九龍江北溪擬多甲藻水華防治與應急處置

邊歸國

（福建省環境保護廳，福州 350003）

近十年來，我國湖北武漢東湖、云南漫灣水庫、四川茂縣百石海子、三峽水庫部分庫灣和支流、廣東黃龍帶水庫、福建九龍江北溪等連續發生甲藻水華。甲藻水華的發生，對當地的生產和生活產生了一定的影響。作者曾對九龍江北溪甲藻水華與污染指標的相關性、龍巖市龍潭湖甲藻水華成因和應急處置進行研究，對甲藻赤潮和水華應急處置技術的進展進行評述[1～4]。但是2011年8月北溪干流仍發生甲藻水華，所以深入開展甲藻水華的應急處置研究、開展擬多甲藻水華防治和制定應急處置方案具有十分重要的意義。

1.九龍江北溪流域概況

九龍江北溪發源于玳瑁山脈，上游稱雁石溪，在新羅區的蘇坂與萬安溪匯合后，至漳平市的西元匯人雙洋河及新橋溪，形成北溪干流。依次流經漳平市、華安縣、薌城區、龍文區境內，至龍海市的郭洲斗分為南、北兩港，南港在福河與西溪匯合后，又分中港，丁浮宮納南溪后，南、中、北港一并注入廈門海域。北溪流域面積9640km2，河長272km，平均坡降2.4‰。北溪干流段有溪南溪、永福溪、溫水溪和龍津溪等4條較大支流匯入。九龍江北溪靠近北回歸線，受海洋氣團影響，屬南亞熱帶季風氣候，流域內氣候溫和，雨量充沛。流域地勢走向為西北高、東南低，受其影響，自西北向東南熱量分布遞增，雨量分布遞減。流域內的降水形式主要有3～6月份的鋒面雨和6～10月份的臺風雨。據不完全統計，北溪現已建中小型水電站達490多座，其中對干流枯水流量影響較明顯的有干流河段的梯級水電站和萬安溪支流的萬安溪、白沙兩座水電站，因其集水面積上的來水量多，水庫調節能力強，對下游干流枯水期（10～3月）的徑流影響較大；而北溪干流的梯級電站均屬日調節電站，其水量調節能力十分有限，因此對干流枯水期（10～3月）的徑流影響甚微。九龍江北溪徑流年際變化較大、年內分配不均。浦南水文站實測多年平均徑流量83.3億m3，實測最大年徑流量128.0億m3，最小年徑流量只有41.3億m3；實測多年平均汛期4～9月份的徑流總量占全年的75%，枯水期10～3月只占全年的25%[5]。

2009年1月和12月、2010年1月、2011年8月，在九龍江北溪的干流和支流先后發生甲藻水華，經過省、市、縣各級政府和相關部門的通力合作，甲藻水華得到了有效的控制。

2.甲藻水華防治組織體系

按堅持預防為主，加強監測預警，堅持屬地管理，加強響應處置，堅持條塊結合，加強綜合治理的工作原則，完善組織體系，各司其職。

水利部門負責組織重要水域水華的監測預警，匯總巡查和監測信息，分析預警和制定應急處置方案；負責組織、協調、督查應急處置工作，落實相關應急措施，做好調水引流等工作，配合有關部門落實應急備用水源的啟用和管理工作。

環保部門負責入江污染物排放的監督檢查，打擊違法排污行為，減少入江河道污染物負荷，參與重要水域的巡查，及時提供流域甲藻監測、自動監測及入江河道水質數據。

建設部門負責自來水廠的應急管理和處置措施，做好備用水源和應急水源的啟用，確保城鄉供水安全。

農業部門負責農業非點源以及畜禽養殖業的污染控制，特別是對水華的產生有重要貢獻的氮和磷等的污染控制。

氣象部門主要負責氣象監測和天氣預報，根據流域巡查及應急處置需要，及時提供相應的氣象信息，適時實施人工增雨等措施。

海洋漁業部門發揮漁政隊伍優勢，參與水域巡查，加強水產養殖管理，參與甲藻水華應急處置工作以及投放濾食性鰱、鳙、鯖、鯽等魚類，有效控制甲藻水華。

科技部門利用已有的技術成果、設備和技術優勢，提供研究經費、相關資料和技術支持。加強與水利、環保、大專院校和科研部門的合作，開展對甲藻水華的分析預警工作，參與甲藻水華的巡查和應急處置技術方案的制定。

