藍(lán)藻水華污染的危害及其控制

1、 專業(yè)：環(huán)境科學(xué)前言簡介藍(lán)藻水華爆發(fā)的原因藍(lán)藻水華污染的危害控制方法討論與展望1.1.前言簡介前言簡介1.1 引言 2007年5月29日太湖藍(lán)藻水華大規(guī)模暴發(fā)，引起無錫市200多萬居民飲水危機(jī),給工業(yè)和生活帶來了巨大影響。自此，藍(lán)藻水華事件開始被人們所熟知。 目前，已成為國內(nèi)主要的水污染問題之一。1.1.前言簡介前言簡介1.2 藍(lán)藻水華 大量的氮、磷污染物，這就導(dǎo)致了水中營養(yǎng)物質(zhì)不斷增多，使得一些營養(yǎng)型物質(zhì)生長旺盛，特別是藍(lán)藻、紅藻的數(shù)量爆發(fā)性生長，其他藻類則逐漸減少，藻類及一些浮游生物死亡后，被水體中的耗氧微生物不斷分解，大量消耗了水體中的溶解氧，魚蝦類生水生生物因缺少氧氣而不斷出現(xiàn)死亡，其

2、殘體在腐爛過程，不但污染水質(zhì)，同時又將其自身的氮、磷營養(yǎng)物質(zhì)釋放到水體中，供新一代的藻類生長所需，就這樣處于不斷的惡性循環(huán)中，致使藍(lán)藻爆發(fā)。圖圖1.藍(lán)藻水華爆發(fā)機(jī)理圖藍(lán)藻水華爆發(fā)機(jī)理圖2.2.藍(lán)藻水華爆發(fā)的原因藍(lán)藻水華爆發(fā)的原因2.1 工業(yè)、生活污廢水的大量排放。2.2.藍(lán)藻水華爆發(fā)的原因藍(lán)藻水華爆發(fā)的原因2.2 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，農(nóng)藥、氮磷化肥等隨雨水沖刷進(jìn)入水體。2.2.藍(lán)藻水華爆發(fā)的原因藍(lán)藻水華爆發(fā)的原因2.3 環(huán)境因素 藍(lán)藻水華多發(fā)生在夏季6-9月，溫度、光照、PH、營養(yǎng)條件等各方面適宜，是藍(lán)藻等藻類爆發(fā)性生長的黃金時期。3.3.藍(lán)藻水華污染危害藍(lán)藻水華污染危害3.1 對水產(chǎn)養(yǎng)殖的危害：

3、藍(lán)藻爆發(fā)性生長，覆蓋水體表面，影響水體正常的溶解氧交換，致使魚蝦類大量死亡。3.3.藍(lán)藻水華污染危害藍(lán)藻水華污染危害3.2 對生態(tài)多樣性的危害：侵占其他藻類物種的生存空間，致使物種多樣性驟減。3.3.藍(lán)藻水華污染危害藍(lán)藻水華污染危害3.3 對人文景觀的危害：水華藍(lán)藻覆蓋水體表面，厚厚一層還發(fā)出臭味，嚴(yán)重影響水域景觀。3.3.藍(lán)藻水華污染危害藍(lán)藻水華污染危害3.4 對人及牲畜動物的危害：藍(lán)藻細(xì)胞破裂，向水體中釋放藻毒素，被人或牲畜動物接觸、飲用而致使中毒，如皮膚過敏、肝中毒等，甚至?xí)＜吧?.4.控制方法控制方法藍(lán)藻水華的控制方法分為兩部分： 一是源頭治理，主要有： 取締化學(xué)重工企業(yè)、積極發(fā)

4、展第三產(chǎn)業(yè)； 提高污水排放標(biāo)準(zhǔn)，限制工業(yè)污廢水的排放； 完善污水處理設(shè)施，生活污廢水達(dá)標(biāo)排放； 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，減少化肥農(nóng)藥的使用。 二是末端治理，分為藍(lán)藻控制方法及藻毒素的去除，其大體分為三類：物理法、化學(xué)法、生物法。4.1 4.1 藍(lán)藻的控制方法藍(lán)藻的控制方法方法方法原理原理優(yōu)點優(yōu)點缺點缺點物理控制方法人工和機(jī)械打撈根據(jù)風(fēng)向、水流方向，分河段使用圍欄進(jìn)行截留、堆積，然后通過人工、機(jī)械打撈短期內(nèi)快速有效費時費力，容易復(fù)發(fā)微濾法使用濾網(wǎng)直接濾去水體中大于或等于其孔徑大小的藻類操作工藝簡單，運行維護(hù)成本低對濁度、色度、有機(jī)物等去除效果不佳氣浮法向水中通入大量高度分散的微細(xì)氣泡,使其與藻細(xì)胞發(fā)生粘附作

5、用而結(jié)合上浮至水面后除去除藻效率高，可達(dá)94%藻類殘渣難以處理,氣味較大超聲波除藻利用超聲波使藻類細(xì)胞壁破裂,破壞其胞內(nèi)結(jié)構(gòu)，使其死亡清潔、高效、速度快、對環(huán)境危害小能耗大;易導(dǎo)致溶解性藻毒素的釋放4.1 4.1 藍(lán)藻的控制方法藍(lán)藻的控制方法方法方法原理原理優(yōu)點優(yōu)點缺點缺點化學(xué)法化學(xué)藥劑法利用除藻劑、殺藻劑以及金屬鹽等，通過其氧化作用直接破壞藻類細(xì)胞，使其死亡除藻方法簡單、省時省力、除藻效率高易對水域環(huán)境造成二次污染，影響水質(zhì)及水生生物的生存壓力強(qiáng)化混凝控藻外部加壓，使藍(lán)藻氣囊破裂，藍(lán)藻顆?？焖傧鲁粒龠M(jìn)行混凝沉淀以達(dá)到除藻效果除藻效率高，可達(dá)99.5%易造成藻細(xì)胞的破裂，使溶解性藻毒素釋放生

