富营养化是当今中国城市湖泊的重大问题之一，由此引起的一系列环境问题已受到中国政府和环境学家的关注。
　　富营养化是指在人类活动的影响下，生物所需的氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等缓流和静止水体，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖，水体溶解氧量下降，水质恶化，鱼类及其他生物大量死亡的现象。
  湖里产生的大量藻类主要分布于水体上层，随着水体富营养化的发展，藻类的个体数量迅速增加，而种类逐渐减少。水体本来以硅藻和绿藻为主，蓝藻的大量出现是富营养化的征兆，随着富营养化的发展，最后变为以蓝藻为主。蓝藻繁殖迅速，生长周期短，有限的营养物质在短期内一再被重复利用，一遇适宜环境就暴发性地繁殖，以致出现“水华”现象。
  死亡的水生生物在微生物作用下分解，消耗氧；或在厌氧条件下分解，产生硫化氢臭气，使水质不断恶化。同时湖泊逐渐变浅，直到成为沼泽。
　　富营养化可分为天然富营养化和人为富营养化。在自然条件下，湖泊也会从贫营养状态过渡到富营养状态，沉积物不断增多，不过这种自然过程非常缓慢，常需几千年甚至上万年。
  而人为排放富含营养物质的工业废水、生活污水和农业用水所引起的水体富营养化现象，可以在短时间出现。
　　富营养化最直接的表现就是蓝藻水华的爆发。90年代初，太湖北部紧邻无锡市的梅梁湾因水华大暴发而导致100多家工厂停产，直接经济损失达1．3亿元。
  我国的巢湖、滇池、阳澄湖、洪泽湖等也发生过严重的蓝藻水华爆发。大量的湖泊因水质恶化而导致原本并不缺水的地区，也发生水质性缺水。　　近几年来，城市湖泊富营养化日趋严重，几乎所有公园和房地产小区及高尔夫球场的观赏湖和浇灌湖都有不同程度的水质污染现象，水藻的大量繁殖已严重影响到我们的生活。
  2002 年4月在浙江省湖州市召开的以“我国湖泊富营养化的发生机制与控制对策”为主题的学术讨论会上，中国环境科学院金相灿研究员指出中国多数城市湖泊水体已处于严重富营养化状态；大部分中型湖泊也进入富营养化状态，部分已达重富营养化；五大淡水湖也具备了富营养化发生条件，太湖和巢湖已进入富营养化状态，湖泊水质恶化，生态系统遭到破坏。
  
　　中国是一个湖泊众多的国家之一，大于1平方公里的天然湖泊有2300 余个，湖泊总面积为70988 平方公里，约占全国陆地总面积的0．8％，湖泊总贮水量为7077 多亿立方米。湖泊富营养化在中国已是一个突出的环境问题，中国的湖泊环境非常脆弱，主要表现在湖泊中营养盐背景浓度异常高、营养盐来源多、湖泊富营养化进展迅速以及许多城市湖泊已处于富营养状态。
  因此必须采取措施进行预防和综合治理，以降低危害，减缓湖泊富营养化进程，使水质趋向好转。
--  作者：如意君
--  发布时间：2006-8-13 10:36:36
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Sun－DW综合治理法在滇池草海工程上的应用 
1999年4月在国家环保总局领导的支持下，经反复筛选，三爱公司在中国联合北京环水联合体和新大禹一起在世博会前期对内草海3平方公里开放水体进行了应急试验工程。
  据报导，当时草海已经经过换水、疏浚，可是水华仍然无处不在，三爱公司施用无机和生化材料加工成的圣三A型抑藻剂布撒后，取得了十分显著的成效。施剂二十小时后，透明度由零至零点四米提高到零点九米到一点二米，叶绿素a从投药前的平均每立方米205。21mg下降到每立方米45。
  7mg，全部达到了任务要求。在圣三A缓释作用下，透明度日趋提高，藻华持续下降。昆明的专家观察到施用界线外的蓝藻进入400米后不断的沉降下去。除了实验要求全部标准达到外，一个附加的且至关重要的收获是经进一步生化测试，原水体内17种超标致癌物质经圣三A处理去掉12种，其它5种等于低于国家允许标准。
  三爱公司的这一方法巧妙地运用了生物酶来分解有机毒素（养鱼除藻的完善体现）。 
在世博会前后多名国家领导人考察了草海。原科技部邓楠副部长激情的指示：“把成果巩固下来，你们打报告。”于是三爱总裁刘光钊配合郭所长撰写修改了课题和报告。今天的成功既是云南昆明市的努力，也是三爱的Sun—DW方略第一，二步的胜利。
   
