中圖分類(lèi)號(hào):Q949.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1003-9082(2018)11-0-02
近年來(lái),由于水體富營(yíng)養(yǎng)化,藍(lán)藻大量繁殖,太湖水域及周邊上游河道藍(lán)藻涌入蘇州城區(qū),使城區(qū)河道水質(zhì)持續(xù)惡化,給蘇州城區(qū)水環(huán)境造成了極大的危害,直接影響了蘇州作為旅游城市的河道景觀。2006年蘇州多條河道出現(xiàn)大面積藍(lán)藻并散發(fā)異味,蘇州市水利局隨即制訂了《蘇州城區(qū)藍(lán)藻打撈應(yīng)對(duì)預(yù)案》并啟動(dòng)了藍(lán)藻日?qǐng)?bào)制度,全面應(yīng)對(duì)藍(lán)藻突發(fā)狀況,確保飲水安全。隨著這幾年太湖水域治理工作的開(kāi)展和藍(lán)藻防控技術(shù)的發(fā)展,蘇州城區(qū)水環(huán)境已得到了改善,但是藍(lán)藻引發(fā)的水環(huán)境污染每年5月初集中發(fā)生,并隨著氣溫的升高大面積爆發(fā),藍(lán)藻導(dǎo)致的水環(huán)境污染仍是蘇州目前以及以后相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間要面臨的重大水環(huán)境問(wèn)題。研究藍(lán)藻防控措施和相關(guān)技術(shù),并對(duì)其發(fā)生每一進(jìn)程進(jìn)行監(jiān)測(cè),將更具針對(duì)性的開(kāi)展治理工作。
一、藍(lán)藻的特性
1.藍(lán)藻水華形成分四階段
在四季分明的太湖水域,藍(lán)藻的生長(zhǎng)與水華的形成可以分為休眠、復(fù)蘇、生長(zhǎng)、上浮聚集4個(gè)階段,在冬季藍(lán)藻休眠主要受低溫及黑暗環(huán)境所影響。到了春節(jié)開(kāi)始復(fù)蘇過(guò)程,主要受水體溫度和溶解氧的控制,光合作用和細(xì)胞分裂所需要的物質(zhì)與能力則決定了水華藍(lán)藻在夏季生長(zhǎng)旺盛,一旦氣象和水文條件合適,水體中積累的藍(lán)藻群體將上浮聚集,形成可見(jiàn)的水華。
2.藍(lán)藻生長(zhǎng)速度快,具有突發(fā)性
研究表明,藍(lán)藻顆粒最適生長(zhǎng)溫度為30~35℃,較適宜的光照、富營(yíng)養(yǎng)水體條件下藍(lán)藻生長(zhǎng)速度極快,能在短時(shí)間內(nèi)聚集、上浮而形成水華,大面積的藍(lán)藻爆發(fā)均發(fā)生在溫度較高的夏季,且每天的聚集方位受風(fēng)向、換水等影響變化性大。
3.危害
藍(lán)藻大量繁殖同時(shí)釋放藻毒素,抑制其他物種的生長(zhǎng),大面積形成水華消耗水中的氧氣,導(dǎo)致水體溶氧量降低,水生植物和魚(yú)類(lèi)死亡,構(gòu)成對(duì)水質(zhì)的污染。打撈后大量堆積的藍(lán)藻腐爛、發(fā)酵、惡臭,對(duì)大氣環(huán)境造成再次污染。
二、藍(lán)藻泛濫的原因
藍(lán)藻的生長(zhǎng)需要較高的磷、氮濃度支持,隨著人們活動(dòng)加劇、重工業(yè)和經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展,水體日漸富營(yíng)養(yǎng)化,加之藍(lán)藻的本身的特點(diǎn)和結(jié)構(gòu),使得它們能夠更有效地適應(yīng)特殊的富營(yíng)養(yǎng)化水體。而湖泊、河道并不是一個(gè)封閉的生態(tài)環(huán)境,給防控和治理帶了長(zhǎng)期的考驗(yàn)。
三、藍(lán)藻的防控措施
隨著人們對(duì)生活環(huán)境的要求越來(lái)越高,生態(tài)環(huán)境的理念逐日深入人心,各部門(mén)對(duì)藍(lán)藻治理研究都很重視,目前藍(lán)藻防控技術(shù)分為四種:一是化學(xué)防治;二是生物防治;三是綜合利用;四是工程控藻;五是人工及機(jī)械打撈。蘇州河道藍(lán)藻治理主要以人工及機(jī)械打撈為主,其他方式輔助。
