CN111977760A - 一种蓝膜、扰动、锌元素协同治理蓝藻水华的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种蓝膜、扰动、锌元素协同治理蓝藻水华的方法，属于水体生态修复领域。本发明方法在已形成蓝藻水华的水面上覆盖蓝色透明薄膜，结合水体扰动数天，并泼洒一定浓度的ZnCl2；蓝色透明薄膜、扰动和锌元素能够形成协同作用，显著杀灭蓝藻，降低蓝藻的数量，蓝藻去除率可达95％以上，所述蓝藻水华密度范围为0.1×108～50×108细胞/升。本发明的方法安全简单、成本低、效果好，且不会产生二次污染。可用于湖泊、水库、河流和池塘等淡水水体的蓝藻水华的治理。
Description
技术领域
本发明涉及一种蓝膜、扰动、锌元素协同治理蓝藻水华的方法，属于水体生态修复领域。
背景技术
伴随着我国经济的快速发展，大量污染物的产生和排放，致使许多湖泊和水库富营养化日趋严重。由于富营养化，许多湖泊、水库和河流爆发蓝藻水华，给人们的社会生活和生产造成重大影响和损失。如何防治蓝藻水华成为政府和百姓关注的热点。
到目前为止，防控蓝藻水华的方法主要有物理法、化学法和生物法。其中，物理法包括打捞法(机械打捞与人工打捞)、絮凝沉降法、换水法、高压杀藻法、紫外杀藻法和超声波杀藻法，传统的物理法消耗大量的人力、物力和财力，且治标不治本；化学法包括化学药剂杀藻法和氧化剂杀藻法，化学药剂杀藻效率高，然而却带来二次污染问题，如硫酸铜、氧化剂杀藻法使用的氧化剂或过氧化氢，且对高浓度的野外群体蓝藻效果不佳；生物法包括微生物法、植物化感法、浮游动物摄食法、底栖动物摄食法、鱼类摄食法，然而生物法一般周期长，受环境因素影响比较大，具有不可控性。
由此，中国专利公告号为CN 105129951 B的发明专利公开了一种改性藻絮凝剂的制备方法及其在治理蓝藻水华中的应用，通过采用化学络合与物理吸附的方法，把硝酸铁固定到阴性丙烯酰胺上制得改性絮凝剂，大大提高了微囊藻的絮凝效果，避免了蓝藻水华的爆发，从而有效改良了水体环境而不会造成二次污染，但是，这种方法步骤繁杂，成本较高，不利于推广应用；中国专利公开号为CN 108101181 A的发明专利则公开了一种适于城市景观水湖泊的蓝藻水华治理方法，即将硅藻土与聚合氯化铁混合的混合物缝制在双层无纺布中制成絮凝剂带，然后固定在尼龙纱窗网上形成絮凝网带，沿絮凝网带的边缘间隔设置浮球后，铺放到湖泊的水面上通过絮凝有效的治理蓝藻水华，同时通过絮凝网带的收网将蓝藻及絮凝剂从水体中彻底分离出去而避免了二次污染，但是，该方法只适用于城市景观水湖泊，而无法推广应用至河道或大面积湖泊的蓝藻水华的防治中。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种蓝膜、扰动、锌元素协同治理蓝藻水华的方法，利用蓝色透明薄膜过滤后的蓝光只有少量能被蓝藻利用进行光合作用，持续扰动对蓝藻产生胁迫作用，以及锌元素对蓝藻的抑制作用，实现了简单、安全、高效、低成本地去除蓝藻水华的目的，且不会产生二次污染，本发明的方法适用于蓝藻水华密度范围为0.1×108～50×108细胞/升的淡水水体中，具有良好的推广应用前景。
为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：