半年后，1999年11月解局长和云南省吴晓青副省长（原省环保局局长）视察草海，指示滇池保办主任去三爱的实验区看看。看到实验区水体的改变，解局长出了一口气对刘光钊说：“你们是中西医结合治理，很好很好。”从实验区开始向东看草海波光粼粼鱼鸥飞翔，这时是完成应急实验已过半年！（应急试验的要求为保持20天） 
源引三爱公司SUN-DW方略，值得说明的是：①  滇池治理应急试验，如果当时时间允许，施放生化抑藻剂，需要根据水体状况模型，在次数、在量、区域密度进行科学设计状态下的数字化处理和控制下实施精确自动散布；②  如果当时三爱能综合治7平方公里水域，可以接下去按Sun-DW方略继续实施的话，其提出2年强化综合治愈滇池，3年强化管理，还一个卅年前的滇池，是可以实现的，现在的草海恐怕已是一个健康美丽的处所了。
   
圣--涤污（Sun--DW）是三爱公司在江河湖泊水库标本兼治综合治理方面集世界最高水平为一体的数字化综合治理成熟方案。在滇池草海应急处理只能用上缺失水环境资料的第一步——“除抑藻”，真正治理还需要系统地开展工作。但是不管以后又做了的一些不成熟的工程措施是什么，此项工程起码证实了在“不可治”“长久治”的种种压力下三爱公司在实践的基础上所提出的突破性独特见解——“蓝藻必可治”！而且可以短时间治愈，推翻了中国几十年来一些同志一致判决它的“死刑”。
   
六年来三爱公司坚持关心应急试验和成果，发现在昆明方面一些措施配合下，滇池草海水质量显著改善，证明滇池数字化综合治理“Sun-DW”方法第一阶段工程是成功的。同时也看出，生化除藻剂的选择是治理蓝藻的关键的第一步，必须选择合适的生物化学除抑藻剂筛选，不仅使之能有效地降低水中的藻类和富集磷，还应以不影响湖泊水质为前提，以便为后续处理奠定良好的基础。
  圣三A除抑藻剂无毒有益。当然我们也观摩着不断注入“学费”及教训。 
三爱公司认为，利用“Sun-DW”法，不但能治理蓝藻和水体的富营养化问题，短期内还滇池草海一个健康的水体，而且能在较短的时间内治愈蓝藻造成生态紊乱、水质恶劣等的江河湖海生态病。
  使之有缓解，在底泥表面引成离子介质透明透气层，阻止底层营养物散逸，调节底层电解要求状态等作用；一般严重富营养化水体强化治理是1-2年，延续3年强化管理。湖泊等水体都能恢复到原来的生态状态，不用留给子孙后代去治理。 
草海通过应急治理以后，水体得到有效改善。
  但滇池外海的水质状况仍水华依旧，没有治好反而恶化更烈，最冷的季节藻华茂盛如常。 
Sun－DW综合治理法对草海的后期生态恢复上应采取的措施 
按现在水体状况，根据三爱公司原方案，只需要用三爱的二、三阶段治理方略，采用世界先进治理技术，改善点面源综合技术改造，对水体进行数字化重建食物链、生物链的生态修复工作。
   
