CN105016524B - 一种清除漂浮刚毛藻的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种清除漂浮刚毛藻的方法，其步骤：1）区域选择：选择刚毛藻生长力旺盛且成片上浮的区域；2）杀藻剂Ⅰ的配制：用蒸馏水稀释过氧化氢；3）杀藻剂Ⅱ的配制：用蒸馏水配制硫酸亚铁溶液；4）沉降剂的配制：将粘土和膨润土配制成沉降剂；5）杀藻剂Ⅰ和杀藻剂Ⅱ的用量和喷洒条件：将配制的杀藻剂Ⅰ和杀藻剂Ⅱ喷洒在所选择区域中刚毛藻的表面；6）沉降剂的添加：杀藻剂Ⅰ和杀藻剂Ⅱ处理刚毛藻后，根据实验区域的面积，将沉降剂均匀撒入水体中，刚毛藻下沉到水体底部，静置后，水体澄清，水面无刚毛藻漂浮。该方法简单，操作方便，成本低廉，无二次污染，对刚毛藻具有十分明显的去除效果，同时对高有机质底质具有改善作用。

Description

一种清除漂浮刚毛藻的方法

技术领域

本发明涉及富营养化湖泊中丝状藻藻华的去除和湖泊高有机质底质改善技术领域，更具体涉及一种快速清除漂浮刚毛藻的方法，适合于富营养化湖泊中刚毛藻爆发严重的高有机质底质水体，如池塘、湖泊等。

背景技术

在春末夏初季节，景观水体、河蟹养殖水体、池塘养鱼水体、稻田、湖泊等水流比较缓慢，水体透明度高，水生植物少的区域常出现大量大型丝状绿藻--刚毛藻(Cladophorasp.)的爆发，刚毛藻是绿藻门刚毛藻目的一类丝状绿藻，淡水中常见团集刚毛藻(C.glomerata)、脆弱刚毛藻(C.fracta)、寡枝刚毛藻(C.oligoclona)等。其生殖方式有三种，以断裂的丝状体进行营养繁殖；以动孢子或厚壁孢子进行无性生殖；以配子进行有性生殖。刚毛藻的生命力和繁殖力极强，在适宜条件下容易异常增殖并对水体造成严重危害：养殖水体中，消耗水体营养，对水体生物生长造成影响；景观水体中，丝状藻类死亡，腐烂变质时，容易产生恶臭，对景观和水体生物安全造成威胁；在湖泊中，丝状藻类的存在对生物有缠绕、遮光、营养竞争等现象，影响生物的光合作用及生长繁殖。

目前国内外对丝状藻类爆发防治措施主要有三类方法：(1)物理方法：人工打捞是最常用的方法，其见效最迅速、最安全，但也最费力，打捞时藻丝容易断裂，断裂的藻丝可通过细胞分裂快速长成丝状体，不能从根本上解决问题；(2)化学方法：主要是利用化学试剂破坏藻类细胞从而实现杀藻控藻的目的，这种方法具有高效、快速、方法简便，相对完善的技术又被广泛应用。常用的药物主要包括氧化型试剂如高锰酸钾、卤素等；非氧化型试剂如铜剂、无机金属化合物等。化学法无疑是一种效果显著、见效快的有效途径，但化学试剂本身往往具有毒害作用，容易造成二次污染，对水体其他生物或水质有一定的不利影响，所以亟待开发研究无毒、高效、经济的杀藻剂；(3)生态方法主要通过生物操纵法，即通过重建生物群落来抑制藻类的生长等，如以藻抑藻、高等水生植物控藻、滤食性鱼类食藻等，生态方法无疑是一种环保的除藻方法，但由于除藻所需时间长，且容易反弹，不能达到理想效果。

目前大多的有关除藻的研究与技术主要集中在对蓝藻门的微囊藻、鱼腥藻、颤藻等的去除上，而对大型丝状绿藻的去除的研究较少，对刚毛藻去除的研究和技术更少。在刚毛藻的治理上，主要通过人工打捞和施用一些净水处理剂，但这种方法费时、费力、费用也比较昂贵，打捞后藻体如果不经过适当处理，容易腐烂，产生难闻的物质，对环境造成污染；同时，打捞时藻体容易断裂成短丝体，短丝体容易通过营养繁殖再次大量增殖，无法从根本上解决问题。近年来，有研究者开始使用阿特拉津、扑草净、百草枯、草甘膦、除苔宝粉等除草剂去除刚毛藻，但对刚毛藻的抑制率在最高浓度下只有75.2％，然后添加十二烷基苯磺酸钠和十二烷基酚聚氧乙烯醚作为助剂，抑制效果有所提高，但鉴于除草剂和助剂对环境中其他生物有无毒害性和残留危害尚不清楚，不能盲目地大规模使用。攀世丝藻沙是一种高分子有机酮聚合物复合物，在丝状藻类的去除中常常被大量使用，鉴于其主要功能是杀藻，而无法对水体高有机质底质进行改良。所以在高有机质底质的相关水体中，刚毛藻爆发需要寻求一种新的治理方法。

