云南环境科学 第18卷 第2期 1999年6月
湖水藻类生长的控制技术
杨文龙(云南省环境科学研究所 昆明 650034)
摘 要 湖泊、水库营养化给人类的生存环境造成了许多不利因素, 改善水质、消除藻花是一个政府与个人都十分关心和重视的问题。在外部污染源截住的情况下, 本文介绍了九种湖(库) 内部控制藻类生长的技术方法, 供从事水资源保护开发的科研、管理人员参考。
关键词 富营养化 藻类控制技术 湖泊 水库 当生长条件(温暖、光照、营养物丰富) 理想时, 水体中附着在杂草床上成群的丝状藻和自由漂浮的浮游植物能使水面形成一层浮垢, 造成湖(库) 水有味、恶臭、破坏景观等问题。由于湖泊水库水深、面积大, 因此藻类生成控制和去除成为湖泊水库恢复与保护过程中最为棘手的问题之一。
控制浮游植物(包括蓝 绿藻) 数量的因素, 是试图处理和限制藻类的基础。通常湖泊(水库) 藻类的数量显示出与基本营养物的浓度有直接的关系。这些营养物中, 碳、氮很难控制。因此, 在一般情况下, 往往对磷的浓度实行控制。
根据自己多年的工作经验和资料收集, 现将控制湖内磷发生源, 抑制与去除藻类的方法总结整理, 简要介绍于后。
1 磷的沉降和钝化
铁、钙、铝的盐类能够吸收或钝化水体中的有机磷, 或者将含磷颗粒物质以絮状的方式除去。由于能在广泛的生态条件下, 包括在溶解氧低, 甚至为零的情况下与铝盐紧密结合, 所以最常被选用的是铝。实践中, 多用硫酸铝(明矾) , 如果加入的铝盐量足够, 则底泥表层将会覆盖上一层3~6cm 的Al (O H) 3, 使底泥中的磷钝化, 从而阻止磷进入水中。
此法适用于底泥有较高磷释放量和湖外营养物已被截住的, 缓冲力强的硬水型湖泊、水库。操作前, 要测定湖水中的pH 值, 以掌握铝盐的用量, 防止有毒形态铝的出现。另外使水的透明度增加许多, 易产生杂草由浅水区向深水区漫延的现象。2 疏浚底泥
不同的条件下有几种挖泥设备可供选用, 国外通常选用的是带有切割头的水力挖泥船设备。这种挖泥船的切割头将底泥疏松, 然后与80%~90%的水混合成泥浆, 通过一横穿湖泊的管道将泥浆输送至湖岸。从湖岸返回湖内的脱水用明矾处理, 以去除其中的磷。采用此法, 可将富含高浓度营养物的底泥层除去以控制藻类生长。与此同时, 加深了湖泊、水库, 增加湖(库) 容, 也除掉并控制了大型植物。
选择疏浚底泥, 应对底泥进行化学分析, 以便确定底泥的综合利用价值及特殊处置措施。
3 稀释和冲刷
磷在湖(库) 中的浓度是入湖水的磷浓度、湖水的冲刷速度(滞流时间) 、颗粒物沉降进入底泥的净损失量等的函数。因此, 稀释是降低湖水磷浓度的一个有效方法。
冲刷应使藻类冲刷出湖的速度大于在湖中的生长速度, 同时冲坏藻细胞以控制藻类的生物量。一般认为, 每天冲入湖泊体积10%~15%的水就足够了。
利用此法要考虑出水口的泄水能力及稀释冲刷水中的磷浓度要比湖水中的磷浓度低
湖水藻类生长的控制技术 杨文龙
且无毒物存在。4 人工循环
通过湖底充气, 消除或防止热分层, 使湖水充分混合, 抑制藻花发生。充气的好处有: 在光限制藻群方面, 与湖底混合将增加藻细胞处于黑暗的时间, 减少光合作用; ! 引入溶解氧, 钝化底泥, 阻止底泥中磷释放; ∀增加湖水CO 2的含量, 提高湖水pH 值, 促进蓝绿藻类向毒性小的绿藻转化; #因充气使底层水搅浑, 有利于浮游动物的生存, 而不易被用眼捕食的鱼类捕食。
此法成败的关键在于充气量的设计。据推断, 要使湖泊充分混合, 每公顷湖面的充气量应为0 69m /min 。5 下层滞水带曝气
此法与人工循环在目的及操作上均有不同。人工循环是采用气泡幕达到完全混合及等温条件, 而下层滞水带曝气层是采用空气将下层滞留的冷水提升到湖水表面。此法有以下用途: 控制底泥磷释放; ! 产生有利于铁和锰沉淀的化学条件, 消除水的气味和颜色; ∀保持湖(库) 冷水型渔业生境。由于此法需要有足够大的下层滞水带才能正常进行, 因此对浅水湖库的应用需持谨慎态度。
6 消除滞水层
