蓝藻污染的危害及防治

第21卷第1期2008年2月污染防治技术P OLLUTI O N C ONTROL TECHNOLOGY Vol .21,No .1

Feb.,2008

・防治技术・

蓝藻污染的危害及防治

周国鼎

(常州市生态技术应用研究所,江苏常州　213022)

摘　要:就无锡太湖发生的蓝藻事件,介绍了蓝藻的起源、特性和水华的形成,分析了蓝藻污染对人民健康的危害,综述了对蓝藻防治的部分科研成果及资源化利用的措施。

关键词:蓝藻;水华;污染;防治

中图分类号:X503;X524 文献标识码:A

Effects of Cyanobacter i a Polluti on and Con trol M ethods

Z HOU Guo 2ding

(Changzhou Ecotechnology A pplication R esea rch Instnteti,Changzhou,J iangsu 213022,China )

Abstract:Based on the cyanobacteria polluti on accident in W uxi Taihu Lake,the origin,characteristics of cyanobacteria and the f or the occurrence of algae bl oom were intr oduced .The effects of cyanobacterial polluti on on peop le’s health were analyzed .Some research results about p reventi on and contr ol of cyanobacteria and its utilizati on were reviewed .

Key words:cyanobacteria;algal bl oom;polluti on;p reventi on and contr ol

收稿日期:2007-10-10;修订日期:2007-10-31

作者简介:周国鼎(1952—),男,江苏常州人,助理研究员,主要研究生态环境与健康。

太湖蓝藻事件尚未平息,在武汉蔡甸区南湖的一个大型人工渔场,又出现了一起蓝藻爆发,造成10万kg 鱼类死亡。巢湖、滇池、三峡库区支流等

流域也相继出现了蓝藻水华的污染事件。1　认识蓝藻及水华

蓝藻是一种最原始、古老的藻类生物。蓝藻是一种单细胞生物,细胞中央含有核物质,通常呈颗粒状或网状,染色体和色素均匀地分布在细胞质中。该物质没有核膜和核仁,但具有核的功能,故称其为原核。和细菌一样,蓝藻属于“原核生物”。蓝藻的繁殖方式有两类,一为营养繁殖,包括细胞直接分裂、群体破裂和丝状体产生藻殖段等几种方法;另一种为某些蓝藻可产生内生孢子或外生孢子等,以进行无性生殖。蓝藻的细胞壁外面有胶质衣,所以蓝藻也称为粘藻。太湖爆发蓝藻,水体粘稠、发臭,就与蓝藻的这胶质衣有关。

凡含叶绿素a 和藻蓝素量较大的,细胞大多呈蓝绿色,也有少数种类藻体呈红色。已知的蓝藻约有2000种,中国有记录的约900种,它分布广泛,遍及世界各地,大多数属淡水产,少数为海产。蓝藻是最早的光合放氧生物,对地球表面从无氧变为

有氧环境起了巨大的作用。有不少蓝藻(如鱼腥

藻)可以直接固定大气中的氮,以提高土壤肥力,使作物增产。有的蓝藻还成为人们的食品,如发菜

和普通念珠藻(地木耳)、螺旋藻等[1-5]

。

在含营养物质丰富的水体中,有些蓝藻常于夏季大量繁殖,并在水面形成一层蓝绿色而有腥臭味的浮沫,被称为“水华”。大规模的蓝藻爆发,被称为“绿潮”。

中科院南京地理与湖泊研究所的孔繁翔研究员等,对蓝藻水华的形成机制进行了研究,提出了4阶段的理论假设:即蓝藻的生长与水华的形成可以分为休眠、复苏、生长、上浮及聚集4个阶段,每个阶段中,蓝藻的生理特性及主导环境影响因子有所不同。在冬季,水华蓝藻的休眠主要受低温及黑暗环境所影响。春季的复苏过程主要受湖泊沉积表面的温度和溶解氧控制,而光合作用和细胞分裂所需要的物质与能量,决定水华在春季和夏季的生长状况,一旦有合适的气象与水文条件,已在水体中积累的大量蓝藻群体将上浮到水体表面积聚,形

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成可见的水华。

造成水华的出现,最根本的原因还是排入太湖的污染物远远大于太湖环境的自身容量。环太湖的21条主要河流出入湖断面水质达标率为61.9%,45条主要河流交界断面水质达标率仅为53.3%。外部污染源主要有工业污染、农业面源污染和城市生活污染三大类。工业污染主要集中在纺织印染业、化工原料及化学制品制造业、食品制造业等领域。致使江河湖泊中的氮、磷、钾等含量上升。

