異噻唑啉酮控制綠藻型水華試驗(yàn)研究

艾 勇， 馬吉燊， 李浩楠

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異噻唑啉酮控制綠藻型水華試驗(yàn)研究

艾 勇1，2， 馬吉燊1， 李浩楠2

（1. 錦州水務(wù)集團(tuán)， 遼寧 錦州 121000； 2. 沈陽建筑大學(xué) 環(huán)境學(xué)院， 遼寧 沈陽 110168）

為了控制水華爆發(fā)所帶來的環(huán)境污染問題，選擇異噻唑啉酮作為殺藻藥劑，選擇普通小球藻進(jìn)行試驗(yàn)，以此來確定藥劑的最佳投藥量。研究表明：在水華爆發(fā)后，異噻唑啉酮可以作為應(yīng)急藥劑來使用，并且殺藻作用持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)；異噻唑啉酮控制綠藻型水華的最佳濃度為0.5 mg/L。

異噻唑啉酮； 水華； 普通小球藻； 景觀水體

我國(guó)的湖泊眾多，其中作為景觀水體的湖泊也有很多，隨著水體污染物的增多以及水體自身的承受能力有限，水華現(xiàn)象十分嚴(yán)重，而水華往往由于大量的藻類爆發(fā)，在水華爆發(fā)時(shí)，采用什么方法能及時(shí)有效的解決現(xiàn)狀，正式本文的研究的目的。

1 水華的形成

1.1 水質(zhì)情況

在城市人居生活中，景觀水體是重要的組成部分。但是由于景觀水體大多數(shù)被設(shè)計(jì)成小面積且流動(dòng)性差的水體景觀，水體自身對(duì)污染物的承受能力有限，當(dāng)受到污染后水質(zhì)會(huì)迅速惡化，不易恢復(fù)[1]。引起我國(guó)水質(zhì)惡化的主要表現(xiàn)就是水體的富營(yíng)養(yǎng)化，又由于人類的活動(dòng)干擾，直接導(dǎo)致水質(zhì)指標(biāo)嚴(yán)重超標(biāo)[2]，表1中的城市湖泊水質(zhì)均為超Ⅴ類水平，達(dá)不到一般景觀水質(zhì)的要求[3]

表1 我國(guó)部分城市景觀湖泊水質(zhì)狀況

1.2 水華的形成

水華是一種特殊的水生生物現(xiàn)象，是水生態(tài)環(huán)境惡化和水體富營(yíng)養(yǎng)化在人感官上的表現(xiàn)。在水華嚴(yán)重爆發(fā)時(shí)，水體中的藻類呈幾何級(jí)數(shù)在增長(zhǎng)，水質(zhì)嚴(yán)重惡化，嚴(yán)重危害水生生物以及人體健康[4]。目前爆發(fā)的水華以綠藻水華居多。

1.3 水華的危害

1.3.1 水體溶解氧的減少

水體中的溶解氧是水生生物生長(zhǎng)繁殖所必須的，由于藻類的大量繁殖，阻止了水體與大氣之間的氣體交換，減少水體中溶解氧，致使水生生物窒息而亡，嚴(yán)重破壞水生態(tài)環(huán)境。

1.3.2 降低水體透明度

水體中藻類大量繁殖，部分漂浮在水體表面，部分懸浮在水體中，嚴(yán)重破壞水體景觀，降低了水體的透明度，降低了景觀的美學(xué)價(jià)值，如滇池水華爆發(fā)時(shí)，藻類如油漆一樣平鋪在水面上，影響了滇池整體的景觀美感。

1.3.3 產(chǎn)生藻毒素

藻類可以產(chǎn)生多種毒素，藻毒素不僅對(duì)水生生物有毒害作用，對(duì)水禽、家禽以及人都有毒害作用。近年來，常有大量關(guān)于人類飲用或是直接接觸藻類污染水體引起皮膚反應(yīng)、胃腸疾病的報(bào)道。