热分层的营养型湖库中, 深冷层水中的营养物浓度一般比上层水的大。如这层水从任何垂直方向带进变温层水层, 就会使该层水引入营养物而引起藻花。本法就是将这层富含营养物且缺铁、氧的水采用一定方法除去, 加速水中磷的流失, 造成表层水磷浓度的下降, 以达到增加溶解氧和透明度, 减少藻花的目的。由于从深层排出的水水质差, 需经曝气或其它方法处理。
7 底泥氧化
这是一种新的、高度实验性的方法, 类似磷的钝化, 如果水中铁含量低, 则将铁以三氯化铁的形式加入以促进磷的沉淀。操作中, 还要加入石灰, 使底泥pH 值达7 0~
3
7 5, 以同时达到脱氮的目的。8 食物链控制
湖泊、水库中的藻量除受营养物浓度的控制外, 也受到浮游动物捕食量的控制。水生食物链可简单地表达为:食鱼的鱼类
吃食
吃食循环
利用
物藻类营养物栖生物。这表明, 湖库放养小型鱼类, 就有可能大量地以浮游动物为食, 严重降低对藻类的捕食量, 从而产生大量的藻花。
采用食物链控制对营养型湖泊的改善是一种较好的方法。当然, 食物链中每一环节的应用都要进行可靠的研究, 以避免失误。9 杀藻 除藻
常用作杀藻剂的化学药品有硫酸铜和西玛三嗪。采用药物, 数天内对杀藻会起到效果, 但长期使用会造成湖泊退化。美国明尼苏达湖曾使用过硫酸铜多年, 结果却造成水体溶解氧耗尽, 增加了内部氮的循环, 铜在底泥中的积累, 也增强了藻类对铜的抗药性, 造成了对鱼类及鱼类食物链的不良影响。
除藻可采用人工打捞或机械除藻办法, 采用此法人力、动力消耗较大。
以上介绍了九种控制湖内磷发生源, 抑制与去除藻类的方法。其中, 有的方法(如杀藻) 根本没有涉及藻类发生的原因, 而仅是为了应急。本人认为, 应急方法的选用主要决定于水体的功能, 如果水体有饮用、养殖功能, 那就得十分慎重。
湖泊、水库是一个复杂的, 而且是一个动态的生态系统, 湖泊、水库的恢复与管理必须建立在对其生态系统深刻了解的基础上。本人认为, 对于水体中藻类的抑制与去除需要几种有效方法的组合, 单一的方法往往是难以奏效的, 而且每一种措施的选配又必须经过有经验的专家充分论证。
参考文献
Lynn Moore and Kent Thomton, Lake and Res seruoi Restoration Guidance Manual, USA:EPA, 1988
吃食
云南环境科学 第18卷 第2期 1999年6月
! S. Bj ovk, 湖泊恢复技术, 环境科学与技术(国际湖
泊污染与恢复研究译文集) , 1988. 8
∀ H. Bernhardt, J. Clasen, 饮用水水库的水源保护与治
理技术, 环境科学与技术(国际湖泊污染与恢复研究
译文集) , 1988. 8
# 杨文龙, 湖泊生态系统的结构与功能, 云南环境科
学, 1997. 16(3)
(1998-11-31收稿)
Control of Algae Growth in Lake Water
Yang Wenlong (Yunnan Institute of Environmental Science, Kunming 650034)
Abstract:Eutrophication in lakes and reservoirs has endangered the living environment of human beings. To improve the water quality and remove the algae is a problem concernd by government and individuals. This article makes an introduction to nine internal control techniques of in the circ umstance of curbing the pollution source for the reference of personnel of wa ter resoure development and preservation study.
