湖庫水華發(fā)生機理研究進展及防治關(guān)鍵技術(shù)

林莉 湛若 李青云 金海洋 孫婷婷

摘要：水華頻繁發(fā)生引發(fā)環(huán)境污染與水質(zhì)安全等諸多問題，掌握湖庫水華發(fā)生機理并研究高效經(jīng)濟的水華防治技術(shù)尤為急迫。本文在梳理湖庫水華發(fā)生機理及已有水華治理技術(shù)的基礎(chǔ)上，提出了營養(yǎng)鹽削減和藻類生長控制的水華防治技術(shù)體系及其關(guān)鍵技術(shù)。針對藻類問題，研發(fā)了移動式微電流電解抑藻技術(shù)，通過曝氣、電解等單元的有機組合抑制藻類生長，原型產(chǎn)品在武漢市小型湖泊進行了應(yīng)用，水體葉綠素a濃度由18.5 ug/L降至9.9 ug/L，該湖泊當(dāng)年無水華發(fā)生。針對富營養(yǎng)化限制性因子磷難以處理的問題，將廢棄的選銅尾砂和生物炭進行資源化利用，轉(zhuǎn)化為除磷劑新材料。選銅尾砂除磷劑可將濃度為10.2 mg/L的含磷水體處理至滿足一級A排放標(biāo)準(zhǔn)（≤0.5mg/L）。改性生物炭除磷劑可將濃度為0.5 mg/L的含磷水體處理至滿足地表水III類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（≤0.05mg/L）。

關(guān)鍵詞：藻類;湖庫;水華機理;治理技術(shù)

中圖法分類號：X52

文獻標(biāo)志碼：A

DOI：10.19679/j.cnki.c，jj sjj.2019.0214

我國湖泊水庫眾多。長江中下游地區(qū)是我國淺水湖泊最集中的區(qū)域，也是目前世界上水華問題最嚴(yán)重的地區(qū)之一。國家重點湖泊“三湖”（太湖、巢湖和滇池）均爆發(fā)過嚴(yán)重的水華現(xiàn)象[1]《Science》雜志曾兩次報道太湖藍(lán)藻水華事件[2，3]，在國際上引發(fā)高度關(guān)注。我國是世界上擁有水庫最多的國家，一些重要的大型供水水庫，如北京市密云水庫、溫州市橋墩水庫、廣東省鶴地水庫等，先后爆發(fā)了嚴(yán)重的藍(lán)藻水華[4，5]，舉世矚目的三峽水庫部分支流庫灣也發(fā)生過水華事件[6，7]。

水華發(fā)生對水生態(tài)系統(tǒng)破壞極大，也會引發(fā)環(huán)境污染和水質(zhì)安全等諸多問題。在當(dāng)前全力踐行生態(tài)文明建設(shè)、努力建設(shè)美麗中國、實現(xiàn)長江大保護戰(zhàn)略的新形勢下，掌握湖庫水華形成機制和發(fā)生機理，并研究高效經(jīng)濟的水華防治技術(shù)顯得尤為急迫。本文對湖庫水華發(fā)生機理進行了分析，并對已有的水華治理技術(shù)進行了梳理，研究并提出了營養(yǎng)鹽削減和藻類生長控制的水華防治體系及其關(guān)鍵技術(shù)。

1湖庫水華發(fā)生機理研究進展

湖泊與水庫發(fā)生水華的藻類有所不同，淺水湖泊發(fā)生水華的有害藻類多是藍(lán)藻門，而在水庫中硅藻是更常見的水華藻類。湖泊水庫中的水華優(yōu)勢種也會隨著條件的變化而發(fā)生演替。如三峽水庫白2003年蓄水以來，支流水華逐漸由甲藻、硅藻占優(yōu)勢的河流型水華，演替為以藍(lán)藻、綠藻為優(yōu)勢的湖泊型水華[7]目前對于水華發(fā)生的誘因和機理尚不完全清楚，學(xué)者普遍認(rèn)為水華爆發(fā)受營養(yǎng)鹽、溫度、光照、水文和氣象條件等環(huán)境因子的影響[8，9]。水華的形成是充足的營養(yǎng)鹽、適宜的光照和水溫，以及緩慢的水動力條件共同作用的結(jié)果。

