苏州城区河道蓝藻治理经验浅谈

2018-01-09 09:58朱丽燕
中文信息 2018年11期
关键词:换水蓝藻清淤

中图分类号:Q949.2 文献标识码:A 文章编号:1003-9082(2018)11-0-02

近年来,由于水体富营养化,蓝藻大量繁殖,太湖水域及周边上游河道蓝藻涌入苏州城区,使城区河道水质持续恶化,给苏州城區水环境造成了极大的危害,直接影响了苏州作为旅游城市的河道景观。2006年苏州多条河道出现大面积蓝藻并散发异味,苏州市水利局随即制订了《苏州城区蓝藻打捞应对预案》并启动了蓝藻日报制度,全面应对蓝藻突发状况,确保饮水安全。随着这几年太湖水域治理工作的开展和蓝藻防控技术的发展,苏州城区水环境已得到了改善,但是蓝藻引发的水环境污染每年5月初集中发生,并随着气温的升高大面积爆发,蓝藻导致的水环境污染仍是苏州目前以及以后相当长一段时间要面临的重大水环境问题。研究蓝藻防控措施和相关技术,并对其发生每一进程进行监测,将更具针对性的开展治理工作。

一、蓝藻的特性

1.蓝藻水华形成分四阶段

在四季分明的太湖水域,蓝藻的生长与水华的形成可以分为休眠、复苏、生长、上浮聚集4个阶段,在冬季蓝藻休眠主要受低温及黑暗环境所影响。到了春节开始复苏过程,主要受水体温度和溶解氧的控制,光合作用和细胞分裂所需要的物质与能力则决定了水华蓝藻在夏季生长旺盛,一旦气象和水文条件合适,水体中积累的蓝藻群体将上浮聚集,形成可见的水华。

2.蓝藻生长速度快,具有突发性

研究表明,蓝藻颗粒最适生长温度为30~35℃,较适宜的光照、富营养水体条件下蓝藻生长速度极快,能在短时间内聚集、上浮而形成水华,大面积的蓝藻爆发均发生在温度较高的夏季,且每天的聚集方位受风向、换水等影响变化性大。

3.危害

蓝藻大量繁殖同时释放藻毒素,抑制其他物种的生长,大面积形成水华消耗水中的氧气,导致水体溶氧量降低,水生植物和鱼类死亡,构成对水质的污染。打捞后大量堆积的蓝藻腐烂、发酵、恶臭,对大气环境造成再次污染。

二、蓝藻泛滥的原因

蓝藻的生长需要较高的磷、氮浓度支持,随着人们活动加剧、重工业和经济飞速发展,水体日渐富营养化,加之蓝藻的本身的特点和结构,使得它们能够更有效地适应特殊的富营养化水体。而湖泊、河道并不是一个封闭的生态环境,给防控和治理带了长期的考验。

三、蓝藻的防控措施

随着人们对生活环境的要求越来越高,生态环境的理念逐日深入人心,各部门对蓝藻治理研究都很重视,目前蓝藻防控技术分为四种:一是化学防治;二是生物防治;三是综合利用;四是工程控藻;五是人工及机械打捞。苏州河道蓝藻治理主要以人工及机械打捞为主,其他方式辅助。

1.化学防治

化学防治就是利用硫酸铜及其络合物,强氧化剂如高锰酸钾、臭氧、过氧化物及高铁酸盐等制剂来控制蓝藻生在,特点是使用方便、效果迅速。化学制剂可以有效杀死蓝藻,并且见效快,但是此方法治标不治本,一是化学杀藻剂仅能杀死蓝藻并不能除去种子,除藻后的蓝藻不及时打捞,尸体留在水体中,将不断释放藻毒素;二是化学杀藻剂本身往往都存在毒副作用,仅适合局部封闭环境下使用,使用后需及时换水,易造成二次污染;三是小范围使用杀藻剂效果明显,但并不能持久,不及时打捞,腐烂的蓝藻恶臭对水体恶化,未除去的种子时隔不久将继续大量繁殖。