3.甲藻水華防治方法

3.1 不同季節的甲藻水華防治

雖然甲藻水華基本上暴發于冬季，但是甲藻水華的防治工作必須貫穿全年。

3.1.1 冬季（12～2月）

近三年來，九龍江北溪部分水域先后發生甲藻水華，發生頻率較高的是冬季，因此冬季是甲藻水華防治的重要時段，必須高度重視并采取相應措施。

（1）加強巡查。甲藻水華發源于支流，應加強對支流新橋溪、新安溪、龍潭湖、拱橋、華寮等曾經發生過甲藻水華的水域的巡查，全民動員，早發現、早報告、早處置。

（2）及時預警。高度關注水質自動在線監測站的水溫、pH、溶解氧、總磷、總氮、葉綠素a、高錳酸鹽指數等指標，接近臨界狀態的，立即對水華重點水域開展人工加密監測，及時發布預警信息。

（3）應急處置。根據甲藻水華臨界狀態、初步暴發、嚴重暴發等不同程度，按應急預案分別處置。

3.1.2 春季（3～5月）

（1）投放濾食性魚類。裸甲藻能被鰱、鳙魚以及鯉、鯽、羅非魚魚種大量攝食，在3 級水華、腸道充塞度達3～5 級的情況下，絕大部分裸甲藻均能被消化，裸甲藻水華的池塘里鰱、鳙魚凈產量比無水華池里的凈產量增長33.4～37.5%[6]。在橋墩水庫1hm2水面放養尾重20g左右的鰱、鳙魚種1200尾，浮游藍藻數量比同期下降77.7%，透明度提高1.5m，水庫不再出現藍藻水華。在淀山湖放養量分別為：鰱魚159kg/hm2、 鳙 魚106kg/hm2、 青 魚21kg/hm2、 鯽魚18kg/hm2，放養面積為30km2，魚重的平均鮮重為200～300g，至捕撈季節可增重2～4倍。按魚的含水量70%～75%、N/干重（%）=13.2、P/干重（%）=0.94計算，估計每年可帶走99.32噸N和7.07噸P。該方案的經費投入約為每公頃養殖水面6000元，投入產出比約為1:2.5[7]。

（2）種植化感植物。鳳眼蓮、水浮蓮、浮萍、荇菜、睡蓮、黃花水龍、水蕹菜等浮水植物可抑制多種藻類的生長。馬來眼子菜、蓖齒眼子菜、微齒眼子菜、菹草、苦草、黑藻、伊樂藻、穗花狐尾藻、粉綠狐尾藻、金魚藻、川蔓藻、杉葉藻、矮慈菇、普生輪藻、石龍尾等15種沉水植物具有化感作用，對許多藻類的抑制作用比較顯著[8]。而菊科植物、大蒜、桉樹、杉樹、榕樹、紫丁香、垂柳、茶樹、毛白楊等26種陸生植物對藻類具有化感作用[9]。水稻、茭白、荷花等20種農副產品對19種藻類有抑制效果。另外，挺水植物在化感抑藻方面也具有重要的作用。采用植物化感作用既可以美化環境、恢復植被，也可以抑制藻類、改善水質，但是必須根據當地的具體條件，在湖（河）邊、淺水區選擇性地栽培各種植物。

（3） 水庫蓄水。在3～6月份的鋒面雨期間，上游水庫必須做好戰略儲備，增加萬安溪（16800萬m3）和白沙（10040萬m3）兩個年調節水庫汛末的調節庫容。

3.1.3 夏季（6～9月）

（1）清淤。湖庫沉積物有機質是氮、磷的重要來源，有機氮、磷經過礦化，生成的無機氮、磷釋放到上覆水體，有利于水華的發生。龍潭湖沉積物的磷含量平均值為0.524g/kg，與太湖的0.53 g/kg[11]、滇池外海的0.523 g/kg[12]、巢湖的0.55 g/kg[13]等水華多發湖泊相比無顯著差異。部分點位水中營養鹽分布趨勢基本相同，具有至上而下濃度遞增的基本特征，營養鹽垂線平均值和下層與底泥有十分顯著的關聯，說明主要是沉積物中釋放的營養鹽的貢獻[2]。利用臺風和暴雨時機對湖庫、河道進行沖刷和清淤，減少底泥N、P內釋放的影響。

（2）進一步增加萬安溪和白沙兩水庫汛末的調節庫容。

3.1.4 秋季（10～11月）

（1）水庫蓄水。在保證水庫防洪安全的前提下，在臺風雨末期，通過水資源優化調度，萬安溪和白沙兩水庫汛末蓄水量保持在庫容的70%～80%以上。通過蓄豐補枯可有效地提高下游的枯水期、年最小月平均和年最小日d 平均流量、流速。

