藻类控制技术(三)

2021-07-16 17:23:37 0 双良环境
藻类控制技术(三)

  生物法是利用藻类的天敌及其产生的生长抑制物质来抑制和杀灭藻细胞。生物法并不能彻底杀灭或消除藻类,而是利用生态平衡等原理对藻类的生长和繁殖进行抑制,从而达到控制藻体数量的目的。根据生物的种类可以分为微生物溶藻、大型水生植物控藻和水生动物控藻。

  1微生物溶藻技术

  微生物溶藻技术是指通过直接或间接方式抑制藻类生长或杀死藻类从而溶解藻细胞的技术。微生物溶藻技术主要包括微生物控制剂和酶处理技术两种。

  微生物控制剂主要包括溶藻细菌、溶藻放线菌、溶藻真菌和溶藻病毒等。溶藻细菌作为水生生态系统重要的组成部分在维持藻生物量平衡方面具有非常重要的作用。溶藻细菌主要通过直接接触溶藻、释放杀藻物质、竞争营养物、形成菌胶膜及进入藻细胞内5种方式达到抑制或裂解藻类的目的。目前,溶藻细菌作为水华防治的潜在微生物,近年来已成为国内外水环境污染治理领域的热点之一。在利用物理、化学方法除藻不甚理想的情况下,筛选高效、专一且能够自行降解的除藻细菌已经成为开发生物除藻剂的一个新思路。

  酶处理技术即通过某种固定技术,将微生物作用产生的细胞外聚合物或者酶固定在载体上,通过破坏藻体中的某些物质从而达到降解藻类的目的。李雪梅等研究表明,有效微生物群对水体的透明度、叶绿素a(Chl-a)含量的改善有明显的作用效果,可有效地抑制藻类的生长进而改善湖泊水体景观。

  近年来,溶藻微生物防治藻类水华取得了一定的进展大部分的方法还停留在实验室的基础上。虽然有些溶藻微生物在试验阶段有很好抑藻和杀藻的效果但是应用于自然水体中效果差,可能原因是试验环境条件与天然水体环境条件存在很大的差异,使得溶藻微生物不易应用于环境治理。

  2大型水生植物控藻技术

  一方面,大型水生植物通过吸收同化水体中氮、磷等营养物质,减少水体营养盐浓度。另一方面,一些水生植物能够分泌、释放抑制浮游藻类生长的化感物质,化感物质具有较好的安全性,不会对水体造成二次污染,从而维持水体安全和清洁。植物化感物质主要为植物次生代谢物质,共分为脂肪族、芳香族、含氧杂环化合物、类萜和含氮化合物五大类,通常分布于植物的根、茎、叶、花、果实或种子中。

  常见的释放方式有四种:

  ①挥发,一些化感物质会通过植物茎、叶、花等部位挥发到周围环境中;

  ②淋溶,由于雨水或雾滴的作用,一些有机酸、氨基酸和酚类等水溶性化合物易被从植株表面淋洗下来,对周围植物产生抑制作用;

  ③根的分泌,很大一部分化感物质是通过根系分泌得到的;

  ④植物残株的腐烂,植物及其器官衰败后,经过微生物分解会释放出对周围植物起化感作用的物质。目前,已报道的释放化感物质的高等水生植物有20余种。还有研究表明,大麦秸秆向水体中释放的化感物质也可以对藻类的生长进行有效控制。当麦秆放入水体一段时间后,抑制藻类生长的化感物质被释放出来,化感物质的抑藻活性可以维持4~6个月,之后便会很快消失。当麦秆完全腐败后,藻类又很快恢复生长。

  水生植物化感抑藻为控制富营养化水体中有害藻类提供了一条新思路。尽管目前对植物化感抑藻的研究取得了一定的成果,但还无法在实际中运用,主要存在如下问题:

  ①目前关于化感物质对浮游藻类的抑制机理尚不明确,如化感物质对藻类的选择性抑制、化感物质的高抑低促现象等,因此还需通过分子生物学手段,进一步明确化感物质对浮游藻类的抑制机理。

  ②感抑藻物质在水生植物组织中普遍含量较低, 尚不能实现大量获取及实际运用,且对这些化感物质的研究多局限于实验室条件,对其在自然环境是否依然易降解却研究甚少,因此有必要对化感物质的生态安全性做进一步的考证。

  ③用活体水生植物进行富营养化水体的处理存在局限性,水生植物不仅受治理水体所处环境的温度、光照、水质等因素影响,而且还可能受浮游藻类带来的营养、光照及空间竞争的冲击,因而可能导致水生植物存活率低,无法有效控制浮游藻类的过量增殖。此外,栽种活体植株使其适应待治理水体环境和发挥抑藻功效的周期较长,不能在短期内见效, 这也限制了植物化感抑藻的应用。

  3水生动物控藻技术

  水生动物控藻技术利用鱼类、虾类和浮游动物等对藻类的摄食行为达到控制藻类生长的目的,这种干预现象在水域生态学领域称为非经典生物操纵。目前,自然水体依靠水生动物摄食藻类使水华消退的报道有很多,但人为主动投加水生动物实现消退水华的案例却很少,大多处于尝试阶段。其主要受下面几方面的影响:

  ①天然水体环境经常发生变化,受自然气候的影响,天然水体的温度、pH、溶解氧及化学成分的变化会影响水体中水生动物的食藻能力;

  ②天然水体面积大,单位面积水体水生动物数量达不到控藻的最佳投放量,此外,受水生动物繁殖能力的影响,原生动物的数量相对藻类生物量达不到优势值,其控藻效果不明显;

  ③天然水体中藻的种类复杂,需投放的水生动物种类繁多,若仅投放若干种水生动物容易引起次要藻类大量繁殖,成为新的优势种群,对水体藻类生物量治理效果不明显;

  ④天然水华的顽固性,天然水体中藻细胞外有一层保护层,造成水生动物难以摄食。武汉东湖微囊藻水华消失的事实可以说明以浮游生物为食的鲢和鳙可以有效地遏制微囊藻水华,当鲢和鳙的放养密度为46~50g/m3时就能有效控制水华的发生。

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