苏州城区河道蓝藻防治只将此方法使用在蓝藻处理船上的已打捞起的含水蓝藻,用杀藻剂将水藻分离,进行无害化处理。

2.生物防治

生物控藻的方法主要有用鲢、鳙鱼的滤食作用、大型水生植物、投放有效微生物群控藻。目前太湖流域及苏州护城河大多是投放鲢鱼苗进行生物防治,利用食物链原理对蓝藻实施生物防治。2000~2003年期间,中科院水生生物研究所在滇池进行了养殖白鲢和花鲢鱼治理蓝藻的实验,结果表明,1条1kg左右的白鲢鱼1个月能吃掉2kg蓝藻,同样大小的1条花鲢鱼,1个月能消耗3.66kg蓝藻。经3年治理,示范区内的水中蓝藻含量降低了2/3,水体治理效果十分显著,但是此方法见效慢。

2013年3月7日,江苏苏州太湖湖畔,投放了5万千克花白鲢鱼苗和1万千克草鱼,蓝藻防控将持续长年走生态防控的道路。

3.综合利用

蓝藻因起独特的生物特性——富含蛋白质、有机糖份,含氮量10%,含磷量1%以及在自然界内广泛分布而被研究机构加以资源化利用。从最初的沼化、有机肥,到微型绿藻制取氢气得到新型能源以及2007年11月7日香山藻类学前沿会议还提出将蓝藻作为玉米、土豆的替代物提取有机碳糖,作为发酵的碳源提取生物柴油的研究课题,蓝藻资源化利用技术越来越走向高端。但因其成本大、收益小大规模综合利用蓝藻并不现实。

苏州城区河道蓝藻综合利用于2012年开始,2012年之前打捞后的蓝藻集中在运输船,待运输船收集后运输至指定的堆放点深埋,自然分解,蓝藻长时间的堆放在运输船上,发酵恶臭,极大的影响了护城河周边生活的居民。2012年市河道管理处经政府采购,购置了一艘蓝藻打捞处理船(见图一、图二),该处置船通过将蓝藻送入气浮絮凝系统后,让清水和蓝藻分离,再用刮藻器把蓝藻刮到压力脱水系统,经过压力脱水系统作用,使蓝藻变成固体颗粒,再将这些颗粒装好后送到有机化肥厂制成有机肥料,实现实现蓝藻无害化和资源化利用。

4.工程控藻

工程控藻主要是采用引水换水、底泥疏浚、围隔拦截等工程,改善河道水质,减少和阻挡含藻运河水入城。

4.1引水换水

2007年以来, 为抑制河道蓝藻的繁殖和生长,市河道管理处依“以动制静、以清释污、以丰补枯、改善水质”的原则,制定调水引流的实施方案,加大了城区河道换水力度,延长换水时间,增加换水频次,启动元和塘“清水走廊”工程,激活河道水体,使富营养化关键性水质指标总磷和有机物污染指标高锰酸盐指数浓度等有所下降。根据城区内河道蓝藻发生情况,调整河东新区片换水方案,关闭里双河沿线闸门,东风枢纽关闭闸门,向运河排水,等里双河成片蓝藻消失后,打开里双河、上塘河沿线闸门,对河东新区片整体换水。平门小河通过关闭金平闸、河沿闸、混堂弄闸,架设临时机泵向外排水,然后再开闸引进清洁水的办法将河水换清,明显改善城区河道水质。

4.2河底清淤工程

河底泥污染主要成分是泥沙,排入河道的生活污水、工业废水、城市开发建设中的泥浆水、死亡的水生物残体和垃圾沉淀物。这些物质对水體产生内源污染,是造成水体富营养化和蓝藻爆发的营养盐来源之一。为降低和减少积存在水体内的有机碳、氮、磷等营养物质,苏州每五年组织一次轮浚清淤工程,2012年对古城区的110条河道进行全面清淤,清淤长度116公里,总土方量为131.5万方,极大的改善了水质和生态景观。但是清淤工程并不能从根本上解决水体富营养化,在清淤后不久,又很快有新淤积,随着气温升高,一些无水流河道黑化河泛再次漂浮,河道需要多次清淤,因此疏浚底泥也并不是控制水体营养化的长期有效的方法。