本发明的第一个方面提供了一种蓝膜、扰动、锌元素协同治理蓝藻水华的方法，主要步骤包括：在蓝藻水华的水体上方0.1～0.4m处覆盖一层蓝色透明薄膜，并在蓝藻水华的水体表层0.2～0.5m处设置涌浪泵持续扰动水体，同时，将浓度为0.4～0.6mg/L的ZnCl2泼洒至蓝藻水华的水体中，通过三者协同作用去除蓝藻水华。
进一步地，按照美术中的36色分类，所述蓝色透明薄膜的蓝色包括淡蓝、浅蓝、碧蓝、靛蓝、湖蓝、天蓝、湛蓝、蓝黑色。
更进一步地，所述蓝色透明薄膜的材质为涤纶树脂、聚乙烯、聚丙烯中的一种。
再进一步地，所述蓝色透明薄膜的厚度为0.1～0.3mm。
进一步地，所述水体扰动设备每100m2的水体设置一台。
更进一步地，所述水体扰动设备为涌浪泵，所述涌浪泵的功率为0.75～2.2kW，扰动时间为8～10天。
本发明的第二个方面提供了一种蓝膜、扰动、锌元素协同治理蓝藻水华的方法在蓝藻水华防治领域的应用。
进一步地，所述一种蓝膜、扰动、锌元素协同治理蓝藻水华的方法适用于蓝藻水华的密度范围为0.1×108～50×108细胞/升的淡水水体的防治中。
本发明相较于现有技术的优点和有益效果在于：
1、本发明将蓝色透明薄膜覆盖于蓝藻水华的水面上，利用蓝色透明薄膜过滤后的蓝光只有少量能被蓝藻利用进行光合作用，同时结合水体扰动对蓝藻产生胁迫作用，以及泼洒一定浓度的ZnCl2对蓝藻产生抑制作用，在三者协同作用下杀灭蓝藻，其蓝藻水华的去除率可达95％以上，适用于蓝藻水华密度范围为0.1×108～50×108细胞/升的淡水水体中；
2、本发明的方法安全简单易操作，成本低，在高效去除蓝藻水华的同时不会产生二次污染，且适用于湖泊、水库、河流和池塘等淡水水体的蓝藻水华的防治，具有良好的推广应用前景。
具体实施方式
以下通过优选实施例对本发明提出的一种蓝膜、扰动、锌元素协同治理蓝藻水华的方法作进一步详细说明作进一步说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和过程，除非另有指明，本实施例使用的所有技术和科学术语与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
本发明实施例所用的蓝色透明薄膜如下所述：
涤纶树脂蓝色透明薄膜，购自宁波绿诚节能科技有限公司，厚度0.2mm；
聚乙烯蓝色透明薄膜，购自宁波绿诚节能科技有限公司，厚度0.2mm；
聚丙烯蓝色透明薄膜，购自宁波绿诚节能科技有限公司，厚度0.2mm。
实施例1
为了探讨不同材质蓝色透明薄膜对蓝藻水华的控制效果，在无锡某河道取其一段(长40米，宽10米)开展实验。各处理组分别在蓝藻的水体上方0.2m处覆盖一层涤纶树脂蓝色透明薄膜、聚乙烯蓝色透明薄膜、聚丙烯蓝色透明薄膜；各处理组的面积均为100m2(10m×10m),各处理组分别在蓝藻的水体表层0.3m处放置一台涌浪泵，并设置涌浪泵的功率为2.2kW扰动水体9天，并泼洒0.4mg/L的ZnCl2于蓝藻水体中；对照组的面积为100m2(10m×10m)，无任何覆盖物，不进行水体扰动和泼洒ZnCl2处理；对照组与各处理组的初始的蓝藻密度都为10.14×108细胞/升(蓝藻密度的测定方法参考章宗涉、黄祥飞所著的《淡水浮游生物研究方法》)。实验结束时，对照组的蓝藻密度显著增加，而各处理组的蓝藻密度都显著下降(见表1)。实验表明，涤纶树脂、聚乙烯、聚丙烯三者材质的蓝色透明薄膜都具有高效的去除蓝藻的效果。
