技术领域
[0001] 本发明涉及蓝藻水华治理技术领域,具体为一种过碳酸钠联用EM菌强化重度蓝藻水华治理的方法。
相关背景技术
[0002] 近年来在人类活动的直接和间接影响下,工业废水、生活污水和湖区径流、湖面降水、养殖污水等地表径流中大量氮、磷及其他无机盐等营养物质进入池塘、水库、湖泊等缓流水体后,水体从生产力水平较低的贫营养状态向生产力水平较高的富营养状态转化,造成水体富营养化从而破坏水生生态平衡。2019年生态环境部的报告显示,在中国监测的107个湖泊和水库中,28%表现出富营养化特征其中就包含了太湖、巢湖和滇池这三个重要水源地湖泊,它们都处于轻度富营养化状态。在随后的几年中,即2021年和2022年,富营养化湖泊的比例略有上升,分别达到了29%和29.9%。池塘、水库、湖泊等缓流水体富营养化现象加剧,并且常常暴发水华。水华定义为浮游蓝绿藻在湖泊和水库表面的聚集,其中蓝藻因具有独特的竞争优势如能将大气中的氮转化为生物可及的营养氨等,使其成为水华现象中最常见的一种。有研究者分析了全球70个湖泊(包含中国12个湖泊)近30年的数据,发现68%的湖泊蓝藻水华现象呈上升态势,中国有10个湖泊亦出现此趋势。经过调研表明,目前全中国已有28个省市的163个湖库发生过蓝藻水华现象,而蓝藻水华的暴发会导致水体的透明度和溶解氧下降,并且常常伴有藻毒素和异味物质的产生,造成水质恶化,破坏水生态系统。积极开展蓝藻水华治理的新技术研究具有十分重要的研究意义。
[0003] 传统常用的治藻方法有化学法、物理法以及生物法。化学法能够快速杀藻,但传统的化学法如广为人知的硫酸铜除藻方法会对环境造成二次污染,例如细胞内有机物(IOM)的释放、水体中重金属离子浓度的增加。物理法具有操作简单、技术成熟、去除效率高的优点,但一般只适用于小范围藻类水体的控制,效率较低且人力物力耗费大、复发现象严重。生物法治理藻类时具有安全可靠、不易产生二次污染、对生态友好生长的优势,但也存在处理时间长、可能会破坏原有的生态系统、受环境影响因素多等劣势。
[0004] 因此为了克服传统除藻技术的弊端,利用高级氧化技术(AOPs)进行除藻的研究得到了较多关注。高级氧化除藻技术通过利用电催化氧化、超声协同、过渡金属协同、紫外光活化等条件诱导氧化剂的链式反应,产生强氧化自由基,实现对蓝藻细胞安全高效去除。与传统的化学法相比,高级氧化法处理藻类具有更加高效、绿色、无二次污染的特点。而目前大多数研究集中于紫外光协同、超声协同、电催化氧化等产生羟基自由基(·OH)的高级氧化技术(AOPs)。但是这些方法存在构建设备困难、需要定期人工维护等缺点,通常只能局限于小微水体的治理,难以运用到大型湖泊和水库中。而蓝藻水华在太湖、巢湖等大型湖泊、水库类水源地频频发生,为此急需一种高效、绿色、环保的处理手段来进行实际湖泊、水库蓝藻水华的治理。
[0005] 过硫酸氢盐、过碳酸盐等新型绿色环保氧化剂作为化学试剂投加方式简单,溶于‑水后能通过一系列链式反应产生硫酸根自由基(SO4 ·)、羟基自由基(·OH)、超氧基团‑
(O2·)等强氧化基团,能迅速高效地降解有机污染物和快速杀灭水中微生物。众多学者将过碳酸钠、过硫酸氢盐应用到水处理当中如过碳酸钠可直接将其用于降解有机污染物,包
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括苯、三氯乙烯(TCE)等,过硫酸氢钾通过Fe 活化能有效降解罗丹明B染料、酮洛芬等。与此同时部分学者也将过碳酸钠和过硫酸氢钾应用到蓝藻水华的治理中。学者们在利用这些绿色环保氧化剂治理蓝藻的过程中发现绿色环保氧化剂不但能高效的治理藻类,还能降解蓝藻正常代谢和因氧化作用死亡释放的藻毒素,避免其对人类的健康带来危害。可见新型绿色环保氧化剂治理藻类具有高效、绿色、环保的优点,因此开展新型绿色环保氧化剂对蓝藻水华的治理有着十分重要的意义。
