超声波对3种水华爆发主因蓝藻的控制

近年来，我国水体富营养化问题日益突出，蓝藻水华爆发频率越来越高，规模也越来越大[1-5]。水华爆发时，不仅损害水生生态系统健康，而且危及人类饮用水安全，因而寻求安全、高效、经济的控藻技术以控制蓝藻水华，已成为我国近期研究的难点和热点[6-7]。超声波是国内外关注较多的一种新型物理控藻技术[8-13]，它具有操作简便、不引入化学物质、反应条件温和速度快等优点，其主要工作原理就是将藻类细胞壁和气囊破碎或破坏其生理功能使其死亡。本实验主要比较超声波作用对长三角地区3种水华主因藻类的灭藻效果，探寻其内在作用机理，研究相关物理参数对其敏感性和有效性的影响，旨在为长三角地区蓝藻水华超声波控藻技术的实际应用提供科学依据。1材料与方法1.1藻种选取及培养水华爆发中以蓝藻门的微囊藻、鱼腥藻、束丝藻等属的藻类最为常见，对水质影响最大[14-19]。本实验选摘要：利用改装的超声波发生器对3种水华爆发的主因蓝藻门的铜绿微囊藻、螺旋鱼腥藻、水华束丝藻的去除效果及作用机理进行研究。结果表明，80kHz超声波对3种藻类去除作用不明显，20kHz低频超声波则有显著去除作用，去除效果依次为螺旋鱼腥藻＞水华束丝藻＞铜绿微囊藻；螺旋鱼腥藻和水华束丝藻等长链藻在超声波作用下断裂成为短链甚至单细胞藻体从而失去活性，相比铜绿微囊藻更为敏感。超声波对3种藻类的去除效果随着作用功率和时间的增加而增强，但考虑到经济性和安全性因素，功率－时间选取应和作用范围相适应。关键词：超声波；水华；除藻中图分类号：X524文献标志码：A文章编号：1672-2043（2013）07-1432-05doi:10.11654/jaes.2013.07.021超声波对3种水华爆发主因蓝藻的控制胡冬雯（上海市环境科学研究院低碳经济研究中心，上海200233）TheControlofThreeSpeciesofBlueAlgaeCausingAlgaeBloombyUltrasonicHUDong-wen（LowCarbonEconomyResearchCenter,ShanghaiAcademyofEnvironmentalSciences,Shanghai200233,China）Abstract：AlgaebloomhasbecomeasevereprobleminChina.Alotoftechniqueswerestudiedonthecontrolofbluealgae,oneofwhichisultrasonic,aphysicalmethodwiththeexcellenceonsimplicity,chemicalfreeandquickeffect.Intheexperiment,theultrasonicgeneratorwasmodifiedtocontrolthreemajorspeciesofalgae（microcystisaeruginosa,Anabaenaspiroides,andaphanizomenonflos-aquae）causingalgaebloom,andtheeffectivenessandmechanismwasreviewedandstudied.Theultrasonicof80kHzhaslittleeffectonalgaeelimination,whiletheultrasonicof20kHzhassignificantreductioneffectonallthreeofthem,withAnabaenaspiroidesremovedthemostandmicrocys－tisaeruginosatheleast.Thetwolong-chainalgae,Anabaenaspiroidesandaphanizomenonflos-aquae,aremoresensitivetoultrasonicbe－causeofchainbreakingandthelossofactivity,whilethesphericalalgae,Microcystisaeruginosaisbrokenbyultrasonicbasedonthecavi－tationeffect.Theeffectivenessofultrasonicincreasedwiththeincreaseofpowerorextentionoftime,whileproperpowerandtimeisrec－ommendedbasedonthecostandsecurityissues.TheresultmayprovidefoundationforthepracticaluseofultrasoniconbluealgaecontrolintheYangtzeRiv