1、三爱的第二阶段生物抑藻 
生物性措施是指利用有益菌群、水生生物吸收利用氮、磷元素进行代谢活动这一自然过程达到去除水中氨、磷营养物质为目的的方法。它的最大特点是投资省，有利于建立湖泊河流的水生循环。主要有以下两种方法： 
方法之一：根据数字化设计，可以向水体适量施放自体驯培的氨化细菌、硝化细菌和反硝化细菌，或是其特定营养源以降解水中的氨氮及有机物，使藻类缺乏生长所必须的氮元素，来抑制藻类的生长。
  澳大利亚SUN A公司开发的圣A-O 系列、圣A-N系列、圣A-D细菌是无毒性、无腐蚀、无病原体的优势混合菌。大量的试验表明，该菌种的投加使用对去除水体中的污染物是非常有效的。 
从氮产生结合氮（氨）的一个重要过程是生物固氮作用。氨可以被许多以氨作为唯一氮源的生物同化为有机氮，其中最多的当数蛋白质。
  各种有机氮在微生物的作用下又可异化为氨。蛋白质首先被分解为氨基酸，氨基酸再经脱氨而进一步分解。在有氧的环境中，有些氨被硝化细菌氧化，并用来作为它们的主要能源，使氨最终变为硝酸盐；在无氧环境中，硝酸盐被反硝化菌转化为氮气，使氮回到大气中，从而改善了水质，抑制了藻类的生长。
  对于改善水体水质的应用，其加菌频率为每周1-2次，用量为2-10ppm。。 
这些伺服的菌种都是自体繁殖和食用菌类繁殖对人体有益无害，更不存在外来菌种。 
天然水体中，各种微生物之间的作用是非常复杂的，在透光带，由于光合作用，氧气的供应大于氧气的消耗。
  透光度是由浑浊度和藻类的生物量决定的，在藻类数量多、浑浊度大的区域，透光带就浅，于是只有少量的藻类在白天产生氧气，氧气还通过风的扩散作用进入水体。在透光带的下面的滞水层，藻类跟其它生物（包括细菌、原生动物、浮游动物等）一样呼吸氧气，异养菌在氧化有机物时消耗氧气并释放二氧化碳。
  硝化菌、硫化细菌等自养菌也消耗氧气，于是氧气的消耗大于氧气的供应，氧气被消耗殆尽，厌氧条件随之产生。兼性厌氧菌通过水解、酸化作用将有机物转化为有机酸、乙醇、二氧化碳和氢气，随后这些小分子的有机物又可供产甲烷菌和脱硫菌使用。在此种环境下，硝酸根也会被转化为氮气及氮的氧化气体。
   