Key Words:lake reservoir algae control techniques
(上接第47页)
On Contents of Blue Algae in Dianchi Lake and its Utilization
Fan Liangmin (Yunnan Institute of Environmental Science, Kunming 650034)
Abstract:The crude protein of blue algae in Dianchi Lake accounts for 43 69%and phycocyanin 8-15%.According to the primary estimation, the annual output of algae in Dianchi Lake is 10, 000tons, a mong which 5, 000tons (net weight) can be use as resources. One ton of blue algae po wder may produce 50-80kg phycocyanin. It can also be applied to make agricultural fertilizers combined with other materials.
Key Words:blue algae resourcelization Dianchi Lake
(上接第57页)
On Influence of Electron Accelerator on Radiation Environment
Yu Yuling (Yunnan Environmental Radiation Inspection and Management Institute, Kunming 650034) Abstrect:Taking the electronic radiation cross-linked production line of Kunming Electric Calble Plant as an exa mple, this article makes an analysis on the influence of electron accelerator on radiation environment. After the implementation of the project, the equivalent of the screen agent is lower than lusv/h while that of the floor of the lobby of the main building is lo wer than 10usv/h. The density of the discharged O 3at 70meters is 0 028mg/m 3. It will not enable the cooled water and air create radiant nuclear beam. The ionizing radiation can be accepted by the surrounding environment. Key Words:ionizing radiation environmental influence electron accelerator
云南环境科学 第18卷 第2期 1999年6月
湖水藻类生长的控制技术
杨文龙(云南省环境科学研究所 昆明 650034)
摘 要 湖泊、水库营养化给人类的生存环境造成了许多不利因素, 改善水质、消除藻花是一个政府与个人都十分关心和重视的问题。在外部污染源截住的情况下, 本文介绍了九种湖(库) 内部控制藻类生长的技术方法, 供从事水资源保护开发的科研、管理人员参考。
关键词 富营养化 藻类控制技术 湖泊 水库 当生长条件(温暖、光照、营养物丰富) 理想时, 水体中附着在杂草床上成群的丝状藻和自由漂浮的浮游植物能使水面形成一层浮垢, 造成湖(库) 水有味、恶臭、破坏景观等问题。由于湖泊水库水深、面积大, 因此藻类生成控制和去除成为湖泊水库恢复与保护过程中最为棘手的问题之一。
控制浮游植物(包括蓝 绿藻) 数量的因素, 是试图处理和限制藻类的基础。通常湖泊(水库) 藻类的数量显示出与基本营养物的浓度有直接的关系。这些营养物中, 碳、氮很难控制。因此, 在一般情况下, 往往对磷的浓度实行控制。
根据自己多年的工作经验和资料收集, 现将控制湖内磷发生源, 抑制与去除藻类的方法总结整理, 简要介绍于后。
1 磷的沉降和钝化
铁、钙、铝的盐类能够吸收或钝化水体中的有机磷, 或者将含磷颗粒物质以絮状的方式除去。由于能在广泛的生态条件下, 包括在溶解氧低, 甚至为零的情况下与铝盐紧密结合, 所以最常被选用的是铝。实践中, 多用硫酸铝(明矾) , 如果加入的铝盐量足够, 则底泥表层将会覆盖上一层3~6cm 的Al (O H) 3, 使底泥中的磷钝化, 从而阻止磷进入水中。
