九龙江北溪拟多甲藻水华防治与应急处置

边归国

（福建省环境保护厅，福州 350003）

近十年来，我国湖北武汉东湖、云南漫湾水库、四川茂县百石海子、三峡水库部分库湾和支流、广东黄龙带水库、福建九龙江北溪等连续发生甲藻水华。甲藻水华的发生，对当地的生产和生活产生了一定的影响。作者曾对九龙江北溪甲藻水华与污染指标的相关性、龙岩市龙潭湖甲藻水华成因和应急处置进行研究，对甲藻赤潮和水华应急处置技术的进展进行评述[1～4]。但是2011年8月北溪干流仍发生甲藻水华，所以深入开展甲藻水华的应急处置研究、开展拟多甲藻水华防治和制定应急处置方案具有十分重要的意义。

1.九龙江北溪流域概况

九龙江北溪发源于玳瑁山脉，上游称雁石溪，在新罗区的苏坂与万安溪汇合后，至漳平市的西元汇人双洋河及新桥溪，形成北溪干流。依次流经漳平市、华安县、芗城区、龙文区境内，至龙海市的郭洲斗分为南、北两港，南港在福河与西溪汇合后，又分中港，丁浮宫纳南溪后，南、中、北港一并注入厦门海域。北溪流域面积9640km2，河长272km，平均坡降2.4‰。北溪干流段有溪南溪、永福溪、温水溪和龙津溪等4条较大支流汇入。九龙江北溪靠近北回归线，受海洋气团影响，属南亚热带季风气候，流域内气候温和，雨量充沛。流域地势走向为西北高、东南低，受其影响，自西北向东南热量分布递增，雨量分布递减。流域内的降水形式主要有3～6月份的锋面雨和6～10月份的台风雨。据不完全统计，北溪现已建中小型水电站达490多座，其中对干流枯水流量影响较明显的有干流河段的梯级水电站和万安溪支流的万安溪、白沙两座水电站，因其集水面积上的来水量多，水库调节能力强，对下游干流枯水期（10～3月）的径流影响较大；而北溪干流的梯级电站均属日调节电站，其水量调节能力十分有限，因此对干流枯水期（10～3月）的径流影响甚微。九龙江北溪径流年际变化较大、年内分配不均。浦南水文站实测多年平均径流量83.3亿m3，实测最大年径流量128.0亿m3，最小年径流量只有41.3亿m3；实测多年平均汛期4～9月份的径流总量占全年的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，在九龙江北溪的干流和支流先后发生甲藻水华，经过省、市、县各级政府和相关部门的通力合作，甲藻水华得到了有效的控制。

2.甲藻水华防治组织体系

按坚持预防为主，加强监测预警，坚持属地管理，加强响应处置，坚持条块结合，加强综合治理的工作原则，完善组织体系，各司其职。

水利部门负责组织重要水域水华的监测预警，汇总巡查和监测信息，分析预警和制定应急处置方案；负责组织、协调、督查应急处置工作，落实相关应急措施，做好调水引流等工作，配合有关部门落实应急备用水源的启用和管理工作。

环保部门负责入江污染物排放的监督检查，打击违法排污行为，减少入江河道污染物负荷，参与重要水域的巡查，及时提供流域甲藻监测、自动监测及入江河道水质数据。

建设部门负责自来水厂的应急管理和处置措施，做好备用水源和应急水源的启用，确保城乡供水安全。

农业部门负责农业非点源以及畜禽养殖业的污染控制，特别是对水华的产生有重要贡献的氮和磷等的污染控制。

气象部门主要负责气象监测和天气预报，根据流域巡查及应急处置需要，及时提供相应的气象信息，适时实施人工增雨等措施。

海洋渔业部门发挥渔政队伍优势，参与水域巡查，加强水产养殖管理，参与甲藻水华应急处置工作以及投放滤食性鲢、鳙、鲭、鲫等鱼类，有效控制甲藻水华。

科技部门利用已有的技术成果、设备和技术优势，提供研究经费、相关资料和技术支持。加强与水利、环保、大专院校和科研部门的合作，开展对甲藻水华的分析预警工作，参与甲藻水华的巡查和应急处置技术方案的制定。