[0006] 目前,虽然有关利用过硫酸氢钾除藻的研究成果已存在不少,但有关利用过碳酸钠进行除藻的研究尚为数不多,特别是鲜见针对过硫酸氢钾与过碳酸钠这两种绿色环保氧化剂,同步开展它们对蓝藻去除效果的对比研究。此外利用新型绿色环保氧化剂在实际治理池塘、水库、湖泊等缓流水体的蓝藻水华时,为了减少治理蓝藻水华的成本,针对不同水华级别,选择新型绿色环保氧化剂的适宜用药量是必要的,但目前鲜见不同水华级别所对应的不同适宜用药量的相关研究成果。为此,发明人针对现有研究不足之处,及时开展了过硫酸氢钾和过碳酸钠两种新型绿色环保氧化剂除藻效果的对比研究以及适宜用药量探究,并获知过碳酸钠的除藻效果较佳,且对于重度蓝藻水华,适宜用药量为5mg/L。
[0007] 此外,与其他植物细胞一样,藻类受到环境胁迫时能形成保护酶包含超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶等,可清除氧化自由基和活性氧以保护自己免受损害。因此采用绿色环保氧化剂在实际治理蓝藻水华时,藻类在保护酶的作用下可能会出现复发现象,为此需对新型绿色环保氧化剂治理藻类的效果进行加强。众所周知藻类为维持正常的生命活动必须不断从周围环境中摄入营养物质,而微生物可以通过影响营养物质循环,使藻类缺乏生长所需的N、P元素,进而抑制藻类的异常生长,并且采用微生物来治理蓝藻水华不会产生二次污染,这对于大型湖泊、水库类水源地的蓝藻水华治理十分重要。然而微生物在治理蓝藻水华时存在治理时间长等缺点,新型绿色环保氧化剂在治理藻类有着高效、绿色、环保的特点,二者在藻类治理的过程中可以相辅相成。但现有关于绿色环保氧化剂联用微生物治理蓝藻水华的研究极少,可见,及时开展绿色环保氧化剂联用乳酸菌或EM菌等微生物来强化和稳定蓝藻水华治理效果的研究是十分必要的,具有良好的研究意义与实际应用前景。发明人通过开展乳酸菌和EM菌的强化除藻效果对比实验,发现EM菌的强化效果更为显著。而EM菌如何与作为氧化剂的过碳酸钠进行联用,其关键点在于投放时间点,若投放太早,EM菌和蓝藻一样都会被过碳酸钠氧化剂杀死或损害,若投放太晚,受到过碳酸钠氧化剂损害的蓝藻可能会在保护酶的作用下实现自我修复并复发蓝藻水华。发明人在实际发生了重度蓝藻水华水体治理工作中发现,治理当天受损的蓝藻下沉后,第2天又复发。为此,为了强化重度蓝藻水华治理效果,防止复发,本发明提出一种过碳酸钠联用EM菌强化重度蓝藻水华治理的方法。
具体实施方式
[0025] 下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0026] 本发明提供一种过碳酸钠联用EM菌强化重度蓝藻水华治理的方法,其治理方法包括以下步骤:
[0027] S1:现场制备过碳酸钠药液
[0028] 采用自来水将过碳酸钠颗粒药品稀释溶解成药液。
[0029] S2:投加过碳酸钠药液
[0030] 将配制好的过碳酸钠药液,立即均匀撒入治理对象水体。
[0031] S3:投加EM菌
[0032] EM菌直接均匀撒入治理对象水体。
[0033] 本实施例中,治理对象为发生了重度蓝藻水华的小微水体,初始藻细胞密度值为8
4.3*10cells/L。
[0034] 本实施例中,过碳酸钠颗粒药品按1:100稀释溶解成药液。
[0035] 本实施例中,过碳酸钠用药量根据治理对象水体的体积,按每升水体投加5mg/L进行计算。
[0036] 本实施例中,EM菌用药量根据治理对象水体的体积,按每升水体投加0.075mg/L进行计算。
[0037] 本实施例中,EM菌投放时间点为投加完过碳酸钠药液6h后马上投加。
[0038] 经过48h治理,藻细胞密度去除率达到94.19%,水体从最初的重度水华降低为轻度水华,并接近无明显水华分界线。并且藻毒素还比初始含量降低了,仅为初始含量的67.10%。
[0039] 需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
[0040] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。