[发明专利]一种利用水生动物、植物、微生物净化富营养化水体的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种净化富营养化水体的方法，尤其涉及一种利用水生动物、植物、微生物净化富营养化水体的方法。

背景技术

现在，富营养化及由此而引起的藻类水华爆发、水生态系统退化不仅制约了湖泊资源的可利用性，而且直接影响了人类的健康生存与社会经济的持续发展，已经是一个全球性的重大环境问题，退化水生态系统的修复也是一个全球性的大难题，

迄今为止还没有出现可以大规模推广的成熟技术，生态系统是一个复杂的开放的巨系统，系统的数量庞大的组成单元之间有着复杂的线形和非线形联系，可在不同层次上表现出结构与功能的多样性、自组织性及复杂性。因此，很难找到一种不加改进而普遍适用的技术，针对不同的湖泊应该有独特的设计，任何单一的技术都难以达到持久而稳定的效果，有时不仅难以控制富营养化藻类种群爆发，甚至还会导致藻类生物量增加、富营养化呈现加重趋势。

据研究，微囊藻更适应于在富营养化的环境中生长，在接近或者达到超重富营养状态下，微囊藻仍然可以维持生物量的增长。在适当的营养条件和光照条件下，微囊藻大量繁殖，然后通过伪空胞的调控作用上升到水面，暴发成水华。水华暴发后，透明度进一步下降，水体光强进一步减弱，而蓝藻是适应低光的有机体，其浮力调节可以使其滞留在水体透光层中的任何位置，光是水生植物、藻类竞争的唯一能量来源。这样蓝藻逐渐占据优势地位，后果是沉水植被逐渐消失，水体进一步浑浊并稳定的保持这一状态。沉水植被的减少，导致溶解氧下降，引起附植生物和着生动物的减少。而且由于蓝藻大量繁殖，大量死亡分解而大量消耗水中的溶解氧，致使需氧高的鱼类死亡。水体DO的下降导致湖泊底部趋于厌氧、氧化还原电位急剧下降，表层底泥不断被转化处于还原状态，再促使深藏于底泥中的营养物质以还原态释放出来，加入水体和营养的循环，更进一步加重水体富营养化，更有利于蓝藻的产生。

蓝藻具有特殊的蓝藻胶和多糖类物质，各单胞状的蓝藻又十分容易联接成团、成片，大多数种类的滤食性动物缺乏对这些蓝藻胶和多糖类物质专一的消化酶，因而消化吸收困难，易导致食物短缺而饥饿死亡；而且蓝藻可食性差、可消化吸收营养价值低，故难以成为初级消费者所喜好的食物；此外蓝藻产生的毒素可以杀死鱼类、野生动物、甚至危及人类。水体中蓝藻一旦死亡、分解，其毒素就释放至水体中，对水体造成很大污染。综合这些因素使得蓝藻一旦形成水体优势种群，在没有有效的外来干预的情况下，水体陷入一种恶性循环，成为不断退化的生态系统。

富营养化不断加剧所造成的蓝藻水华暴发，严重影响水生态系统服务功能的发挥。蓝藻水华的暴发成了富营养化水生态系统的癌症，控制蓝藻暴发也成了世界性的难题。国内外对于富营养化水体的生态恢复和抑制蓝藻暴发进行了大量的艰难的探索和实践，所采取的方法大致分为三种，即化学法、物理法、生物学法。

其中，化学法包括使用无机和有机化学试剂除藻、用无机化学药剂封闭底泥、用由天然生物中提取的活性化学物质抑藻。

化学处理是解决藻类污染最方便的解决方法，但在生态学上，这是最坏的方法，因为化学药品和它们的分解产物会通过生物链最终积累到人体内，即使用化学药剂会造成水生态系统的二次污染。重要的是，化学处理并不能消除营养过多这一基本问题，一旦化学药品被分解、稀释，藻类的大量繁殖就会再次发生，需要持续不断地化学处理，所以化学药剂除藻只能作为应急措施使用而不是作为长期使用的有效措施。

总之，使用化学药剂治理水体藻类污染还须特别注意其长期的负面效应，用化学药剂絮凝藻类、封闭底泥的技术将会对水体造成严重的二次污染，严重影响湖泊的供水、娱乐功能发挥，公众难以接受。

物理法包括外源截污、引流冲污、底泥疏浚、曝气复氧、机械除藻、人力捕捞除藻、电磁法除藻、plocher能量系统除藻、改道导流、富营养水灌溉等。

外源截污是从控制外源营养源入手，实际上，很多重富营养化的湖泊即使在外源营养盐被完全截断后，其底泥中积存的营养盐仍会向水体中释放，水体的重富营养化仍会持续相当长时间，因为底泥实际上是一个巨大的营养库，所以在极其漫长的时间里水体仍然会藻类水华频繁暴发，仅靠控制外源营养盐输入难以从根本上在不太长的时间里改善湖泊的富营养化状态，必须辅之以其它控制内源污染的措施，但是控制外源污染的措施又是治理湖泊富营养化的前提，如果不控制外源污染，任何措施都难以保持长期稳定的效果。