绿藻,是由于光合作用形成的颜色得名,是广泛出现在世界各地的主要藻种,在淡水中生长的蓝藻在水体表面聚集形成水华,或者集中在表面形成蓝绿色的浮藻群[1],称蓝细菌,属于原核生物。
蓝藻目前,人们对多数蓝藻种类还缺乏基本的研究,对有害有毒蓝藻的研究相对较多。
蓝藻是原核生物中最原始、最古老的藻类植物,出现在距今35亿年~33亿年前。
作为原核生物,蓝藻没有细胞核,具有真核生物中进行光合作用的主要色素叶绿素a,并在光合作用中释放出氧气。
现在已知有1500多种,分布遍及世界各地,能够适应不同的环境,特别是对高温、高盐有很强的适应性。
蓝藻偏好中性和碱性水体,部分种类具有气囊,总气囊的体积占整个细胞的2%~20%,可自主调节在水体中的垂直位置,这就是它们能够在湖泊产生趋表聚集的最主要的原因。
蓝藻形态各异,但是以球形单细胞和丝状藻体为主,多数蓝藻种类以多个细胞被无色透明的胶鞘包裹聚集,形成形态各异的不定形群体。
蓝藻的细胞繁殖是简单的无性分裂。
微囊藻是我国湖泊最常发生的水华蓝藻种类。
其群体常由几十个、数百个甚至上千个单个细胞组成。
蓝藻对于光的利用能力非常强。
一般高等植物的光能利用率通常是5%~6%,而蓝藻的光能利用率高达18%,光合效率达43%,是一般农作物的3倍和1.4倍以上。
因此,对蓝藻进行深入研究将提供很有价值的资料,具有重要的意义。
而蓝藻体内含有特殊的藻蓝蛋白和别藻蓝蛋白等营养物质,还具有广阔的市场和发展前景。
1.2我国湖泊富营养化现状及危害湖泊是陆地表面具有一定规模的天然洼地的蓄水体系,是湖盆、湖水以及水中物质组合而成的自然综合体。
我国是一个多湖泊的国家,约有2万多个湖泊,占世界天然湖泊的1/10,大于1 km2的天然湖泊就有2 300余个,总面积为71787km,约占全国总面积的8%左右[1]。
湖泊是重要的国土资源,它不仅为人类提供饮用水源,而且在农业灌溉、工业生产、水产养殖、航运交通、水力发电、健身游乐、调节气候、改善区域生态环境等许多方面都有重要作用。
我国科学家关于湖泊水华治理的研究取得重要进展
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我国科学家关于湖泊水华治理的研究取得重要进展
王春霞
【期刊名称】《自然科学进展》
【年(卷),期】2006(16)7
【摘要】在国家科技部和国家自然科学基金委员会的资助下,中国科学院生态环境研究中心潘纲研究员经过多年的努力,在湖泊富营养化治理方面取得重要进展.最近其代表性成果以3篇系列论文的形式发表于Environmental Pollution,并被国际环境领域的著名期刊Environmental Science&Technology在Technology News专栏以“Quick,cheap method for algae removal”为题做了重点介绍.ES&T评价认为“这是一种快速、廉价清除藻华的方法,特别适合于淡水有毒藻华的应急清除,而且可提供一个永久性修复遭受藻华危害的湖泊并恢复其生态的长期战略”.