6、物法魚類控藻法藍(lán)藻是鰱魚、花白鰱等濾食性魚類很好的天然餌料對環(huán)境影響小，除藻效果好穩(wěn)定性差，對群體性藍(lán)藻去除效果不佳微生物控藻某些微生物能夠釋放對藻類有害的物質(zhì)或者促進(jìn)食藻生物的繁殖,從而殺滅水體中的藻類清潔、對環(huán)境影響小機(jī)理及中間產(chǎn)物研究不透徹，耗時長4.1 4.1 藍(lán)藻的控制方法藍(lán)藻的控制方法4.2 4.2 藻毒素的去除方法藻毒素的去除方法方法方法原理原理優(yōu)點優(yōu)點缺點缺點物理法活性炭吸附法活性炭纖維經(jīng)中90%以上為微孔，使它在吸附微囊藻毒素的同時也吸附水體中的微生物，被吸附的微生物能夠在一定程度上降解藻毒素而使其被去除吸附容量大、吸附解吸速度快，去除率可達(dá)99%生產(chǎn)過程較復(fù)雜，價格較高，不

7、適合大規(guī)模使用膜濾法有微濾和超濾（0.01-1m）、反滲透和納濾（1-10nm）這四種技術(shù)去除藻毒素效果好造價昂貴，技術(shù)要求高，系統(tǒng)運行不穩(wěn)定生物法微生物降解微生物能夠破壞藍(lán)藻肝毒素結(jié)構(gòu)中 Adda 基團(tuán)的共軛雙鍵,使環(huán)狀結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化成線性結(jié)構(gòu),進(jìn)一步降解成短肽,從而使藻毒素毒性降低或消失簡單、安全、成本低、環(huán)境影響小微生物生長環(huán)境苛刻，耗時長4.2 4.2 藻毒素的去除方法藻毒素的去除方法方法方法原理原理優(yōu)點優(yōu)點缺點缺點化學(xué)法化學(xué)藥劑氧化法要包括氯化氧化法、高錳酸鉀氧化法、臭氧氧化法以及Fenton試劑氧化法在去除藻毒素的同時，還能夠達(dá)到去除異味及消毒效果易產(chǎn)生中間副產(chǎn)物，造成二次污染光降解與光

8、催化氧化法紫外線照射時，TiO2會表面生成羥基自由基等強(qiáng)氧化活性基團(tuán)，能夠破壞藍(lán)藻肝毒素Adda 基團(tuán)的共軛雙鍵,使藻毒素的毒性降低或消失高效、快速、清潔、最終產(chǎn)物低毒或無毒性，技術(shù)要求高,成本高,無紫外線照射時則失效電化學(xué)降解發(fā)生電子反應(yīng)，生產(chǎn)自由基再破壞藻毒素中Adda基團(tuán)的共軛雙鍵來降低毒性的間接降解高效、快速，去除率最高可達(dá)98%，具有非常好的應(yīng)用前景能耗高，5.5.討論與展望討論與展望5.1 討論 綜上對藍(lán)藻及藻毒素的各去除方法比較發(fā)現(xiàn)，其都或多或少的存在著許多的局限性。 就控藻方法中，人工或機(jī)械打撈在藍(lán)藻爆發(fā)期雖然可以在一定程度上減少藍(lán)藻蔓延，但是對于一些大的水域，這就顯得捉襟見肘

9、，而且費時費力； 微濾、氣浮這兩種方法還只適合處理小河段水域，大規(guī)模使用還不大現(xiàn)實； 超聲波除藻、化學(xué)控藻都是非?？旖?、有效的，可以在藍(lán)藻水華爆發(fā)初期及時殺死藻細(xì)胞，抑制其爆發(fā)性生長，但是藻細(xì)胞的破裂，大量藻毒素分散于水體，易造成二次毒素污染； 綜上比較，其生物控藻法就比較清潔，操作簡單，除藻效果也比較好，但見效周期長，系統(tǒng)不穩(wěn)定也是其局限性。 對藻毒素去除方法中，光催化氧化法、微生物降解法都是比較好的方法，具有非常好的應(yīng)用前景。5.5.討論與展望討論與展望5.2 展望 重點研究如何改進(jìn)單個獨立處理工藝，發(fā)揮每一種工藝的優(yōu)勢，減少其處理工藝的局限性，為后續(xù)處理帶來方便。 不管是藍(lán)藻控制還是藻毒素去除，這都是一個連續(xù)的過程，如何將多種工藝進(jìn)行組合，爭取效益最大化，是未來研究的重中之重。 藻毒素去除技術(shù)中，TiO2光催化氧化技術(shù)是比較高效、清潔的，但TiO2的負(fù)載一直是一個難題，希望今后重點研究TiO2負(fù)載技術(shù)，以方便對TiO2粉體的回收。同時如何提高太陽能的利用率也是我們未來研究