表1(不同材质蓝色透明透明薄膜对蓝藻的控制效果比较)
实施例2
为了探讨不同功率涌浪泵对蓝藻水华的控制效果，在无锡某河道取其一段(长40米，宽10米)开展实验，各处理组分别在蓝藻的水体表层0.3m处放置一台涌浪泵，并分别设置涌浪泵的功率为0.75kW、1.5kW、2.2kW，均扰动水体9天，各处理组均在蓝藻的水体上方0.2m处覆盖一层涤纶树脂组蓝色透明薄膜，各处理组的面积均为100m2(10m×10m)，并泼洒0.4mg/L的ZnCl2于蓝藻水体中；对照组的面积为100m2(10m×10m)，无任何覆盖物，不进行水体扰动和泼洒ZnCl2处理；对照组与各处理组的初始的蓝藻密度都为10.28×108细胞/升(蓝藻密度的测定方法参考章宗涉、黄祥飞所著的《淡水浮游生物研究方法》)。实验结束时，对照组的蓝藻密度显著增加，而各处理组的蓝藻密度都显著下降(见表2)。实验表明，涌浪泵的功率设置为0.75kW、1.5kW、2.2kW时都具有高效的去除蓝藻的效果。
表2(不同功率涌浪泵对蓝藻的控制效果比较)
实施例3
为了探讨不同扰动时间对蓝藻水华的控制效果，在无锡某河道取其一段(长50米，宽10米)开展实验，设置不同持续扰动时间分别为7天、8天、9天、10天、11天，所有处理组的蓝藻的初始密度为10.36×108细胞/升(蓝藻密度的测定方法参考章宗涉、黄祥飞所著的《淡水浮游生物研究方法》)，所有处理组均在蓝藻的水体上方0.2m处覆盖一层聚乙烯蓝色透明薄膜，所有处理组的面积为100m2(10m×10m),且均在蓝藻的水体表层0.3m处放置一台涌浪泵，设置涌浪泵功率2.2kW以扰动水体，并泼洒0.4mg/L的ZnCl2于蓝藻水体中。结果显示，实验结束时不同扰动时间的处理组的蓝藻密度都显著下降(见表3)。因此，本发明方法如果按95％的蓝藻去除率为依据，且从效果和成本考虑，本发明方法治理蓝藻水华的最佳扰动时间范围为8～10天。
表3(不同扰动时间对蓝藻的控制效果比较)
实施例4
为了探讨添加不同锌元素(ZnCl2)的浓度对蓝藻水华的控制效果，在无锡某河道取其一段(长40米，宽10米)开展实验，设置不同处理组泼洒的ZnCl2的浓度分别为0.2mg/L、0.4mg/L、0.6mg/L、0.8mg/L，所有处理组的蓝藻的初始密度均为10.41×108细胞/升(蓝藻密度的测定方法参考章宗涉、黄祥飞所著的《淡水浮游生物研究方法》)，所有处理组均在蓝藻的水体上方0.2m处覆盖一层聚乙烯蓝色透明薄膜，所有处理组的面积为100m2(10m×10m),且均在蓝藻的水体表层0.3m处放置一台涌浪泵，设置涌浪泵功率2.2kW扰动水体9天。结果显示，实验结束时泼洒不同浓度的ZnCl2的处理组的蓝藻密度都显著下降(见表4)。因此，本发明方法如果按95％的蓝藻去除率为依据，且从效果和成本考虑，治理蓝藻水华泼洒ZnCl2的最佳浓度范围为0.4～0.6mg/L。
表4(不同浓度锌元素对蓝藻的控制效果比较)
实施例5
