一种快速清除漂浮绿藻水绵的方法.pdf

本发明公开了一种清除漂浮绿藻水绵的方法，其步骤：1）区域选择：选择水绵生长力旺盛成片上浮的区域；2）杀藻剂的配制：用蒸馏水将过氧化氢稀释；3）沉降剂的配制：将粘土和膨润土按质量比配制成沉降剂；4）杀藻剂的用量和喷洒条件：将配制的过氧化氢喷洒在所选择的区域中水绵表面；5)沉降剂的添加：杀藻剂处理水绵后，根据实验区域的面积，将沉降剂均匀撒入水体中，水绵随之下沉到水体底部，静置后，水体澄清，水面无水绵漂浮。该方法简单，操作方便，成本低廉，无二次污染，对水体的水绵具有十分明显的去除效果，同时对高有机质底质具有改善的作用，为湖泊沉水植被的恢复创造了前提条件，该方法具有很高的环境、经济和社会效益。

权利要求书
1.  一种清除漂浮绿藻水绵的方法，其步骤是：
    1）区域选择：选择水绵生长力旺盛且成片上浮的区域，区域范围小于或等于500平方米；
2）杀藻剂的配制：用蒸馏水将质量分数为30 %的过氧化氢稀释成3 % - 5 %的浓度，并放置在阴凉处；
3）沉降剂的配制：将含水率为10 % - 15 %质量比的粘土和膨润土按6 - 8 : 4 - 2质量比配制成沉降剂；
4）杀藻剂的用量和喷洒条件：将步骤2）配制的过氧化氢按1 : 250的体积比均匀喷洒在所选择的区域中水绵表面，喷洒时间晴天12 : 00 - 14 : 00，1 - 2小时后观察水绵的生长状况，未完全丧失活性，重复本步骤1 - 2次；
5) 沉降剂的添加：杀藻剂处理水绵3 - 4小时后，根据实验区域的面积，将沉降剂均匀撒入水体中，每平方米水域5 kg-10 kg沉降剂，水绵随之下沉到水体底部，使水体底部沉降剂的平铺厚度为1公分-2公分，静置1 - 3天后，水体澄清，水面无水绵漂浮。

2.  根据权利要求1所述的一种清除漂浮绿藻水绵的方法，其特征在于：所述的处理区域中水绵异常增殖并成片漂浮于水体表面。

3.  根据权利要求1所述的一种清除漂浮绿藻水绵的方法，其特征在于：所述的低浓度过氧化氢直接喷洒于水绵上浮的垫层，采用天然钠基膨润土和粘土为沉降材料，沉降材料将失活的水绵固定在水体底部。

说明书一种快速清除漂浮绿藻水绵的方法
技术领域
本发明涉及富营养化湖泊中丝状绿藻藻华的去除和湖泊高有机质底质改善技术领域，更具体涉及一种生态环保的快速清除漂浮绿藻水绵的方法，适合于富营养化湖泊中水绵爆发严重的高有机质底质水体，如池塘、湖泊等。
背景技术
在春末夏初季节，在景观水体、河蟹养殖水体、池塘养鱼水体、稻田、湖泊等水流比较缓慢，水体透明度高，水生植物少的区域常出现水绵（Spirogyra sp.）大量繁殖并漂浮于水面，水绵为绿藻门双星藻科水绵属的一类丝状绿藻，如淡水中常见的普通水绵（S. communis），异形水绵（S. varians），单一水绵（S. sigularis）等，其丝状体不分枝，叶绿体呈螺旋状。水绵常常以断裂的藻丝进行营养繁殖；以梯形接合、侧面接合进行有性生殖；以静壁孢子、单性孢子等进行无性生殖；由于水绵具有极强的繁殖力及再生殖能力，水绵在适宜环境常常异常增殖，对水体造成严重危害：在景观水体中，水绵爆发时不仅影响水体景观，腐烂还会产生异味，对周围环境造成影响；在养殖水体中，消耗水体营养，甚至腐烂死亡产生藻毒素，对其他动物植物的生长带来威胁；在稻田中，水绵缠绕幼苗，影响幼苗的生长等；在湖泊沉水植被的恢复中，水绵的存在常常对沉水植物进行缠绕、遮光、营养竞争、甚至产生化感作用，较大程度地影响着恢复的效果。
