不想看到的绿色：又到一年“蓝藻季”
时间：2016-06-24 来源：微水会 作者：张雅伟
听说，让眼睛最舒服的颜色是绿色，那么，先来看下面几幅图，保证让你的眼睛——舒服——不起来！
2016年6月5日，江苏无锡，太湖蓝藻暴发，放眼望去水面一片绿，远望如同漫无边际的草原↓↓↓
2016年6月18日，江苏省无锡市，京杭大运河无锡段沿岸蓝藻“绿油油”。进入夏季高温天气以来，江苏省无锡市蓝藻再次拉响警报，无锡市太湖、梁溪河、大运河内的大面积蓝藻大煞风景↓↓↓
“官方表示”
蓝藻是何许“藻”也？
蓝藻是藻类生物，又叫蓝绿藻；大多数蓝藻的细胞壁外面有胶质衣，因此又叫枯藻。在所有藻类生物中，蓝藻是最简单、最原始的一种。
蓝藻水华多发生在夏季6-9月，有明显的季节性，受温度、阳光、营养物质的影响；温度在20℃以上；水体PH值偏高、光照度强且时间久的条件下，蓝藻形成气囊浮出水面并且迅速繁殖，以至形成蓝藻水华的现象。
暨南大学水生生物研究中心主任韩博平教授在水世界-中国城镇水网承办的第十届中国城镇水务大会中介绍，在水库的采样研究中，研究团队共检测到蓝藻25个种（属），以及7个优势种（属）。
原因
蓝藻为什么暴发？
相关专家表示，蓝藻暴发的主要原因被认为是农业废水和生活污水带来的磷氮超标的富营养化。“总氮总磷已成为影响太湖流域水质持续改善的‘短板’。” 江苏省太湖水污染防治办公室副主任张利民曾坦陈，“尽管太湖水质得到了明显改善，消灭了Ⅴ类及劣Ⅴ类水，但是，面临的形势依然严峻。”
其中，畜禽养殖污染是超标氮磷的一个重要来源。水里的问题，根子在岸上。“太湖污染中，面源污染的比例是较高的。”江苏省农业环境监测与保护站站长、研究员管永祥说。 据了解，江苏省太湖流域的畜禽养殖折算成“标准猪”大约为600多万头，而一头猪的排污量相当于7个人的总和，整体算下来，相当于4000多万人的排污，这远远超出了负荷。今年3月，环保部华东督查中心抽查的20家位于太湖一级保护区内的畜禽养殖场中，就有15家将粪污直排入河、污染严重。
让人意外的是，在3月份的抽查中，污水处理厂成为新的污染源头。在对30家污水处理厂的抽查中，有4家超标排放、5家在线监控设备运行不正常或数据超标；抽查的18家工业企业中，5家存在超标排放现象；抽查25家畜禽养殖场中，9家未经环评审批、未通过验收或批建不符，11家污染物直排或治污设备不正常运行。
污水处理厂本应发挥治理污染的作用，却反而成为了污染源，这是为什么？据业内人士介绍，目前，江苏城市中的污水处理已经达到了93%，水质稳定达标；而在乡镇一级，污水处理厂为多元化经营，虽有一定的资金支持，但大多仍难以维持日常运转；到了村级污水处理厂，往往面临着资金和专业人员双缺乏的困境。
危害
1 蓝藻大量暴发，导致水体水质变坏
由于缺氧甚至无氧且水质变坏，蓝藻中有些种类(如微囊藻)还会产生毒素(简称MC)，大约50无的绿潮中含有大量MC。MC除了直接对鱼类、人畜产生毒害之外，是强烈的致癌物质,也是肝癌的重要诱因；直接威胁着人类的健康和生存；而且MC耐热，不易被沸水分解，但可被活性碳吸收，所以可以用活性碳净水器对被污染水源进行净化。
2 蓝藻很难消化，造成水体富营养化
在一些营养丰富的水体中，由于难以消化所以很多鱼类不吃。有些蓝藻常于夏季大量繁殖，并在水面形成一层蓝绿色而有恶臭味的浮沫，称为“水华”，大规模的蓝藻暴发，被称为“绿潮”(和海洋发生的赤潮对应)。绿潮引起水质恶化，严重时耗尽水中氧气而造成鱼类的死亡。
3 蓝藻水华引起水体生物多样性急剧降低
蓝藻大量繁殖恶化了水中的通风、光照、缺氧；导致水中浮游生物的生长繁殖，从而阻碍水藻的光合作用。减少了鱼类的生存空间，使与池中的丝状藻和浮游藻等不能合成本身所需要的营养而导致死亡。
大事件
2007年5月底至6月初， 江苏无锡发生了震惊中外的太湖蓝藻污染饮用水源事件，无锡市70%的自来水被污染，200万人的生活用水受到了影响，造成了严重的社会影响。主要是由于水源地附近蓝藻大量堆积，厌氧分解过程中产生了大量的NH3、硫醇、硫醚以及硫化氢等异味物质。
方法
“蓝藻打捞队”，一支具有中国特色的特殊队伍
水体富营养化在我国正呈现蔓延趋势，是一种非常严重且难以处理的水污染问题。通过适当的废水处理来阻止氮、磷等营养元素过量排入自然水体，防止水体富营养化是解决蓝藻暴发的根本方法；同时，对受蓝藻污染的水体也必须进行适当处理以保障用水安全。
目前，去除蓝藻最常见的方法还是依靠人工打捞物理分离。如果想进一步净化水质，则会将水经过两级气浮池后处理后，再被送到太湖里。据了解，藻水分离的除藻率可达到95%以上，出来后的水完全达到了国家标准。”同时，分离出的藻泥继续再利用好氧发酵技术，通过加入菌种发酵、与秸秆等有机物混合，转化为有机肥料进行售卖。