【总页数】2页(P827-827)
【关键词】富营养化治理;中国科学院生态环境研究中心;湖泊;国家自然科学基金委员会;科学家;水华;国家科技部;环境领域
【作者】王春霞
【作者单位】
【正文语种】中文
【中图分类】X524;TQ051.893
【相关文献】
1.氮磷营养盐控制与湖泊蓝藻水华治理研究进展 [J], 王箫璇;曹燕芝;丁颖;黄青青;张寅生;王林;郭匿春
2.我国典型浅水湖泊蓝藻水华治理技术研究进展 [J], 宋益峰;兰林;吴江
3.我国科学家在植物-微生物相互作用研究中取得取得重要进展 [J], 刘刚;
4.我国科学家在低维拓扑超晶格中可调控的自旋输运研究中取得重要进展 [J],
5.氮磷营养盐控制与湖泊蓝藻水华治理研究进展 [J], 赵华;张先智;肖娴
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湖库蓝藻水华控制技术发展、应用及展望

湖库蓝藻水华控制技术发展、应用及展望曹晶;袁静;赵丽;潘正国;闫国凯;高思佳;储昭升;郑丙辉【期刊名称】《环境工程技术学报》【年(卷),期】2024(14)2【摘要】蓝藻水华暴发会引起供水系统堵塞、水体异味、水生生物死亡等一系列生态环境问题,严重时还将威胁饮用水安全,因此采取切实有效的蓝藻水华控制技术对蓝藻水华防控至关重要。
通过文献调研系统梳理了国内外蓝藻水华控制技术发展历程,综述了典型蓝藻水华控制技术及其适用范围、应用情况及优缺点等。
结果表明:蓝藻水华控制技术总体分为物理控藻技术、化学控藻技术和生物控藻技术。
从技术文献关键词时间发展脉络看,2010年之前国外蓝藻水华控制技术关键词多集中在絮凝、混凝等化学控藻技术,2010年后向水生植物抑藻等生物控藻技术发展;我国蓝藻水华控制技术关键词2010年前主要集中在鲢鳙鱼控藻、水生植物抑藻等生物控藻技术,2010年后超声波、机械除藻等物理控藻技术和絮凝等化学控藻技术快速发展,2015年后物理控藻技术进一步发展。
国外蓝藻水华控制技术于20世纪50年代起步于化学控藻技术,2000年后研发了超声波、光波等物理控藻技术,2010年后主要以生物控藻和化学控藻技术为主;国内蓝藻水华控制技术于20世纪80年代起步于针对小型水体的生物控藻技术,2000年后逐渐发展为针对大型湖库的机械除藻技术(物理控藻技术)。
物理控藻、化学控藻技术的应急效果显著,但物理控藻技术存在成本高、长效性不足等缺点,化学控藻技术存在二次污染风险;而生物控藻技术存在见效慢、有外来物种入侵风险、生态系统被扰乱风险等生态安全问题,目前实际应用案例较少。
未来应加快推进蓝藻水华控制技术优化筛选和示范应用,同时开展蓝藻水华控制技术与内外源污染控制、水生态修复等技术的集成应用,提高蓝藻水华控制效果。
【总页数】14页(P487-500)【作者】曹晶;袁静;赵丽;潘正国;闫国凯;高思佳;储昭升;郑丙辉【作者单位】湖泊水污染治理与生态修复技术国家工程实验室;清华大学环境学院;无锡德林海环保科技股份有限公司【正文语种】中文【中图分类】X524【相关文献】1.大型湖库富营养化蓝藻水华防控技术发展述评2.淡水湖库蓝藻水华治理对策研究与展望3.动态聚类最近邻法在湖库蓝藻水华预测中的应用4.湖库蓝藻水华应急治理技术研究现状与展望因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
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第10卷 第8期 中 国 水 运 Vol.10 No.8 2010年 8月 China Water Transport August 2010收稿日期:2010-05-17作者简介:宋益峰(1978-),浙江海盐人,学士,上海市金山区水文站助理工程师,主要从事水环境监测与治理研究。
我国典型浅水湖泊蓝藻水华治理技术研究进展宋益峰1,兰 林2,吴 江3(1上海市金山区水文站,上海 201508;2江苏省水利厅,江苏 南京 210029;3太仓市环境监测站,江苏 太仓 215400)摘 要:蓝藻水华成为我国浅水湖泊的重大水环境问题。
