[发明专利]基于生物操纵理论的湖泊污染治理技术

说明书

技术领域

本发明涉及一种开放性水域污染的治理方法，尤其是基于生物操纵理论的湖泊污染治理技术。

背景技术

由于人口的剧增和人类不恰当、不合理的活动，大量未经处理的人、禽、畜粪便和生活污水、工业废水等肆意排入开放性水域，大大超过了江河湖海天然的自我修复、自我净化的能力。当污染超过一定的限度后，绝大多数耐污能力较差的藻类纷纷消亡，但微囊藻、水华束丝藻和鱼腥藻利用自身对高浓度污染的耐受能力和适宜的水温开始疯长并很快形成优势种群，继而爆发，在湖泊中形成“水华”并肆虐为害。

在一些较小的水面，人们尝试用化学灭藻剂来控制蓝藻的爆发而取得短时效果，但由于没有削减水体中“营养”的绝对数量，一旦药效过去，蓝藻又将发作。治标未治本，还有二次污染的风险。

目前对付蓝藻爆发主要采用浮式围拦和机械清除(吸藻船)的物理方式。由于没有切断蓝藻爆发的物质基础，往往是打捞多少长多少，劳民伤财。

另外还有诸如“超声波”、“过滤膜”、“生物陷阱”等技术的不断涌现，不是造价太高就是不能规模化应用。

在理化类技术治理水华不成功的情况下，逐步发展起来利用生物技术从生态的角度治理水华。

目前研究比较广泛的生物技术治理水华主要包括采用动物防治、水生植物抑制控制藻类生长。

动物防治是利用生物操纵理论通过肉食性鱼类抑制杂食性、草食性鱼类而促进浮游动物的生长繁殖，从而抑制水体中藻类的密度。但这种方法显效慢，不能有效处理大规模蓝藻水华爆发的难题。

也有机构在水体中引入滤食性鱼类，它们直接以藻类为食从而抑制藻类的过度生长。然而成熟蓝藻会在其表面分泌了一层呈胶状的多糖类物质，鱼的消化系统根本不能分解这种物质，吃进去的是蓝藻，排泄出来的还是蓝藻。

水生植物抑制蓝藻从营养竞争、抑制底泥悬浮和释放抑藻素三个方面来抑制藻类的种群。水生植物对营养盐与光照竞争上比藻类有优势。采用生物浮岛技术可以有效克服水深光照等限制水生植物生长的环境条件，但该技术目前还很不成熟，且大规模使用生物浮岛对环境的影响还有待评估。

发明内容

本发明针对湖泊、水库、河流等开放性大水域因接纳生活污水、工业废水养殖废弃物等点源和农业生产面源以及这些水域存积的内源所造成的水质污染和因此引起的蓝藻爆发，开发了一种基于生物操纵理论的湖泊污染治理技术。

其步骤为：

步骤1，选定治理目标水域，先监测目标水域水质变化，将浓度为2～5ppm的标准Rhp菌种先放大扩繁，然后连续定期投放到目标水域中。每次投放间隔一周，连续投放一个月。监测到水质发生变化后，分别对水体的耗氧层、兼氧层、厌氧层取样，分别筛选出好氧、兼氧、厌氧的适应性菌种；同时，分别对水样的氮、磷、硫等元素总量和比例进行测定并分别以此调整满足不同水层的工业化培养基；分别将适应性菌种接种于调整后的工业化培养基中进行驯化，分离筛选出满足治理要求的Rhp工程菌株，并以此进行规模化生产，满足目标水域治理需求。

步骤2根据治理目标水域，按照地表水环境质量标准进行本底值监测，连续定期以1～3ppm浓度将规模化生产的制剂Rhp工程菌株，均匀投放到目标水体。制剂用量、频度与气温、水温、阳光强度成反比，与污染程度、治理期限成正比。

步骤3，制剂投放15天后，可以向目标水域投放指定鱼种，投放密度为50g/m³，投放的鱼种一般选择鲢鱼、鲫鱼、鳙鱼等。

本发明的有益效果在于：参照目标水域的特点，把标准Rhp菌株分别驯化为在好氧、兼氧、厌氧环境下增殖的Rhp工程菌株。

标准Rhp菌株的净水作用具体表现在：

标准Rhp菌株具有同化NH⁺₄的作用，可以通过特定的反应合成机体所需的多种氨基酸；

标准Rhp菌株在繁殖过程中需要消耗大量的磷来作为细胞的结构物质，如细胞壁，其对水体的总磷的降低起关键作用。

标准Rhp菌株在吸收有机物时不耗氧，水体中节约下的溶解氧可将H₂S氧化成S元素贮存在细胞内或沉积于细胞外，降低毒害作用。