1.化學(xué)防治
化學(xué)防治就是利用硫酸銅及其絡(luò)合物,強(qiáng)氧化劑如高錳酸鉀、臭氧、過(guò)氧化物及高鐵酸鹽等制劑來(lái)控制藍(lán)藻生在,特點(diǎn)是使用方便、效果迅速?;瘜W(xué)制劑可以有效殺死藍(lán)藻,并且見(jiàn)效快,但是此方法治標(biāo)不治本,一是化學(xué)殺藻劑僅能殺死藍(lán)藻并不能除去種子,除藻后的藍(lán)藻不及時(shí)打撈,尸體留在水體中,將不斷釋放藻毒素;二是化學(xué)殺藻劑本身往往都存在毒副作用,僅適合局部封閉環(huán)境下使用,使用后需及時(shí)換水,易造成二次污染;三是小范圍使用殺藻劑效果明顯,但并不能持久,不及時(shí)打撈,腐爛的藍(lán)藻惡臭對(duì)水體惡化,未除去的種子時(shí)隔不久將繼續(xù)大量繁殖。
蘇州城區(qū)河道藍(lán)藻防治只將此方法使用在藍(lán)藻處理船上的已打撈起的含水藍(lán)藻,用殺藻劑將水藻分離,進(jìn)行無(wú)害化處理。
2.生物防治
生物控藻的方法主要有用鰱、鳙魚(yú)的濾食作用、大型水生植物、投放有效微生物群控藻。目前太湖流域及蘇州護(hù)城河大多是投放鰱魚(yú)苗進(jìn)行生物防治,利用食物鏈原理對(duì)藍(lán)藻實(shí)施生物防治。2000~2003年期間,中科院水生生物研究所在滇池進(jìn)行了養(yǎng)殖白鰱和花鰱魚(yú)治理藍(lán)藻的實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明,1條1kg左右的白鰱魚(yú)1個(gè)月能吃掉2kg藍(lán)藻,同樣大小的1條花鰱魚(yú),1個(gè)月能消耗3.66kg藍(lán)藻。經(jīng)3年治理,示范區(qū)內(nèi)的水中藍(lán)藻含量降低了2/3,水體治理效果十分顯著,但是此方法見(jiàn)效慢。
2013年3月7日,江蘇蘇州太湖湖畔,投放了5萬(wàn)千克花白鰱魚(yú)苗和1萬(wàn)千克草魚(yú),藍(lán)藻防控將持續(xù)長(zhǎng)年走生態(tài)防控的道路。
3.綜合利用
藍(lán)藻因起獨(dú)特的生物特性——富含蛋白質(zhì)、有機(jī)糖份,含氮量10%,含磷量1%以及在自然界內(nèi)廣泛分布而被研究機(jī)構(gòu)加以資源化利用。從最初的沼化、有機(jī)肥,到微型綠藻制取氫氣得到新型能源以及2007年11月7日香山藻類(lèi)學(xué)前沿會(huì)議還提出將藍(lán)藻作為玉米、土豆的替代物提取有機(jī)碳糖,作為發(fā)酵的碳源提取生物柴油的研究課題,藍(lán)藻資源化利用技術(shù)越來(lái)越走向高端。但因其成本大、收益小大規(guī)模綜合利用藍(lán)藻并不現(xiàn)實(shí)。
蘇州城區(qū)河道藍(lán)藻綜合利用于2012年開(kāi)始,2012年之前打撈后的藍(lán)藻集中在運(yùn)輸船,待運(yùn)輸船收集后運(yùn)輸至指定的堆放點(diǎn)深埋,自然分解,藍(lán)藻長(zhǎng)時(shí)間的堆放在運(yùn)輸船上,發(fā)酵惡臭,極大的影響了護(hù)城河周邊生活的居民。2012年市河道管理處經(jīng)政府采購(gòu),購(gòu)置了一艘藍(lán)藻打撈處理船(見(jiàn)圖一、圖二),該處置船通過(guò)將藍(lán)藻送入氣浮絮凝系統(tǒng)后,讓清水和藍(lán)藻分離,再用刮藻器把藍(lán)藻刮到壓力脫水系統(tǒng),經(jīng)過(guò)壓力脫水系統(tǒng)作用,使藍(lán)藻變成固體顆粒,再將這些顆粒裝好后送到有機(jī)化肥廠制成有機(jī)肥料,實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)藍(lán)藻無(wú)害化和資源化利用。
4.工程控藻
工程控藻主要是采用引水換水、底泥疏浚、圍隔攔截等工程,改善河道水質(zhì),減少和阻擋含藻運(yùn)河水入城。
