再生景觀水體中小球藻藥劑抑制效果研究

解立國

(太原市排水管理處，山西太原 030006)

0 引言

我國是一個干旱缺水嚴重的國家，尤其屬北方地區。太原市地處黃土高原，氣候干旱少雨，是我國水資源嚴重短缺的城市之一［1］。隨著社會經濟的發展，城市需水量要求越來越高，水資源短缺問題也越來越明顯。而再生水回用是解決水資源短缺的有效措施之一。再生水回用于景觀水體，具有一定的社會經濟效益，既可以解決缺水城市對娛樂性水環境的需要，也是完成水生態循環自然修復的最佳途徑［2］。但是，再生水是來自經過一定深度處理的生活污水或不包含重污染工業廢水在內的城市污水，使得再生水污染物本底值相對較高，而且水體稀釋自凈能力較天然水體差［3］，加之景觀水體水流速度緩慢，營養鹽等輸出慢，積聚水體內，提高了濃度，為藻類生長繁殖提供了條件［4］。因此，抑制藻類生長，控制水華現象成為再生水回用景觀水體的重要問題。

研究發現，富營養化水體多暴發藍藻和藍綠藻水華［5，6］，而以再生水作為補水的景觀水體常出現以綠藻為優勢藻的水華［7，8］。實驗研究，綠藻中的小球藻是以再生水為景觀補水水體的優勢藻種［9］，因此，再生水回用景觀水體中，應對小球藻進行控制來預防水華現象的發生。

常見的抑藻方法可分為物理法、化學法和生物法三種。近幾年來也發展了一些新技術用于除藻，如超聲波殺藻、電解殺藻、脈沖變頻電磁場殺藻、高壓脈沖放電等離子水處理等。鑒于水華成因較為復雜，到目前為止還沒有發現切實有效的防止水華發生的辦法，因此當水華爆發的時候，對藻類的及時清理等的應急方法就至關重要，而投加化學藥劑以其快速、有效的特點成為最佳的方案。

目前市場上常見藥劑種類很多，常見的有銅劑、汞劑、有機氯系、季麟鹽、異噻唑啉酮、化感物質、生物制劑等。為了有效控制藻類生長，藥劑選擇至關重要。

1 抑制藥劑篩選試驗

1.1 試驗設備與條件

本試驗主要測試水樣取自某污水處理廠的景觀水體。實驗室試驗使用藻類小球藻均為從中科院水生生物研究所購買的純藻藻種培養的含藻液。培養小球藻使用的培養基配方為綠藻培養基。

1.2 抑藻試劑選擇

為了得到效果較佳的抑藻藥劑，實驗進行前期綜合比選目前使用較多且效果較好的抑制藻類試劑。最終本試驗選取以下幾種藥劑:

生物制劑H為河北某公司提供的腐殖酸類藥劑，主要從各種植物體中提取，其化學成分復雜。但主要成分為腐殖酸類物質，據報道對植物生長有調節作用，在其生長過于旺盛時有抑制效果。

十六烷基三甲基溴化銨其為冷卻循環水中的殺藻滅菌處理劑的改良品種，對菌藻有較強的殺滅效果。

異噻唑啉酮的常用組分為:2-甲基-4-異喧唑啉-3-酮和5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮，商品異噻唑啉酮是兩者1∶3的混合物。其殺菌性能具有廣譜性，混溶性好的特點。

1.3 試驗方法

配置好綠藻培養基，在高溫高壓下消毒30 min，將小球藻藻種移植到500 mL錐形瓶中，置人工氣候箱內培養。設置光暗比為14∶10，溫度為28.5 ℃和24.5 ℃，濕度70%，光照強度3 000 lx。藻種培養至穩定期，轉接到新的培養基中培養，如此2次～3次，即可作為試驗所用的藻樣。

取試樣所需500 mL錐形瓶若干，將培養基倒入錐形瓶中，每瓶200 mL，消毒。將實驗室所培養好的藻種分別取3 mL移入已消毒后的培養基中，置人工氣候箱中培養。每天定時在生物顯微鏡下觀測，記錄藻細胞密度。

將以上三種藥劑投加于藻類對數生長期，即藻種移植后的5 d～8 d投加，測試投加藥劑藻類生長抑制的情況。投加量見表1。

表1 藥劑試驗投加時間及投加量 mg/L

2 試驗結果及分析

圖1～圖3為生物制劑H、十六烷基三甲基溴化銨和異噻唑啉酮對小球藻抑制效果圖。

圖1 對數期投加生物制劑H對小球藻的作用效果圖

由圖1可見，經過21 d左右的實驗周期來看，濃度較低的生物制劑H對于藻類的抑制效果不太明顯。只有當投加量為5 mg/L及以上時，生物制劑H對小球藻的抑制效果才開始顯現。當投加量為10 mg/L時，除藻率接近在99%;1 mg/L劑量下則小球藻的對數增長期反而有微量的增長，增幅為5%以下。

圖2 對數期投加CTAB對小球藻的作用效果圖

根據圖2可見，十六烷基三甲基溴化銨對于小球藻的繁殖具有較強的抑制作用，其所需投加量遠小于生物制劑H。當在對數生長期投加0.1 mg/L以下的十六烷基三甲基溴化銨就對藻類的生長產生明顯抑制，該劑量下對藻類的去除率為77.4%，而適度增加投加量后，去除率可達99%以上。

圖3 對數期投加異噻唑啉酮對小球藻的作用效果圖

根據圖3所示，異噻唑啉酮對藻類的生長也具有明顯的抑制效果。在本實驗所設定的1.25 mg/L，6.25 mg/L 和12.5 mg/L 三個劑量下，除藻率均達到70%以上。但隨著藥劑投加量的增加，其除藻率增長幅度反而減小，投加量6.25 mg/L時去除率增加到82.1%，而投加量翻倍至12.5 mg/L時，除藻率也僅為89.9%。

3 結語

由試驗知，在實驗室藥劑抑制再生水中小球藻的試驗中，抑藻效果最佳的藥劑為十六烷基三甲基溴化銨，其次為異噻唑啉酮，高濃度的生物制劑H也具有較佳的抑藻效果。綜合目前市場上抑藻劑的銷售價格來看，十六烷基三甲基溴化銨雖然抑藻效果明顯，但其市場價格也遠高于其他兩種藥劑。因此抑藻藥劑的投加也應該綜合考慮投入資金與去除效率的投入產出比確定。

［1］武 春，陳宏平.太原市再生水回用規劃［J］.科學之友，2009(26)：137.

［2］黃金屏.城市污水再生利用系列標準實施指南［M］.北京：經濟科學出版社，2003.

［3］李春麗，周 律.再生水回用于景觀水體的水質控制系統研究［J］.現代城市研究，2005(4)：32.

［4］IIEISLER J，GI.IBERT P M，BURKHOLDER J M，et al.Eutrophication and harmful algal blooms：a scientific consensus［J］.Harmful Algae，2008，8(1)：3-13.

［5］WANG Haijun，WANG Hongzhu.Mitigation of lake eutrophication：loosen nitrogen control and focus on phosphorus abatement［J］.Progress in Natural Science，2009，19(10)：1445-1451.

［6］趙樂軍，王秀朵，劉存光，等.再生水回用于景觀水體的富營養化趨勢研究［J］.給水排水，2008，34(12)：13-16.

［7］李春麗，周 律，賈海峰，等.再生水景觀功能保障系統的試驗研究［J］.給水排水，2005，31(8)：6-9.

［8］范 婧，周北海，張鴻濤，等.再生水補充景觀水體中藻類的生長比較［J］.環境科學研究，2012，25(5)：574-577.