为了探讨该方法对不同蓝藻密度的控制效果，在无锡某河道取其一段(长50米，宽10米)开展实验，蓝藻的初始密度设置分别为0.1×108细胞/升、6.25×108细胞/升、12.5×108细胞/升、25.0×108细胞/升、50.0×108细胞/升，所有处理组均在蓝藻的水体上方0.2m处覆盖一层聚乙烯蓝色透明薄膜，所有处理组的面积均为100m2(10m×10m),且均在蓝藻的水体表层0.3m处放置一台涌浪泵，设置涌浪泵功率2.2kW扰动水体10天，并泼洒0.6mg/L的ZnCl2于蓝藻水体中。结果显示，实验结束时，不同蓝藻密度的处理组的蓝藻密度都显著下降(见表5)(蓝藻密度的测定方法参考章宗涉、黄祥飞所著的《淡水浮游生物研究方法》)。因此，本发明方法如果按95％的蓝藻去除率为依据，该方法适合于治理蓝藻水华的密度范围为0.1×108～50×108细胞/升。
表5(该方法对不同蓝藻密度的控制效果比较)
对比例1
在无锡某河道取其一段(长50米，宽10米)开展实验。各处理组分别在蓝藻水体上方0.4m处覆盖一层涤纶树脂蓝色透明薄膜；各处理组的面积均为100m2(10m×10m),初始蓝藻密度(蓝藻密度的测定方法参考章宗涉、黄祥飞所著的《淡水浮游生物研究方法》)分别为0.1×108细胞/升、6.25×108细胞/升、12.5×108细胞/升、25.0×108细胞/升、50.0×108细胞/升；各处理组均不进行水体扰动和添加锌元素处理；整个处理过程持续10天，实验结束时发现，仅采用涤纶树脂蓝色透明薄膜去除蓝藻的效果很差(见表6)。
表6(对比例1的方法对不同密度蓝藻的增长率的影响)
对比例2
在无锡某河道取其一段(长50米，宽10米)开展实验。各处理组分别在蓝藻的水体表层0.3m处放置一台涌浪泵，并设置涌浪泵的功率为2.2kW扰动水体8天；各处理组的面积均为100m2(10m×10m),初始蓝藻密度(蓝藻密度的测定方法参考章宗涉、黄祥飞所著的《淡水浮游生物研究方法》)分别为0.1×108细胞/升、6.25×108细胞/升、12.5×108细胞/升、25.0×108细胞/升、50.0×108细胞/升；整个处理过程不进行覆盖蓝色透明薄膜和添加锌元素处理。实验结束时发现，仅采用水体扰动杀灭蓝藻的效果很差(见表7)。
表7(对比例2的方法对不同密度蓝藻的增长率的影响)
对比例3
在无锡某河道取其一段(长50米，宽10米)开展实验。各处理组分别泼洒0.6mg/L的ZnCl2于蓝藻水体中，各处理组的面积均为100m2(10m×10m)，初始蓝藻密度(蓝藻密度的测定方法参考章宗涉、黄祥飞所著的《淡水浮游生物研究方法》)分别为0.1×108细胞/升、6.25×108细胞/升、12.5×108细胞/升、25.0×108细胞/升、50.0×108细胞/升；整个处理过程不覆盖蓝色透明薄膜不进行水体扰动，持续处理8天，实验结束时发现，仅泼洒ZnCl2去除蓝藻的效果很差(见表8)。
表8(对比例3的方法对不同密度蓝藻的增长率的影响)
对比例4
在无锡某河道取其一段(长50米，宽10米)开展实验。各处理组均在蓝藻水体上方0.4m处覆盖一层聚丙烯蓝色透明薄膜，并在蓝藻水体表层0.3m处放置一台涌浪泵(2.2kW，扰动水体8天)，均不添加锌元素；各处理组面积均为100m2(10m×10m)，初始蓝藻密度(蓝藻密度的测定方法参考章宗涉、黄祥飞《淡水浮游生物研究方法》)分别为0.1×108细胞/升、6.25×108细胞/升、12.5×108细胞/升、25.0×108细胞/升、50.0×108细胞/升。实验发现，覆盖蓝色透明薄膜协同水体扰动对于蓝藻密度0.1×108～12.5×108细胞/升的水体的蓝藻去除效果较好(见表9)。
