蓝藻危害与治理对策研究

钟莉 易珊 彭如意

摘要：蓝藻暴发或长期藻密度过高，对城市供水及湖库生物多样性造成不同程度威胁。通过综述国内外常见的蓝藻暴发应急处理技术，分析了各项技术的适用范围、应用效果和存在问题等;从持续控制藻类削减量大于其自然增长量的角度出发，针对藻华暴发前期、藻华暴发期和藻华暴发后期等不同阶段，提出了针对性的应急防控对策，以期为蓝藻暴发的长效控制提供借鉴。

关键词：蓝藻暴发;应急处理;防控对策;

蓝藻又称蓝细菌是地球上现存的一种最古老的植物类群，它分布广泛，极易生存大多数种类蓝藻生活在淡水中，喜欢含氮量高、有机物较多的碱性水体，也比较喜欢高温，在这种适宜生存的环境中，蓝藻繁殖速度快，逐步成为优势菌种，并在水面尼成一层数十厘米厚的蓝绿色而有腥臭味的浮沫，称为“水华"，大规模的蓝藻爆发，被称为“绿潮”在水华衰老期间，能将水巾溶解的氧耗尽，引起鱼类和水生动物窒息死亡.更为严重的是、蓝藻中有些种类还会产生毒素--微囊藻毒素（Microcystin.MC），大约50%的绿潮中含有大量MC ，同时蓝藻分泌藻毒素抑制了其他藻类的生长。蓝藻大量繁殖消耗了水中的溶解氧，改变了水体的色度和浊度，MC除了直接对鱼类、人畜产生毒害之外，也是肝癌的重要诱因，性腺等器官病变从而引发一系列公共卫生事件例如，1966年在巴西Caruaru地区由MC引发的中毒案例中52名患者死亡;江苏、厦门地区曾出现原发性肝癌患者。

1蓝藻应急处理技术现状

目前，常采用物理、生物和生化等除藻的技术集成进行蓝藻应急处理，改变了以往仅打捞水面蓝藻的习惯，以期全面彻底地清除水面、水中、水底的蓝藻，具体包括高压除藻、超声波、电催化、混凝气浮法、改性粘土除藻、锁磷剂、高效微生物制剂等。

1.1化学除藻剂

化学除藻剂，其原理主要是通过除藻剂抑制藻细胞活性，阻碍其生长繁殖，达到除藻的目的，具有快速、高效等优点，可短时间内控制藻类生长。

针对广东省某湖蓝藻暴发特征，生态环境部华南环境科学研究所选择聚合氯化铝作为应急除藻剂，实验确定最佳投药量为20 mg/L，以此指导工程应用，除藻剂平均用量为150g/m2。治理后连续观察3d，藻类总量下降了90%，其他各项指标均达标，为蓝藻水华事件应急处置提供了有益借鉴，

苯扎溴铵是畜禽、水产养殖中最常用的表面活性剂之一，也是迄今工业循环水处理常用的非氧化性杀菌灭藻剂之一，具有洁净、杀菌、消毒和灭藻作用。

1.2改性粘土絮凝法

20世纪70年代，日本开展了粘土法治理赤潮的现场研究，该方法成本低、无污染，引起了国际上的重视，但絮凝效率低。针对天然粘土除藻的不足，研究者陆续提出了多种改进措施，即通过化学或物理的手段改变粘土颗粒（如硅藻土、红土、膨润土、蒙脱石等）的表面状况，从而提高其吸附性能和杀藻效果。由于粘土矿物具有来源充足、天然无毒、使用方便、耗资少等优点，且粘土通过各种改性后用量大大减少、絮凝效果提高，一些化学改性剂（如聚合氯化铝、三氯化铁、聚丙烯酰胺等）在结合粘土后用量也下降到安全范围以内，使得改性粘土逐渐被应用到藻华应急治理中，具有广阔前景。

改性粘土技术是我国赤潮治理的国家标准方法（GB/T 30743-2014），被列入联合国教科文组织APEC联合编纂的"近岸有害赤潮监测与管理对策一书，是目前国际上藻华应急治理的主要推荐方法之一。中国科学院海洋研究所俞志明研究员团队提出了粘土表面改性提高絮凝效率的表面改性理论，根据不同的功能侧重研发了十几种不同类别的改性粘土，4～10 t/km2改性粘土就可以消除藻类生物。

1.3机械除藻

气浮法通常与絮凝剂联合使用。主要利用微气泡发生器产生的微气泡作用，水体在微气泡的作用下不断上升，由于气水混合物和液体之间的不平衡，产生了一个垂直向上的浮力，上浮过程中，微气泡会附着在藻类悬浮物上，将大量藻颗粒和悬浮物颗粒带到水面，并依靠这些气泡支撑维持，有利于通过人工或设备进行表面打捞清除。