在常州市，2009年建立了藻水分离站，经过藻浆池、气浮池处理后，95%的蓝藻将被去除，变成藻泥，“洗干净”的水再重新排入太湖。仅这一个点，一天就可以处理1700吨左右藻浆，累计处理蓝藻藻浆4万余吨，分离产生藻泥近1万吨。这些藻泥被送进农业废弃物综合利用中心进行资源化利用，在经过堆肥、发酵、加入粪便和秸秆混合等程序后，所有的藻泥将被加工成有机肥被循环利用。
竹柳种植技术：有的蓝藻可被植物吸收
在宜兴太湖西岸的大浦港口向南，约一公里长的湖岸上，密密麻麻地种植着一种像树又像竹子的植物。这是一种速生树，树身笔直像竹子、枝条柔软而被当地老百姓俗称为“竹柳”。
东南大学引进的竹柳种植技术，利用泵阀把太湖蓝藻水华浇灌到竹柳田内，竹柳发达的根系能消化吸附蓝藻中的富营养物质，通过频繁采割竹柳，以降低土壤中的重金属含量，使下游水质达到国家排放要求。据了解，竹柳生长周期短，吸收藻水里的氮、磷、钾等营养物的能力强，通过吸收达到了藻水分离的目的。五六年之后，成材的竹柳可以加工成塑木材料，用来建造别墅等建筑，塑木还可以循环利用代替防腐木等，在美国以及北欧的一些国家已成功将这种转基因竹柳树种应用于城市废水、垃圾场地污水处理上。
科研
除藻新技术 （来源：中国科学院）
为了解决水体富营养化及其带来的蓝藻污染问题，中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家（联合）实验室环境功能材料研究部研究员李琦及其团队近期针对水中氮、磷元素去除、蓝藻杀灭以及藻毒素降解进行了研究，取得了系列新进展。
他们发展出一种简单、低成本的溶剂热方法制备出系列成分比的Ce/Zr双金属氧化物纳米颗粒，研究发现通过改变Ce/Zr的成分比可以调控其结构、晶粒尺寸、表面性质，从而影响其磷酸根吸附性能。吸附动力学研究表明，Ce0.8Zr0.2O2 纳米颗粒在此系列样品中具有最佳的磷酸根吸附性能，其饱和吸附量达到112 mg/g，在目前文献所报道的磷酸根吸附材料中性能最为优异。磷酸根在Ce0.8Zr0.2O2纳米颗粒上的吸附遵循内球吸附模型，表面羟基发挥主要作用。
利用太阳光能进行光催化净水处理是解决水体污染的一种很有前景的方法。他们发展出一种氧化钯修饰氮掺杂二氧化钛（TiO2-xNx/PdO）光催化材料，在可见光下具有良好的光催化氧化性能。应用于水中氨氮（NH4+-NH3）去除，其在可见光照射下去除率超过90%，且产生的副产物NO3-和NO2-低于5%。他们在研究中还首次发现，TiO2-xNx/PdO在弱碱环境下（pH~8）即能有效去除水中氨氮，大大拓展了光催化氧化去除水中氨氮的应用范围。在可见光照射下，TiO2-xNx/PdO还展示出对于蓝藻优异的光催化杀灭性能。通过光催化氧化破坏蓝藻细胞壁，蓝藻细胞内多种生物活性物质发生泄漏与被分解，从而造成对于蓝藻细胞不可修复的破坏，使此杀灭过程不可逆转。同时，TiO2-xNx/PdO能够在可见光照射下有效分解蓝藻细胞释放出的藻毒素，从而解决了蓝藻处理过程中常见的藻毒素污染的问题。
图1 Ce0.8Zr0.2O2纳米颗粒的磷酸根等温吸附曲线
图2 可见光下TiO2-xNx/PdO纳米颗粒光催化去除水中氨氮机理示意图
图3 可见光照射不同时间后（a/b: 0小时、c/d: 3小时、e/f: 6小时）蓝藻细胞链被TiO2-xNx/PdO薄膜光催化氧化破坏情况，a、c、e与b、d、f分别为对应的原位实时相差与荧光显微照片。
相关系列研究结果发表在Chemical Engineering Journal, 264 (2015) 437（封面文章）、Chemical Engineering Journal, 264 (2015) 728以及Chemical Engineering Journal, 268 (2015) 270。上述研究工作得到国家自然科学基金、金属所知识创新工程项目、沈阳材料科学国家（联合）实验室基础前沿创新项目、中科院青年创新促进会项目和教育部留学回国人员科研启动基金的支持。
编者·后记
蓝藻不是只有太湖有，也不是江苏特产，我国其他地区同样存在此现象。要减少甚至避免大规模蓝藻暴发，唯有减少水体污染物排放量，才能保障环境安全，饮水安全。企业加强自我管理、政府真正落实监管，法律法规逐步完善，除藻技术加大攻关等等，我们要做的，还有很多……
（文中部分图片来源：央广网、央视新闻、视觉中国）
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