根据蓝藻水华的形成机制,采取相应控制技术减少其带来的影响具有重要的生态和环境意义。
文中综述了目前我国典型浅水湖泊蓝藻水华治理中物理控制法、化学控制法、生物控制法的研究进展。
关键词:浅水湖泊;蓝藻水华;治理技术中图分类号:X524 文献标识码:A 文章编号:1006-7973(2010)08-0154-02一、前言我国目前66%以上的湖泊、水库处于富营养化的水平,其中重富营养和超富营养的占22%,富营养化成为我国湖泊目前与今后相当长一段时期内的重大水环境问题[1]。
与湖泊富营养化相伴随的一个普遍现象就是蓝藻水华[2],蓝藻水华广泛地存在于淡水生态系统中并产生一系列严重的水环境问题[3]。
蓝藻水华控制是世界性难题[4~6],迄今采用的控制蓝藻水华的技术有几种:物理控制法、化学控制法和生物控制法。
二、蓝藻物理强化控制技术 1.机械除藻技术机械除藻技术包括移动式富集湖面蓝藻“水华”技术、气浮捕集蓝藻“水华”技术。
沈银武等[7]利用振动重力斜筛、旋振筛和卧螺离心脱水方法,在单机运行的条件下,在滇池于2001年4月和9月的145天中开机1,700h,共收获富藻水17,000m 3,折合干重为325t。
试验区收获的蓝藻干粉经检测其平均总氮(N)为8.51%;总磷(P)为0.49%、总钾(K)0.70%和粗有机物43.47%。
依此结果计算,相当于从试验区取出氮(N) 27.66 t、磷(P) 1.6t、钾(K ) 2.28 t 和粗有机物141.28t。
有效降低了富营养化湖泊的氮、磷等水平和减轻或缓解了大量暴发的蓝藻生物量。
2.水动力控藻技术吴张永等[8]对流体动力处理蓝藻技术进行了前期室内试验研究,发现实验条件下除藻率可达100%,且不会对水体造成二次污染。
太湖在闾江口到马山岛之间马围长堤附近修建马山大桥,把大堤打通,沟通马山西的太湖与梅梁湖、贡湖、五里湖的水流,促使流入口袋的水流,从袋底顺利流入西太湖,促使湖水在夏季向西北部分流,冬季西太湖水流灌入两湖以冲洗滞水。
如此可把两湖与西太湖整体形成循环水流,以使湖水通过自净、分流促使快速换水,抑制蓝藻暴发。
3.超声波控藻技术超声波技术是近年来发展起来的一种新型的环境技术,被称为环境友好技术[9],具有操作和控制容易,便于引进自动化操作手段,在处理中不引入其他化学物质,而且反应条件温和,反应速度快等优点。
功率超声在水体中空化效应产生的高压、冲击波、声流和剪切力能够有效破坏藻类的细胞结构,抑制叶绿素的合成,降低蓝藻细胞类囊体膜上藻胆蛋白和某些酶的活性。
目前有研究将超声波技术应用于自然水体,通过超声短时间的辐照抑制水体中藻类的生长,从而达到控制水华爆发的目的[10]。
三、太湖蓝藻化学强化控制技术 1.湖底充气扬水筒技术扬水筒技术,将积聚于表层的藻类驱赶至水库底层,由于光照极低以及温度骤降等原因,藻类失去活性而逐渐消亡,并能显著降低水库底层铁、锰浓度。
在荷兰阿姆斯特丹Nieuwe Meer 水库中,扬水筒技术实施结果得到证明:其生物量降低为未处理前的1/20,藻类种群结构也由原先以蓝藻为主转变为硅藻、绿藻为主;此外整个水体中的溶解氧浓度可一直维持在5mg/l 左右,从而扩充了鱼类的生存空间。
2.黏土除藻技术黏土除藻华技术最早来源于絮凝原理,曾被作为在海洋赤潮暴发时的一种应急技术,取得了一定的效果。
早在1997年,就有专家在国际权威科学期刊《自然》上撰文指出,使用黏土除藻可能是治理藻华的最有发展前途的方法。
但由于絮凝除藻机理不清、黏土投量太大、藻华复发和二次污染等问题,许多将黏土除藻技术应用于淡水湖泊中清除藻华的尝试一直没有成功,其技术定位为应急措施。
潘纲等[11]通过改性黏土的快速除藻除浊作用启动并强化沉积物中的生物地球化学反应使其自动地进行长期连锁的健康修复过程,发展了既能快速消除水华又能长期治理湖泊富营养化的一系列改性黏土技术。
通过对26种不同黏土与藻细胞之间多项絮凝性质的研究发现高效黏土絮凝除藻的黏土架桥网捕作用,根据上述科学发现在架桥网捕性能方面对黏土进行改性,结果改性后的黏土不仅特别适合于淡水藻华的清除,而且黏土的投入量也从国际先进的200mg/l,降到了10mg/l,除藻效率达到95%以上。