1.4 綠藻型水華的特征

富營(yíng)養(yǎng)綠藻型是指綠藻為絕對(duì)優(yōu)勢(shì)種，數(shù)量占藻類總量的50%以上。優(yōu)勢(shì)種為綠球藻目的柵藻、小球藻等。綠藻為小型單細(xì)胞藻類，形成的水華一般呈現(xiàn)黃綠色或綠色。由于不具有偽空胞，因此不會(huì)在水面上形成浮膜，所以綠藻水華一般持續(xù)性不強(qiáng)。

普通小球藻是一類普生性單細(xì)胞綠藻，屬于綠藻門綠藻綱綠球藻目卵囊藻科小球藻屬。小球藻十分常見，生態(tài)分布很廣，在池塘及水洼中很是常見，且小球藻的適應(yīng)能力很強(qiáng)，小球藻在實(shí)驗(yàn)室中十分容易培養(yǎng)，且檢測(cè)方法成熟。

2 藥劑控制藻類實(shí)驗(yàn)

2.1 試驗(yàn)?zāi)康暮蛢?nèi)容

2.1.1 試驗(yàn)?zāi)康?/p>

景觀水體中藻累的生長(zhǎng)狀況能夠反映水體的水質(zhì)條件。為了有效防止和控制水華爆發(fā)，可以選擇在藻類不同藻密度時(shí)進(jìn)行加藥試驗(yàn)，進(jìn)而選擇出不同投加時(shí)機(jī)的最佳藥量。

2.1.2 試驗(yàn)內(nèi)容

在實(shí)驗(yàn)室模擬自然條件，利用異噻唑啉酮，對(duì)小球藻進(jìn)行抑藻試驗(yàn)。

2.2 異噻唑啉酮控藻試驗(yàn)

2.2.1 異噻唑啉酮的特性

景觀水體中藻累的生長(zhǎng)狀況能夠反映水體的水質(zhì)條件。為了有效防止和控制水華爆發(fā)，可以選擇在藻類不同藻密度時(shí)進(jìn)行加藥試驗(yàn)，進(jìn)而選擇出不同投加時(shí)機(jī)的最佳藥量。異噻唑啉酮屬于非氧化性的殺生劑，使用pH廣，對(duì)藻類有很好的殺滅效果，其殺生作用主要在于其可以斷開藻類蛋白質(zhì)的化學(xué)鍵，同時(shí)在使用濃度下能被自然降解為無毒物質(zhì)，對(duì)環(huán)境無污染[5]。本實(shí)驗(yàn)采樣濃度為14%的異噻唑啉酮。

2.2.2 控制小球藻試驗(yàn)

在實(shí)驗(yàn)室模擬自然條件，利用異噻唑啉酮，對(duì)小球藻進(jìn)行抑藻試驗(yàn)。

（1）在小球藻密度為1.5×108cell/L，水樣呈為綠色時(shí)，藥劑投加量分別為1 mg/L、0.5 mg/L、0.2 mg/L、0.1 mg/L、0 mg/L。以小球藻的生長(zhǎng)曲線來表示的試驗(yàn)結(jié)果，見圖1。

圖1 藻密度1.5×108cell/L時(shí)投加異噻唑啉酮的小球藻生長(zhǎng)曲線

由圖1可知：當(dāng)藻密度為1.5×108cell/L，加入異噻唑啉酮，投加量為0.1 mg/L時(shí)，加藥后的前8天，藻密度在逐漸加強(qiáng)，但是與同一時(shí)間點(diǎn)的空白藻密度相比，藻密度有一定下降，并持續(xù)到實(shí)驗(yàn)結(jié)束，最大除藻率為95%。投加量為0.2 mg/L時(shí)，藻類生長(zhǎng)曲線走勢(shì)與空白對(duì)照基本相似，最大除藻率為46%。當(dāng)投加量為0.5 mg/L和1.0 mg/L時(shí)，加藥后第1天的除藻率分別為72%、61%；最大除藻率分別為97%、98%，藥效持續(xù)長(zhǎng)達(dá)13天。

實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，可以看到空白對(duì)照組水樣和投加量為0.2 mg/L的水樣呈現(xiàn)綠色；投加量為0.1 mg/L的水樣呈現(xiàn)黃綠色；投加量為0.5 mg/L和1.0 mg/L的水樣呈現(xiàn)為微綠色，液體比較清澈。