此法适用于底泥有较高磷释放量和湖外营养物已被截住的, 缓冲力强的硬水型湖泊、水库。操作前, 要测定湖水中的pH 值, 以掌握铝盐的用量, 防止有毒形态铝的出现。另外使水的透明度增加许多, 易产生杂草由浅水区向深水区漫延的现象。2 疏浚底泥
不同的条件下有几种挖泥设备可供选用, 国外通常选用的是带有切割头的水力挖泥船设备。这种挖泥船的切割头将底泥疏松, 然后与80%~90%的水混合成泥浆, 通过一横穿湖泊的管道将泥浆输送至湖岸。从湖岸返回湖内的脱水用明矾处理, 以去除其中的磷。采用此法, 可将富含高浓度营养物的底泥层除去以控制藻类生长。与此同时, 加深了湖泊、水库, 增加湖(库) 容, 也除掉并控制了大型植物。
选择疏浚底泥, 应对底泥进行化学分析, 以便确定底泥的综合利用价值及特殊处置措施。
3 稀释和冲刷
磷在湖(库) 中的浓度是入湖水的磷浓度、湖水的冲刷速度(滞流时间) 、颗粒物沉降进入底泥的净损失量等的函数。因此, 稀释是降低湖水磷浓度的一个有效方法。
冲刷应使藻类冲刷出湖的速度大于在湖中的生长速度, 同时冲坏藻细胞以控制藻类的生物量。一般认为, 每天冲入湖泊体积10%~15%的水就足够了。
利用此法要考虑出水口的泄水能力及稀释冲刷水中的磷浓度要比湖水中的磷浓度低
湖水藻类生长的控制技术 杨文龙
且无毒物存在。4 人工循环
通过湖底充气, 消除或防止热分层, 使湖水充分混合, 抑制藻花发生。充气的好处有: 在光限制藻群方面, 与湖底混合将增加藻细胞处于黑暗的时间, 减少光合作用; ! 引入溶解氧, 钝化底泥, 阻止底泥中磷释放; ∀增加湖水CO 2的含量, 提高湖水pH 值, 促进蓝绿藻类向毒性小的绿藻转化; #因充气使底层水搅浑, 有利于浮游动物的生存, 而不易被用眼捕食的鱼类捕食。
此法成败的关键在于充气量的设计。据推断, 要使湖泊充分混合, 每公顷湖面的充气量应为0 69m /min 。5 下层滞水带曝气
此法与人工循环在目的及操作上均有不同。人工循环是采用气泡幕达到完全混合及等温条件, 而下层滞水带曝气层是采用空气将下层滞留的冷水提升到湖水表面。此法有以下用途: 控制底泥磷释放; ! 产生有利于铁和锰沉淀的化学条件, 消除水的气味和颜色; ∀保持湖(库) 冷水型渔业生境。由于此法需要有足够大的下层滞水带才能正常进行, 因此对浅水湖库的应用需持谨慎态度。
6 消除滞水层
热分层的营养型湖库中, 深冷层水中的营养物浓度一般比上层水的大。如这层水从任何垂直方向带进变温层水层, 就会使该层水引入营养物而引起藻花。本法就是将这层富含营养物且缺铁、氧的水采用一定方法除去, 加速水中磷的流失, 造成表层水磷浓度的下降, 以达到增加溶解氧和透明度, 减少藻花的目的。由于从深层排出的水水质差, 需经曝气或其它方法处理。
7 底泥氧化
这是一种新的、高度实验性的方法, 类似磷的钝化, 如果水中铁含量低, 则将铁以三氯化铁的形式加入以促进磷的沉淀。操作中, 还要加入石灰, 使底泥pH 值达7 0~
3
7 5, 以同时达到脱氮的目的。8 食物链控制
湖泊、水库中的藻量除受营养物浓度的控制外, 也受到浮游动物捕食量的控制。水生食物链可简单地表达为:食鱼的鱼类
吃食
吃食循环
利用
物藻类营养物栖生物。这表明, 湖库放养小型鱼类, 就有可能大量地以浮游动物为食, 严重降低对藻类的捕食量, 从而产生大量的藻花。
采用食物链控制对营养型湖泊的改善是一种较好的方法。当然, 食物链中每一环节的应用都要进行可靠的研究, 以避免失误。9 杀藻 除藻
常用作杀藻剂的化学药品有硫酸铜和西玛三嗪。采用药物, 数天内对杀藻会起到效果, 但长期使用会造成湖泊退化。美国明尼苏达湖曾使用过硫酸铜多年, 结果却造成水体溶解氧耗尽, 增加了内部氮的循环, 铜在底泥中的积累, 也增强了藻类对铜的抗药性, 造成了对鱼类及鱼类食物链的不良影响。
除藻可采用人工打捞或机械除藻办法, 采用此法人力、动力消耗较大。
以上介绍了九种控制湖内磷发生源, 抑制与去除藻类的方法。其中, 有的方法(如杀藻) 根本没有涉及藻类发生的原因, 而仅是为了应急。本人认为, 应急方法的选用主要决定于水体的功能, 如果水体有饮用、养殖功能, 那就得十分慎重。
湖泊、水库是一个复杂的, 而且是一个动态的生态系统, 湖泊、水库的恢复与管理必须建立在对其生态系统深刻了解的基础上。本人认为, 对于水体中藻类的抑制与去除需要几种有效方法的组合, 单一的方法往往是难以奏效的, 而且每一种措施的选配又必须经过有经验的专家充分论证。
参考文献
Lynn Moore and Kent Thomton, Lake and Res seruoi Restoration Guidance Manual, USA:EPA, 1988
吃食
云南环境科学 第18卷 第2期 1999年6月
! S. Bj ovk, 湖泊恢复技术, 环境科学与技术(国际湖
泊污染与恢复研究译文集) , 1988. 8