在湖泊富营养化的治理中，水生植被的恢复已成为一种高效、生态环保的方法。由于水生植被的恢复效果依赖于所生存的环境，高有机质底质往往对水生植被的恢复有一定的胁迫作用，本发明旨在去除刚毛藻的同时，能有效的降低底质的营养，以利于水生植被的恢复。本发明利用氧化性极强且在环境中没有残留的过氧化氢和具有絮凝净化作用的硫酸亚铁为杀藻剂，利用过氧化氢和硫酸亚铁(Fenton反应)共作用快速产生大量的羟基自由基进攻藻类的膜系统，对藻类细胞进行破坏；再利用天然钠基膨润土-粘土沉降剂的吸附性对失去活性的藻细胞进行吸附和沉降；同时也利用天然钠基膨润土-粘土沉降剂吸附高有机质底质中的营养物质，对高有机质底质进行一定程度地改良，对湖泊沉水植被的恢复有一定的促进作用。

发明内容

本发明目的是在于提供了一种快速清除漂浮刚毛藻的方法，该方法简单，操作方便，成本低廉，无二次污染，对水体的刚毛藻具有十分明显的去除效果，同时对高有机质底质具有改善作用，为高等水生植物修复技术提供前提条件，该方法具有很高的环境、经济和社会效益。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种快速清除漂浮刚毛藻的方法，其步骤是：

1)区域选择：选择刚毛藻生长力旺盛且漂浮于水体表面影响水体景观的区域，区域范围小于或等于500平方米；

2)杀藻剂Ⅰ的配制：用蒸馏水将质量分数为30％的过氧化氢稀释成3％-5％的浓度，并放置在阴凉处；

3)杀藻剂Ⅱ的配制：用蒸馏水将硫酸亚铁配制0.02mol/L-0.04mol/L硫酸亚铁溶液；

4)沉降剂的配制：将含水率为10％-15％(质量比)的粘土和膨润土按6-8:4-2重量比配制成沉降剂；

5)杀藻剂Ⅰ和杀藻剂Ⅱ的用量和喷洒条件：将步骤2)配制的过氧化氢按1:250的体积比均匀喷洒在所选择的区域的刚毛藻表面，喷洒时间以晴天12:00-14:00为宜，氧化28-32分钟后，然后按1:250体积比均匀喷洒步骤3)配制的硫酸亚铁溶液，静置，1-2小时后观察刚毛藻的生长状况，若还未完全丧失活性，可重复本步骤1-2次；

6)沉降剂的添加：杀藻剂Ⅰ和杀藻剂Ⅱ处理刚毛藻后，根据实验区域的面积，将沉降剂均匀撒入水体中，每平方米水域5kg-10kg沉降剂，刚毛藻随之下沉到水体底部，使水体底部沉降剂的平铺厚度为1公分-2公分，静置1-3天后，水体澄清，水面无刚毛藻漂浮。

所述的处理区域中刚毛藻在水体中大量集聚并漂浮于水体表面影响景观；

所述的刚毛藻为湖泊、河流、池塘等淡水水体中常见的种类，如团集刚毛藻(C.glomerata)、脆弱刚毛藻(C.fracta)等；

所述的低浓度的过氧化氢具有强氧化性，当加入低浓度的硫酸亚铁后快速产生大量的羟基自由基进攻藻体，并形成具有絮凝作用的物质，将藻体结合在一起；采用天然钠基膨润土-粘土为沉降材料，其良好的吸附性能有效将失活的刚毛藻固定在水体底部，同时能吸附刚毛藻释放出的营养盐等物质；

所述的沉降剂可以改良湖泊富营养化高有机质底质的理化性质，有利于沉水植物的恢复。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：

1、过氧化氢、硫酸亚铁杀藻后不会对水体造成二次污染，因为过氧化氢将分解成H₂O和O₂，低浓度的硫酸亚铁被氧化后参与到地球化学循环，且因为用量少不会造成铁污染。

2、杀死刚毛藻的速度快，刚毛藻的光合活性在24小时后大幅度降低，降低程度在80％至98％之间。随着过氧化氢和硫酸亚铁溶液喷洒量的增加，刚毛藻在显微镜下其叶绿体成不同程度的浓缩和黑化，致使刚毛藻丧失细胞活性，后期丝体出现断裂溶解的现象。再培养20天，未出现刚毛藻的再增殖。