（2）籌備各種應急處置甲藻的資源。自來水廠應配備充足的濾水網、濾水棉、活性炭袋和二氧化氯等確保供水安全的物資。支流和上游封閉式水體所在地區應籌集必須的二氧化氯、漂白粉、生石灰以及具有化感抑制藻類作用的鮮、干植物。

3.2 不同水域甲藻水華處置

3.2.1 封閉式小水體的應急處置

（1）使用氯氧化劑。王軍[14]等采用次氯酸鈉（有效氯30ppm）處理扁甲藻，1h后部分藻體尚可存活，處理濃度以15～25ppm為最佳，在此濃度范圍內，16h后扁甲藻大部分被殺死，而金藻還可被激活，使其生長速度加快，從而也起到抑制扁甲藻生長繁殖的作用。漂白粉在水中有效氯的含量為15～20ppm、充分曝氣12h，可防治甲藻類生物[15]。

龍潭湖是福建省龍巖市龍硿洞風景名勝區，圍攔約7500平方米，發生甲藻水華后，先后潑灑有效氯相當于5%的二氧化氯液體和有效氯約30%的漂白粉，對小部分復發水華的水域重點補充噴灑二氧化氯，共潑灑二氧化氯2噸（水中有效氯約5.88 mg/L）和漂白粉2噸（水中有效氯約35.3mg/L），水中有效氯約43 mg/L時，葉綠素由139.05 μg/L降至3.60μg/L，減少了97.4%；甲藻由11.1×106個/L降至0個/L[3]。

（2）施加生石灰。甲藻的繁殖除需要常規營養元素外，還要求有一定量的微量生長物質如維生素B1、B12、嘌呤、嘧啶及腐殖酸類等物質。這些物質恰恰是很多細菌的代謝產物。采用生石灰消毒，減少了水中細菌的數量，進而降低了上述物質的含量，可有效地抑制甲藻類生物的繁殖[15]。已發生甲藻水華，每hm2潑灑生石灰225 kg，提高池水pH值，改變其生存環境，進而達到殺死甲藻的目的，然后排換新水[16]。龍潭湖在二氧化氯和漂白粉殺滅甲藻排水清庫后，又在底泥表面布撒生石灰，進一步鞏固了除藻效果。

（3） 投放紅土復合聚合氯化鋁。何維[17]等采用紅土復合聚合氯化鋁（PAC）以及三氯化鐵（FeC13）制得的復合絮凝劑。結果表明，與 PAC復合FeC13混凝劑不同，紅土的加入可增加絮體的密實度，加快絮體沉降速度，沉淀后的絮體在擾動下不再漂浮上升從而有效提高除藻效果 。采用混凝劑（紅土∶PAC∶FeC13=50mg∶8.75 mg∶17.5mg）處理水樣，1h后水樣濁度去除率為91.72%。就地取福建特有的紅壤和常用的混凝劑，原位處置甲藻水華既經濟又方便。

3.2.2 支流的應急處置

（1）水生植物抑藻。由于生存方式和生長形式的不同，挺水植物面臨與附生植物和浮游藻類的競爭；浮葉植物對水下生長的植物和浮游植物產生遮蓋，根生的浮葉植物因為生長的需要競爭空間；而生活在水下的沉水植物進行光和空間的激烈競爭，它們之間也就存在著廣泛的化感作用。水生植物對藻類起到抑制作用的主要作用有：與藻類之間對營養物質的競爭，減少水體中引發水華的氮和磷等物質的濃度；大型水生植物對藻類的遮光作用，阻斷藻類光和作用的途徑；釋放的分泌物（化感物質） 對藻類生長造成的抑制作用；植物根際附生的大量微生物，亦吞食部分藻類。

