本发明涉及一种水体的综合治理方法，具体说是预防和控制富营养化水体蓝藻大规模爆发的方法，尤其适用于富营养化、蓝藻易爆发的湖泊，作为饮用水水源地的水库，养殖水域如鱼塘、虾塘等水域。
背景技术：
：随着水体富营养化的日益严重，水体中的蓝藻会大量繁殖聚集形成水华，此时蓝藻容易死亡腐败、发出恶臭，既污染水体环境也污染陆岸的空气环境。在蓝藻死亡腐败的过程中会消耗水体中的大量的溶解氧，使水体的溶解氧含量急剧降低甚至为0,使水生动物窒息死亡。同时，蓝藻水华大面积覆盖时产生的遮掩作用，也使水生植物无法进行光合作用。从而对水生生物及其生态系统造成严重影响。尤其是蓝藻还会释放出藻毒素，藻毒素是肝癌的诱因，也会对神经系统造成损伤，水华的爆发使得水体中的藻毒素严重超标，严重威胁了饮用水的安全。蓝藻是由多个细胞组成的囊团形式存在于水体中，它们会大量聚集并漂浮于水面。蓝藻繁殖时，要求水体富营养化、温度高、流速低，且水体的透明度高。在这些条件都满足的情况下，蓝藻的繁殖速度极快，蓝藻细胞的数量呈几何倍数增长。下表为经过多年观测总结的蓝藻生长条件、空间分布及群落密度的汇总表：由上表可知，在水流速度小于0.2m/s的水域中，当光照充足、气温大于20℃且持续5天以上的情况下，蓝藻就会出现大规模爆发。目前，我国蓝藻治理采用的主流工艺是机械打捞与藻水分离，是以治标为主的方法。主要措施为：建设藻水分离站，用围隔或者围堰，在风向的引导下使蓝藻富集起来；再通过打捞设备吸取水域中富含蓝藻的水体，输送至藻水分离站；通过投放凝絮剂、气浮分离等技术手段将水体中的蓝藻与水进行分离；再将分离出来的蓝藻进行脱水干化，最后将干化的蓝藻制成有机肥或厌氧发酵产生沼气进行利用。这种方法已在太湖、滇池、巢湖、等富营养化湖泊的蓝藻治理中普遍采用，已建设了十余座藻水分离站，对蓝藻爆发危害的应急控制起到了很大的作用。但是，这种方法存在三个主要问题。一、被动性。只是针对已大规模爆发的蓝藻进行处理，此时蓝藻危害已经形成，所起到的作用是应急减缓和削弱蓝藻危害的程度和范围，但并未从源头上防止蓝藻带来的危害，体现出的是治标的作用。二、局限性。只是对聚集在如自来水厂取水口、风景区、居民区沿岸等敏感区域的蓝藻进行打捞，所能打捞的量只占蓝藻爆发总量的极小部分，远不能满足富营养化湖泊蓝藻爆发治理的根本要求。况且，只选择针对敏感区域进行打捞，其着眼点也只局限于对人的保护，尚未惠及对水生生物的保护。三、风险性。打捞上岸的蓝藻大部分已开始死亡腐臭，在藻水分离脱水干化的处理过程中，不可避免会对陆岸环境产生二次污染。尤其是藻毒素残留问题尚未得到彻底解决，存在食品安全与健康的风险，从而也限制了蓝藻的资源化利用。目前采用的以打捞和藻水分离为核心的蓝藻治理方式尽管在我国近10年的蓝藻治理实践中已普遍应用，也发挥了很大的应急控制作用，但是因其存在上述问题，再加上占地面积大、投资大、运行成本高等因素，迫切需要治理理念更先进、技术路线更优化、性价比更高的能够事先积极预防蓝藻爆发，不让蓝藻危害形成，从而更好地保障饮用水安全、保护水环境不受污染、保护水生态不受破坏的蓝藻治理方法。技术实现要素：本发明要解决的问题是提供一种预防和控制富营养化水体蓝藻大规模爆发的方法，该方法通过事先的判断调查，改变蓝藻首次爆发的高频水域的物理环境条件，并对蓝藻生理结构施加影响，从而有效地抑制了蓝藻的生长繁殖，减小蓝藻繁殖基数，使得蓝藻不可能爆发、不可能大量聚集，形成水华。也就避免了水华腐败所带来的恶臭，水体溶解氧降低，藻毒素污染等问题。从根本上预防和控制控制蓝藻爆发，以及因蓝藻爆发所产生的水环境和水生态危害，达到治标又治本的效果。为解决上述问题，采取以下技术方案：本发明的预防和控制富营养化水体蓝藻大规模爆发的方法的特点在于包括以下步骤：第一步，确定蓝藻爆发的原发水域。