CN102897857A - 一种利用水体扰动抑制蓝藻生长的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用水体扰动抑制蓝藻生长的方法，将水体扰动装置安装在需要控藻的水域，该装置能够提升下层水体，产生纵向的高速水流和表面辐向层流，破坏蓝藻的原有生境，抑制蓝藻寻找最佳生境的能力；纵向水流还能将水体表面的蓝藻带到黑暗的水体底层，减少监藻所能得到的光照、CO2；同时使蓝藻不断的经历从水体表层到底层温差，从而抑制蓝藻的生长繁殖，降低蓝藻水华爆发的风险，从而对水源水质起到保护作用。
Description
技术领域
本发明涉及抑制蓝藻生长的方法，特别涉及一种利用水体扰动抑制蓝藻生长的方法。
背景技术
近年来，我国的水体富营养化的状况越来越严重，导致蓝藻大量爆发，水体被污染，水质恶化，严重影响了经济和社会的发展。特别是在一些饮用水水源地的监藻爆发，由于藻毒素的大量释放，直接威胁着城市饮用水的安全。
目前的抑制监藻爆发的方法主要是用各种化学物理生物的方法杀藻和抑藻，由于化学和生物的方法存在不可控的二次污染和生态风险，而物理方法不存在上述问题，被认为是最安全，最环保的方法。
物理方法主要包括人工或机械打捞、絮凝、遮光、超声及曝气等技术，现存技术费用昂贵，能耗巨大，不利于大规模的应用和推广。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种低成本低能耗的物理抑藻方法。该方法能够长期有效的抑制水华蓝藻的生长，防止水华的发生，起到保护水源的作用。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：
一种利用水体扰动抑制蓝藻生长的方法，包括利用水体扰动装置，将下层的水体提升至上层，由此产生纵向的水体扰动，并在水体表面形成辐向层流，从而抑制藻类生长。
所述方法包括纵向的扰动和横向的扰动，纵向的扰动：在直径400m的圆形水体中心位置，利用水体扰动装置，在其导流管内制造一个流量为11000L/min的直接纵向流，同时在导流管周围形成一个流量为26000L/min的诱导纵向流，纵向流的流速约为0.35m/s；横向的扰动：纵向流将水体底层的水带到水体表层，水从水体扰动装置周围向四周铺开去，因而在水体表层形成一个辐向的表面层流。表层的水由于重力的作用最终又流向水底，这样就在一定范围的水体中形成了一个上下方向的环形流，使水体不断的上下扰动。
经过实验证明，0.35m/s的纵向流是能够破坏监藻自身浮力调节机制的最小水流。水体的上下扰动破坏了蓝藻的生境，能够抑制蓝藻的生长。同时表面的层流增加了水体中氧含量，特别是增加了底层水中氧含量，使底泥处于好氧状态，减少底泥中营养盐的释放，从而抑制监藻的生长。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：
1、水体扰动控藻技术是一种环境友好技术，具有操作简单，控制容易，处理过程中不引入其他化学物质，处理条件温和以及处理效果持久等优点。
2、由于蓝藻主要依靠自身的伪空胞调节浮力，在水体中寻找最佳生境。而水体的扰动，特别是上下方向的扰动，能够抑制蓝藻的这种能力，破坏其最佳生境，从而抑制其生长繁殖。持续的扰动，还能构建出一个稳定的有别于静止水体的生态系统，从而使控藻效果更明显。
3、水体的上下扰动将水面之下的蓝藻带到水体表面，使其受强光照射而受到光抑制伤害，从而抑制其生长。
4、水体的上下扰动将表层的蓝藻带到底层，使其失去光照而抑制其光合作用，从而抑制了蓝藻的生长繁殖。
5、水体的上下扰动将表层的蓝藻带到底层，使其不能吸收到空气中的CO2而抑制其光合作用，从而抑制了监藻的生长繁殖。
6、由于上层水体与下层水体的温差，水体的上下扰动使蓝藻在短时间内不断经历温度的变化，从而抑制其生长。
7、底层水体氧含量的增加，减少了底泥中营养盐的而释放，从而抑制监藻的生长，降低监藻水华爆发的风险。
附图说明
图1是水体扰动示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的进行详细的描述。
