丝状藻藻华在城镇景观水生态修复中的发生与防治论文_陈步丹

丝状藻藻华在城镇景观水生态修复中的发生与防治论文_陈步丹

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摘要:通过对丝状藻藻华的形成及其对水生态系统的影响进行汇总和分析,概述了当前景观水生态修复应用中丝状藻的防治措施,以期为近似项目的预防和控制丝状藻爆发提供理论依据和现实参考。

关键词:丝状藻;藻华;景观水;水生态

近年来,城镇景观水生态修复工程成为行业热点项目。水生态修复基本采用以沉水植物为主导物种构建水体生态系统,营造良好的水生态环境,并促使系统达到长效维持的状态,例如广州东山湖、上海古猗园、北京体龙形水系等项目,然而,水生态修复技术也存在不足之处,丝状藻藻华问题就是其中之一。

1 丝状藻藻华的形成

1.1 藻华形态

丝状藻因形态呈丝状而得名,是地表水中藻类的一部分,当转为优势种属时便爆发成藻华—俗称为“青苔、水绵”,多呈现为翠绿色网状、线状、棉花状。

1.2 常见种属及其生存环境

丝状藻是个统称,种属需用显微镜才能辨识,以水绵属(Spirogyra)、刚毛藻属(Cladopho-ra)、黄丝藻属(Tribonema)为主。丝状藻类具有性及无性繁殖策略,生态位较广,主要附着生长在水中的石头及沉水植物叶片上,易于2~5月发生在浅水湖泊、池塘、河涌局部等水动力不足、水流不畅的水域,易发生在pH值5.5~9.0、水质清澈、透明度高且营养丰富的水体中[1]。

1.3 藻华形成原因

丝状藻藻华在城镇景观水体生态修复中表现地尤为抢眼;形成的原因可能为:(1)水生态修复前期为水域存有积水、开春未排干,底泥未消毒加之管理不善[2];(2)补水水源中存在较多丝状藻的孢子或移栽沉水植物时带入活体;(3)水域平缓、水力滞留、水流不畅;(4)水生态修复过程中,水生态系统未完全建立,水质过清、水位较浅和光照充足。

2 丝状藻藻华的影响

2.1 感官方面

在以沉水植物为主导的水生态修复项目水体中,待水质清澈、透明度高且营养盐丰富的条件出现时,丝状藻逐渐在浅水底处萌发,复苏后渐渐蔓延开来,一方面像一张张翠绿色的丝网悬张于水中,另一方面附着于沉水植物叶片上,大面积覆盖水下植物,严重影响水面及“水下森林”景观;而在生长后期会变成黄绿色棉絮状,半漂浮于水面;衰败后变为黄绿、黄黑色夹带大小不一的气泡成团飘浮于水面,伴随轻微腥臭味,严重影响水体感官效果。

2.2 水质方面

丝状藻对水质的影响呈现出双面特性:一方面可作为净水植物,有效吸收和降解水体中的无机或有机污染物,对维持水生态系统的结构和功能发挥出特有的作用;另一方面,丝状藻个体生长周期较短,易在短期内大量消亡,残体在水中分解又会将氮磷等营养盐类释放,并消耗水中溶解氧同时产生H2S和羟胺等有害物质,造成水质氨氮超标、水体发黑变臭等问题[3]。

2.3 水生生物方面

(1)藻华的爆发会遮盖阳光透向水底,附着叶片并包裹住沉水植物,进而影响沉水植物的光合作用和呼吸作用正常进行,削弱了水生态系统结构稳定性,严重时可导致沉水植被凋亡。

(2)丝状藻易使游荡其中的虾、蟹被束缚而死亡;藻华发生后易造成水体缺氧,严重时会导致鱼、虾类因缺氧而死亡。

(3)藻华衰败后腐烂变质,进而溢散臭味,水质严重恶化时会导致水生生物免疫力降低,耐受力减弱,威胁着水生生物的生长。

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3 防治措施

3.1 物理处理

在景观水生态修复的前期设计与运维过程中,可以通过人工增氧、适宜水利调度控制水量及水位、内循环系统等措施,避免为藻华的发生创造合适的条件;在藻华出现时用船只和捞网进行打捞,该法易于执行,短时间内效果明显,但是在藻华爆发后很难控制,事倍功半。此外,可考虑在爆发时段尝试采用避光措施,例如对局部区域(无水生植物)覆盖遮阴网,从而遏制藻华的生长。