表9(对比例4的方法对不同密度蓝藻的增长率的影响)
对比例5
在无锡某河道取其一段(长50米，宽10米)开展实验。各处理组分别在蓝藻的水体上方0.4m处覆盖一层聚乙烯蓝色透明薄膜，并泼洒0.6mg/L的ZnCl2于蓝藻水体中，不进行水体扰动；各处理组面积均为100m2(10m×10m)，初始蓝藻密度(蓝藻密度的测定方法参考章宗涉、黄祥飞《淡水浮游生物研究方法》)分别为0.1×108细胞/升、5.0×108细胞/升、10×108细胞/升、20.0×108细胞/升、40.0×108细胞/升。整个处理过程8天，实验结束发现，覆盖蓝色透明薄膜协同泼洒ZnCl2处理去除蓝藻的效果并不理想(见表10)。
表10(对比例5的方法对不同密度蓝藻的增长率的影响)
对比例6
在无锡某河道取其一段(长50米，宽10米)开展实验。各处理组均在蓝藻水体表层0.3m处放置一台涌浪泵(功率为2.2kW，扰动水体8天)，并均泼洒0.6mg/L的ZnCl2于蓝藻水体中，均不覆盖蓝色透明薄膜；各处理组面积均为100m2(10m×10m)，初始蓝藻密度(蓝藻密度的测定方法参考章宗涉、黄祥飞《淡水浮游生物研究方法》)分别为0.1×108细胞/升、5.0×108细胞/升、10×108细胞/升、20.0×108细胞/升、40.0×108细胞/升。实验结束发现，仅采用泼洒ZnCl2和水体扰动处理而不覆盖蓝色透明薄膜对于蓝藻的去除效果并不理想(见表11)。
表11(对比例6的方法对不同密度蓝藻的增长率的影响)
然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。
Claims (7)
1.一种蓝膜、扰动、锌元素协同治理蓝藻水华的方法，其特征在于，主要步骤包括：在蓝藻水华的水体上方0.1～0.4m处覆盖一层蓝色透明薄膜，并在蓝藻水华的水体表层0.2～0.5m处设置水体扰动设备，同时，将浓度为0.4～0.6mg/L的ZnCl2泼洒至蓝藻水华的水体中，通过三者协同作用去除蓝藻水华。
2.根据权利要求1所述的一种蓝膜、扰动、锌元素协同治理蓝藻水华的方法，其特征在于，所述蓝色透明薄膜的材质为涤纶树脂、聚乙烯、聚丙烯中的一种。
3.根据权利要求2所述的一种蓝膜、扰动、锌元素协同治理蓝藻水华的方法，其特征在于，所述蓝色透明薄膜的厚度为0.1～0.3mm。
4.根据权利要求1所述的一种蓝膜、扰动、锌元素协同治理蓝藻水华的方法，其特征在于，所述水体扰动设备每100m2的水体设置一台。
5.根据权利要求4所述的一种蓝膜、扰动、锌元素协同治理蓝藻水华的方法，其特征在于，所述水体扰动设备为涌浪泵，所述涌浪泵的功率为0.75～2.2kW，扰动时间为8～10天。
6.根据权利要求1～5任意一项所述的一种蓝膜、扰动、锌元素协同治理蓝藻水华的方法在蓝藻水华防治领域的应用。
7.根据权利要求6所述的一种蓝膜、扰动、锌元素协同治理蓝藻水华的方法在蓝藻水华防治领域的应用，其特征在于，所述一种蓝膜、扰动、锌元素协同治理蓝藻水华的方法适用于蓝藻水华的密度范围为0.1×108～50×108细胞/升的淡水水体的防治中。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20201124 |
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