基于大型水蚤驯化方法的水体富营养化治理技术的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种以生态系统原位修复为原则，基于大型水蚤食物链关系生物消除和防治开放性水体富营养化的技术，尤其是大型水蚤的驯化和培养方法。
【背景技术】
[0002]由于人口数量激增以及人类一些不合理的社会活动，大量含有氮、磷的生活污水、工业废水等污染源肆意排入自然水域，大大超出了水体的自净能力。而当污染超过一定限度后，就会造成水体富营养化，大量单细胞藻类，尤其是蓝藻，开始爆发性生长，这些藻类往往漂浮于水面，使得水体表面的溶解氧饱和，而且还遮挡了阳光对水体的照射，使得沉水植物无法进行正常的光合作用，进而影响到鱼类等水生动物的生存繁殖，甚至缺氧窒息而死。需氧微生物对死亡后的动植物降解会进一步降低水中的溶解氧含量，水体生态系统遭到严重的破坏，严重威胁人体健康。
[0003]人类为了治理水体富营养化尝试了各种可能的办法，包括化学法、物理法、生物法等。
[0004]向水中加入化学灭藻剂可以在短时间内杀灭绝大部分藻类，但是这种化学方法不仅没有削减水中营养物质的绝对数量，还有可能对鱼类及其他生物产生影响，甚至危害人类健康。而且化学处理并不能消除营养剩余的本质问题，一口化学药剂被分解或稀释，藻类还会再次大量地繁殖，这就需要持续不断地加入化学药剂，进而产生更加严重的后果。
[0005]采用人工或者机械打捞的物理方法，所需网目过小，所打捞的藻类含水量太高，而且没有切断蓝绿藻爆发的物质基础，这种单细胞藻类会再次暴发，不能从根本上解决问题。目前，在局部区域内采用悬浮式围栏的物理拦截方法来对付蓝藻爆发。
[0006]众所周知，当水体中溶解氧浓度较高时，磷酸盐多以化合态存在；当溶解氧浓度较低时，磷酸盐就会大量溶解，因此充气增氧法可以减小磷酸盐的溶解度，抑制藻类繁殖。但是充气增氧法也不能解决水体本身养分含量过高的根本问题，不能避免藻类的再度爆发。
[0007]还有超声波、膜过滤等方法，但是这些方法不是造价太高就是无法推广实施。
[0008]随着科学研宄的不断深入，人们期望利用生物技术从生态的角度去抑制蓝藻爆发，目前研宄比较广泛的是采用水生动物或水生植物抑制藻类的生长，例如将以藻类为食的滤食性鱼类放入受污染的水体从而抑制藻类的过度生长。但是藻类细胞大多具有特殊的藻胶层和多糖类物质，这些藻胶和多糖类物质几乎不能被鱼类所消化、吸收和利用，即使藻类能够被鱼类吃掉，也不能完全消化，排泄出来的还是藻类。另外，在富营养化水体中鱼类难以生存，主要是因为大量的溶解氧被藻类所消耗，鱼类因缺氧窒息而死，而且某些藻类还会释放毒素，对鱼类直接产生毒害作用。
【发明内容】
[0009]本发明针对湖泊、水库等开放性水体因接纳含有大量氮、磷元素的生活污水、工业废水等污染源所造成的水体富营养化，基于大型水蚤食物链关系，开发一种以生态系统原位修复为原则的生物去消除和防治开放性水体富营养化的方法。
[0010]大型水蚤是一种经过改良的滤食性枝角类浮游动物，它可以在各种恶劣的水环境中生长繁殖，比野生枝角类个体大得多，食藻效果十分显著，自然环境稳定性良好，易于操控，且对水中污染物也有一定吸附富集作用。本发明使用的62Dm大型水蚤生物株是从中国疾病预防控制中心环境与健康相关产品安全所生态毒理实验室挑取的纯品系。该大型水蚤是在1962年从北京动物园水池中采集后经过分离、纯化，在显微镜(体视)下鉴定确认为大型水蚤后，以栅列藻为饵，选择体大、健康的母体数个进行单个培养，然后选择繁殖量最大的一代为母水蚤，单克隆化得到的纯品系生物株，在同一试验条件下传代培养40多年。
[0011]本发明要解决的技术问题是选择纯品系的健康、体大的大型水蚤，通过实验室和现场两阶段的培育驯化使其逐渐适应在富营养化水体环境并在其中生长繁殖，利用大型水蚤摄食蓝绿藻促进沉水植物再生，引入鱼、虾、螺、贝类水生动物吃掉大型水蚤，建立一个良性循环的食物链系统，彻底将氮、磷物质转移，实现污染水体的净化。
[0012]以生态系统原位修复为原则，基于大型水蚤驯化方法的水体富营养化治理技术，其实现步骡为:
[0013]首先，选定目标治理水体，监测其水质变化情况及周围污染源状况。在受控实验室用斜生栅藻藻液和富营养化水体混合液喂养大型水蚤，同时参照目标水体的水质标准改变大型水蚤的生存环境，逐步降低喂养液中斜生栅藻的浓度，同时提高目标治理水体所占比例，直至大型水蚤的喂养液全部为富营养化水体。
[0014]用富营养化水体藻液喂养一段时间后，喂养液中大型水蚤密度达到200个/升，并保持稳定，说明大型水蚤基本适应目标水体的环境条件，将驯化过程移植到现场，继续以富营养化水体驯化大型水蚤。驯化期间观察大型水蚤的生长状况以及水体水质变化情况。
[0015]最后，连续定期以低浓度将驯化好的大型水蚤均匀投放到目标治理的富营养化水体中，这些大型水蚤以蓝绿藻为食，待水中藻类生物量明显降低、水体透明度达到0.5m以上时，向其中放入鲢鳙等特定鱼种，大型水蚤又被鱼类吃掉，最终达到治理富营养化水体的目的。
[0016]本发明的有益效果在于:在富营养化水体中引入大型水蚤摄食消化富营养化水体蓝绿藻后，会释放酸性的粪便和代谢产物，降低水体的pH值，抑制微囊藻等单胞藻的再生。水体中蓝绿藻减少消失后水体透明度增加，阳光直射进入水底，促进水体水底沉水植物的萌发和生长，形成水下小森林；沉水植物进行光合作用，产生大量的氧气，吸收掉水体中过多的氮磷物质，形成水域生态自净，并产生他感作用进一步抑制蓝藻生长。水生植被修复后，有利于水生动物的生长繁殖，在共生作用下形成生态链自净功能，物质能量得以循环流动。逐步向水体中引入鱼、虾、螺、贝等高等水生动物，大型水蚤可以被这些水生动物吃掉，通过食物链把水体中的氮磷营养