3.2 化学控制

常用的除藻剂有青苔净、硫酸铜、漂白精(次氯酸钙)等。

“青苔净”为有机阳离子活性剂,一般为黄色液体,有刺激性气味,主要用于虾蟹-水草混养的水域,用量较大,泼洒后水体呈浅黄色。在正常的景观水中,量小无效果,量大水变色且对其他水生生物有毒性作用。

硫酸铜作为控制藻华的药物,效果显著,但对水草的杀伤力也十分强烈;铜类除藻剂存在遗留毒性大、带来二次污染等弊端,而络合铜制剂只可作为应急药物使用,不应长期使用。

某专利[4]中阐述了采用漂白精抑藻的方法,当泼洒的漂白精浓度在0.5ppm左右时,可有效地控制丝状藻的生长,不伤水草同时能保证水体景观、生态系统的稳定。珠海水产养殖(淡水)科技推广站也有采用高锰酸钾联合漂白粉成功抑制住丝状藻的记载。

潘连德发现“攀世丝藻沙”的优势表现在对水草(苦草等)没有伤害,覆盖在苦草上的“丝状藻”能得到有效控制,并同时保护水草的茂盛繁生;但缺陷在于消亡的丝状藻无法人工打捞,污染物无法得到转移,溶解入水体后对水质影响较大[5]。

也有研究表明,向沟渠的岸边投放腐烂的大麦秆及腐叶后,丝状藻类就不会出现;再力花和水稻秸秆浸提液对丝状藻也具有明显的胁迫作用;这些研究为解决丝藻问题提供了一条生态又高效的思路[6]。

3.3 生物调控

丝状藻作为水生态系统的组成者和生产者之一,可通过生物调控措施来实现生物量的平衡。张饮江[7]发现光倒刺鲃可以显著摄食丝状藻,且能够兼顾改善水质。近年来国内正在开展利用EM菌群进行地表水体净化的实践研究,有结果表明EM菌群可有效抑制藻类水华的发生;此外,有研究表明鲮鱼对沉水植物叶片上的附着丝状藻也有清除作用。

4 结语

丝状藻的出现是景观水质得到提升的指示生物,表明水体透明度高;但丝状藻藻华的爆发却威胁着景观水环境的修复与否。随着丝状藻对水生态修复的影响加重,探索其预防和控制措施是近几年来备受关注的热点;从生态环保角度处理藻华的爆发,是项目管理人员应全局眼光看待的问题;在项目实际运维过程中,结合项目情况和水体的水文条件,辅以适当的物理方法和生物调控措施,可以获得较佳的丝状藻藻华控制效果。

参考文献

[1]仓基俊,左倬,郭萧,等.青苔在微污染水体生态净化系统中的发生与防治[J].安徽农业科学,2012,40(09):5524-5526.

[2]陈孝花,潘连德,张饮江.水中丝状藻类有害藻华的形成与对策[J].南方水产科学,2011,7(02):77-82.

[3]凡传明.大型丝状藻类修复水体富营养化的潜能研究[D].湖南大学,2011.

[4]上海太和水环境科技发展有限公司.利用漂白精进行水体生态修复的方法:中国,CN102372364A [P].2012-03-14.

[5]潘连德,路安明,陈孝花,等.“攀世丝藻沙”控制青苔的田间试验[J].科学养鱼,2011(07):51-52.

[6]赵风斌.两种植物秸秆水浸提液中活性成分的初步鉴定及其对丝状藻类胁迫作用[C].中国环境科学学会(Chinese Society for Environmental Sciences):,2015:8.

[7]张饮江,黎臻,王芳,等.光倒刺鲃、白鲢协同投放抑制丝状藻(水绵)藻华围隔研究[J].环境科学学报,2015,35(03):780-788.

论文作者:陈步丹

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第4期

论文发表时间:2018/6/21

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丝状藻藻华在城镇景观水生态修复中的发生与防治论文_陈步丹
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