浅析水华的防治研究现状

2017-03-24王月琪杜大威

环球人文地理·评论版 2016年12期

王月琪+杜大威

摘要：由于人类活动和全球气候变化的大环境影响下，池塘、河流、湖泊、水库等淡水水体富营养化的问题日渐凸显，水华频发。目前，对于水体富营养化以及产生水华的原因，学者们做了大量的研究和调查，对抑制或防止水华的发生也采取了许多有效措施，本文根据国内外的研究报道，分别从水华的产生以及防治等方面予以论述，供从事渔业生产和环境治理的专业人员参考。

关键词：水华；防治；研究现状

水体富营养化和水华已成为一种世界性的公害[1]。在全球变化和人类活动干扰下，致使水华藻类爆发性繁殖，导致水质恶化、水体缺氧、生态环境遭到严重破坏，一些藻类产生的藻类毒素甚至可通过食物链危害人畜和水生生物，除此之外，水华的爆发严重影响城市供水和饮用水安全。近年来，我国水华频频爆发， 2005年夏季南京玄武湖首次发生大面积以微囊藻为主要优势种群的蓝藻水华；2009年12月福建省龙岩市龙崆洞龙潭湖发生佩氏拟多甲藻水华，不仅影响其景观功能，也导致了其水域生态系统的严重破坏[2- 3]。此外，除我国其他包括太湖、汉江、巢湖、滇池等水域，许多养殖池塘也频频爆发水华，造成了不可估量的健康和财产损失[4- 5]。因此，正确有效的解决水华问题，已经成为渔业生产和保护生态环境的迫切需要。

1 水华

水华又叫水花、藻花，是指一定的营养、气候、水文条件和生物环境下，由于水体中的氮、磷等营养元素过多，导致某些藻类异常增殖，使水体呈现明显藻色并形成肉眼可见的藻类聚积体的现象。产生水华的主体为浮游植物，最为常见的有铜绿微囊藻、惠氏微囊藻、多甲藻属、拟多甲藻属、加盾多甲藻、佩氏拟多甲藻等，某些水华发生时常伴有绿藻、硅藻等伴生种类。其他常见的淡水水华种还包括飞燕角藻、裸甲藻、夜光藻等。

水华大面积暴发的影响因子较多，并且各因子间存在复杂的相互作用，因此无法明确诱发水华的直接原因或者说主要因素。一般来说，藻类水华的形成肯定要与外界环境因素和藻类本身生物学特点有关，如温度、光照、营养盐类，其他生物等因子，将这些因子总结归纳，根本原因在于生态环境于人为作用所导致的氮磷等营养盐富集，导致水体富营养化，致使藻类迅速繁殖产生水华。

2 水华的防治方法

目前，水华的防治方法主要有物理、化学、生物三个方面。

2.1物理方法

物理防治方法主要是通过机械改变或净化水域生态系统，如控制营养物的输入、去除内源性营养物质、疏浚底泥、稀释和冲刷、人工循环、消除滞水层、换水和调水、机械捞藻、气浮除藻法、投加黏土等方法。

通过控制营养物的输入和机械捞藻来达到抑制藻类生长的方法实施难度较大，成本高，且无法解决内源性污染的问题，如我国太湖、巢湖通过污水改道、截污除磷等净化措施，仍无法有效治理水华[6]。疏浚底泥则是通过水利挖泥船设备，将水体底泥挖出去磷，此方法可去除底层高浓度营养盐，以控制藻类生长，同时增加水库、湖泊容积。换水和调水、稀释和冲刷都是通过向湖库中加入适量水来稀释水磷浓度。

人工循环技术是通过向水体底部充气，防止或消除温跃层，使水层充分混合，防止水华暴发。目前此方法有提高水中溶氧、阻止底泥中磷的释放、有利于浮游动物的生长繁殖等优点，但是如果平均水深大于10m，则循环效果不甚理想[7]。

何维等试验研究表明，采用PAC以及FeCl3制得的复合絮凝剂可有效提高水中藻类的沉降效果，起到除藻作用[8]，另外，超声波和紫外线同样可有效的抑制藻类生长[9]。

2.2 化学方法

利用化学药剂杀灭藻类是国内外使用最多，也是最简单、成熟的杀藻技术。目前已经合成和筛选出的杀藻剂有：松香胺类、铝盐、铁盐、钙盐等无机物、有机酸、醛、酮、三连氮衍生物等有机物，但无毒、高效、经济的杀藻剂仍处于开发之中[7]。常用的杀藻剂有CuSO4、KMnO4、液氯、ClO2和H2O2等，目前应用最广泛的是CuSO4，且将黏土与CuSO4混合使用，既可减轻铜离子毒害作用，又可减少黏土使用量，调查显示，氯制剂和氧化型制剂或将被溴制剂非氧化型制剂取代。