目前国内外对丝状藻类爆发防治措施主要有三类方法：（1）物理方法：人工打捞是最常用的方法，其见效最迅速、最安全，但操作起来费力、费用昂贵，打捞出来不恰当的处理方法容易使丝状藻类腐烂，产生难闻的气味，容易对环境造成污染；同时打捞时藻丝容易断裂，断裂的藻丝可通过细胞分裂快速长成丝状体，不能从根本上解决问题；（2）化学方法：主要是利用化学试剂破坏藻类细胞从而实现杀藻控藻的目的，这种方法具有高效、快速、方法简便。常用的药物主要包括氧化型试剂如高锰酸钾、卤素等；非氧化型试剂如铜剂、无机金属化合物等。化学法无疑是一种效果显著、见效快的有效途径，但化学试剂本身往往具有毒害作用，容易造成二次污染，所以亟待开发研究无毒、高效、经济的杀藻剂；（3）生态方法：主要通过生物操纵法，即通过重建生物群落来抑制藻类的生长等。如以藻抑藻、高等水生植物控藻、滤食性鱼类食藻等，生态方法无疑是一种环保的除藻方法，但由于除藻所需时间长，且容易反弹而不能达到理想效果。
目前大多的有关除藻的研究与技术主要集中在对蓝藻门的微囊藻、鱼腥藻、颤藻等的去除上，而对大型丝状绿藻的去除的研究较少，去除水绵的相关试剂主要集中在如下几个方面：（1）铜类试剂如硫酸铜、薯铜、攀世丝藻沙等，其去除效果较好，但它们是一类高毒化学物质，容易使水体生物产生金属毒害，破坏水生生态系统；（2）除草剂如百草枯、草甘膦、扑草净、杀苔净等，最常用于田间杂草的去除，当其运用在湖泊、养殖水体中，常常对水体其他生物造成影响；（3）化感物质如陆生植物樟树、柳树、松树等的叶片和枝条浸提液，会对水绵有一定的抑制作用，但由于取材难、浸提时间长、过程复杂等几乎无大规模应用实例。尽管有关去除水绵的试剂繁多，但都缺乏一种高效、无毒害作用、可在湖泊河流等水体中大规模实施的发明。
在湖泊富营养化的治理中，水生植被的恢复已成为一种高效、生态环保的方法。由于水生植被的恢复效果依赖于所生存的环境，高有机质底质往往对水生植被的恢复有一定的胁迫作用，本发明旨在去除水绵的同时，能有效的降低底质的营养，以利于水生植被的恢复。本发明利用过氧化氢的强氧化性对藻类细胞进行破坏；利用天然钠基膨润土-粘土沉降剂的吸附性对失去活性的藻细胞进行吸附和沉降；同时也利用天然钠基膨润土-粘土沉降剂吸附高有机质底质中的营养物质，对高有机质底质进行一定程度地改良，对湖泊沉水植被的恢复有一定的促进作用。该发明是一种绿色环保，经济效益高，可大面积、高效率去除漂浮水绵的方法。
发明内容
本发明目的是在于提供了一种快速清除漂浮绿藻水绵的方法，该方法简单，操作方便，成本低廉，无二次污染，对水体的水绵具有十分明显的去除效果，同时对高有机质底质具有改善的作用，为湖泊沉水植被的恢复创造了前提条件，该方法具有很高的环境、经济和社会效益。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种快速清除漂浮绿藻水绵的方法，其步骤是：
1）区域选择：选择水绵生长力旺盛且成片上浮的区域，区域范围小于或等于500平方米；
2）杀藻剂的配制：用蒸馏水将质量分数为30 %的过氧化氢（分析纯）稀释成3 % - 5 %的浓度，并放置在阴凉处；
3）沉降剂的配制：将含水率为10 % - 15 %（质量比）的粘土和膨润土按6 - 8 : 4 - 2质量比配制成沉降剂；