综合卫星蓝藻监控遥感图筛选出历年蓝藻首次爆发的高频水域。对筛选出的高频水域进行蓝藻生长潜力的综合调查，进一步预判当年可能出现蓝藻大规模爆发的高频水域，将该高频水域确定为蓝藻爆发的原发水域；或者询问当地居民，了解已筛选出的高频水域蓝藻首次爆发的情况，包括首次爆发的时间及区域，进而确定蓝藻爆发的原发水域。第二步，对原发水域进行监测预警。对第一步确定的蓝藻爆发的原发水域进行监测预警，监测内容包括水温、流速、藻密度、叶绿素、PH值分布和水体透明度；当监测结果满足蓝藻爆发的条件时，进入下一步骤。第三步，实施预防控制措施。当第二步的监测结果满足蓝藻爆发的条件时，在原发水域布置控藻设备实施预防控制措施，消除该水域的深浅层温差、提高流速，并且对含藻水体进行加压，控制及抑制蓝藻的生长和繁殖，防止蓝藻大规模爆发。其中，第一步中所述蓝藻生长潜力的综合调查包括物理环境情况、流域特性、污染现状、沉降及回归、藻类生长潜力的调查。所述物理环境情况的调查包括调查水温、流速、水深、汛期及换水周期。所述流域特性的调查包括分析该水域的水环境容量，检测每日水体负荷量及降水流出负荷量，评估该水域的富营养化程度。所述污染现状的调查包括水质调查、底泥调查、生物调查、初级生产力和分解力调查。水质调查：检测水体中的磷、氮含量及营养盐浓度，判断有无藻类可以利用的营养盐，判断有无抑制藻类繁殖的物质。底泥调查：检测水体底泥的富营养化程度，分析其中磷、氮含量及营养盐浓度，判断有无藻类可以利用的营养盐，判断有无抑制藻类繁殖的物质。生物调查：对水体中的生物群落进行分析，构建水体的食物链模型，分析水体中的各级生物的类别及数量，判断有无藻类可以利用的营养盐，判断有无抑制藻类繁殖的物质。初级生产力和分解力调查：分析水体中初级生产者及分解者的比例数量，判断水体的富营养化程度。所述沉降及回归的调查包括调查原发水域中营养盐的沉降及从底泥释放的情况。所述藻类生长潜力的调查包括判断水体富营养化程度、确定蓝藻繁殖限制性营养盐及其所占比例、评价污染源对受纳水体富营养化的影响、推断蓝藻可利用的营养盐。第二步中所述蓝藻爆发的条件为：①水温≥15℃；②流速≤0.2m/s；③藻密度≥400万个/L；④叶绿素A≥10μg/L；⑤PH值相对周边水域明显增高；⑥水体透明度≥0.6m。当第二步的监测结果中，满足条件③、④中任意一个时，即进入第三步实施预防控制措施；或者当第二步的监测结果中，条件③、④均不满足，但条件①、②、⑤、⑥均满足时，即进入第三步实施预防控制措施。第三步中所述控藻设备包括水动力控藻器、控藻船、压力灭藻设备。水动力控藻器：以固定的方式间隔布置于原发水域中，利用远程推流的原理，带动周边水体立体循环，提高水流速度，同时实现水体深浅层交换，消除深浅层存在的温差，达到调控水温和流速的目的。控藻船：自动在原发水域巡航，用于不适用水动力控藻器的区域或者补充水动力控藻器控制较弱的边缘区域，利用叶轮翻搅水体，在水体中形成一个由上至下的涡流，在将水上下交换消除深浅层温差的同时，提高作用区域内的水体流速，并在持续作用下实现局部调控水体流速和温度的目的。压力控藻装置：利用水上交通工具负载或者陆地固定的方式，配合水动力控藻器及控藻船，在已有蓝藻生长的水域，抽取含有蓝藻的水体，并对该部分水体进行加压处理，破环蓝藻本身特有的气囊等内部结构，使蓝藻丧失繁殖能力的同时，下沉至湖底，自然死亡，降低蓝藻的繁殖基数，调控蓝藻大规模爆发的规模及时间。