超声波除藻技术，被认为是一种相对安全的除藻技术。在超声波除藻过程中，超声波的频率、声强度和辐射时间（频次）等因素都会直接影响到除藻效果。相关研究指出，20-50 k Hz和100 ～150 kH z组的抑制效果明显优于60～100 KH2频段，培养7d后20～50 k Hz组藻密度增长值更是降低了31.3%10]，水中常见的微囊藻、鱼腥藻的最佳抑制工况在20～80 kHz间。在实际处理时，低频低强度、多频次间歇性的超声处理被认为是控藻和抑制藻类生长的一个有效的方法，但其使藻类细胞丧失活性的同时，也可能释放大量藻毒素。

2藻华长效防控对策

根据藻类的生长特性，蓝藻水华不可能是瞬时的"暴发"，其本质也是一个逐渐发展的过程，即在不同蓝藻数量范围或蓝藻暴发程度下选择最有效、最经济的治理措施。

2.1藻华暴发前期

冬春季节交替，随着气温回升，富营养化水体尤其是有机质丰富水体蓝藻生长速率逐渐提升，水体开始出现混浊。这个时期蓝藻主要通过缺氧、抢夺碳源等间接手段影响藻类多样性或影响大型水生生物的消化系统。这个时期以预防为主，重点防控措施包括两个方面

1）微生物制剂+循环造流，促进水中有益藻类/微生物生长、抑制蓝藻生长，将逐渐产生的有机质分解，减少水体有机质的积累。2）超声波控藻，超声波对于藻类聚集具有一定的抑制效果，可选择性地去除一些蓝藻，并能降解蓝藻毒素，但降低整体藻类水平的能力有限。

2.2藻华暴发期

这个阶段藻类生命力旺盛，蓝藻大量出现，水面会呈鲜亮的绿色，尤其下风口逐渐聚集油漆状膜，水的透明度极低。一般的微生物制剂在此时没有任何效果。这个时期以快速打捞清除为主，重点防控措施包括两个方面：

1）化学絮凝剂、改性粘土，包括单独使用化学试剂（聚合氯化铝、苯扎溴铵等），或利用化学试剂改性粘土（中科院海洋研究所）。

2）气浮+打捞、磁性絮凝+打捞、移动式过滤（生物过滤）等，在目前市场上已有设备的基础上，根据不同水体大小、不同藻华程度等，研制或定制不同型号（参数）设备，从经济性、可操作性、运行效果、维护费用、可推广程度等方面评价设备的综合效益。

2.3藻华暴发后期

藻华后期包括两种情况，一是在藻华暴发期间未能及时处理，随着藻体大量死亡和耗氧降解，水体将逐渐发黑发臭，此时仅通过藻华应急处理措施难以实现水体恢复，第二种，在藻华暴发期间采取相应措施進行处理后，需采取必要措施防止二次污染或藻华再次暴发。重点针对第二种情况，这个时期以维护为主，重点防控措施包括两个方面：

1）生态清淤技术或抑制种源藻类复苏生长的污染底泥生态覆盖技术，防止死亡的藻类在底部厌氧反应而产生有害物质。

2）蓝藻暴发后，随着蓝藻细胞的破裂或衰老，水体可能出现藻毒素浓度的峰值，如何高效去除藻毒素及其代谢产物是当前热点问题之一。虽然物理法和化学法能够去除藻毒素，但生物降解法效率更高，而微生物种类的差别造成其生物降解原理或效率存在差异性，因此，仍需加深研究。

3结语

蓝藻防控有多种方式，打捞清除蓝藻是大幅度削减蓝藻数量、清除蓝藻暴发的主要措施之一。打捞清除蓝藻指的是一系列工作，包括（1）蓝藻控制，在蓝藻发生聚集时，对蓝藻进行有效的控制：（2）蓝藻打捞，对集聚浓稠的蓝藻不间断地实施物理、化学等措施，减少蓝藻数量（3）蓝藻处置，藻水分离和无害化、资源化利用等，防止蓝藻二次污染。以大规模打捞为主的清除蓝藻措施，可以直接削减蓝藻数量、减轻蓝藻暴发程度和削减内源，可调整藻类结构和降低蓝藻在藻类中的比重。

参考文献：

[1]魏群，王磊，马湘蒙，甘钰华，郑思米.淡水湖库蓝藻水华治理对策研究与展望[J].华北水利水电大学学报（自然科学版），2021，42（01）：22-30.

[2]李丽，汪义杰，董延军，李杰.蓝藻暴发应急处理技术及长效防控对策研究[J].广东水利水电，2020（05）：50-53.