3、沉降剂使用的是粘土和天然钠基膨润土两种材料配制而成，它们具有很好的粘结性和吸附性，能吸附刚毛藻将其固定在水体底部。

附图说明

图1为一种生长旺盛且漂浮于水面的刚毛藻示意图。

生长旺盛时期的刚毛藻由于光合作用释放大量气体，气体集聚使刚毛藻上浮至水体表面。

图2为一种杀藻剂处理后的失活刚毛藻示意图。

刚毛藻经过杀藻剂处理后，过氧化氢和硫酸亚铁迅速发生Fenton反应，产生大量的羟基自由基，进攻藻体细胞，使细胞失去活性，藻体颜色从鲜绿色变为白色漂浮于水面。

图3为一种沉降剂处理后刚毛藻下沉于底部示意图。

天然钠基膨润土和粘土组成的沉降剂加入后，失活的刚毛藻因为沉降剂的重力作用下沉，同时沉降剂特殊的结构将刚毛藻吸附固定于水体底部。

图4为一种失活后显微镜下的刚毛藻示意图。

失活后的刚毛藻在显微镜下观察时，容易发现细胞中叶绿体由绿色变为黑色，同时常常伴有细胞壁破裂现象。

具体实施方式

为了更好的理解本发明，下面结合实例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。

实施例1：

一种快速清除漂浮刚毛藻的方法，其步骤是：

1)区域选择：准备1L大小的烧杯，添加2公分-3公分从浙江省杭州西湖采集回的底泥，添加1L杭州西湖水样，澄清后投加湿重为5g左右的生命力旺盛的杭州西湖刚毛藻，靠窗培养数日(10日-30日)，待刚毛藻漂浮于水体表面后开展实验；

2)杀藻剂Ⅰ的配制：用蒸馏水将质量分数为30％的过氧化氢(分析纯)稀释为3％的浓度，置于阴凉处；

3)杀藻剂Ⅱ的配制：用蒸馏水将硫酸亚铁配制为0.02mol/L的硫酸亚铁溶液；

4)沉降剂的配制：将含水率为10％或12％或14％或15％的(质量比)粘土和膨润土按质量比配成6:4的沉降剂；

5)杀藻剂Ⅰ和杀藻剂Ⅱ的用量及喷洒条件：选择一个晴天的12:00开始实施本发明内容，将配制的3％浓度的过氧化氢按体积比为1:250的比例均匀喷洒在刚毛藻表面，氧化28或29或30或31或32分钟后，均匀喷洒配制的0.02mol/L的硫酸亚铁溶液，静置，1或2个小时后观察刚毛藻失去活性，藻体颜色从鲜绿色变为白色漂浮于水面；

6)沉降剂的添加：2小时后将配制好的沉降剂投放在水体中，搅拌均匀，使烧杯中的沉降剂平铺在底质上的厚度为1公分，沉降剂添加后，死亡的刚毛藻下沉到水体底部，静置2天后，水体澄清，水面无刚毛藻漂浮；

7)24小时后通过光合作用测定刚毛藻的光合活性，经处理后，刚毛藻的光合活性从0.5447mg/(L·h·g)降为0.0446mg/(L·h·g)，其抑制率达91.8％。20天后，底质总氮含量降低了13.6％，总磷含量降低了7.5％，有机质降低了13.9％。

实例2：

1)区域选择：在浙江省杭州西湖引水玉皇山预处理场内10L体积的塑料桶中生长有大量从杭州西湖采集回来培养的生命力旺盛的刚毛藻，并漂浮于水体表面数日(10日-30日)，其中底质为杭州西湖高有机质底质，有3公分厚度；

2)杀藻剂Ⅰ的配制：用蒸馏水将质量分数为30％的过氧化氢(分析纯)稀释为3％的浓度，置于阴凉处；

3)杀藻剂Ⅱ的配制：用蒸馏水将硫酸亚铁配制为0.02mol/L的硫酸亚铁溶液；

4)沉降剂的配制：将含水率为10％或11％或13％或15％(质量比)的粘土和膨润土按质量比配成8:2的沉降剂；

5)杀藻剂Ⅰ和杀藻剂Ⅱ的用量及喷洒条件：选择一个晴天的12:00开始实施本发明内容，将配制的3％浓度的过氧化氢按体积比为1:250的比例均匀喷洒在刚毛藻表面，氧化30分钟后，均匀喷洒配制的0.02mol/L的硫酸亚铁溶液，静置，1或2小时后观察刚毛藻失去活性，藻体颜色从鲜绿色变为白色漂浮于水面；