（2） 在小球藻藻密度為5.4×108cell/L，加入異噻唑啉酮，投加量分別為5.0 mg/L、1.0 mg/L、0.5 mg/L、0.2 mg/L、0 mg/L。以小球藻的生長(zhǎng)曲線來表示的試驗(yàn)結(jié)果，如圖2所示。

圖2 藻密度5.4×108cell/L時(shí)投加異噻唑啉酮的小球藻生長(zhǎng)曲線

由圖2可知：小球藻密度為5.4×108cell/L，加入異噻唑啉酮，當(dāng)投加量為0.2 mg/L時(shí)，加藥后6天內(nèi)，抑藻效果不明顯，第7天，藻密度開始下降，第9天，藻密度驟然下降，最高除藻率為97%。投加量為0.5 mg/L、1.0 mg/L和5.0 mg/L時(shí)，從第1天起，藻密度就開始明顯下降，表現(xiàn)出很好的除藻效果，最大的除藻率均為97%左右。

實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，空白對(duì)照組的水樣是深綠色的，投加量為0.2 mg/L時(shí)，水樣為黃綠色，投加量為0.5 mg/L、1.0 mg/L、5.0 mg/L時(shí)，水樣幾乎為無色。

3 結(jié)束語

試驗(yàn)結(jié)果表明：在藻密度為1.5×108cell/L時(shí)，投加異噻唑啉酮藥劑，投加量為0.5 mg/L時(shí)，有很好的殺藻效果，但是水樣比較混濁；低于投加量0.5 mg/L時(shí)，除藻效果甚微。在藻密度為5.4×108cell/L時(shí)，投加異噻唑啉酮，大于0.5 mg/L的投加量都具有良好的除藻效果，同時(shí)水樣清澈，且持續(xù)時(shí)間為13天。由此可知，異噻唑啉酮對(duì)小球藻有很好的控制作用，而且見效很快，藥效持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。

通過對(duì)比在不同藻密度時(shí)異噻唑啉酮不同投加量的除藻效果，投加藥劑時(shí)藻密度和投加量的不同會(huì)影響除藻效果。由于異噻唑啉酮能夠在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到有效的除藻效果，所以可以將其在綠藻型水華爆發(fā)時(shí)作為應(yīng)急投藥劑來改善水體景觀的效果，同時(shí)，建議投加量為0.5 mg/L。

[1] 翟濱. 中水市場(chǎng)若隱若現(xiàn)[J].中國(guó)環(huán)境報(bào)，2001, 9.10:15-18.

[2] Edward A.Law. 水污染導(dǎo)論[M].科學(xué)出版社，2004.5: 135-149.

[3] 孔建.景觀水體功能恢復(fù)技術(shù)研究及其環(huán)境效益評(píng)價(jià)[D].吉林大學(xué)，博士學(xué)位論文.

[4] 劉學(xué)君,等.武漢東湖微囊藻水華形成及消失原因的討論-圍圈放養(yǎng)試驗(yàn)[J].湖泊科學(xué)，1994,6（3）:245-256.

[5] 葉文玉.水處理化學(xué)品[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002：204-207．

Experimental Study on the Control of Green Algae Bloom by Isothiazolinone

1,2,1,2

（1. Jinzhou Water Group, Liaoning Jinzhou 121000，China；2. Environmental College ,Shenyang Jianzhu University, Liaoning Shenyang 110168，China）

In order to control the environmental pollution caused by the outbreak of water bloom, isothiazolinone was selected as the algae killing agent, taking common chlorella as research objective, the algae killing experiment was carried out to determine the best dosage of the algae killing agent. The results show that: after the outbreak of water bloom, isothiazolinone can be used as an emergency algae killing agent, and the duration of the killing effect is long; the optimal concentration of isothiazolinone for control of the green algae bloom is 0.5mg/L.

isothiazolinone; algal bloom; chlorella vulgaris; landscape water

X 524

B

1004-0935（2017）04-0329-03

2017-03-06

艾勇（1965-），男，高級(jí)工程師，遼寧省錦州市人，1986年畢業(yè)于沈陽建筑大學(xué)給水排水工程，研究方向：水處理技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)。

馬吉燊（1992-），男，碩士在讀，研究方向：水污染防治技術(shù)。