北京城市河湖水华防治技术研究
白咸勇
摘
要 城市河湖的富营养化给城市水环境造成了许多不利因素，改善水质，消除藻类水华是一个不容忽视的重要问题。北京市城市河湖管理处采取放养鱼类、布设生物浮床、安装增氧设备等多项措施，取得了一定的成效，但仍需进一步研究高效的控制策略，才能更加有效地控制水华现象的发生。
关键词
水牛
富营养化 蓝藻
微囊藻
随着人们环境意识的不断提高，保持城市水系的水质达标和景观效果，建设优美、清洁的水环境已成为城市河湖发展的必然趋势。在建设优美水环境的过程中，水华现象是一个不容忽视的重要问题。近年来，为防治水华现象，北京市城市河湖管理处采取了放养鱼类、布设生物浮床、安装增氧设备等多项措施，取得了一定的成效，但仍需从理论和实践两方面进一步研究。
一、城市河湖水华的产生和治理
1．城市河湖水华的产生
水华是水体富营养化的典型特征之一，它是水体中浮游生物暴发性繁殖使水面呈现出蓝色、红色、乳白色等异常水色的现象。水华发生时，由于藻类的大量繁殖和腐烂，导致水体味腥臭，降低水的透明度，影响水体中的溶解氧，向水体中释放有毒物质，造成水生牛态严重恶化。
根据北京市城市河湖近年来水质观测的有关资料，对产生城市河湖水华的浮游藻类群落的组成进行分析表明，其优势种群为微囊藻。微囊藻是河湖中常见鱼类不易消化利用的蓝藻，包括铜绿微囊藻(Microcystis
aerug不inosa)和水花微囊藻(Microcystis flosaquae)等，喜生长在温度较高和碱性较重的水中，因此多在夏、秋季旺发。当在IL水中浮游藻类有50万个群体以上时，水中溶氧往往不敷其需要，藻类又会大量死亡，进一步污染水体，影响景观。
2．城市河湖水华与环境因子的关系
水华的产生，不仅需要有充足的营养和适宜的物理化学条件，同时还受到水体中有关微生物种类等因素的综合影响。目前对于水华发生的临界因素和机理还不十分清楚，但有研究表明，水体中氮氧含量、温度、微生物种类、光照条件以及风和风浪强度均可以影响水华的发生。
3．城市河湖水华防治的措施
城市河湖水华发生的根本原因是水体的富营养化，所以富营养化的控制是水污染治理、防治水华现象发生的关键所在。富营养化的控制是一个十分棘手而又代价昂贵的困难问题。这主要是因为导致水体富营养化的氮、磷营养物质既有天然源，又有人为源；既有外源，又有内源；既有点源，又有面源，给控制污染源带来了困难。2002年，仅据北京市市政部门、环保部门统计，由于历史遗留原因，在379.17km的城市河道上就有入河排污口2022个，现状年排入河道的污水近4.8亿t，目前约有80％河道仍存在不同程度的污染。控制污水入河，截污治污，防止水土流失，阻止营养物质通过径流、入渗等方式进入水体，是解决水体富营养化问题的有效手段。
除此之外，防治水华的措施还包括物理技术、化学技术、生物技术等方法。其中物理技术有疏浚底泥、稀释冲刷、人工循环和消除滞水层等；化学技术主要是指通过使用化学药剂如硫酸铜、大麦秆等进行除藻；生物技术就是利用藻类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，建立生态平衡系统，或者利用基因工程控制藻类生长。
二、目前城市河湖水体水华防治技术存在的问题和发展方向
水华防治工作是一个系统工程，目前没有任何单一的生物学、化学和物理措施能够彻底有效去除水中的氮、磷等营养物质。某些处理措施在理论上或者在一定的条件下是可行的，但是在实际上或者在大范围内，则往往达不到预期的效果，上述处理技术都存在一定的局限性。
物理方法成本高、不经济，不能从根本上排除营养成分对藻类的刺激作用。比如曝气增氧设备，要求动力大、费用高，对小水体比较有效；解层混合只在深度是透光区水深两倍以上的水体中才有效；水位调节不易控制，在水资源紧缺状况下，大量引水冲刷不可取；收藻设备受动力和活动范围的影响较大；底泥疏浚可能由于提高水中的有效氮磷浓度而利于藻类的增殖等。
使用化学制剂除藻，向水中引入新的化学成分，有些不仅对藻类有抑制性，对其他生物也存在毒性。治理微囊藻水华的方法，多用硫酸铜等药物清杀，但在生产实践中发现有时候并不理想，往往在清杀之后，微囊藻水华照样大量出现。此外，现阶段的清杀药物对藻类并无选择性，在杀死微囊藻水华的同时，也杀死了其他藻类，污染了水体。实验表明，硫酸铜的毒性与很多环境因子有关，其毒性随水温的提高而增加，在35℃以上时很容易导致鱼类死亡，使用上存在一定的安全隐患。另外，对大型和具有流动性的水体来说，使用杀藻剂的工作量大，费用较高，效果难以保证；一旦杀藻剂被分解或被稀释，藻类很快会大量繁殖，形成恶性循环。
生物方法虽具有综合效益，可高效、广谱的生物技术仍有待于开发。尚不能将有效的噬藻病毒、菌类等成功应用于天然水体；放养大型菌类和水生植物，由于采收与后续处理困难，推广存在难度；采用放养鱼类防治水华，因花白鲢只能摄食消化幼嫩的微囊藻，对细胞壁纤维和果胶质均已老化的微囊藻不起作用。
在水华防治的方法中，多途径治理水中的藻类是相当长时期内需要研究的课题。相对而言，生物技术特别是生物生态工程技术的研究开发，其内在的优越性可能会呈现出良好的发展态势，广谱、高效的噬藻菌、病毒仍是研究的方向。蓝藻是一种介于藻类和细菌之间的原生生物．既有某些细菌的特性，又有叶绿素，所以藻类学家还是将蓝藻划为藻类．但蓝藻没有细胞核，极易受到病毒和真菌的攻击，为研制噬藻菌类和病毒提供了可能；蓝藻有气泡结构，具有上浮和避光的作用，针对多数蓝藻上午下沉，晚间上浮的习性，可采取有效措施，控制蓝藻生长；培养优势菌类种群，调节氮、磷比例也将是解决水华现象的有效途径。
从北京当前的水资源状况来看，防治水华现象的发生将成为当前和今后一个时期一项重要的任务，各种杀藻方法、技术的研究仍将深入进行，尤其是各种方法、技术之间的结合应用会越来越多，高效、生态的防治措施是我们寻求的方向。
(作者单位：北京市城市河湖管理处)
责任编辑 李计初