3.甲藻水华防治方法

3.1 不同季节的甲藻水华防治

虽然甲藻水华基本上暴发于冬季，但是甲藻水华的防治工作必须贯穿全年。

3.1.1 冬季（12～2月）

近三年来，九龙江北溪部分水域先后发生甲藻水华，发生频率较高的是冬季，因此冬季是甲藻水华防治的重要时段，必须高度重视并采取相应措施。

（1）加强巡查。甲藻水华发源于支流，应加强对支流新桥溪、新安溪、龙潭湖、拱桥、华寮等曾经发生过甲藻水华的水域的巡查，全民动员，早发现、早报告、早处置。

（2）及时预警。高度关注水质自动在线监测站的水温、pH、溶解氧、总磷、总氮、叶绿素a、高锰酸盐指数等指标，接近临界状态的，立即对水华重点水域开展人工加密监测，及时发布预警信息。

（3）应急处置。根据甲藻水华临界状态、初步暴发、严重暴发等不同程度，按应急预案分别处置。

3.1.2 春季（3～5月）

（1）投放滤食性鱼类。裸甲藻能被鲢、鳙鱼以及鲤、鲫、罗非鱼鱼种大量摄食，在3 级水华、肠道充塞度达3～5 级的情况下，绝大部分裸甲藻均能被消化，裸甲藻水华的池塘里鲢、鳙鱼净产量比无水华池里的净产量增长33.4～37.5%[6]。在桥墩水库1hm2水面放养尾重20g左右的鲢、鳙鱼种1200尾，浮游蓝藻数量比同期下降77.7%，透明度提高1.5m，水库不再出现蓝藻水华。在淀山湖放养量分别为：鲢鱼159kg/hm2、 鳙 鱼106kg/hm2、 青 鱼21kg/hm2、 鲫鱼18kg/hm2，放养面积为30km2，鱼重的平均鲜重为200～300g，至捕捞季节可增重2～4倍。按鱼的含水量70%～75%、N/干重（%）=13.2、P/干重（%）=0.94计算，估计每年可带走99.32吨N和7.07吨P。该方案的经费投入约为每公顷养殖水面6000元，投入产出比约为1:2.5[7]。

（2）种植化感植物。凤眼莲、水浮莲、浮萍、荇菜、睡莲、黄花水龙、水蕹菜等浮水植物可抑制多种藻类的生长。马来眼子菜、蓖齿眼子菜、微齿眼子菜、菹草、苦草、黑藻、伊乐藻、穗花狐尾藻、粉绿狐尾藻、金鱼藻、川蔓藻、杉叶藻、矮慈菇、普生轮藻、石龙尾等15种沉水植物具有化感作用，对许多藻类的抑制作用比较显著[8]。而菊科植物、大蒜、桉树、杉树、榕树、紫丁香、垂柳、茶树、毛白杨等26种陆生植物对藻类具有化感作用[9]。水稻、茭白、荷花等20种农副产品对19种藻类有抑制效果。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环境、恢复植被，也可以抑制藻类、改善水质，但是必须根据当地的具体条件，在湖（河）边、浅水区选择性地栽培各种植物。

（3） 水库蓄水。在3～6月份的锋面雨期间，上游水库必须做好战略储备，增加万安溪（16800万m3）和白沙（10040万m3）两个年调节水库汛末的调节库容。

3.1.3 夏季（6～9月）

（1）清淤。湖库沉积物有机质是氮、磷的重要来源，有机氮、磷经过矿化，生成的无机氮、磷释放到上覆水体，有利于水华的发生。龙潭湖沉积物的磷含量平均值为0.524g/kg，与太湖的0.53 g/kg[11]、滇池外海的0.523 g/kg[12]、巢湖的0.55 g/kg[13]等水华多发湖泊相比无显著差异。部分点位水中营养盐分布趋势基本相同，具有至上而下浓度递增的基本特征，营养盐垂线平均值和下层与底泥有十分显著的关联，说明主要是沉积物中释放的营养盐的贡献[2]。利用台风和暴雨时机对湖库、河道进行冲刷和清淤，减少底泥N、P内释放的影响。