方法之二：是向水体中投加复合微生物（或自体饲服复合微生物）。这些微生物利用水中氮、磷及有机污染物，使它们在转化有机物的过程中获得大量繁殖，形成微生物-浮游生物-鱼类食物链为体系的微生态系统，以达到抑制藻类生长的目的。澳大利亚SUN A公司开发的圣-A系列微生物是从自然界中分离出来的有益菌，它对抑制有害菌的生长及病毒的传播都有明显的效果。
  圣A系列微生物在许多国家使用的结果表明：水质得到了改善；病原体和病毒得到了有效控制；鱼虾的产量和质量都得到了提高。 
方法之三：近年国际上出现新型（食用）生物酶，三爱公司在六年前率先从中筛选了复合酶（并在中国当地材料中驯化），实施原位有益微生物，诱殖激活底泥及水体微生物，改善水体供氧循环机能，使水体溶氧还原，强化水体自净功能。
  它在草海发挥了出色的效果，抑制了原水中包括大量致病类化学生物物质的生长。 
由于生物量化技术的发展，近年来在海洋学、湖沼学、微生物生态学以及地球生物化学领域取得了很大的进展，使得人们对水体中的微生物和原生动物的作用有了新的认识。这些成果以微生物异养分解为主体的氮、磷的循环可以用来促进水体生态状况改善；水体中的微生物是水生生物食物链的起点，它们为水生生物提供了丰富的食物；水体中的氧气、pH值和氨氮含量的多少与水体中藻类和细菌的种类、多少是相互作用的。
  这些基础的科学知识及其生物链设计为我们应用生物技术治理天然水体的富营养化提供了很好的借鉴。 
在浅水型的富营养湖泊通常种植的高等水生植物，如莲藕、蒲草等，随着这些水生植物的收获，吸收氮、磷营养物也就随水生植物体一道离开了湖泊水体。利用养鱼来去除氮、磷，也是一项化“害”为利的有效措施。
  各种不同的鱼类有着不同的食性，利用不同的鱼类，放养以浮游生物为食的鱼类而不放养食草性鱼类，就能够达到湖泊去除氮、磷等目的。在水中放养合适的鱼种，可以达到促进渔业生产和净化水质的双重目的。但必须强调的是涉及生物品种的种类和数量的数字化设计。 
利用生物治藻在国内外已取得成功的经验。
  80年代泰国、澳大利亚、巴西等一些低纬度地区曾驯养了一些食藻型鱼类，它的胸腺能够分泌一种生物酶能抑制藻毒素。我们也可以看到报道，在中国武汉的东湖，就有在形成水华的湖面放入适当密度的鲢或鳙，在短期内使水华消失的成功例子。以浮游生物为食的鲢和鳙可以有效地遏制微囊藻水华，当鲢与鳙的投放量低于一定阈值，养鱼除藻有一定的质和量的限度以及应用的范围，如果不平铺其他措施，水华的卷土重来是不可避免的。
  生物性治理虽然不象截污工程和引污工程对控制外源性营养物质那样有效、明显、直接。科学性量化设计后，当然它也是截污工程的一项去除湖泊内源性污染的有效措施。 
但是，像疏浚充氧一样，利用植物、生物机能都有一个科学化，有一个量，有一个度，有一个数字化设计环节。
  巢湖、西湖、太湖、滇池、五里湖、玄武湖……，都是明显的教训，像过去那样，愈“治”愈“烈”，没有一个科学的方案，再也不能继续了。 
2、第三阶段湖泊的生态恢复与管理 
河流、湖泊、水库是一个复杂的、动态生态系统，其恢复与管理必须建立在对其生态系统深刻了解的基础上。
  湖泊和流域的管理是一个多样复杂的系统工程。任何恢复湖泊的方法都完全取决于对湖泊生态知识的正确应用。流域和湖泊是密切相关的，要使湖泊与水库的恢复和管理工作有效，就必须对流域过程和湖泊动态进行综合考虑。湖泊的特征是由一系列复杂的物理、化学和生物因子所决定的，较为重要的因子有：水文、气候、流域地质、土壤肥力、土地利用、水力滞留时间、湖内营养及污染物负荷、湖泊习性和生物区系等。
  在一定的条件下有机地利用这些因素，可以使湖泊达到生态恢复的目的。 
在水环境的食物链中，有机物为细菌和藻类提供了丰富的能源和碳源，水生食草动物以藻类为食，它们的排泄物与死的藻类以碎屑的形式（无生命的有机物，包括溶解的成分和不溶解的微粒）沉入水底。
  由于水体中的大部分细菌为腐生细菌，腐生菌通过分解碎屑获取生长所需要的能量。好氧型异养菌通过EMP、HMP等多种途径和TCA循环将有机物氧化为二氧化碳，二氧化碳又是藻类进行光合作用的碳源。厌氧型异养菌通过水解、酸化作用将有机物发酵生成小分子有机化合物，将硫酸盐还原为硫化物。
  硫化物在化学上也能氧化为硫酸盐。微生物在分解有机物的同时获得了能源和碳源而获得繁殖，这就为原生动物提供了丰富的食物，从而原生动物得到繁殖；原生动物又为浮游生物和小型动物提供了食物；以次类推，浮游生物和小型动物又是鱼虾的美味佳淆。在整个水生食物链中，每一步的生物合成都需要消耗氮、磷等营养元素，从而抑制了藻类的生长，达到治理水体富营养化的目的。
   
根据设计中央控制系统的管理指令，进行适量的工程措施，实现长效、健康生态管理，就是非常顺当简便的事了。 
通过Sun－DW综合治理法对滇池的应急治理和后期措施，三爱公司信心十足地表示：世界难题不难，世界难题不用给子孙后代去治，用原规划投资的1／2－1／5，原规划时间的1／2－1／10，采用标本兼治综合活性治理方法，就可以在较短的时间恢复滇池原有的生态，能够达到让子孙后代有个良好的生存环境的目的。
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