6)沉降剂的添加：2小时后将配制好的沉降剂投放在水体中，搅拌均匀，使得塑料桶中的沉降剂平铺在底质上的厚度为1公分，沉降剂添加后，死亡的刚毛藻下沉到水体底部，静置2天后，水体澄清，水面无刚毛藻漂浮；

7)24小时后通过光合作用测定刚毛藻的光合活性，经处理后，刚毛藻的光合活性从0.8249mg/(L·h·g)降为0.0683mg/(L·h·g)，其抑制率达92％。30天后，底质总氮含量降低了16.7％，总磷含量降低了10.6％，有机质降低了16.0％。

实例3：

1)区域选择：在浙江省杭州西湖引水玉皇山预处理场中有一生态塘，塘中生长有许多刚毛藻，并漂浮于水面数月(2月-3月)，其生命力处于十分旺盛阶段，用渔网围取1平方米大小的实验区域，其底质厚度约3公分；

2)杀藻剂Ⅰ的配制：用蒸馏水将质量分数为30％的过氧化氢(分析纯)稀释到5％的浓度，置于阴凉处；

3)杀藻剂Ⅱ的配制：用蒸馏水配制0.04mol/L的硫酸亚铁溶液；

4)沉降剂的配制：用10％或11％或14％或15％(质量比)含水率的粘土和膨润土按7:3质量比配制沉降剂；

5)杀藻剂Ⅰ和杀藻剂Ⅱ的用量及喷洒条件：选择一个晴天的12:00开始实施本发明内容，将配制的5％浓度的过氧化氢按体积比为1:250的比例均匀喷洒在刚毛藻表面，氧化30分钟后，均匀喷洒配制的0.04mol/L的硫酸亚铁溶液，静置，2小时后观察刚毛藻失去活性，藻体颜色从鲜绿色变为白色漂浮于水面；

6)沉降剂的添加：2小时后将配制的沉降剂投放在水体中刚毛藻表面，使得实验区域中沉降剂平铺在底质上的厚度为1公分，投加沉降剂后，死亡的刚毛藻体下沉到生态塘底部，静置3天后，水体澄清，水面无刚毛藻漂浮；

7)24小时后通过光合作用测定刚毛藻的光合活性，经处理后，刚毛藻的光合活性从1.0238mg/(L·h·g)降为0.1137mg/(L·h·g)，其抑制率达89％。20天后，底质总氮含量降低17.4％，总磷含量降低了9.8％，有机质降低了13.5％。

Claims (3)

1.一种清除漂浮刚毛藻的方法，其步骤是：

1)区域选择：选择刚毛藻生长力旺盛且成片上浮的区域，区域范围小于或等于500平方米；

2)杀藻剂Ⅰ的配制：用蒸馏水将质量分数为30％的过氧化氢稀释成3％-5％的浓度，并放置在阴凉处；

3)杀藻剂Ⅱ的配制：用蒸馏水将硫酸亚铁配制成0.02mol/L-0.04mol/L硫酸亚铁溶液；

4)沉降剂的配制：将膨润土和含水率为10％-15％质量比的粘土按6-8:4-2重量比配制成沉降剂；

5)杀藻剂Ⅰ和杀藻剂Ⅱ的用量和喷洒条件：将步骤2)配制的过氧化氢按1:250的体积比均匀喷洒在所选择的区域中刚毛藻的表面，喷洒时间晴天12:00-14:00，氧化28-32分钟后，然后按1:250体积比喷洒步骤3)配制的硫酸亚铁溶液，静置，1-2小时后观察刚毛藻的生长，未完全丧失活性，重复本步骤1-2次；

6)沉降剂的添加：杀藻剂Ⅰ和杀藻剂Ⅱ处理刚毛藻后，根据实验区域的面积，将沉降剂均匀撒入水体中，每平方米水域5kg-10kg沉降剂，刚毛藻随之下沉到水体底部，使水体底部沉降剂的平铺厚度为1公分-2公分，静置1-3天后，水体澄清，水面无刚毛藻漂浮。

2.根据权利要求1所述的一种清除漂浮刚毛藻的方法，其特征在于：所述的处理区域中刚毛藻在水体中集聚并漂浮于水体表面。

3.根据权利要求1所述的一种清除漂浮刚毛藻的方法，其特征在于：所述的3％-5％过氧化氢有强氧化性，加入低浓度的硫酸亚铁后产生羟基自由基进攻藻体，形成有絮凝作用的物质，将藻体结合在一起，采用天然钠基膨润土-粘土为沉降材料，沉降材料的吸附性能将失活的刚毛藻固定在水体底部，能吸附刚毛藻释放出的营养盐物质。