（2）进一步增加万安溪和白沙两水库汛末的调节库容。

3.1.4 秋季（10～11月）

（1）水库蓄水。在保证水库防洪安全的前提下，在台风雨末期，通过水资源优化调度，万安溪和白沙两水库汛末蓄水量保持在库容的70%～80%以上。通过蓄丰补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）筹备各种应急处置甲藻的资源。自来水厂应配备充足的滤水网、滤水棉、活性炭袋和二氧化氯等确保供水安全的物资。支流和上游封闭式水体所在地区应筹集必须的二氧化氯、漂白粉、生石灰以及具有化感抑制藻类作用的鲜、干植物。

3.2 不同水域甲藻水华处置

3.2.1 封闭式小水体的应急处置

（1）使用氯氧化剂。王军[14]等采用次氯酸钠（有效氯30ppm）处理扁甲藻，1h后部分藻体尚可存活，处理浓度以15～25ppm为最佳，在此浓度范围内，16h后扁甲藻大部分被杀死，而金藻还可被激活，使其生长速度加快，从而也起到抑制扁甲藻生长繁殖的作用。漂白粉在水中有效氯的含量为15～20ppm、充分曝气12h，可防治甲藻类生物[15]。

龙潭湖是福建省龙岩市龙硿洞风景名胜区，围拦约7500平方米，发生甲藻水华后，先后泼洒有效氯相当于5%的二氧化氯液体和有效氯约30%的漂白粉，对小部分复发水华的水域重点补充喷洒二氧化氯，共泼洒二氧化氯2吨（水中有效氯约5.88 mg/L）和漂白粉2吨（水中有效氯约35.3mg/L），水中有效氯约43 mg/L时，叶绿素由139.05 μg/L降至3.60μg/L，减少了97.4%；甲藻由11.1×106个/L降至0个/L[3]。

（2）施加生石灰。甲藻的繁殖除需要常规营养元素外，还要求有一定量的微量生长物质如维生素B1、B12、嘌呤、嘧啶及腐殖酸类等物质。这些物质恰恰是很多细菌的代谢产物。采用生石灰消毒，减少了水中细菌的数量，进而降低了上述物质的含量，可有效地抑制甲藻类生物的繁殖[15]。已发生甲藻水华，每hm2泼洒生石灰225 kg，提高池水pH值，改变其生存环境，进而达到杀死甲藻的目的，然后排换新水[16]。龙潭湖在二氧化氯和漂白粉杀灭甲藻排水清库后，又在底泥表面布撒生石灰，进一步巩固了除藻效果。

（3） 投放红土复合聚合氯化铝。何维[17]等采用红土复合聚合氯化铝（PAC）以及三氯化铁（FeC13）制得的复合絮凝剂。结果表明，与 PAC复合FeC13混凝剂不同，红土的加入可增加絮体的密实度，加快絮体沉降速度，沉淀后的絮体在扰动下不再漂浮上升从而有效提高除藻效果 。采用混凝剂（红土∶PAC∶FeC13=50mg∶8.75 mg∶17.5mg）处理水样，1h后水样浊度去除率为91.72%。就地取福建特有的红壤和常用的混凝剂，原位处置甲藻水华既经济又方便。

3.2.2 支流的应急处置

（1）水生植物抑藻。由于生存方式和生长形式的不同，挺水植物面临与附生植物和浮游藻类的竞争；浮叶植物对水下生长的植物和浮游植物产生遮盖，根生的浮叶植物因为生长的需要竞争空间；而生活在水下的沉水植物进行光和空间的激烈竞争，它们之间也就存在着广泛的化感作用。水生植物对藻类起到抑制作用的主要作用有：与藻类之间对营养物质的竞争，减少水体中引发水华的氮和磷等物质的浓度；大型水生植物对藻类的遮光作用，阻断藻类光和作用的途径；释放的分泌物（化感物质） 对藻类生长造成的抑制作用；植物根际附生的大量微生物，亦吞食部分藻类。