（2）利用植物化感作用除藻。鳳眼蓮根中含有一定量的亞油酸、N-苯基-2-萘胺和大量的長鏈脂肪酸（十六酸、9-十六碳烯酸等）。結果顯示，1.5g/L以上的鳳眼蓮根粉末可完全抑制東海原甲藻的生長。濃度為0.019g/L的鳳眼蓮根丙酮提取物對東海原甲藻可產生50%的抑制率。N-苯基-2-萘胺濃度為l mg/L時，第6d對東海原甲藻的抑制率超過60%。濃度為50μg/L時，亞油酸對東海原甲藻的抑制率超過80%[18]。研究表明[19]，當活體鳳眼蓮浸出液和干鳳眼蓮浸出液大于2g/L時，對東海原甲藻的生長都有明顯的抑制作用。在浸出液濃度達到8g/L時，對東海原甲藻具有殺滅作用，東海原甲藻全部死亡出現的時間分別為培養后的第4d和第5d。試驗結果顯示，杉木粉用量為38.4 mg/L，24h可顯著去除東海原甲藻。杉木粉對斑馬魚的24h、48h半致死濃度分別為2.8g/L、2.4g/L，安全濃度為0.6g/L[20]。杉木精油是杉木粉抑藻的重要物質基礎。有研究顯示，2mg/L杉木精油可快速殺滅藻細胞，該濃度低于安全濃度，表明在安全濃度以下，杉木精油即可有效控制赤潮藻的生長。1g/L托里桉木粉48h對東海原甲藻（2.8×107/L） 抑制率為79.2%，其木粉水-丙酮提取物（相當 1g/L托里桉木粉）對東海原甲藻48h抑制率為45.8%。顯微鏡下觀察發現，丙酮提取物對東海原甲藻具有一定的破壞作用，隨著時間的推移，藻細胞出現變形、腫脹、細胞內含物溢出等現象，提示托里桉木粉抑制藻類生長的原因可能與其中存在的化學物質有關，說明托里桉木粉中的抑藻活性物質可能是抑制藻類生長的主要原因[21]。

（3）超聲波除藻。擬多甲藻沒有明顯的生物毒性，不會產生藻毒素，可以采用超聲波進行去除。當超聲參數組合為頻率20 kHz、功率40W、輻射時間15s時，具有較好的除藻效果。在載有超聲除藻裝置的實驗船在400m2實驗區作用1h后，水表層的藻細胞由107個/mL降低到105個/mL，尤其適于水華發生期間的應急處理[22]。去藻時應盡可能使用＜400 kHz高頻超聲波。如必須采用高頻超聲除藻時，則應選擇較高的功率，且適當延長反應時間以控制其他藻類藻毒素的濃度，200、400、600、800 kHz的頻率對應的最佳功率分別為33、50、100、100 W[23]。

3.2.3 干流的應急處置

（1）確保飲用水安全。擬多甲藻細胞近卵形到近菱形，頂端具孔，末端具細刺或無。上下殼大致相等，橫溝輕微左旋。大?。?6.2～37.0×29.3～41.8μm，長略大于寬（1.08～1.21倍于寬）。在自來水廠取水口可采用吸油氈、120目的濾水網、濾水棉、窗簾布、活性炭袋和編織袋在進行二道八層透水攔截，阻截藻類入侵取水口。在取水口投放二氧化氯等，以及在濾池增加濾砂15～20 cm，增加過濾效果，確保飲用水安全。

（2）開展生態調水。生態調水是通過縮短水體水力停留時間,增大水體沖刷率及稀釋營養鹽濃度,達到防治水體發生水華的富營養化防治手段。發生水華期間，流域內各級電站，必須按照“來多少水、發多少電”的原則安排出力，增加水的流動性，禁止蓄水發電。同時，積極協調組織上游萬安、白沙水庫調水、補水，并對沿江水庫電站下泄水量進行合理安排調度，逐家檢查落實最小生態流量情況，及時糾正部分電站蓄水發電、下泄流量不足的問題，嚴格按照環境影響評價核定的最低下泄量進行放水，確保大于抑制甲藻的0.2m/s水流速度，最大限度減少藻類數量。

4.結語

目前已進入甲藻水華多發的冬季，各級政府及相關部門必須高度重視，防患于未然。甲藻水華多發的新橋和新安等支流應以植物恢復為主，選擇性栽種具有化感抑藻作用的植物。另外在重點庫區，繼續補充投放鰱、鳙、鯉、鯽等濾食性魚類，嚴禁投餌和捕撈。在臺風和雨季，干流的各級水利設施應視時開閘放水，有效沖刷清理河道，減少底泥中N、P含量。

本著早發現、早報告、早處置的原則，可分別采取物理、化學和生物的方法處置甲藻水華。在封閉式小水體，可借鑒龍潭湖應急處置的經驗，施加二氧化氯、漂白粉、生石灰應急除藻，后投放濾食性魚類防藻。當支流發生水華時，盡可能投放具有化感抑藻作用的植物鮮、干物質或提取液等，在對飲用水和水生物沒有明顯影響的前提下，適當布灑紅土復合聚合絮凝劑或使用超聲波方法除藻。干流一旦發生水華，首先采取生態調水方法，上游白沙、萬安溪水庫立即調水，沿途各水利設施庫區應確保0.2m/s的流速，抑制甲藻爆發。各自來水廠要未雨綢繆，進一步加強圍隔、過濾、凈化等措施，保障供水安全。

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