1.1營養(yǎng)鹽

當(dāng)總氮和總磷分別超過0.5 mg/L和0.02 mg/L時，就有水華爆發(fā)的隱患[10]。學(xué)者認(rèn)為N：P為16時對藻類的生長是適宜的，較高的氮磷比會形成藍(lán)藻水華，而較低的氮磷比并不是藍(lán)藻水華形成的條件，而是水華發(fā)生后產(chǎn)生的結(jié)果[11]。

1.2溫度和光照

藍(lán)藻生長的最適溫度范圍通常為25～ 35℃，其對高溫的耐受能力比綠藻、硅藻等其他水華藻類要強，較高的水溫有利于藍(lán)藻成為優(yōu)勢種群和水華爆發(fā)。硅藻通常在春季較低溫度時產(chǎn)生水華[12]，如漢江硅藻水華生長最適宜的溫度為15～ 20℃[13]。光照條件對藻類的生長也有著重要影響。藍(lán)藻的最大光合效率出現(xiàn)在26.5℃，而綠藻和硅藻的最大光合效率出現(xiàn)在230C條件下[8]。與水華藍(lán)藻相比，水華硅藻適宜的光照強度范圍相對較廣[13]。

1.3水文條件

水華的發(fā)生受水文條件（流量、流速和水位等）的影響。目前已有較多研究關(guān)注流速對藻類生長的影響。研究發(fā)現(xiàn)，流速對銅綠微囊藻生長有明顯的影響，表現(xiàn)為低流速促進生長，高流速抑制生長[14]。低流速時動水環(huán)境改善藻體分布，促進光合作用，加強營養(yǎng)鹽在水體中的摻混和藻體內(nèi)的吸收利用;而當(dāng)流速超出一定程度后，可能通過流動剪切改變藻體分布并干擾機體正常代謝，從而表現(xiàn)一定程度的生長抑制效應(yīng)[14]。對三峽水庫支流香溪河的研究表明，僅利用三峽水庫小幅度水位變動（0.6～1.0 m/d）對香溪河流速的改善效果有限，而利用干支流水庫對香溪河庫灣流速的聯(lián)合調(diào)控效果明顯，可適度控制三峽庫區(qū)支流庫灣水華的爆發(fā)[15]。

1.4氣象條件

影響水華發(fā)生的氣象條件主要包括降雨和刮風(fēng)等。研究發(fā)現(xiàn)，降雨對三峽水庫支流香溪河庫灣水華的爆發(fā)具有階段性抑制作用，降雨過程總是伴隨著水華的消退[16]。降雨導(dǎo)致上游來流量增加，加快了藻類的遷移;混合層深度增加破壞了藻類的生長環(huán)境，是水華消退的主要原因。降雨結(jié)束后，在2～ 3d適宜光照、溫度條件下庫灣水體水溫分層恢復(fù)，藻類快速生長繁殖，導(dǎo)致庫灣表層葉綠素a濃度回升。

1.5生理生態(tài)特性

藻類在與其它浮游植物進行競爭時，由于其具有獨特的生理生態(tài)特性而導(dǎo)致水華的發(fā)生。特別是在富營養(yǎng)化水體這類適宜的環(huán)境中，這種優(yōu)勢將更充分地表現(xiàn)出來。藻類的生理生態(tài)特性是水華形成的內(nèi)因?，F(xiàn)有的研究多集中于藍(lán)藻生理生態(tài)特性的探索，已知的藍(lán)藻生理生態(tài)特性包括偽空泡（氣囊）、膠質(zhì)鞘等[8]。藍(lán)藻通常通過調(diào)節(jié)偽空泡的浮力在水體中上下移動，以便占據(jù)利于吸收光能的位置，藍(lán)藻通過偽空泡調(diào)節(jié)浮力，在冬季通過偽空泡的坍塌失去浮力沉人湖底越冬，來年重新形成偽空泡上浮到水體表層[17]。膠質(zhì)鞘是包裹藍(lán)藻細(xì)胞或藍(lán)藻細(xì)胞群體的一種物質(zhì)，可對藻細(xì)胞起到防御和保護的作用，使藍(lán)藻在與其他浮游植物的競爭中占據(jù)優(yōu)勢而形成水華[8]。