采取上述方案，具有以下优点：本发明的预防和控制富营养化水体蓝藻大规模爆发的方法，首先综合卫星蓝藻监控遥感图选出历年蓝藻首次爆发的高频水域，并对这些高频水域进行综合调查和问询，确定蓝藻爆发的原发水域；然后，对蓝藻爆发的原发水域进行水温、流速、藻密度、叶绿素、PH值分布和水体透明度的监测预警；当监测结果满足蓝藻爆发的条件时，即在该原发水域布置控藻设备实施预防控制措施，通过消除水体深浅层温差、提高水体流速、增加水体压力的手段，控制及抑制蓝藻的生长和繁殖，防止蓝藻大规模爆发。该方法能够在蓝藻大规模爆发之前或初期，通过控藻设备改变蓝藻首次爆发的高频水域的物理环境条件，即消除水体的深浅层温差、提高水体流速，破坏蓝藻的生长环境，使得蓝藻不易繁殖。同时，该方法还通过控藻设备增加了蓝藻首次爆发的高频水域的水体压力，破环蓝藻本身特有的气囊等内部结构，使蓝藻丧失繁殖能力的同时，下沉至湖底，自然死亡，降低蓝藻的繁殖基数，调控蓝藻大规模爆发的规模及时间。即本发明的预防和控制富营养化水体蓝藻大规模爆发的方法通过事先的调查判断，改变蓝藻爆发的原发水域的物理环境条件，降低蓝藻的繁殖基数，从根本上减少蓝藻的数量，减小蓝藻大规模爆发的范围。该方法与传统的技术手段相比，投资成本小，更加稳定，更加优化，旨在蓝藻大规模爆发前将蓝藻水华大规模爆发的可能性消除，治理手段更加主动，更有利于彻底解决蓝藻大规模爆发的问题，治标又治本。而且，其处理过程不存在转运及无害化处理的步骤，也可避免二次污染。附图说明图1是本发明的预防和控制富营养化水体蓝藻大规模爆发的方法的流程图。具体实施方式以下结合附图对本发明做进一步详细说明。如图1所示，本发明的预防和控制富营养化水体蓝藻大规模爆发的方法包括以下步骤：第一步，确定蓝藻爆发的原发水域。综合卫星蓝藻监控遥感图筛选出历年蓝藻首次爆发的高频水域。对筛选出的高频水域进行蓝藻生长潜力的综合调查，进一步预判当年可能出现蓝藻大规模爆发的高频水域，将该高频水域确定为蓝藻爆发的原发水域；或者询问当地居民，了解已筛选出的高频水域蓝藻首次爆发的情况，包括首次爆发的时间及区域，进而确定蓝藻爆发的原发水域。其中，所述蓝藻生长潜力的综合调查包括物理环境情况、流域特性、污染现状、沉降及回归、藻类生长潜力的调查。所述物理环境情况的调查包括调查水温、流速、水深、汛期及换水周期。所述流域特性的调查包括分析该水域的水环境容量，检测每日水体负荷量及降水流出负荷量，评估该水域的富营养化程度。所述污染现状的调查包括水质调查、底泥调查、生物调查、初级生产力和分解力调查。水质调查：检测水体中的磷、氮含量及营养盐浓度，判断有无藻类可以利用的营养盐，判断有无抑制藻类繁殖的物质。底泥调查：检测水体底泥的富营养化程度，分析其中磷、氮含量及营养盐浓度，判断有无藻类可以利用的营养盐，判断有无抑制藻类繁殖的物质。生物调查：对水体中的生物群落进行分析，构建水体的食物链模型，分析水体中的各级生物的类别及数量，判断有无藻类可以利用的营养盐，判断有无抑制藻类繁殖的物质。初级生产力和分解力调查：分析水体中初级生产者及分解者的比例数量，判断水体的富营养化程度。所述沉降及回归的调查包括调查原发水域中营养盐的沉降及从底泥释放的情况。所述藻类生长潜力的调查包括判断水体富营养化程度、确定蓝藻繁殖限制性营养盐及其所占比例、评价污染源对受纳水体富营养化的影响、推断蓝藻可利用的营养盐。综合上述调查结果，推断卫星蓝藻监控遥感图筛选出的历年蓝藻首次爆发的高频水域在当年蓝藻再次大规模爆发的可能性，将可能再次出现蓝藻爆发的高频水域确定为原发水域。第二步，对原发水域进行监测预警。对第一步确定的蓝藻爆发的原发水域进行监测预警，监测内容包括水温、流速、藻密度、叶绿素、PH值分布和水体透明度；当监测结果满足蓝藻爆发的条件时，进入下一步骤。其中，所述蓝藻爆发的条件为：①水温≥15℃；②流速≤0.2m/s；③藻密度≥400万个/L；④叶绿素A≥10μg/L；⑤PH值相对周边水域明显增高；⑥水体透明度≥0.6m。