除藻剂应急治理玄武湖蓝藻水华实验研究

T able 3 Q uantity composit ions of phytoplankton in Xuanwu L ake befor e and after harnessing
采样时间 2005. 9. 17 2005. 9. 22
蓝藻( Cy anop hy ta) 11 254. 5 3 857. 9
Abstract: Eutro phicatio n in Chinese lakes is one o f the most ser ious wat er pollutio n pr oblems pr esent and will st ill be in the near futur e. It is ver y impor tant to f ind a way t o contro l blue alga l bloo m in lakes. In Sept ember 2005, the alga l blo om remo val ex periment had been car ried out by adopting chemical medicament of 26. 87 g/ m2 in Xuanw u Lake. T he cell number o f phyt oplankton in ex per iment ar ea decreased by 82. 8% . M ain physical and chemical character s improv ed, but deter io rated w ithout further medicament. T he ex per imental result indicated that sing le measur e applied to single w ater bo dy may eliminate blue alg al in shor t time, but can not radically solve eutr ophication pr oblem.
第一作者: 李静会, 女, 1979 年生, 博士, 主要从事系统生态学研究。# 通讯作者。
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李静会等 除藻剂应急治理玄武湖蓝藻 水华实验研究
表 1 治理前后玄武湖水体 主要理化性质变化 T able 1 M ain phy sical and chemical character s o f Xuanw u Lake bet ween befo re and after har nessing
1 953. 6
2 实验材料与方法
3 结果与讨论
2. 1 除藻剂应急除藻 实验材料选用上海某公司的除藻剂, 其主要化
学成分为醋 酸。于 2005 年 9 月 17~ 21 日实 验期 间, 利用拖船和高压喷枪对试验区水面均匀喷洒, 合 计用量约 18 t , 平均用药量为 26. 87 g / m2 。 2. 2 水化学与水生生物检测
应急治理前, 水华遍及整个实验区, 下风向湖岸 尤为明显, 晴天能在水面形成数厘米长的豆花状藻 膜。浮游植物样品分析( 见表 3) 表明, 实验区平均 藻类数量达 11 254. 5 104 个/ L , 其中蓝藻占细胞 总数的 98. 8% 以上; 形成水华的蓝藻主要为水华微 囊藻和铜绿微囊藻。水华发生期间, 实验区的浮游 动物主要由原生动物组成, 其生物量占浮游动物总 生物量的 47. 4% , 其他浮游动物的种类和数量都比 较贫乏。
N H3- N / ( mg L- 1)
0. 396 0. 167 0. 177
高锰酸盐指数 / ( mg L- 1 )
8. 860 5. 139 13. 110
DO / ( mg L- 1 )
3. 2 4. 2 5. 3
Chla / ( mg m- 3 )
229. 0 34. 4 49. 2
表 2 治理前后玄武湖水体重金属元素 变化 ( mg L- 1 ) T able 2 M etal concent ratio ns o f Xuanw u L ake betw een befor e and after har nessing
Keywords: Blue algal bloo m Algaecide Emerg ency co ntr ol
湖泊富营养化是目前世界各国所面临的重大环 境问题。研究表明, 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% [ 1] 。湖泊富营 养化带来的一个 突出问题 是蓝藻水华的暴发, 在世界各地及我国均有大量的 报道[ 2] 。大规 模的蓝藻 水华降低 了水资源 利用效 能, 引起严重的生态破坏及巨大的经济损失, 而蓝藻 毒素的产生给公众健康带来极大隐患。
绿藻( Chl oroph yt a) 47. 8 59. 1
硅藻( Bac il l ari op hy ta) 86. 7
169. 3
隐藻( Cry p toph yt a) 0 5. 2
总量 11 389. 0
4 091. 5
2005. 10. 14
1 676. 0
73. 5
195. 4
8. 7
1 玄武湖概况和水环境特点
玄武湖位于南京城区内, 属于城市天然小型浅 水湖泊, 湖泊被梁州、樱州、翠州、菱州 4 个大岛和一 些小岛划分为东南湖、东北湖、西南湖、西北湖 4 大 湖区, 且湖区间有水力联系。流域汇水面积为33. 08 km 2 , 湖泊面积为 5. 5 km2 , 其中水面面积 3. 8 km2 。 平均水位小于 10 m, 平均水深 1. 43 m , 全湖最大水 深为 2. 8 m, 常 年 水位 9. 8 ~ 10. 2 m, 库 容 4. 29
控制蓝藻水华、治理水体富营养化的措施主要 包括: 传统的营养盐控制措施; 对外源性污染采取截 污、污水改道和污水除磷等; 对内源性污染采取清淤 挖泥、营养盐钝化、底层曝气和稀释冲刷等一系列措 施[ 3] ; 化学药品杀藻、机械捞藻等直接除藻措施[ 4, 5] ; 以浮游动物、鱼类和水生高等植物控制水体营养盐 及浮游植物的生物调控措施[ 6-11] 。上述方法在国内 外富营养化治理研究与实践中或单一或联合使用, 取得了一定的成效。本文以玄武湖为例, 在小水体 试验的基础上, 研究利用除藻剂机械喷洒应急除藻 措施, 并探讨蓝藻水华的综合治理技术。