∀ H. Bernhardt, J. Clasen, 饮用水水库的水源保护与治
理技术, 环境科学与技术(国际湖泊污染与恢复研究
译文集) , 1988. 8
# 杨文龙, 湖泊生态系统的结构与功能, 云南环境科
学, 1997. 16(3)
(1998-11-31收稿)
Control of Algae Growth in Lake Water
Yang Wenlong (Yunnan Institute of Environmental Science, Kunming 650034)
Abstract:Eutrophication in lakes and reservoirs has endangered the living environment of human beings. To improve the water quality and remove the algae is a problem concernd by government and individuals. This article makes an introduction to nine internal control techniques of in the circ umstance of curbing the pollution source for the reference of personnel of wa ter resoure development and preservation study.
Key Words:lake reservoir algae control techniques
(上接第47页)
On Contents of Blue Algae in Dianchi Lake and its Utilization
Fan Liangmin (Yunnan Institute of Environmental Science, Kunming 650034)
Abstract:The crude protein of blue algae in Dianchi Lake accounts for 43 69%and phycocyanin 8-15%.According to the primary estimation, the annual output of algae in Dianchi Lake is 10, 000tons, a mong which 5, 000tons (net weight) can be use as resources. One ton of blue algae po wder may produce 50-80kg phycocyanin. It can also be applied to make agricultural fertilizers combined with other materials.
Key Words:blue algae resourcelization Dianchi Lake
(上接第57页)
On Influence of Electron Accelerator on Radiation Environment
Yu Yuling (Yunnan Environmental Radiation Inspection and Management Institute, Kunming 650034) Abstrect:Taking the electronic radiation cross-linked production line of Kunming Electric Calble Plant as an exa mple, this article makes an analysis on the influence of electron accelerator on radiation environment. After the implementation of the project, the equivalent of the screen agent is lower than lusv/h while that of the floor of the lobby of the main building is lo wer than 10usv/h. The density of the discharged O 3at 70meters is 0 028mg/m 3. It will not enable the cooled water and air create radiant nuclear beam. The ionizing radiation can be accepted by the surrounding environment. Key Words:ionizing radiation environmental influence electron accelerator