總體而言，水華是在各種環(huán)境因子（外因）的耦合驅(qū)動下，由于藻類所具有的獨特生理生態(tài)特性（內(nèi)因），產(chǎn)生巨大的生物量而在浮游植物群落中占絕對優(yōu)勢，在適宜的水文氣象條件下在水體表面聚集形成的。

2湖庫藻類治理技術(shù)研究進展

目前較為成熟的湖庫藻類治理措施包括物理、化學(xué)和生物等技術(shù)。物理法主要包括人工（機械）打撈、揚水曝氣、遮光技術(shù)、水力調(diào)度等方法。化學(xué)法主要采用投加可殺滅藻類的化學(xué)藥劑的方式。生物法是借助自然界生物間相生相克的關(guān)系，有目的性的培養(yǎng)能有效控制藻類生長的生物，如生物操縱、生態(tài)修復(fù)工程等。

2.1人工（機械）打撈

通過人工（或機械）打撈的方式，對已經(jīng)爆發(fā)水華的水體進行藻類打撈處理。此種方法可及時應(yīng)對短期內(nèi)藻類的爆發(fā)，快速緩解高藻水體的污染。不足之處是處理范圍及能力受限制，要投入大量人力物力，且不能從根本上治理水體富營養(yǎng)化及藻類周期性爆發(fā)的問題，打撈上來的大量藻類還需進一步后續(xù)處理[18]。

2.2揚水曝氣

揚水曝氣技術(shù)通過混合上下水層，破壞水體分層，將表層藻類向下層遷移，藻類到達下部無光區(qū)后，生長受到抑制[19，20];該技術(shù)還可有效改善水庫缺氧的狀況，提升水體溶解氧含量，改善水質(zhì)。已有研究表明該技術(shù)可有效應(yīng)用于大水深水庫的水質(zhì)原位修復(fù)改善中，還可有效抑制藻類繁殖。

2.3遮光技術(shù)

遮光技術(shù)通過阻止陽光穿透水面，抑制藻類光合產(chǎn)氧速率，進而抑制藻類的生長[21]，常用的可采用塑料浮板等材料來遮光。美國洛杉磯市將2萬個黑球傾倒至洛杉磯水庫，這些塑料黑球阻擋陽光穿透水庫表面，防止藻類大量繁殖，同時避免其他可導(dǎo)致水質(zhì)惡化的化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生，使水庫水質(zhì)滿足要求。遮光法控藻可產(chǎn)生較好的抑藻效果，理論上可行，但此方法在實際應(yīng)用中困難較大。

2.4水動力調(diào)節(jié)

水動力調(diào)節(jié)措施主要適用于水庫的藻類治理。針對三峽水庫支流水華頻發(fā)的問題，有研究者提出了基于“潮汐式”生態(tài)調(diào)度的方法，采用以水力調(diào)控的方式，通過開展水庫生態(tài)調(diào)度進而達到防控支流水華暴發(fā)的目的[22]。漢江流域通過增加枯水期下泄流量和加大調(diào)水流量，降低丹江口水庫下游淤積與富營養(yǎng)化，減小下游水華發(fā)生的概率，取得一定的成效[23]。