（2）利用植物化感作用除藻。凤眼莲根中含有一定量的亚油酸、N-苯基-2-萘胺和大量的长链脂肪酸（十六酸、9-十六碳烯酸等）。结果显示，1.5g/L以上的凤眼莲根粉末可完全抑制东海原甲藻的生长。浓度为0.019g/L的凤眼莲根丙酮提取物对东海原甲藻可产生50%的抑制率。N-苯基-2-萘胺浓度为l mg/L时，第6d对东海原甲藻的抑制率超过60%。浓度为50μg/L时，亚油酸对东海原甲藻的抑制率超过80%[18]。研究表明[19]，当活体凤眼莲浸出液和干凤眼莲浸出液大于2g/L时，对东海原甲藻的生长都有明显的抑制作用。在浸出液浓度达到8g/L时，对东海原甲藻具有杀灭作用，东海原甲藻全部死亡出现的时间分别为培养后的第4d和第5d。试验结果显示，杉木粉用量为38.4 mg/L，24h可显著去除东海原甲藻。杉木粉对斑马鱼的24h、48h半致死浓度分别为2.8g/L、2.4g/L，安全浓度为0.6g/L[20]。杉木精油是杉木粉抑藻的重要物质基础。有研究显示，2mg/L杉木精油可快速杀灭藻细胞，该浓度低于安全浓度，表明在安全浓度以下，杉木精油即可有效控制赤潮藻的生长。1g/L托里桉木粉48h对东海原甲藻（2.8×107/L） 抑制率为79.2%，其木粉水-丙酮提取物（相当 1g/L托里桉木粉）对东海原甲藻48h抑制率为45.8%。显微镜下观察发现，丙酮提取物对东海原甲藻具有一定的破坏作用，随着时间的推移，藻细胞出现变形、肿胀、细胞内含物溢出等现象，提示托里桉木粉抑制藻类生长的原因可能与其中存在的化学物质有关，说明托里桉木粉中的抑藻活性物质可能是抑制藻类生长的主要原因[21]。

（3）超声波除藻。拟多甲藻没有明显的生物毒性，不会产生藻毒素，可以采用超声波进行去除。当超声参数组合为频率20 kHz、功率40W、辐射时间15s时，具有较好的除藻效果。在载有超声除藻装置的实验船在400m2实验区作用1h后，水表层的藻细胞由107个/mL降低到105个/mL，尤其适于水华发生期间的应急处理[22]。去藻时应尽可能使用＜400 kHz高频超声波。如必须采用高频超声除藻时，则应选择较高的功率，且适当延长反应时间以控制其他藻类藻毒素的浓度，200、400、600、800 kHz的频率对应的最佳功率分别为33、50、100、100 W[23]。

3.2.3 干流的应急处置

（1）确保饮用水安全。拟多甲藻细胞近卵形到近菱形，顶端具孔，末端具细刺或无。上下壳大致相等，横沟轻微左旋。大小：26.2～37.0×29.3～41.8μm，长略大于宽（1.08～1.21倍于宽）。在自来水厂取水口可采用吸油毡、120目的滤水网、滤水棉、窗帘布、活性炭袋和编织袋在进行二道八层透水拦截，阻截藻类入侵取水口。在取水口投放二氧化氯等，以及在滤池增加滤砂15～20 cm，增加过滤效果，确保饮用水安全。

（2）开展生态调水。生态调水是通过缩短水体水力停留时间,增大水体冲刷率及稀释营养盐浓度,达到防治水体发生水华的富营养化防治手段。发生水华期间，流域内各级电站，必须按照“来多少水、发多少电”的原则安排出力，增加水的流动性，禁止蓄水发电。同时，积极协调组织上游万安、白沙水库调水、补水，并对沿江水库电站下泄水量进行合理安排调度，逐家检查落实最小生态流量情况，及时纠正部分电站蓄水发电、下泄流量不足的问题，严格按照环境影响评价核定的最低下泄量进行放水，确保大于抑制甲藻的0.2m/s水流速度，最大限度减少藻类数量。

4.结语

目前已进入甲藻水华多发的冬季，各级政府及相关部门必须高度重视，防患于未然。甲藻水华多发的新桥和新安等支流应以植物恢复为主，选择性栽种具有化感抑藻作用的植物。另外在重点库区，继续补充投放鲢、鳙、鲤、鲫等滤食性鱼类，严禁投饵和捕捞。在台风和雨季，干流的各级水利设施应视时开闸放水，有效冲刷清理河道，减少底泥中N、P含量。

