一种水域生态修复的复合生物操纵方法
【技术领域】
[0001]本发明属于水域生态修复净水渔业技术领域，特别涉及一种水域生态修复的复合生物操纵方法。
【背景技术】
[0002]中国的水域生态系统呈现不同程度的富营养化程度，主要的湖泊，如太湖、巢湖、滇池等都呈现严重的富营养化。无锡太湖水污染事件影响市民的供水，盐城市由于城市供水污染导致城市停水多日。如何进行这些水体的生态修复呢?在中国面源污染如此之重的情况下，如何控制内、外源污染，减少蓝藻的发生。为此，国内出现多种生态修复技术，在云南滇池，太湖五里湖，贡湖湾都在进行类似的大规模生态修复项目。
[0003]随着全球城市化的发展，不仅带来了对环境资源的巨大破坏;也造成了严重的水体污染，工业废水和生活污水对公共河流、湖泊的污染，景观水体也受到面源污染和空气污染的沉降。蓝绿藻之所以爆发，是因为人类的各种生产活动，向河流、湖泊等水体排放过多氮、磷营养物质；在湖泊生态自净能力遭到破坏的情况下，氮、磷等营养物质不断在水体中大量积累，导致单细胞藻类，特别是蓝绿藻泛滥成灾，严重污染水体。
[0004]纵观全球，几乎所有的湖泊水体都存在大大小小的富营养化问题，而藻类的水华爆发则是许多富营养化了的湖泊和水体面临的挑战。如何控制藻类水华暴发，进而恢复湖泊水体的原有生态?恢复人类生存所需的洁净水源?这已成为世界难题。
[0005]现在有各种有关水处理的相关理论，如磁化水理论、营养氧化分解理论、生态湿地等。
[0006]1、磁化水理论--起源于日本
[0007]原理:来自于大洋环流切割地磁:因为有地磁偏角:磁轴与地球自转轴的夹角为
11.5度。主要作用:形成小分子水，水分子之间作用力重组，恢复水活性。一般要达到强磁水平(5000高斯以上)造价很大，起作用时对人和设备负面影响较大。现主要用于水族设备和农业增产:如:无土栽培，每立方水体强磁力成本15—25万日元。
[0008]2、营养氧化分解理论一一起源于美国
[0009]原理:来自于燃烧过程中氧化分解:任何有机质的任何存在形式，最终都要经过氧化分解才能彻底转化为无机态。主要作用:含碳有机质通过氧化分解终为二氧化碳回到空气;含氮有机质通过氧化分解终为硝化态氮，再通过脱氮成为氮气回到空气;效果成本:含氧量越高的效果越明显，但成本要高很多；一般在水族馆中采用溴氧效果更显著，甚至还可以杀菌。存在设备上的二次污染和定期更换，用于集中式水处理。现主要采用形式:气暴、增氧船、污水处理厂等；
[0010]3、微生物分解理论——目前应用最广泛
[0011]原理:来自于生态平衡中的分解者理论，也可以说是氧化分解理论的提升理论。主要作用:通过有益微生物加速有机个体、有机腐质、有机碎肩的分解;甚至培养特殊微生物对特定点源污染进行专门处理(如医院污水)。
[0012]效果成本:用于集中式水处理或点源水污染;速效，但效果持续时间短，需要反复加菌，一般大水面仅限于治表，否则成本会不断增大。应注意产品质量的把握，容易引起生态灾难。现主要采用形式:集中式污水处理厂和特殊工厂、医院等点源污染。
[0013]4、化学法
[0014]化学法治理水污染一一包括使用无机和有机化学试剂除藻;无机化学药剂沉淀底泥;天然生物中提取的活性化学物质抑藻;原位土壤变性絮凝剂等。
[0015]化学法的优点:速效，成本很低；
[0016]化学法的弊端:仅限于治表;效果持续时间也不长;对水体有负面效应:对水体造成严重的二次污染，影响供水、娱乐功能发挥，公众难以接受;潜在的、长远的生态危害:工程中采用的絮凝除磷剂包括铝盐、铁盐、铜盐和飞灰等;工程中采用的酸碱活性物质。
[0017]5、物理法
[0018]物理法治理水污染一一
[0019]包括外源截污:引流冲污:底泥疏浚:曝气复氧:机械除藻:人力捕捞除藻:电磁法除藻:微波技术除藻:改道导流:富营养水灌溉等。
[0020]物理法大部分是采取的一些大型工程措施:一般成本较高，效果不甚显著;是很好的应急措施之一;此外，物理法并没有消除污染:要么是改变污染形式，要么就是转移污染位置;物理法可以说是没有办法的办法。
[0021]6、生态工程法一一成功用于造纸厂污染，浮岛
[0022]包括环境生态工程及物理生态工程:环境生态工程如构建湖滨沿岸带湿地、人工复合生态系统等(主要指挺水和浮叶植被生态修复)；物理生态工程是通过管理、物理措施和移植生物种群等措施(要求水体本身具有相当大的透明度)；生态工程法造价高；水质效果往往和理论值接洽不上;维护成本也很高。
[0023]7、生物操纵法
[0024]种植水上植物操纵:同时会引起部分水下生物和底泥生物，特别是沉水植物的死亡;它们的弊端远远大于它们带来的好处；
[0025]动物生物操纵生态修复分成三种类型:凶猛鱼类操纵适用于水质很好，生态健全的水体;滤食性鱼类操纵适用于水质较好，生态稳定的水体;食藻虫操纵适用于生态平衡破坏，藻类水华严重的水体；
[0026]难点之一是消化蓝藻性能的有效性;难点之二是在野外有毒藻类环境中种群生存的稳定性;重点是生态作用的廷伸效应。
[0027]生物操纵又分为经典的生物操纵和非经典的生物操纵，非经典就是直接以鲢投放，和直接投放浮游动物为主要的方式;还有种植水生植物为主的生物操纵方法;所以这些方法，其实都有一定应用效果，但也有一定的应用范围；鲢的生物操纵，作为非经典的操作方法，在云南滇池，太湖，在新安江水库都得到大量的应用。但是总体上只有新安江水库表现出较好的效果，这和新安江水库水体较深，面源污染并不是太大所致。而其它浅水性湖泊并没有很好的表现，这和鲢鱼的特点有关。
[0028]生物操纵在世界上多个区域有成功的经验，对于大型水体，控制污染源在短时间内是难以获得生态效果的。鉴于生物操纵的低成本，在各个水源性水库和湖泊中有应用。成功前提主要是磷低于一定浓度，沉水植被生长要有一定面积，能够成功控制鱼类种群发展。
[0029]滤食性鱼类在湖泊富营养化过程中有重要作用，20世纪六十至七十年代通常是从外源营养物输入及初级生产力入手，探讨水质变化及初级生产力水平对生物群落的影响。如:物理和化学因素—浮游植物—浮游动物—鱼类，即所谓上行途径(Bottom upapproach)。国际和国内都以开发水体生物生产力为主导，有力地推动了内陆水体生态系统的研究和内陆水体渔业的发展。其后，人们迅速认识到水生态系统结构和功能的脆弱性与不稳定性，将注意力从生产力开发转移到环境保护上来，八十至九十年代，人们采用了另一种研究途径(或视角):即探讨食物链上层生物的变化对下层生物、初级生产力及水质的影响，即下行效应(Top down