这种环境友好的天然改性剂可以使各种原先不具有除藻能力的当地黏土/沉积物变成高效除藻剂。
3.化学除藻剂第8期 宋益峰等:我国典型浅水湖泊蓝藻水华治理技术研究进展 155传统的杀藻剂包括硫酸铜、明矾、漂白粉、石灰、聚合铝、铁盐等,近年来更多综合型除藻剂也投入使用。
三爱公司在1999年滇池草海的应急治理中,采用天然抑藻材料(由天然作物提取),加上一定的缓冲剂,制作成圣A-3缓冲综合型除藻剂,通过适当适量改变有害藻类生长环境中的电解状态,诱导蓝藻超常光合作用,加快代谢,导致细胞破裂而死亡,同时促进消耗磷和其他养分,达到有效控制蓝藻生长的目的。
该药剂在1 km2的水面施用后,实验区内叶绿素含量从每立方米2500~3000mg/m2,下降到80~200mg/m2,去除率高达95%以上,水体的PH值稳定在7.3~8.0。
和丽萍[12]在滇池外草海约为110km2的开放性水域内,利用化学杀藻剂BC-655开展了蓝藻清除试验,也取得了较好效果。
除藻剂的选择上应从今后水体和水生生态环境的要求考虑,绝不能选用一时有效但遗患无穷的金属盐类和有机药剂;应适应开放式水体在动态情况下的不利因素,药剂有效作用应有一个延时释放的功能,并在水底形成一个底泥营养物质缓释或封闭界面。
四、太湖蓝藻生物强化控制技术1.生物操纵法经典的生物操纵是1975年提出的,是通过改变捕食性鱼类的结构组成或多度来操纵植食性浮游动物群落的结构,促使滤食效率高的植食性大型浮游动物,特别是枝角类种群的发展,进而降低藻类的生物量,提高水体的透明度,改善水质。
经典的生物操纵法虽其使用时间较长,但利用此法取得成功的大都属于小型水体,而在大型水体中应用时不成功的比例较高。
1999年,中科院水生所刘建康和谢平提出了非经典生物操纵法,即通过凶猛鱼类及放养滤食性鱼类(鲢鱼、鳙鱼)直接牧食蓝藻水华的生物操纵。
在蓝藻水华暴发的富营养湖泊中,必须放养较高密度的鲢鱼、鳙鱼,才能达到控制蓝藻生产力、消除蓝藻水华的目的。
非经典生物操纵最显著的优点是具有持久性。
自上世纪60年代以来,鲢鱼、鳙鱼被广泛引种到世界各地,以控制藻类水华。
近几年来,对非经典生物操纵法的研究越来越多,均肯定了滤食性鱼类对于藻类水华的控制效果。
而滇池试验水域中,滤食性鱼类控藻技术正是其中的一项主要措施。
2.水生植物控藻技术水生植物与藻类生长的相互关系中,既有竞争光和营养的一面,也有相生相克的关系,其中包括藻类分泌物对植物的影响,或植物分泌物对藻类的影响。
马为民等[13]以金鱼藻、水毛莫和哥伦比亚萍为材料,研究了这三种水生高等植物对铜绿微囊藻的影响作用,发现不同水生植物和不同浓度的种植水对铜绿微囊藻的影响是不同的。
此外还包括克藻植物-浮叶植物的培育技术。
3.微生物控藻技术微生物控藻方法之一是向水体投放氨化细菌、硝化细菌和反硝化细菌,以降解水中的氨氮和有机物,使藻类缺乏生长所需的氮元素,从而抑制藻类的异常生长;方法之二是向水体投加复合微生物,这些微生物大多是自身繁殖或从食品中提取的高效微生物群体,可利用水中氮、磷及有机污染物,它们在转化有机物的过程中得到大量繁殖,从而形成微生物—浮游生物—鱼类这一食物链为体系的微生态系统,以达到抑制藻类生长的目的。
五、总结与展望应该注意到,各种蓝藻强化控制技术都有自身的缺点:物理方法在治理结果上作用微薄,花费大量人力物力,影响景观。
使用化学杀藻剂有一定生态学风险,直接威胁鱼类和浮游动物的生存,而且使用量大,大水面施工有一定难度,难以达到标本兼治的目的,因此投放化学制剂治理蓝藻,主要是用于蓝藻大面积突然性爆发,进行临时的水面应急处理方法。
生物控制技术虽然效果很好而且也最持久,但见效较慢,稍有不慎很容易引起湖泊生态系统的变化。
因此,在实际应用中,应在基本搞清水体发生富营养化和蓝藻水华的主要原因和作用机制的基础上,从生态系统角度,针对太湖水体的具体问题和不同阶段,有针对性地采取综合措施才能取得明显效果。
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