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《科技潮》

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面对蓝藻暴发我们该怎样作为

2008-10-02 15:33:11

  2008年4月14日,太湖流域管理局发布消息说,根据他们目前掌握的情况,在太湖的西部和南部已经发现了大面积的蓝藻。该部门的领导表示,今年太湖蓝藻肯定会再次大规模暴发。在我国,蓝藻的大面积暴发并不只局限在太湖流域,滇池等一些主要水域都面临蓝藻暴发的危机。蓝藻的暴发一再影响这些流域的人民生活,对于蓝藻的治理却一直以来都没有取得大的进展。那么,蓝藻是什么?它怎么变成危害的?怎样科学治理蓝藻?在蓝藻治理方面怎样才能避免走弯路呢?

  蓝藻、水华及其危害

  蓝藻是对蓝藻门植物的笼统叫法,包括色球藻和藻殖段两纲。蓝藻是一种原始、古老的植物,除了含叶绿素a(不含叶绿素b)、叶黄素和胡萝卜素外,还含有藻胆素(藻红素、藻蓝素和别藻蓝素)。因藻蓝素含量较大,因此细胞大多呈蓝绿色,故蓝藻又称蓝绿藻;又因为大多数蓝藻的细胞壁外面有胶质衣,有人也称蓝藻为粘藻。太湖暴发蓝藻,水体黏稠、发臭,就与这蓝藻的胶质衣有关。

  蓝藻在地球上生存了33亿~35亿年,目前,已知蓝藻有1500多种,分布十分广泛,遍及世界各地,但主要为淡水种类。除少数蓝藻能够生活在60℃~85℃的温泉中外,大部分蓝藻生存的温度在30℃~40℃之间。不过,仅温度适宜并不会造成蓝藻暴发,水体中存在大量氮、磷等营养物质,且水体不流动,再加上适宜的温度,是造成蓝藻暴发的主要原因。

  蓝藻暴发时,会在水面形成一层蓝绿色带腥臭味的浮沫,被称为“水华”,也有人称为“绿潮”(以区别海洋发生以褐藻为主的“赤潮”)。“水华”的出现,会加剧水质恶化,对鱼类等水生动物,以及人、畜均有较大危害,严重时会造成鱼类缺氧死亡。

  更为严重的是,蓝藻中有些种类(如微囊藻)还会产生毒素,大约50%的“绿潮”中含有毒素,是肝癌的重要诱因。这种毒素非常耐热,不易被沸水分解,饮用被蓝藻毒素污染的水源对人体健康极为不利。

  治理蓝藻的技术措施

  目前,我国治理蓝藻的方法概括起来有以下几种:

  第一,生物防治法。蓝藻是淡水鱼类的食物,花鲢或白鲢每增长1公斤体重就能“消灭”40~50公斤蓝藻,因此可以通过投放此类鱼苗治理藻类,防止藻类暴发。从放鱼苗到捕捞上岸,一条鲢鱼一共能吃掉60公斤左右的蓝藻。有人测算,向太湖投入价值1亿元、大约2.8亿尾鲢鱼苗就可有效控制太湖蓝藻的发生。但是如果水华污染严重,鱼类无法生长,形不成大的种群,还是难以控制蓝藻大规模暴发。

  第二,生物浮床法。利用吸附藻类的植物和其他生物控制水体中的营养物质,抑制藻类过量繁殖,从而建立生态平衡系统。在人工浮床上,用人工方法让水上长出美人蕉、水葫芦、旱伞草等等水生植物,既能吸收水体中的氮磷等污染因子,又可抑制蓝藻生长。

  第三,机械捞法。这是最原始和传统的办法,即用人力连水带藻一起捞出,在无锡水源口就是采取这个办法。为了提高速度,也有人发明了自动金属膜过滤器,在动力船缓慢行驶过程中,通过金属膜不停转动,把所有蓝藻都打捞上船,打捞速度是人工的上千倍,在打捞过程中,增加了絮凝、沉降、气浮、推流、收藻等多功能。优点是打捞彻底,缺点是对于大面积蓝藻治理仍难奏效。