当监测结果中，满足条件③、④中任意一个时，即进入第三步实施预防控制措施；或者当监测结果中，条件③、④均不满足，但条件①、②、⑤、⑥均满足时，即进入第三步实施预防控制措施。第三步，实施预防控制措施。当第二步的监测结果满足蓝藻爆发的条件时，在原发水域布置控藻设备实施预防控制措施，消除该水域的深浅层温差、提高流速，并且对含藻水体进行加压，控制及抑制蓝藻的生长和繁殖，防止蓝藻大规模爆发。其中，所述控藻设备包括水动力控藻器、控藻船、压力灭藻设备。水动力控藻器：以固定的方式间隔布置于原发水域中，其控制范围可达10~500m；利用远程推流的原理，带动周边水体立体循环，提高水流速度，同时实现水体深浅层交换，消除深浅层存在的温差，达到调控水温和流速的目的。控藻船：自动在原发水域巡航，用于不适用水动力控藻器的区域或者补充水动力控藻器控制较弱的边缘区域，增强控藻效果；利用叶轮翻搅水体，在水体中形成一个由上至下的涡流，在将水上下交换消除深浅层温差的同时，提高作用区域内的水体流速，并在持续作用下实现局部调控水体流速和温度的目的。压力控藻装置：利用水上交通工具负载或者陆地固定的方式，配合水动力控藻器及控藻船，在已有蓝藻生长的水域，抽取含有蓝藻的水体，并对该部分水体进行加压处理，破环蓝藻本身特有的气囊等内部结构，使蓝藻丧失繁殖能力的同时，下沉至湖底，自然死亡，降低蓝藻的繁殖基数，调控蓝藻大规模爆发的规模及时间。下表为在显微镜下观察的不同的压力对蓝藻细胞的影响：加压压力影响0Mpa蓝藻细胞内存在大量的气囊，且体积较大0.3Mpa蓝藻细胞内气囊体积减小，但依旧清晰可见，此时蓝藻细胞已可以下沉，颜色保持不变0.4Mpa蓝藻细胞内气囊开始干瘪，但依旧清晰可见，视野内数量明显增多，蓝藻细胞颜色微变0.5Mpa蓝藻细胞内气囊几乎完全干瘪，气囊结构可见，视野内数量明显增多，蓝藻细胞颜色加深0.6Mpa蓝藻细胞内气囊完全干瘪，但气囊结构可见，视野内数量明显增多，蓝藻细胞颜色加深0.7Mpa蓝藻细胞内气囊几乎不可见，且蓝藻细胞透光性明显降低，蓝藻细胞颜色加深由该观察结果可得：当水体压力在0.4-0.7MPa之间时，蓝藻细胞内气囊体积会逐渐缩小直至消失，比重减轻，下沉至湖底，在没有充足光照的情况下自然死亡；当水体压力大于0.7MPa时，蓝藻细胞内气囊结构被破坏，形成不可逆的损伤，即便受到光线照射也不会再次浮起，不会再继续生长繁殖。负载式的压力控藻装置即为压力容器，将其负载在水上交通工具上，将含有蓝藻的水体抽入容器内，再利用加压泵对容器进行加压，根据具体情况压力范围：可在0.4-0.7MPa之间、使这部分水体中蓝藻细胞内的气囊缩小、消失甚至受损，继而排出容器，被排出容器的蓝藻下沉至湖底自然死亡。固定式的压力控藻装置为在陆地或水体中设置的U型深井，井深40m-70m，相当于可形成0.4-0.7MPa的压力。利用水泵及管道将含有蓝藻的水体抽入U型井的一端，在深井内水压的作用下，这部分水体中蓝藻细胞内的气囊缩小，直至产生不可逆的破坏，从U型井另一端出来后，气囊受损的蓝藻随即下沉至湖底自然死亡。本发明的预防和控制富营养化水体蓝藻大规模爆发的方法通过事先的判断调查，将当年可能再次出现蓝藻大规模爆发的高频水域设定为原发水域，并对这些原发水域进行监测预警，在蓝藻大规模爆发之前或初期，通过主动的布置控藻设备，消除该水域的深浅层温差、提高流速、增加压力，降低蓝藻的繁殖基数，破坏蓝藻的繁殖条件，从根本上有效抑制了蓝藻的大规模爆发，彻底解决了预防和控制蓝藻的问题，治标又治本。当前第1页1 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