4.1引水換水
2007年以來(lái), 為抑制河道藍(lán)藻的繁殖和生長(zhǎng),市河道管理處依“以動(dòng)制靜、以清釋污、以豐補(bǔ)枯、改善水質(zhì)”的原則,制定調(diào)水引流的實(shí)施方案,加大了城區(qū)河道換水力度,延長(zhǎng)換水時(shí)間,增加換水頻次,啟動(dòng)元和塘“清水走廊”工程,激活河道水體,使富營(yíng)養(yǎng)化關(guān)鍵性水質(zhì)指標(biāo)總磷和有機(jī)物污染指標(biāo)高錳酸鹽指數(shù)濃度等有所下降。根據(jù)城區(qū)內(nèi)河道藍(lán)藻發(fā)生情況,調(diào)整河?xùn)|新區(qū)片換水方案,關(guān)閉里雙河沿線閘門(mén),東風(fēng)樞紐關(guān)閉閘門(mén),向運(yùn)河排水,等里雙河成片藍(lán)藻消失后,打開(kāi)里雙河、上塘河沿線閘門(mén),對(duì)河?xùn)|新區(qū)片整體換水。平門(mén)小河通過(guò)關(guān)閉金平閘、河沿閘、混堂弄閘,架設(shè)臨時(shí)機(jī)泵向外排水,然后再開(kāi)閘引進(jìn)清潔水的辦法將河水換清,明顯改善城區(qū)河道水質(zhì)。
4.2河底清淤工程
河底泥污染主要成分是泥沙,排入河道的生活污水、工業(yè)廢水、城市開(kāi)發(fā)建設(shè)中的泥漿水、死亡的水生物殘?bào)w和垃圾沉淀物。這些物質(zhì)對(duì)水體產(chǎn)生內(nèi)源污染,是造成水體富營(yíng)養(yǎng)化和藍(lán)藻爆發(fā)的營(yíng)養(yǎng)鹽來(lái)源之一。為降低和減少積存在水體內(nèi)的有機(jī)碳、氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),蘇州每五年組織一次輪浚清淤工程,2012年對(duì)古城區(qū)的110條河道進(jìn)行全面清淤,清淤長(zhǎng)度116公里,總土方量為131.5萬(wàn)方,極大的改善了水質(zhì)和生態(tài)景觀。但是清淤工程并不能從根本上解決水體富營(yíng)養(yǎng)化,在清淤后不久,又很快有新淤積,隨著氣溫升高,一些無(wú)水流河道黑化河泛再次漂浮,河道需要多次清淤,因此疏浚底泥也并不是控制水體營(yíng)養(yǎng)化的長(zhǎng)期有效的方法。
4.3圍隔攔截工程
近年,為減少藍(lán)藻隨運(yùn)河水流大量侵入城區(qū)河道,京杭運(yùn)河沿線閘門(mén)關(guān)閉長(zhǎng)達(dá)半年,同時(shí)2012年在胥江、仙人大港、上塘河等8處京杭運(yùn)河入水口打樁設(shè)圍網(wǎng)(見(jiàn)圖三)進(jìn)行攔截,減少藍(lán)藻顆粒進(jìn)入城區(qū)河道。但是因城區(qū)換防汛需要以及運(yùn)河清淤施工船只進(jìn)出內(nèi)河,攔截工程阻擋藍(lán)藻進(jìn)入城區(qū)河道效果并不明顯,且圍欄網(wǎng)維護(hù)和破損后的維修成一新問(wèn)題。
5.人工及機(jī)械打撈
人工及機(jī)械打撈就是用船只和人力進(jìn)行打撈藍(lán)藻,能直接有效的減少局部稠狀藍(lán)藻對(duì)環(huán)境的影響。當(dāng)前國(guó)內(nèi)的專(zhuān)家對(duì)藍(lán)藻治理研究了不少辦法,但是還沒(méi)有一種是少投入高效益的治標(biāo)辦法,在先有科技條件下,人工和機(jī)械打撈的辦法無(wú)疑是最有效的治標(biāo)辦法,特點(diǎn)是環(huán)境安全、見(jiàn)效快,但受季節(jié)變化影響且勞動(dòng)強(qiáng)度大。
5.1人工打撈