4.3围隔拦截工程

近年,为减少蓝藻随运河水流大量侵入城区河道,京杭运河沿线闸门关闭长达半年,同时2012年在胥江、仙人大港、上塘河等8处京杭运河入水口打桩设围网(见图三)进行拦截,减少蓝藻颗粒进入城区河道。但是因城区换防汛需要以及运河清淤施工船只进出内河,拦截工程阻挡蓝藻进入城区河道效果并不明显,且围栏网维护和破损后的维修成一新问题。

5.人工及机械打捞

人工及机械打捞就是用船只和人力进行打捞蓝藻,能直接有效的减少局部稠状蓝藻对环境的影响。当前国内的专家对蓝藻治理研究了不少办法,但是还没有一种是少投入高效益的治标办法,在先有科技条件下,人工和机械打捞的办法无疑是最有效的治标办法,特点是环境安全、见效快,但受季节变化影响且劳动强度大。

5.1人工打捞

目前,苏州城区护城河及内河道蓝藻仍采用人工打捞的方式除藻。在多年的蓝藻打捞实践工作中,根据蓝藻在苏州城区河道生长和分布的规律,蓝藻人工打捞工作不仅探索了一套较有效的打捞方法,在队伍也上逐渐壮大,发展成至今已有200多人、100多条专业打捞船只,完全能够满足城区河道蓝藻打捞工作。2011年期间,蓝藻专业队伍共打捞含水蓝藻4511吨;2012年期间,蓝藻专业队伍共打捞含水蓝藻2110吨。

5.2机械打捞

为提高蓝藻打捞效率,市河道管理处经财政采购,购置了双体船船型吸取型蓝藻打捞船4条,非对称双体纵流船型分离式蓝藻打捞船2条(见图五),机械式打捞船只是一种新型蓝藻打捞作业设备,用于蓝藻富集区(借助风向、风力等将蓝藻围栏集中在某一区域),对已成粘稠状蓝藻并形成一定厚度的高浓度蓝藻固定式的循环处理,有效清除浮藻层,具有操作简便、减轻劳动量等优势。 但受苏州城区河道绝大部分河面较窄、且古城区河道桥梁过低的影响,机械打捞并无法运用到所有河道,现主要运用在护城河、西塘河等河道蓝藻的清理工作中。

5.3人员组织与管理

随着这几年蓝藻治理工作的发展,各项制度的建立和管理办法的出台也逐步使得蓝藻防控工作趋于成熟。市河道管理处根据《苏州市突发公共事件总体应急预案》,制定了《苏州城区河道蓝藻打捞应对预案》和《苏州城区河道蓝藻打捞应急机制》,按照“明确责任、突出重点、统筹兼顾、科学调度”的原则,成立蓝藻打捞工作小组,负责布置和协调城区蓝藻打捞和调水引流工作,同时规范和督促各片区组织到蓝藻打捞工作,协调处理因蓝藻爆发处置的各项事项。

制定各项规章制度,包括值班制度、例会制度、监督指导制度、考核管理制度、编制蓝藻日报制度,确保了各环节人员及时执行指令,处置问题,随时根据蓝藻发生情况分析形势、研究对策和部署工作,确保各项应急措施落实到位。

按照“早发现、早报告、早处置”的原则,成立巡查小组,蓝藻防控打捞期间,巡查在河道一线,掌握河道水面蓝藻发生情况,同时检查各安全措施落实情况,排查安全隐患,确保人员安全,以保障打捞作业的顺利有序开展。

总结蓝藻防控经验和技术,可为苏州城区河道蓝藻治理和水质恢复工作进行技术储备,并在日后的实践中得以发展和完善。从蓝藻泛滥的原因来看,要从根本上防止蓝藻肆意生长,要从净化水质、生物防治、化学防治等多方面入手。水质富营养化是蓝藻泛滥的重要原因,因此在人工及机械打捞、生物防治、化学防治研究的基础上,今后应将着力于水污染治理,减少水体富营养化程度,做到标本兼职。

作者简介:朱丽燕(1985年),2008年毕业于贵州师范大学,本科。工作单位:苏州市河道管理处,职称:环境专业中级工程师。

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