2.5化學(xué)藥劑

化學(xué)藥劑法利用化學(xué)藥劑直接快速殺死藻類。該方法操作簡便，效果明顯，一次性使用成本低，但對整個水環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生一定的負(fù)面作用，長期投用除藻劑部分藻類會產(chǎn)生一定的抗藥性，化學(xué)藥劑滅藻可能造成二次污染的問題也制約了其推廣應(yīng)用[24]，且投加化學(xué)藥劑對水質(zhì)要求較高的湖庫水源地不適用。

2.6生物操縱

生物操縱包括經(jīng)典生物操縱和非經(jīng)典生物操縱法。國外流行的生物操縱理論提倡在富營養(yǎng)化水體中放養(yǎng)食魚性魚類，以控制食浮游生物的魚類，藉此壯大浮游動物種群，然后借助浮游動物遏制藻[25]。而劉建康等[26]認(rèn)為我國湖泊中危害性最大的是微囊藻水華，可直接利用鰱魚和鳙魚等濾食性魚類進行控制，提出了非經(jīng)典生物操縱法。2000-2003年，中科院水生所在滇池進行了養(yǎng)殖鰱魚和鳙魚治理藍(lán)藻的示范試驗，經(jīng)3年治理，示范區(qū)水體藍(lán)藻降低了三分之二，效果良好[27]。但該技術(shù)適用于富營養(yǎng)化淺水湖泊藍(lán)藻水華治理，對于中營養(yǎng)水體和硅藻水華治理存在較大爭議，應(yīng)用不好反而會引起更大的災(zāi)害[8]。

2.7生態(tài)修復(fù)工程

生態(tài)修復(fù)工程通過種植水生植物等方式，通過水生植物吸收水體和沉積物中的營養(yǎng)鹽，來削減湖庫營養(yǎng)鹽含量;水生植物還可能存在遮光作用，以及釋放化感物質(zhì)對藻類生長產(chǎn)生化感作用，來抑制藻類的生長[28]。珠江流域九曲灣水庫藍(lán)藻生態(tài)修復(fù)治理工程實施后，水庫水質(zhì)提升明顯，對藍(lán)藻爆發(fā)的控制效果明顯[5]。

總體而言，現(xiàn)有的藻類治理技術(shù)以末端治理為主，每種方法各有其適用范圍和不足，已有治理技術(shù)不能完全解決水華治理問題，對于藻類治理還需開拓新思路和新辦法。針對新形勢下水華治理科技需求，根據(jù)湖庫水華形成機理，需從營養(yǎng)鹽削減和藻類生長控制兩方面構(gòu)建湖庫水華防治體系，研發(fā)治理關(guān)鍵技術(shù)。

3營養(yǎng)鹽削減和藻類生長腔制的水華防治關(guān)鍵技術(shù)

面對新形勢下湖庫水華治理的科技需求，必須從營養(yǎng)鹽削減和藻類生長控制兩個方面共同著手構(gòu)建湖庫水華防治技術(shù)體系，以實現(xiàn)水華防控標(biāo)本兼治的目的。根據(jù)湖庫水華形成機理，在對已有藻類治理技術(shù)進行分析的基礎(chǔ)上，研發(fā)了以預(yù)防藻類生長為目的的移動式微電流電解抑藻關(guān)鍵技術(shù);針對富營養(yǎng)化限制性因子磷難以處理的難題，研發(fā)了削減營養(yǎng)鹽磷的選銅尾砂除磷劑和生物炭除磷劑水華防治關(guān)鍵技術(shù)。

3.1移動式微電流電解抑藻關(guān)鍵技術(shù)

相比已有的水華末端治理手段，采用以預(yù)防為主的思路進行水華防控，是更為經(jīng)濟有效、生態(tài)友好的水華治理措施。研發(fā)了移動式微電流電解抑藻關(guān)鍵技術(shù)，通過曝氣、電解等技術(shù)的有機組合控制藻類的生長繁殖，實現(xiàn)防止水華發(fā)生的目的。