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环境污染与防治 第 29 卷 第 1 期 2007 年 1 月
图 2 治理前后玄武湖浮游动物群落结构 F ig . 2 Co mmunit y structure of zoo plankto n in
Xuanw u Lake before and aft er harnessing
应 急 治 理 后, 蓝 藻 个 体 数 量 比 例 下 降 至 85. 8% , 绿藻、硅藻和隐藻的比例有不同程度的提 高, 藻类总量下降至治理前的 17. 2% , 水体表观质 量明显提高。治理后水体中浮游动 物的绝对数量 略有下降, 数量和生物量组成发生了一定 的变化: 原生动物的比例下降, 轮虫、枝 角类和桡虫类的比 例上升( 见图 2) 。短期内, 实验未对浮游动物造成 明显的生态风险。 3. 3 除藻剂的除藻机理及其生态学意义
图 1 实验区采样点布设图 Fig . 1 Samping points distribute in experimental area
3. 1 应急治理对水体理化性状的影响 表 1 为除藻剂应急除藻前后水体主要理化指标
变化, 其中 5 个重要的富营养化评价指标在施药后 均发生了明显变化, SD 平均提高 2. 85 cm, T N 平均 下降达 59. 0% , T P 下降 39. 7% , 高锰酸盐指数下降 42. 0% , Chl a 下降 85. 0% 。表层水 pH 下降到 5. 5。 实验结束后约半个月, T N 、T P、N H 3- N 、高锰酸盐指 数和 Chla 指标有了不同程度的回升, 其中高锰酸盐 指数超过了治理前的浓度, 可能由于风浪太大, 实验 区内外水体交换严重, 未处理水体进入实验区, 以及 死亡藻类造成的二次污染。但由于藻类密度较低, SD 上升至 39. 70 cm, pH 回升至 8. 8。金属元素检 测( 见表 2) 结果如下: As、P b、Cd、Cu 和 Ni 等元素 未检出; Al、F e、M n、Si 和 Zn 浓度有不同程度的降 低, 其中 Si 降低53. 1% , 最为显著; Ba、Ca、Mg 、Na 和 Sr 浓度有不同程度的升高。 3. 2 应急治理对水生生物群落结构的影响
环境污染与防治 第 29 卷 第 1 期 2007 年 1 月
除藻剂应急治理玄武湖蓝藻水华实验研究
李静会1 高 伟1 张 衡1 陆健健1# 刘光钊2
( 1. 华东师范大学河口海岸 研究院, 上海 200062; 2. 上海三爱环境水务公司 , 上海 200062)
摘要 湖泊富营养化是中国目前及今后相当长一段时期内的重大水环 境问题, 研究 蓝藻水华 治理的关 键技术具 有重要的 生 态和环境意义。2005 年 9 月在南京玄武湖开展了化学除藻剂治理蓝藻水华的实验研 究, 除藻剂平均 用量为 26. 87 g/ m2 , 治理后 实 验区藻类总量下降了 82. 8% ; 水体各项理化指标得到一定改善, 但停止洒药后部分指标回升; 浮游动物未出现 显著变化。实验结 果 表明, 除藻剂可能在短时间内除抑蓝藻, 但不能从根本上解决湖泊富营养化问题。
106 m3 。玄武湖和城市内的秦淮河水系、护城河、 内金川河水等几大水系相连, 湖水水位基本上是人 工控制。长期以来, 由于水体换水速度缓慢, 周边排 污没能受到很 好节制, 水 质已处于 富营养化 状态。 为了使水质得到改善, 对玄武湖开展了截污、疏浚和 引水等治理措施, 湖泊的营养状况指标虽然有所下 降, 但是降低幅度不大, 污染问题依然十分严峻, 蓝 藻水华暴发。2005 年 9 月, 在玄武湖西南湖开展了 除藻剂应急治理蓝藻水华的试验研究。试验区水体 总面积 0. 67 km2, 水深 1. 2 m。
关键词 蓝藻水华 除藻剂 应急治理
ห้องสมุดไป่ตู้
Emergency control of blue algal bloom by algaecide: experimental study in Xuanwu Lake L i J ing hui 1, Gao W ei1 , Zhang H eng 1 , L u J ianj ian1 , Liu Guangz hao 2. ( 1. I nstitute of Estuarine and Coastal Res ear ch , East China N ormal Univ er sity , S hanghai 200062; 2. S hanghai S una W ater Comp any , Shanghai 200062)
采样时间 2005. 9. 17
Al 0. 20
Ba 0. 03
Ca 36. 5
Fe 0. 03
Mg 7. 70
Mn 0. 002
Na 14. 7
Si 7. 20
Sr 0. 18
Zn 0. 002
2005. 10. 14 0. 18
0. 04
37. 3
-
9. 08
-
15. 1
3. 38
0. 19
-
表 3 治理前后玄武湖浮游藻类数量组成的变化 ( 104 个 L- 1)
采样时间
2005. 9. 17 2005. 9. 22 2005. 10. 14
SD / cm 22. 55 25. 40 39. 70
pH
10. 0 5. 5 8. 8
TN / ( m g L- 1)
6. 790 2. 784 7. 012
TP / ( mg L- 1 )
0. 708 0. 427 0. 670
在实验前后共进行 3 次采样。采样点位置见图 1。主要检测的理化指 标有透明度 ( SD) 、pH 、DO、 高锰酸盐指数、T N、N H3- N、T P、叶绿素( Chla) 和金 属元素等; 水生生物指标有浮游植物、浮游动物的种 类、数量和生物量等。野外采集及室内分析方法参 照文献[ 12] 。