化学杀藻剂的使用能够比较迅速改善水质，效果明顯，但长期性使用，会引起化学物质的积累，引起水体中毒，造成二次污染，破坏生态平衡。

2.3生物方法

2.3.1 微生物技术

微生物的分解能力强，与环境的相容性高等特点，有研究表明，微生物组合技术在治理水华方面有明显的优势，可加速水中物质能量的转化从而达到净化的效果。任翱等通过实验证明，以光合细菌、硝化细菌、玉垒菌为主的微生物组合可有效降低水体氮磷、COD，对治理水体富营养化是切实可行的[10]。此外，其他有效微生物群、菌剂，微生物复合体系（如光合菌、放线菌、酵母菌和乳酸菌）均可有效净化水质[11]。

2.3.2 水生植物的化感作用

近年来，水生植物的化感作用成为防治水体富营养化和抑制藻类暴发研究领域的热点。研究表明，水生植物可分泌酸类、醇类、酯类、胺类、酚类等15类化感抑藻物质，最常见的是低分子量有机酸、酚类和内萜类化合物。这些物质通过对浮游植物细胞结构的破坏，影响光合作用和呼吸作用，致使某些酶合成途径受阻，最终导致细胞生长受阻，达到抑藻作用[12]。

目前，有研究报道化感物质抑藻的水生植物约有三十余种，分布于沉水植物（苦草、马来眼子菜、金鱼藻科、轮藻科等）、浮水植物（浮萍、满江红、水花生、荇菜、睡莲等）、挺水植物（芦苇、莲、石菖蒲等）、陆生植物（稻草、大麦秸秆），可用其治理的淡水水华藻类主要有蓝藻、绿藻、金藻、红藻、裸藻、硅藻等，主要方式为移植栽种植物、投放干燥物质、从植物中提取化感物质、人工合成化感物质等四种[13- 16]。

由于化感物质有选择性、专一性、多样性和复合效应等复杂的作用特点，因此，其实施方式和浓度都需要严格控制，否则将会出现毒害作用或者引起水域的二次污染。

2.3.3 生物操纵

所谓生物操纵，是通过改变水体群落结构来减少浮游植物的现存生物量，从而避免富营养化的危害，达到改善水质的目的。生物操纵在国外进行了广泛的试验，我国陈济丁等利用浮游动物来控制浮游植物的过量生长，取得了很大突破，他的实验结论得出，大型蚤、蒙古裸腹藻和平突船卵蚤在达到和维持足够密度时，可有效控制绿藻、硅藻、蓝藻的生长，达到改善水质目的[17]。有学者实验得出，因罗非鱼对蓝藻的摄食能力强、消化率较高，因此放养罗非鱼是控制蓝藻水华的理想措施之一[18]。

总结：总之，对富营养化水体中的藻类水华的控制，首先仍要控制污染源，污染源的控制措施将是未来水体富营养化治理的重点问题。对于处理应急水华暴发问题，物理方法和化学方法必不可少，但并不能从根本上解决水质问题。生物方法虽有综合效益，但存在一定生态风险，如破坏生物多样性等。截止到目前为止，没有哪一种单纯的方法能够完全获得成功，因此，多途径相结合的治理方法仍是需要长期研究的课题。

参考文献

[1] SMITH V H ， SCHIND LER D W . Eutrophicati on science： where do we go from here [J]. Trends in Ecology and E volution，2009，24（4）：

201-207.

[2] 汪玉文，李建宏.南京玄武湖微囊藻水华种类组成的研究[J].环境科学.2007， 28（10 ）：2187-2191.

[3] 边归国，刘国祥，等.福建龙岩市龙潭湖甲藻水华成因的研究[J].中国环境科学 .2010，30（2）：1678-1682.

[4] 崔广柏，刘凌，等.太湖流域富营养化控制机理研究[M].中国水利水电出版社，2009.

[5] 陈能汪，章颖瑶，等.我国淡水藻华长期变动特征综合分析[J].生态环境学报.2010，19（8）：1994-1998.

[6] 钟继承，范成新.底泥疏浚效果及环境效应研究进展 [J ].湖泊科学.2007，l9（1）：1- 10.

[7] 周金余，操家顺，等.藻类水华控制技术的应用现状[J].云南环境科学.2005，24（增刊1）：141-144.

[8] 何维，朱毅，等.红土复合聚合氯化铝以及三氯化铁去除水华藻类的研究[J].生态环境学报.2010，19（3）：550-555.[9] 付琨，高云涛，等.超声波抑制滇池水华藻类生长的实验研究[J] .化学与生物工程.2007，24（12）：64-65.

[10] 任翱，郭文艳，等.应用微生物组合技术治理富营养化水体的研究[J] .上海环境科学.1999，18（11）：490-493.

[11] 李雪梅，杨中艺，等.有效微生物群控制富营养化湖泊蓝藻的效应[J] .中山大学学报.2000，39（1）：81-85.