筆者前期已開發(fā)了微電流電解抑藻設(shè)備，在武漢市典型富營養(yǎng)化湖泊開展了圍隔試驗，通過設(shè)備上搭載的曝氣、微電流電解和吸附等水處理單元的作用，可使藻類失活率達到80%以上[29，30]。為提升設(shè)備的處理能力，新開發(fā)了2套浮標(biāo)式微電流電解抑藻設(shè)備。每套浮標(biāo)式微電流電解設(shè)備由4組電極板組成，其中陽極為釕鈦網(wǎng)狀電極板，陰極為不銹鋼板狀電極板，電極板尺寸為l.Omx0.5m，陽極與陰極間距為2cm。浮標(biāo)式微電流電解設(shè)備由太陽能電池板和蓄電池供電，通過太陽能電池將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，存儲于蓄電池中，蓄電池也可以單獨充電使用。根據(jù)前期研究結(jié)果，在水體中添加少量氯化鈉，可提升電解時體系的電流強度和氯離子含量，最終增加微電流電解抑藻的性[31，32]。浮標(biāo)式微電流電解設(shè)備配有加氯裝置和流量控制裝置，以控制水體中氯離子濃度達到30mg/L以上，提升抑藻性能。

選擇武漢市江夏區(qū)易發(fā)生水華的小型湖泊為示范水域（水域面積約為1 1 000m2，平均水深1.7m，水體無明顯流速，已屬于富營養(yǎng)化水體），將已有的微電流電解抑藻設(shè)備與新開發(fā)的浮標(biāo)式微電流電解抑藻設(shè)備進行組合使用，開展技術(shù)應(yīng)用示范（見圖1）。示范結(jié)果顯示：經(jīng)過16天的示范應(yīng)用，水體中葉綠素a濃度值由初始值18.5ug/L降低至9.9ug/L，降低了46.8%;當(dāng)年該湖泊水體無水華發(fā)生，抑藻的長效性得到體現(xiàn)。微電流電解抑藻技術(shù)顯示出良好的效果和較好的生態(tài)環(huán)境效益和社會效益，同時具有環(huán)境友好的特點。

3.2選銅尾砂除磷劑新材料研發(fā)關(guān)鍵技術(shù)

磷被認(rèn)為是限制水華的關(guān)鍵因子[33]，控制排入富營養(yǎng)化水體中磷的含量可有效控制水華的發(fā)生。我國銅礦業(yè)發(fā)達，選礦后產(chǎn)生大量選銅尾砂。選銅尾砂中的主要化學(xué)成分為二氧化硅、氧化鈣、氧化鎂、氧化鋁和氧化鐵，同時含有氧化鋁和氧化鈣等可以吸附水體中磷的有效成分，因此選銅尾砂對磷具有一定的吸附能力[34]。目前國內(nèi)尚未有以選銅尾砂為原料制備吸附劑的先例，選銅尾砂大多采用堆放處置，給當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境帶來了嚴(yán)重威脅[35]。本文對選銅尾砂進行一定的改性，將選銅尾砂制備成除磷吸附劑實現(xiàn)資源化利用，也為富營養(yǎng)化水體的防治提供新的技術(shù)參考。

對選礦后得到的選銅尾砂進行水力旋流分級，去除粗粒級尾砂。對旋流分級處理后的細(xì)粒級選銅尾砂進行堿處理，將選銅尾砂中對磷沒有吸附作用的二氧化硅（S102）溶出，增大了尾砂的比表面積和孔隙率，同時活化了選銅尾砂使其表面具有更多的活性基團，提高選銅尾砂對磷的吸附能力[36]。