4）杀藻剂的用量和喷洒条件：将步骤2）配制的过氧化氢按1 : 250的体积比均匀喷洒在所选择的区域中水绵表面，喷洒时间以晴天12 : 00 - 14 : 00为宜，1 - 2小时后观察水绵的生长状况，若还未完全丧失活性，可重复本步骤1 - 2次；
5）沉降剂的添加：杀藻剂处理水绵3 - 4小时后，根据实验区域的面积，将沉降剂均匀撒入水体中，每平方米水域5 kg-10 kg沉降剂，水绵随之下沉到水体底部，使水体底部沉降剂的平铺厚度为1公分-2公分，静置1 - 3天后，水体澄清，水面无水绵漂浮；
所述的处理区域中水绵异常增殖并成片漂浮于水体表面影响水体景观；
所述的水绵为湖泊、河流、池塘等淡水水体中常见的水绵，如普通水绵（S. communis），异形水绵（S. varians），单一水绵（S. sigularis）等；
所述的快速清除漂浮绿藻水绵的方法，其特征在于所述的低浓度过氧化氢直接喷洒于水绵上浮的垫层，不会对其它生物有不利影响；采用天然钠基膨润土和粘土为沉降材料，其良好的吸附性能有效将失活的水绵固定在水体底部，同时能吸附水绵释放出的营养盐等物质；
所述的沉降剂可以改良湖泊富营养化高有机质底质理化性质，有利于沉水植物恢复。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：
1. 过氧化氢分解成H2O和O2，对环境不会造成污染。
2. 杀死水绵的速度快，水绵的光合活性在24小时后大幅度降低，活性降低范围为70 % - 95 %。随着过氧化氢喷洒量的增加，水绵在显微镜下其叶绿体成不同程度的浓缩，致使水绵丧失细胞活性，后期丝体出现断裂溶解的现象。再培养20天，未出现水绵的再增殖。
3. 沉降剂由粘土和膨润土两种材料配制而成，利用它们的粘结性和吸附性将水绵吸附固定在水体底部。
附图说明
图1 为一种生长旺盛且漂浮于水面的水绵示意图。
生长旺盛时期的水绵由于光合作用释放大量气体，气体集聚使水绵上浮到水体表面。
图2 为一种喷洒杀藻剂后水绵逐渐失活示意图。
水绵经过杀藻剂处理后，过氧化氢与水绵剧烈反应，使细胞失去活性，藻体颜色从鲜绿色变为白色漂浮于水面。
图3 为一种投加沉降剂后水绵下沉示意图。
粘土和膨润土组成的沉降剂加入后，失活的水绵因为沉降剂的重力作用下沉，同时沉降剂特殊的结构将水绵吸附固定于水体底部。
图4 为一种杀藻处理后显微镜下的水绵示意图。
失活后的水绵在显微镜下观察时，容易发现细胞中叶绿体由绿色变为黑色，并呈现不同程度的浓缩，细胞壁偶有破裂。
具体实施方式
为了更好的理解本发明，下面结合实例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实例1：
一种快速清除漂浮绿藻水绵的方法，其步骤是：
1）区域选择：准备1 L大小的烧杯，添加2或3公分从浙江省杭州西湖采集回的底泥，添加1 L杭州西湖水样，澄清后投加湿重为5 g左右的生命力旺盛的杭州西湖水绵，靠窗培养数日（10日 - 30日），待水绵漂浮于水体表面后开展实验；
2）杀藻剂的配制：用蒸馏水将质量分数为30 %的过氧化氢（分析纯）稀释成3 %的浓度；
3）沉降剂的配制：用含水率为10 %或12 %或14 %或15 %（质量比）的粘土和膨润土按质量比配成8 : 2的沉降剂；
4）杀藻剂的用量和喷洒条件：选择一个晴天的12 : 00开始实施发明内容，将配制的3 %浓度的过氧化氢按1 : 250的体积比均匀喷洒在水绵表面，搅拌均匀，静置，1小时后观察水绵失去活性，藻体颜色从鲜绿色变为白色漂浮于水面；