  第四、化学法。即用化学药物杀灭,一般用硫酸铜。早期治理海洋赤潮也常用硫酸铜, 效果较好。但二价铜离子对生物幼体具有致畸性, 并引起饵料藻类的严重脱落;同时, 硫酸铜具有毒性,会破坏水体正常的生态系统, 因此对化学灭藻应持谨慎态度。

  第五、微生物菌除藻。将活性污泥中的有益菌种进行菌群筛选、分离出来,喷雾干燥后获得高密度菌粉,再通过工厂化大规模生产,附着到专利填料上,形成高效处理系统。在上海的试验显示:河道治理前水体呈暗黑色,水体富营养化现象严重,没有水生动植物生长。经过12天治理,治理段水质明显改善,水体清澈无异味。

  第六、高强磁灭藻,即应用高强度磁场杀藻。有人发现,在磁场强度为3700高斯的高强磁水处理器的作用下,水体中藻类数量由50万个/mL降到5万个/mL,蓝藻基本消除;水体溶氧量和透明度分别由原来的2.40mg/L、40cm提高到7.20mg/L、75cm,水体质量明显改善。这个方法的缺陷是成本高,不能对大范围蓝藻进行处理。

  第七、工程疏浚法。即引入活水,如长江水,利用大水量将蓝藻连同发臭的湖水冲进海洋。特点是能够对大面积蓝藻进行治理,缺点是没有从根本上治理,是将污染转移到别的地方。不宜大规模提倡。

  应当说,上述治理方法都是在末端上治理,是治标不治本的“下策”,滇池花费48亿治理污染却失败了,说明了人工治理措施的局限性很强。尽管采取以邻为壑的做法,引长江水冲洗太湖或巢湖,将污染一冲了之,可以得到暂时的缓解,但那仅是将污染转移到近海而已,由蓝藻变成褐藻,由水华变成赤潮,最终污染没有治理,反而愈演愈烈。科学的治理措施是,下大决心,采取强有力措施,切断工业、生活污水、农田氮磷等污染源,使水体流动起来。待污染源中断后,尊重自然的选择,实行生态自我修复,仅辅以必要的人工治理措施。

  慎提蓝藻产业化

  蓝藻的蛋白质含量比任何一种食物都要高,除此之外,蓝藻还含有重要脂肪酸、亚麻酸、脂质、核酸(脱氧核糖核酸和核糖核酸)、维生素B群、维生素C、E和植物元素。通过一定的技术利用蓝藻制作成的食物,被形容为“益生食品”和“超级食品”。但是,从水华中提取的蓝藻制作食物需要小心,因为水体中还含有重金属、蓝藻毒素等有害物种。

  另外,蓝藻藻体内含有大量的氮磷等营养物种,本身就是很好的肥料。所需技术只是将蓝藻有效絮凝、沉降、和大量收集,并辅助以常规的肥料制作技术。事实上,已经有很多农民在利用这种简单的技术把蓝藻制作成有机肥料。

  看到蓝藻的这种特性,有专家针对蓝藻的大面积暴发,提出了“变废为宝”的建议——建立蓝藻产业链。这样的提议看似充满了诱惑力,事实上有很多地方是我们必须要谨慎对待的:一,对于一个产业来说,蓝藻的供应量无疑是不足的;二,生产出的肥料是否能做到物美价廉,受到农民的欢迎;三,由蓝藻制作而成的食品,是否能得到消费者的认同?

  所以说,应慎提产业化,毕竟利用污染的蓝藻做产业有其局限性,如制作出来的食物就不能进入食物链;只有制作肥料,但其中的重金属等也不好处理。就目前来说,可以发展一些围绕湖水污染处理的环保产业,但是,治理好了,这些产业生命也就结束了。

  如果真的要搞产业,倒不如将这些费用用于开发上游的有机种植产业,如建立沼气池,进行厕所革命、厨房革命、养殖业革命、种植业革命,引导城市人群科学消费,多花的钱对自己来说是买了健康,对国家来说是治理了污染,而且,这个产业是有生命力的,是可以持续发展的。因此,不要在末端的蓝藻上做文章,而应在源头的重要污染物治理、有机种植和有机产品市场开发上做文章。