目前,蘇州城區(qū)護(hù)城河及內(nèi)河道藍(lán)藻仍采用人工打撈的方式除藻。在多年的藍(lán)藻打撈實(shí)踐工作中,根據(jù)藍(lán)藻在蘇州城區(qū)河道生長(zhǎng)和分布的規(guī)律,藍(lán)藻人工打撈工作不僅探索了一套較有效的打撈方法,在隊(duì)伍也上逐漸壯大,發(fā)展成至今已有200多人、100多條專(zhuān)業(yè)打撈船只,完全能夠滿足城區(qū)河道藍(lán)藻打撈工作。2011年期間,藍(lán)藻專(zhuān)業(yè)隊(duì)伍共打撈含水藍(lán)藻4511噸;2012年期間,藍(lán)藻專(zhuān)業(yè)隊(duì)伍共打撈含水藍(lán)藻2110噸。
5.2機(jī)械打撈
為提高藍(lán)藻打撈效率,市河道管理處經(jīng)財(cái)政采購(gòu),購(gòu)置了雙體船船型吸取型藍(lán)藻打撈船4條,非對(duì)稱雙體縱流船型分離式藍(lán)藻打撈船2條(見(jiàn)圖五),機(jī)械式打撈船只是一種新型藍(lán)藻打撈作業(yè)設(shè)備,用于藍(lán)藻富集區(qū)(借助風(fēng)向、風(fēng)力等將藍(lán)藻圍欄集中在某一區(qū)域),對(duì)已成粘稠狀藍(lán)藻并形成一定厚度的高濃度藍(lán)藻固定式的循環(huán)處理,有效清除浮藻層,具有操作簡(jiǎn)便、減輕勞動(dòng)量等優(yōu)勢(shì)。 但受蘇州城區(qū)河道絕大部分河面較窄、且古城區(qū)河道橋梁過(guò)低的影響,機(jī)械打撈并無(wú)法運(yùn)用到所有河道,現(xiàn)主要運(yùn)用在護(hù)城河、西塘河等河道藍(lán)藻的清理工作中。
5.3人員組織與管理
隨著這幾年藍(lán)藻治理工作的發(fā)展,各項(xiàng)制度的建立和管理辦法的出臺(tái)也逐步使得藍(lán)藻防控工作趨于成熟。市河道管理處根據(jù)《蘇州市突發(fā)公共事件總體應(yīng)急預(yù)案》,制定了《蘇州城區(qū)河道藍(lán)藻打撈應(yīng)對(duì)預(yù)案》和《蘇州城區(qū)河道藍(lán)藻打撈應(yīng)急機(jī)制》,按照“明確責(zé)任、突出重點(diǎn)、統(tǒng)籌兼顧、科學(xué)調(diào)度”的原則,成立藍(lán)藻打撈工作小組,負(fù)責(zé)布置和協(xié)調(diào)城區(qū)藍(lán)藻打撈和調(diào)水引流工作,同時(shí)規(guī)范和督促各片區(qū)組織到藍(lán)藻打撈工作,協(xié)調(diào)處理因藍(lán)藻爆發(fā)處置的各項(xiàng)事項(xiàng)。
制定各項(xiàng)規(guī)章制度,包括值班制度、例會(huì)制度、監(jiān)督指導(dǎo)制度、考核管理制度、編制藍(lán)藻日?qǐng)?bào)制度,確保了各環(huán)節(jié)人員及時(shí)執(zhí)行指令,處置問(wèn)題,隨時(shí)根據(jù)藍(lán)藻發(fā)生情況分析形勢(shì)、研究對(duì)策和部署工作,確保各項(xiàng)應(yīng)急措施落實(shí)到位。
按照“早發(fā)現(xiàn)、早報(bào)告、早處置”的原則,成立巡查小組,藍(lán)藻防控打撈期間,巡查在河道一線,掌握河道水面藍(lán)藻發(fā)生情況,同時(shí)檢查各安全措施落實(shí)情況,排查安全隱患,確保人員安全,以保障打撈作業(yè)的順利有序開(kāi)展。
總結(jié)藍(lán)藻防控經(jīng)驗(yàn)和技術(shù),可為蘇州城區(qū)河道藍(lán)藻治理和水質(zhì)恢復(fù)工作進(jìn)行技術(shù)儲(chǔ)備,并在日后的實(shí)踐中得以發(fā)展和完善。從藍(lán)藻泛濫的原因來(lái)看,要從根本上防止藍(lán)藻肆意生長(zhǎng),要從凈化水質(zhì)、生物防治、化學(xué)防治等多方面入手。水質(zhì)富營(yíng)養(yǎng)化是藍(lán)藻泛濫的重要原因,因此在人工及機(jī)械打撈、生物防治、化學(xué)防治研究的基礎(chǔ)上,今后應(yīng)將著力于水污染治理,減少水體富營(yíng)養(yǎng)化程度,做到標(biāo)本兼職。
作者簡(jiǎn)介:朱麗燕(1985年),2008年畢業(yè)于貴州師范大學(xué),本科。工作單位:蘇州市河道管理處,職稱:環(huán)境專(zhuān)業(yè)中級(jí)工程師。