開展吸附動力學(xué)和吸附熱力學(xué)試驗，研究選銅尾砂除磷劑對磷的吸附性能。根據(jù)試驗結(jié)果繪制吸附動力學(xué)和吸附熱力學(xué)曲線（見圖2），采用Langmuir吸附等溫模型計算磷飽和吸附容量（見表1）。結(jié)果顯示：原始選銅尾砂的吸附平衡時間約為th，磷飽和吸附容量為737.0mg/kg;選銅尾砂除磷劑的吸附平衡時間約為2h，磷飽和吸附容量為1 422.4 mg/kg。該試驗結(jié)果表明選銅尾砂除磷劑相比原始選銅尾砂具有更大的磷飽和吸附容量。相比于市場上的吸附材料，選銅尾砂除磷劑的除磷性能與陶粒和錳砂相近;活性氧化鋁比選銅尾砂除磷劑除磷效果好，但其成本也遠(yuǎn)高得多。選銅尾砂除磷劑原料廉價易得，制備工藝簡單，成本僅為其他商業(yè)吸附材料的1/10～1/5。

選取昆明市東川生活污水處理廠入口污水為實驗對象，研究選銅尾砂除磷劑對污水中磷的吸附去除性能。實驗結(jié)果表明，采用選銅尾砂除磷劑處理入口污水樣品，污水中磷的濃度由10.2 m/L降至0.48 mg/L，滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918-2002）一級A標(biāo)準(zhǔn)（≤0.5mg/L），磷去除率高達95%。

綜上可知，選銅尾砂除磷劑對水體中磷具有良好的吸附性能，而且原材料廉價易得，除磷劑的生產(chǎn)成本遠(yuǎn)低于市場上常用的商業(yè)吸附劑，將選銅尾砂制成除磷劑用于污水除磷和水體富營養(yǎng)化防治具有較大的發(fā)展應(yīng)用前景。

3.3生物炭除磷劑新材料研發(fā)關(guān)鍵技術(shù)

研究表明，水中總磷濃度降低到0.02mg/L以下可以有效預(yù)防水華的發(fā)生[10]。因此一些發(fā)達國家制定更嚴(yán)格的廢水磷排放標(biāo)準(zhǔn)，如美國EPA規(guī)定磷的排放限值為O.lmg/L。我國《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）-級A排放標(biāo)準(zhǔn)為0.5m/L，由于經(jīng)濟成本和技術(shù)等多方面因素，很難將總磷控制在O.lmg/L以下”[37]，將磷控制在低于0.02 mg/L水華閾值范圍更加困難。

生物炭作為一種經(jīng)濟、高效、環(huán)境友好的新型吸附材料，借助于其獨特的表面和空隙結(jié)構(gòu)，高效地去除廢水中的磷，處理效果顯著，且操作簡單，原料廉價易得[38]。復(fù)合金屬改性生物炭可克服生物炭表面負(fù)電性缺點，大大提高對磷㈣、氨氮[40]或重金屬[41]吸附性能。但目前對改性生物炭的研究僅僅停留在高濃度工業(yè)廢水中磷的去除，且處理工藝復(fù)雜，能耗高，制備適用于低濃度天然水體的經(jīng)濟高效的生物炭除磷劑未見報道。本文采用浸漬法負(fù)載Fe/Mn鹽對果殼生物炭進行改性，探索改性生物炭對低濃度磷的吸附性能，設(shè)置溶液中P043-的初始濃度為0.5mg/L，研究了不同固液比和pH條件下，改性生物炭對磷的吸附效果。

圖3a展示了不同固液比條件下改性生物炭對P043-的去除率。可以看出隨著固液比的增加，改性生物炭對P043-的去除率有所降低，但均可達70%以上。當(dāng)固液比小于250 mg/L時，去除率約為70%，出水磷濃度可滿足《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）中湖庫V類水標(biāo)準(zhǔn)（≤0.2 mg/L）;當(dāng)固液比在250—500 mg/L，去除率在85%左右，出水濃度可滿足Ⅳ類水標(biāo)準(zhǔn)（≤0.1 mg/L）;當(dāng)固液比大于500 mg/L時，去除率均在90%以上，出水濃度可滿足III類水標(biāo)準(zhǔn)（≤0.05 mg/L）。