  防止和缓解的对策建议

  造成河湖污染的原因很多,但主要有两个方面:首先是沿流域的工业污水排放,各种垃圾未能集中处理;其次是农田使用的大量化肥和农药随雨水流入河湖。在饮用水源头,经常看到垃圾随处堆放,不能集中处理,特别是发达的餐饮业造成残羹剩饭乱倒,长期下来酿成了水体富营养化。更严重的是,一些露天厕所,如几百人甚至上千人学校的粪便不经过处理,直接排放河道(北京密云水库上游不久前还采取这种方法),随后随雨水排入河湖,造成水体污染。在城市里,一些老城区排污管道和雨水管道多数是共用同一根管道。一到雨天,尤其是下大雨的时候,这种“同流合污”的管道就会将大量的污水排入河湖,导致水体富营养化污染。

  要从根本上治理蓝藻污染,必须从源头上下功夫,即杜绝蓝藻的营养,“饿”死它们。在实施上述工程以及人工治理蓝藻之前,首先应当将经费集中到“断源”上来,如在城镇建立污水处理厂,对工厂实行关停并转,实现达标排放,农业实行有机种植,以农家肥替代化肥。只有源头控制了,在下游才能上人工措施,否则只能是边治理,边污染,治理赶不上污染。

  具体建议如下:

  第一,源头控制,流域治理,在水源地上游改化肥农业为有机农业。有机肥是风险最小的、成本最低的“缓施肥”,对土地有很好的呵护作用,而且有机种植的产品价格远高于无机种植。

  第二,上游工厂关停并转,严格达标排放,加大处罚力度,不能让企业再带着侥幸心理继续下去了,现在的情况是交罚款比买污染物处理设备要合算得多。

  第三,上游小城镇和小城市上马污水处理厂,上游村庄发展沼气村落,使人畜粪便不露天、不下水、无蝇化,有机肥料直接返回农田。

  第四,改变经济发展模式,加大环境保护力度。重在考核官员,将环境保护效果与其政绩结合起来。

  第五,恢复天然湿地生态系统,在重要流域退耕还湿,恢复天然湿地植被,拒绝使用外来入侵物种,尤其在防治水体蓝藻污染时,要避免二次污染或生物入侵。

  第六,政策补偿,平衡利益。发展替代生计,将治理费用的一大部分用来发展上游“断源”的替代生计,引导农民致富,和城市理性消费,保护生态环境,而不是将大量的经费用于在下游蓝藻或水体上小打小闹。

  国外治理水华的成功做法

  芬兰是“千湖之国”,在废物的有效控制与循环利用、水资源的可持续管理、空气和水的环境监控、卫星遥控系统等领域都处于世界领先地位。芬兰提倡水资源循环利用和废物有效控制是非常正确的,这个在中国也有现实意义。

  日本早在1979年就实施湖泊富营养化防治条例,内容已包括工业企业排放管理、含磷洗涤剂禁用、氮磷排放控制等,并明确了县、市、町、村,企业家,县民的责任,十分具体详细。

  澳大利亚在河流湖泊富营养化治理过程中采用了整体流域管理模式,其决策不以某个州,而是以整个流域的总体利益为基础。

  在美国,为解决流域中各行政区域间的矛盾,湖泊最高管理机构可以考虑由流域内各行政区分别派员组成。例如,五大湖的最高管理机构就是国际联合委员会。委员会由美国和加拿大政府各委派3名代表组成,委员会下面再设立为委员们服务的具体工作班子。此外,在控源政策的实施过程中,寻求当地民众的支持也相当重要,一旦当地农民理解了土壤磷固定作用对湖泊富营养化控制的意义之后,执行情况就顺利得多。圣约翰斯河水资源管理局主要制定了4项恢复措施,包括降低外源磷输入、建造人工湿地、生物防治、水生植被恢复等,在治理过程中外源性磷的削减被认为是水体透明度提高的主因,随后生物操纵法的效果显现,水生植被也能够长期生存。这个方案能够成功实施的前提条件是先切断营养源,尤其是磷。

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