太湖地区是世界上人口高密度地区之一,已达1000人/k m2左右。外来人口增多,使得城市生活污水排入量迅速增大。很多农村改旱厕为水厕,

些分散排放的生活污染源,已成为太湖河网地区氮指标的重要来源[1]。

2　蓝藻水华的危害

大规模的蓝藻爆发,“水华”绿潮引起水质恶化,造成自来水严重污染,对人民的健康和生活产生的影响不言而喻。监测数据显示,目前太湖流域的饮用水源地水质以Ⅱ、Ⅲ类为主,有32%的水体水质不能达到饮用水要求。其中,局部地区的饮用水源地水质劣于Ⅳ类水体[2]。

蓝藻中有些种类(如微囊藻)会产生藻毒素(MC),大约50%的绿潮中含有大量MC。人们在湖中游泳等水上运动时,接触含藻毒素水体可引起眼睛或皮肤过敏、搔痒、发麻,甚至皮疹,少量饮水可引起急性肠胃炎,通过食物链的累积效应可能危害人体健康。MC直接对鱼类、水生生物产生毒害。家畜及野生动物饮用了含藻毒素的水后,会出现腹泻、乏力、呕吐、嗜睡等症状,甚至死亡[2]。

水华是诱发肝癌的三大罪魁祸首之一。乙肝、黄曲霉素早已被证明是肝癌的诱因,而藻毒素也会诱发肝癌,是中国科学家在国际上率先发现的。中国著名的流行病学专家、复旦大学预防医学研究所俞顺章教授领衔的课题组,经多年对蓝藻(微囊藻)及其毒素的深入研究,发现藻类毒素经口或静脉进入体内后,主要累积于肝、肾等器官;首次发现可通过胎盘屏障引起胎儿肝肾受损,并使胚胎畸形;首次应用携带乙型肝炎病毒的转基因鼠实验证明,MC和乙肝、黄曲霉素“三害联手”,诱发肝癌概率远大于单一因素或“双害”因素。实验表明:携带以上三种毒素的转基因鼠的肝癌发病率半年达32%,一年后高达56%。藻毒素能引起学龄儿童的肝损伤。纯品微囊藻毒素的毒性与眼镜蛇蛇毒相当。这种毒素在水中含量超过1μg/L时,就会对肝有促癌作用。

目前国家标准《水中微囊藻毒素的测定》,由水生所负责制定,并已实施。从2007年7月1日起,微囊藻毒素检测已作为中国生活饮用水的一项强制性的必检指标,以保证全国饮用水和水产品的质量和安全。

3　蓝藻污染的治理[3,4]

避免蓝藻毒素侵害的办法,首先是防止接触污其次是饮用二次处理的净水。常用的高温泡茶等方式对蓝藻毒素不起作用,麦饭石、明

。消毒效果最好的是臭氧加氯,可有效杀灭微囊藻毒素。各种活性炭或透析型净水器对微囊藻毒素的去除有效率达95%以上。漂白粉能消除水中90%以上的藻毒。

在无锡水源口采取人力打捞蓝藻的办法,为提高速度,有人发明了自动金属膜过滤器,在动力船缓慢行驶的过程中,通过金属膜不停转动,把蓝藻都打捞上船,打捞速度是人工的千倍。在打捞过程中,增加了絮凝、沉降、气浮、推流、收藻等功能。国外发明了新型收藻船,用以处理和预防可能产生的蓝藻,其优点是打捞彻底,缺点是对于大面积蓝藻仍难奏效。

由中科院水生生物研究所谢平博士牵头,用湖沼学的方法,夏秋季节在东湖进行原位围隔试验,采用放养鲢、鳙鱼,直接控制微囊藻水华的“生物操纵”法。试验证明,鲢、鳙鱼会吃掉藻类,大量放养这两种鱼,是水华消失的决定性因素。在养鱼的围隔里,蓝藻减少了很多,而在不养鱼的围隔里,蓝藻则生长得很好。已经出现蓝藻水华的围隔,在引进鲢、鳙鱼之后的10～20d内,水华全部消失。以每立方水中投放46～50g鲢、鳙鱼苗,控制水华发生的效果最好。浮游动物以小型藻类为食,也可以降低藻的数量。螺、蚌可以携带鱼卵运动,使鱼的分布区域扩大。噬藻体、溶藻菌和其它吞食藻的微生物都是在自然水体中分离纯化出来的,经实验室大量培养后,再投入到蓝藻水华爆发区域,可以起到控藻作用。

对自然状态活性污泥中的有益菌种,将它们进行菌群筛选、分离出来,喷雾干燥后获得高密度菌粉,通过工厂化大规模生产,附着到填料上,形成高效处理系统。有人在上海地区试验,河道治理前,