5）沉降剂的添加：3小时后将步骤3）配制的沉降剂投放在步骤2）处理后的水绵上，搅拌均匀，静置，使得烧杯中的改良基质的厚度为1公分，沉降剂投加后，死亡的水绵体随着沉降剂下沉到塑料桶底部，静置2天后，水体澄清，水面无水绵漂浮；
6）24小时后通过光合作用测定水绵的光合活性，经处理后，水绵的光合活性从0.3356 mg/(L·h·g）降为0.0326 mg/(L·h·g），其抑制率达90.3 %。20天后，底质总氮含量降低了20.3 %，总磷含量降低了8.5 %，有机质降低了15.2 %。
实例2：
一种快速清除漂浮绿藻水绵的方法，其步骤是：
1）区域选择：在浙江省杭州西湖引水玉皇山预处理场内10 L体积的塑料桶中长有大量从杭州西湖采集回来培养的生命力旺盛的水绵，并漂浮于水体表面数日(10日 - 30日)，其中底质为杭州西湖的高有机质底质，有3公分厚度；
2）杀藻剂的配制：用蒸馏水将质量分数为30 %的过氧化氢（分析纯）稀释成4 %的浓度；
3）沉降剂的配制：用含水率为10 %或11 %或13 %或15 %（质量比）的粘土和膨润土按质量比配成7 : 3的沉降剂；
4）杀藻剂的用量和喷洒条件：选择一个晴天的12 : 00开始实施发明内容，将配制的4 %浓度的过氧化氢按1 : 250的体积比均匀喷洒在水绵表面，搅拌均匀，静置，1小时后观察水绵失去活性，藻体颜色从鲜绿色变为白色漂浮于水面；
5）沉降剂的添加：3小时后将步骤3）配制的沉降剂投放在步骤2）处理后的水绵上，搅拌均匀，静置，使得塑料桶中的改良基质的厚度为1公分，沉降剂投加后，死亡的水绵体随着沉降剂下沉到塑料桶底部，静置2天后，水体澄清，水面无水绵漂浮；
6）24小时后通过光合作用测定水绵的光合活性，经处理后，水绵的光合活性从0.4371 mg/(L·h·g）降为0.0538 mg/(L·h·g），其抑制率达87.7 %。20天后，底质总氮含量降低了17.4 %，总磷含量降低了8.1 %，有机质含量降低了13.7 %。
实例3：
一种快速清除漂浮绿藻水绵的方法，其步骤是：
1）区域选择：在浙江省杭州西湖引水玉皇山预处理场内200 L体积的玻璃缸中长有大量从杭州西湖采集回来培养的生命力旺盛的水绵，并漂浮于水体表面数月(1月 - 2月)，其中底质为杭州西湖的高有机质底质，有3公分厚度；
2）杀藻剂的配制：用蒸馏水将质量分数为30 %的过氧化氢（分析纯）稀释成5 %的浓度；
3）沉降剂的配制：用含水率为10 %或11 %或14 %或15 %（质量比）的粘土和膨润土按质量比配成6 : 4的沉降剂；
4）杀藻剂的用量和喷洒条件：选择一个晴天的12 : 00开始实施发明内容，将配制的5 %浓度的过氧化氢按1 : 250的体积比均匀喷洒在水绵表面，搅拌均匀，静置，1小时后观察水绵失去活性，藻体颜色从鲜绿色变为白色漂浮于水面；
5）沉降剂的添加：3小时后将步骤3）配制的沉降剂投放在步骤2）处理后的水绵上，搅拌均匀，静置，使得玻璃缸中的改良基质的厚度为1公分，沉降剂投加后，死亡的水绵体随着沉降剂下沉到塑料桶底部，静置3天后，水体澄清，水面无水绵漂浮；
6）24小时后通过光合作用测定水绵的光合活性，经处理后，水绵的光合活性从0.5418 mg/(L·h·g）降为0.0694 mg/(L·h·g），其抑制率达87.2 %。20天后，底质总氮含量降低了15.2 %，总磷含量降低了6.8 %，有机质含量降低了13.7 %。