以下实施例中使用美国SolarBee，Inc.公司的SB10000v18水体扰动器进行水体扰动，水体的扰动包括纵向扰动和横向扰动，纵向扰动，如图1所示：利用电机b驱动叶轮a，电机b之下安置导流管c，导流管自上至下伸向水底，电机运转时使下层水体沿导流管自下至上流动，形成直接纵向流，同时在导管外围会形成诱导纵向流，从而在直径400m的圆形水体中心位置，在水体扰动装置的导流管内制造一个流量为11000L/min的直接纵向流1，在导流管周围形成一个流量为26000L/min的诱导纵向流2，纵向流的流速约为0.35m/s。横向扰动：纵向流(包括直接纵向流和诱导纵向流)将水体底层的水带到水体表层，水从水体扰动装置周围向四周铺开去，因而在水体表层形成一个辐向的表面层流3。表层的水由于重力的作用最终又流向水底，这样就在一定范围的水体内形成了一个上下方向的环形水流。下面以具体实例对本发明进行说明：
实施例1：
本实验在实验室的气候培养箱中进行，以铜绿微囊藻作为蓝藻的代表，培养液为BG-11培养液，初始体积为200ml，初始叶绿素浓度约为10μg/L，在500ml的三角瓶中培养，分为实验组和对照组，实验组的条件为：光暗比1∶11、光照时温度为30℃、黑暗时温度为20℃，模拟水体的扰动情况；对照组的条件为：光暗比1∶1、光照时温度为30℃、黑暗是温度为25℃，模拟无扰动情况。每2天取样一次，实验周期14天。所的结果如表1所示：
表1：叶绿素浓度随时间的变化
| 培养时间(d) | 0 | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 | 12 | 14 |
| 对照组叶绿素浓度(μg/L) | 10 | 48 | 124 | 253 | 425 | 585 | 686 | 976 |
| 实验组叶绿素浓度(μg/L) | 10 | 15 | 18 | 26 | 31 | 39 | 47 | 52 |
从表1可知，实验组(模拟扰动情况)相对于对照组(无扰动情况)，叶绿素的浓度的增长十分的缓慢，说明实验组(模拟扰动情况)的铜绿微囊藻的生长收到了强烈的抑制，且抑制率随着时间的增加在增强，从最初的68.45％到最终能达到94.63％，抑制效果相当的明显。
实施例2：
本实验在某市某大型水库中进行，水体扰动装置放置于该水库库尾水流较缓区域，以该装置为中心，在水面横向设置4个取样点，分别离中心位置0m、50m、200m、400m，另在距离该装置2km远处设一个对照点。每个月取样一到两次，测定水样中的监藻细胞个数。连续4个月监测的平均数据如表2所示：
表2：各取样点的藻细胞个数
| 取样点位置 | 0m点 | 50m点 | 200m点 | 400m点 | 2000m点 |
| 藻个数(个/mL) | 4455 | 4468 | 4822 | 4944 | 8020 |
从表2可知，由中心向外，藻细胞个数逐渐增多，与对照点相比，最大抑制率达44％。由于大型水体存在着水体交换，所以抑制效果相对于实验室要低很多，但效果仍然相当的明显。
Claims (5)
1.一种利用水体扰动抑制蓝藻生长的方法，其特征在于：利用水体扰动装置，将下层的水体提升至上层，由此产生纵向的水体扰动，并在水体表面形成辐向层流，从而在一定范围的水体中形成了一个上下方向的环形流，使水体不断的上下扰动。
2.根据权利要求1所述的利用水体扰动抑制监藻生长的方法，其特征在于：所述纵向的水体扰动是在水体中心位置，制造一个流量为11000L/min的直接纵向流，和流量为26000L/min的诱导纵向流。
3.根据权利要求1所述方法，其中，所述水体扰动装置的结构包括电机驱动叶轮，电机和电机之下安置的导流管；电机开启时可驱动叶轮使下层水体通过导流管提升至上层。
4.根据权利要求2所述的利用水体扰动抑制蓝藻生长的方法，其特征在于：所述纵向流的流速为0.35m/s。
5.根据权利要求2所述的利用水体扰动抑制监藻生长的方法，其特征在于：所述水体为直径400m的圆形水体。
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