本着早发现、早报告、早处置的原则，可分别采取物理、化学和生物的方法处置甲藻水华。在封闭式小水体，可借鉴龙潭湖应急处置的经验，施加二氧化氯、漂白粉、生石灰应急除藻，后投放滤食性鱼类防藻。当支流发生水华时，尽可能投放具有化感抑藻作用的植物鲜、干物质或提取液等，在对饮用水和水生物没有明显影响的前提下，适当布洒红土复合聚合絮凝剂或使用超声波方法除藻。干流一旦发生水华，首先采取生态调水方法，上游白沙、万安溪水库立即调水，沿途各水利设施库区应确保0.2m/s的流速，抑制甲藻爆发。各自来水厂要未雨绸缪，进一步加强围隔、过滤、净化等措施，保障供水安全。

[1] 边归国，陈宁，胡征宇等.福建某河流甲藻水华与污染指标的关系[J].湖泊科学，2010， 22（3）：405-410.

[2] 边归国，刘国祥，陈克华等.福建龙岩市龙潭湖甲藻水华成因的研究[J].中国环境科学，2010，30（12）1678-1682.

[3] 边归国，刘国祥，林联锦等.二氧化氯和漂白粉应急处置甲藻水华[J].中国应急管理，2010，4（7）： 49-51.

[4] 边归国.甲藻赤潮和水华应急处置技术的进展[J].中国环境管理，2011，（1）：58-62.

[5] 朱俊雄.九龙江北溪水电站建设对下游干流枯水径流影响[J].中国水能及电气化，2007，（3）：7-10.

[6] 王武.高产成鱼池蓝绿色裸甲藻水华的研究[J].水产学报，1981，5（4）：351-360.

[7] 边归国.去除淡水浮游藻类方法的研究进展[J].四川环境，2004，23（6）： 86-90.

[8] 洪喻，胡洪营.水生植物化感抑藻作用研究与应用[J].科学通报，2009，54（3）： 287 - 293

[9] 杨小茹，苏建强，郑天凌等.化感作用在赤潮调控中的意义及前景[J ].环境科学学报，2008，28 （2）：219-226.

[10] 张彬，郭劲松，方芳等.植物化感抑藻的作用机理[J].生态学杂志，2010，29（9）：1846-1851.

[11] 薛滨，姚书春，王苏民等.长江中下游不同类型湖泊沉积物营养盐蓄积变化过程及其原因分析[J].第四纪研究，2007，27（1）：122-127.

[12] 杨逢乐，吴文卫，陈建中等.滇池沉积物中磷的释放行为研究[J].环境科学与技术，2009，32（11）：48-52.

[13] 王绪伟，王心源，封毅等.巢湖沉积物总磷含量及无机磷形态的研究[J].水土保持学报，2007，21（4）56-59.

[14] 王军，王笑月.次氯酸钠对金藻及其中的扁甲藻的处理效果[J].水产科学，1997，16（2）：28-30.

[15] 刘英杰，王春生.甲藻类生物对海水养殖的危害及其防治[J].河北渔业，1991，（3）：23-25.

[16] 李向新，白美萍.池塘中几种有害藻类的防治[J].河北渔业，2002，（6）：34，36.

[17] 何维，朱毅，肖强华等.红土复合聚合氯化铝以及三氯化铁去除水华藻类的研究[J].生态环境学报，2010，19（3）：550-555.

[18] 刘洁生，杨维东，陈芝兰等.凤眼莲根对东海原甲藻生长的抑制作用及机制研究[J].热带海洋学报，2007，26（3）：43-47.

[19] 舒阳，刘振乾，李丽君等.凤眼莲浸出液对东海原甲藻生长的抑制作用[J].生态科学 2006，25 （2）：124-127.

[20] 商文，杨维东，李丽璇等.杉木粉对两种赤潮藻去除的试验研究[J].海洋环境科学，2009，28（4）：371-373.

[21] 刘玉荣，杨维东，刘洁生等.桉木粉及其粗提物对几种常见赤潮藻生长的影响[J].暨南大学学报（自然科学版），2007，28（5）：508-512.

[22] 丁旸，浦跃朴，尹立红等.超声除藻的参数优化及其在太湖除藻中的应用[J].东南大学学报（自然科学版），2009，29（2）：354-358.

[23] 乔俊莲，董磊，董敏殷等.高频超声波对微囊藻毒素释放及降解的特性研究[J].中国给水排水，2009，25（17）：94-96.