常见的除藻方法比较

作者：沈兆祥摘要：水体的富营养化导致水中藻类泛滥，其面积、强度以及藻毒素的含量均在大幅度增长，目前处理藻类污染的方法有物理法、化学法、生物法等。对各种方法的优缺点进行了分析。关键词：富营养、藻类泛滥、处理、方法。近年来，我国江河湖海出现的藻类泛滥已引起各界的广泛关注，藻类泛滥成灾不仅影响了水体景观及水产养殖的正常生产，而且藻类产生的藻毒素可使人体导致肝癌，构成对人类生存环境的威胁。导致藻类泛滥成灾的直接因素是水体的富营养化。据了解，目前我国已达富营养化的湖泊及沿海城市近岸海域已超过70％，其面积、强度以及藻毒素的含量均在大幅度增长。当温度、光照强度达到一定程度时，富营养化水体中藻类就会大量繁殖，甚至可能会在极短时间内大量爆发形成水华。在地下水资源逐渐减少的情况下，今后，我国采用地表水为水源的比例将呈发展趋势，而环保治理需要有个长期过程，藻类繁殖对供水的影响应引起足够的重视。目前，治理藻类泛滥是当今国内外正在探索的难题，国内外诸多学者历经多年的辛勤摸索，总结了一些方法，大体可概括为：物理法、化学法和生物法。一、物理方法：（一）机械捞藻法在大规模除藻行动的开始阶段或除藻前的准备阶段，适当捞藻清理水面是必要的。实践证明，用此法作为主要的应急治理事不科学的。主要原因是：1.水体中能捞取出的藻量微乎其微，与投入不成比例。使藻类的减少量少到可以忽略不计的程度。2.捞藻的速度远远比不上藻类的生长速度。3.大量浪费资金。用捞藻法花费大量人力物力，开支十分巨大。4.影响景观。（二）挖泥法挖泥搬走了湖底中部分污染物，似乎会使底部污染物总量有所减少，但实际上湖水中污染物浓度下降甚微，湖泊越大，污染物浓度下降越小。即使暂时略有下降，不久仍将会恢复。这是因为沉积物表层中化学成分在与其上层水长期共存过程中已经达到较为稳定的化学平衡状态，即释放出的物质与回到底泥中物质区域平衡。其中可溶性物质只在沉积初期向水中释放的较回到底泥中的多，很快就会达到平衡，而底泥表层以下物质逐渐会压实固结，释放甚微。故底部对水质影响会越来越小。（三）换水法把污水引走，引来新的水源，能在短时间内使水体中污染物浓度降低，但这种做法只是暂时缓解了水体的污染，治标不治本，浪费水资源，而且是对污染的转嫁。（四）过滤法滤网除藻效果显著，但除浊、除色、除耗氧量CODMn较差，且长时间使用滤网过滤，滤网需经常拆洗，频繁的拆装机器，不仅耗费人力，还极易把机器损坏，减少机器的使用寿命。（五）曝气法在水深5m的水库，可以装置曝气筒（或扬水筒）。实践显示，平均水深超过10m的，使用曝气筒（或扬水筒）控制藻类繁殖和嗅味有良好的效果；平均水深为5-10m的，蓝藻繁殖及嗅味得到控制，但不能控制绿藻及硅藻，特别硅藻明显繁殖；平均水深5m的没有控制效果。大约每10万m3设置一个装置，投资及成本相当低，但是该法依然不能从根本上排除营养成分对藻类的刺激作用，而且曝气增氧设备要求动力大，耗能高，只对小水体比较有效。（六）超声波灭藻超声波泛指频率在16kHz以上的声波，是一种弹性机械波，能在水中产生一系列接近于极端的条件，如超过重力加速度几万倍的质点加速度，空化泡破裂产生的瞬间高温和高压（4000K、500大气压）、急剧的放电，以及强烈的冲击波和射流等。由此衍生的二次波、辐射压、声捕捉、自由基、氧化剂等也可能较大程度地改变介质性质。超声波抑藻杀藻机理有：破坏细胞壁、破坏气胞、破坏活性酶。高强度的超声波能破坏生物细胞壁，使细胞内物质流出。藻类细胞的特殊构造是一个占细胞体积50％的气胞，气胞控制藻类细胞的升降运动。超声波引起的冲击波、射流、辐射压等可以破坏气胞。在适当的频率下，气胞成为空化泡而破裂；同时，空化产生的高温高压和大量自由基，可破坏藻细胞内活性酶和活性物质，从而影响细胞的生理生化活性。此外，超声波引发的化学效应也能分解藻毒素等藻细胞分泌物和代谢产物。超声波灭藻具有操作方便、高效、无污染或减少污染的特点。超声波除藻有一定的缺憾，其作用范围小，作用半径≤300米，作用时间长，有时长达几个月，对于爆发性藻类污染除藻效果不明显。长期使用超声波可抑制藻类生长。二、化学法在藻类繁殖季节，投加一些化学剂可以抑制藻类繁殖。目前市场上流行的化学方法主要以次氯酸钠、硫酸铜等方法为主，以硫酸铜为例，适宜的投加量为：蓝藻和硅藻0.12～1.00mg/L；绿藻0.10～1.50mg/L，其中胶球藻2.5～3.0mg/L；黄金藻类0.05～0.50mg/L，其中锥囊藻2.50mg/L。但是使用化学药剂除藻，需要向水中引入新的化学成分，有些不仅对藻类有抑制性，对其它生物也存在毒性。如治理微囊藻水华的方法，多用硫酸铜等药物清杀，但在实践中发现有时并不理想，往往在清杀之后，微囊藻水华照样大量出现。此外，现阶段的清杀药物对藻类并无选择性，在杀死微囊藻水华的同时，也杀死了其它藻类其它生物，污染了水体。除用化学药剂除藻外，还可以用臭氧除藻。臭氧的氧化性极强，能很快杀死藻类。但臭氧极不稳定，极易分解，在水中停留时间短，且臭氧发生装置庞大、复杂，耗能高。臭氧只能作用于很小范围水体，不能作用于大范围水体。三、生物法饲养一定的鱼类和水草或者应用其它生物也可以控制藻类。生物法具有综合效益，可高效、广谱的生物技术仍有待于开发。目前尚不能将有效的噬藻病毒、菌类等成功应用于水体；放养大型菌类和水生植物，由于采收与后续处理困难，推广存在难度；采用放养鱼类防治水华，因花白鲢只能摄食消化幼嫩的微囊藻，对细胞壁纤维和果胶质均已老化的微囊藻不起作用。经过实验，如果投放的菌种稍有不当，就会引起其它生态污染。除以上这些方法外，还有一些新的技术正在研究中，如激光、等离子，还有待试验。以上处理藻类的这些方法各有所长，均具有相当的局限性，靠单一的方法治理一个极其复杂的水生生态系统，往往达不到理想的效果。标本兼治的综合控制除藻法应包括三个方面：一是控制污染源的排入，二是调整水环境结构，三是要有局部应急除藻措施。这三种措施并重，相辅相成，缺一不可。参考文献：1．唐友尧等汉江“水华”成因分析及防治2．北京市自来水集团因地制宜采取措施，缓解藻类繁殖引起的水质问题3．陈伟超声辐射降解水中有机污染物的研究同济大学博士学位论文2000.3