考慮到復(fù)雜的水體環(huán)境，將改性后的果殼生物炭應(yīng)用于不同pH的水環(huán)境水體中（見圖3h）。發(fā)現(xiàn)當(dāng)pH在4～10范圍內(nèi)時，改性生物炭對P043-的去除率均在80%以上，出水濃度均可滿足地表水II類水標(biāo)準(zhǔn)（≤0.10 mg/L）。當(dāng)pH達到8時，改性生物炭對P043-的去除率開始逐漸降低，這是因為水體中OH-濃度增加，導(dǎo)致靜電排斥力增強，與磷競爭吸附位點，不利于吸附反應(yīng)的進行。pH值從4增加到10時，對磷的去除率均在80%以上;在pH為4～10時，對磷的去除率都可保持在較高水平。但是當(dāng)pH上升至12時，改性生物炭對磷的去除率顯著下降，可能是因為堿陛環(huán)境下破壞了改性生物炭表面負(fù)載的鐵氧化物和錳氧化物，降低了磷吸附效果。天然水體pH通常為6～9，此范圍內(nèi)改性生物炭對磷具有良好的吸附效果。

果殼生物炭廉價易得，吸附后的生物炭負(fù)載水中的營養(yǎng)元素磷和植物生長所必須的鐵、錳元素等，將之應(yīng)用于貧瘠土壤，保證作物產(chǎn)量的同時可減少化學(xué)肥料的使用，且不會對原始土壤帶來二次污染，還可使得營養(yǎng)元素在土壤中緩慢釋放。改性生物炭除磷劑不僅可以從源頭解決了水華的根本問題，同時可以實現(xiàn)廢棄物的回收利用，實現(xiàn)變廢為寶的綠色可持續(xù)發(fā)展。

4結(jié)論

本文在梳理湖庫水華的發(fā)生機理，以及已有水華治理技術(shù)的基礎(chǔ)上，提出了營養(yǎng)鹽削減和藻類生長控制的水華防治技術(shù)體系及其關(guān)鍵技術(shù)。主要結(jié)論包括：

（1）藍(lán)藻水華發(fā)生主要受環(huán)境因子（營養(yǎng)鹽、溫度、光照、水文氣象條件等）和生理生態(tài)特性（偽空泡、膠質(zhì)鞘等）兩方面的影響。水華是在各種環(huán)境因子（外因）的耦合驅(qū)動下，由于其獨特的生理生態(tài)特性（內(nèi)因），產(chǎn)生巨大的生物量而在浮游植物群落中占絕對優(yōu)勢，在適宜的水文氣象條件下集聚于水體表面而形成的。

（2）現(xiàn)有藻類治理措施以末端治理為主，各有其適用范圍和不足。針對新形勢下水華治理科技需求，根據(jù)湖庫水華形成機理，需從營養(yǎng)鹽削減和藻類生長控制兩方面構(gòu)建湖庫水華防治體系，研發(fā)治理關(guān)鍵技術(shù)。

（3）針對湖庫藻類生長問題，研發(fā)了移動式微電流電解抑藻設(shè)備，通過曝氣、電解等技術(shù)的有機組合抑制藻類生長，治理過程無二次污染。開發(fā)的原型產(chǎn)品在武漢市江夏區(qū)小型湖泊進行了應(yīng)用，水體中葉綠素a濃度由18.5 g/L降低至9.9 g/L;該湖泊當(dāng)年無水華發(fā)生，抑藻長效性得到體現(xiàn)。

（4）針對水華水體富營養(yǎng)化限制性因子磷難以處理的難題，研發(fā)了除磷劑新材料，將廢棄的選銅尾砂和生物炭進行資源化利用，轉(zhuǎn)化為可有效吸附磷的除磷劑，同時實現(xiàn)了廢棄物的資源化利用。選銅尾砂除磷劑可將濃度為10.2 mg/L的含磷水體，處理至滿足一級A排放標(biāo)準(zhǔn)（≤0.5mg/L）。改性生物炭除磷劑可將濃度為0.5mg/L的含磷水體，處理至滿足地表水ni類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（<0.2 0.05 mg/L）。參考文獻：

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