引入系统理念 转化先进成果 高原水治理:生物技术建奇功

2024-08-19 15:50:08 来源: 科技日报 点击数:

科技日报记者 赵汉斌

在我国的城市与乡村,有大量景观湖、小水潭及河道沟渠等大小水体。它们不仅是生态系统的重要组成部分,也是诗和远方以及乡愁的画幅。

然而,由于面源污染、自净能力弱等因素,这些水体易富营养化,产生大量水华藻类。藻类死亡后发黑发臭,成为水体的一块块“疮疤”。

8月下旬,记者从云南省科技厅了解到,该省引进原位生物综合治理技术,通过固定化载体微生物技术与高效生物反应器结合的方式,激活水体本土微生物,清除水体污染物,从而有效改善水质。

云南“名片”的水体治理实践

在春城昆明,母亲河盘龙江穿城而过。河东岸的一座有88年历史的震庄迎宾馆,是云南省对外交流的一张名片。

由于工作需要,来自北京的旅客张永,每年多次往返昆明,时常入住这家宾馆。三年间,张永见证了宾馆景观水体的变迁。“几年前,宾馆景观湖水呈黄绿色,略显浑浊,夏天还有气味。但您看,现在水草游鱼都看得清清楚楚,十分清澈,也没有异味,让人欣喜!”张永说。

据介绍,震庄迎宾馆景观湖水域面积约为1.5万平方米,水深2至3米,水体容积3万立方左右,是宾馆户外景观的核心区。

多年来,由于湖周污染和补水水质不稳定,这一景观湖严重富营养化,底泥淤积厚达0.6米,水体藻类浓度过高,沉水植物基本消亡,水生态系统严重退化。

2022年初,云南省科技厅组织中国环境科学研究院湖泊生态环境研究所、中冶地质西南有限公司、山东利水环保科技有限公司、福建中微普创生物科技有限公司合力,着手开展水体治理试点工作。

合作团队在详细调研的基础上,决定采用“固定化载体微生物系统+水华蓝藻应急防控+水生植物恢复+水生态系统调控”技术系统进行治理。经过两个月的努力,“奇迹”出现在人们眼前——水体黑臭现象消除,水质全面提升,主要指标优于地表三类水质。

鱇浪白鱼是鲤形目鲤科白鱼属鱼类,仅分布于云南玉溪澄江抚仙湖十分洁净的深水中。“治理初见成效后,我们先后在震庄迎宾馆景观湖投放了近3000尾鱇浪白鱼鱼苗,目前目测已增加到近万尾。你看,这些鱼都有30厘米长了!”合作团队的项目施工负责人赵大伟,指着在水下碧草丛中跳动的鱇浪白鱼说,对水质极为挑剔的鱇浪白鱼,就是项目最诚实的“验收员”。

清风徐来,波光潋滟。经常路过此地的记者看到,沉水植物四季常绿,水下鱼儿嬉戏,与滨岸景观一起,构成了一幅美丽的春城画卷。

综合治理方案绿色可持续

自然界中处处有藻类、处处有微生物。当湖泊中营养物浓度累积到一定程度、水体发生富营养化后,那些原本肉眼几乎不可见的小家伙就会疯长,为祸一方。水体中,藻类过度增殖和大量死亡,都会使水体缺氧,导致鱼虾等大量死亡,严重破坏水生态环境。

在震庄迎宾馆景观水体治理中,科研人员使用微小剂量的奥利海灭藻剂喷施湖面,如同在施“魔法”,不久后一团团蓝藻碎片就漂浮到水面,可轻松捞取清理。清理后,水体透明度明显提高,可清晰看到水下1至2米深处。喷洒灭藻剂15小时后,水华藻类去除率高达98%以上。

“这种灭藻剂具有絮凝作用和高效性、广谱性。产品溶于水36小时后无残留,在水体中可完全自然降解,具有无毒性和生态安全性。”中国环境科学研究院研究员叶春介绍,研究团队还对湖泊河道水体的底泥取样分析,筛选出具有高效降解湖泊底泥的靶向微生物,通过扩培系统进行大量培养,用于治理污染底泥。

“我们采用原位生物综合治理技术,将巨量的靶向微生物固定在湖底,以底泥矿化生物净化船为依托,安装微生物扩培投加系统。净化船就像一台源源不断产生微生物的‘播种机’,持续把靶向微生物撒播在水里,从而实现持久、低成本治理。”赵大伟说,净化船“吐出”的靶向微生物被水冲走了,就能在新的点位繁衍生息,新的微生物又从“播种机”里源源不断地产生。他们两年前安放的设备,至今仍在发挥作用。

净化船还能通过靶向液投放机械臂,把菌液释放到底泥下30厘米深处,菌液与被污染底泥充分混合,水体和底泥的污染物便能得到有效分解。原本厚厚的底泥,逐渐变薄,而且不再黑臭。“这为今后高效低成本解决湖泊底泥内源污染问题,提供了一个很好的思路。”原中国环境科学研究院副院长、总工程师夏青说。

“这次水体治理,我们把固定载体微生物技术和水体立体循环推流曝气设备有机结合起来,发挥出‘1+1>2’的协同治污效能。”叶春告诉记者,这有效解决了景观湖水体水力扩散不佳、水体置换率低的问题。

“新的技术路线,与同类治理方案相比,具有投资少、运维费用低等优势,而且工艺安全无毒害。”中国科学院水生生物研究所研究员刘永定认为,新技术能降低水体生化需氧量、化学需氧量和总悬浮固体指标,对氮和磷有较强的去除能力,能在较短时间内提升水质。

创新成果转化应用前景可期

让震庄迎宾馆水域焕然一新的治理实践,是云南省科技厅和中国环境科学研究院等单位合作,转化应用成果、治理高原水体的一个缩影。

记者了解到,近三年来,这个研究团队与中国科学院水生生物研究所合作,在典型的高原湖泊——云南洱海与异龙湖,他们做了甲藻、蓝藻及拟柱胞藻的中试治理。其中,洱海试验点位在喷洒除藻剂4小时后,去除率在 96%以上;在异龙湖进行拟柱胞藻杀灭后,试验点位水体透明度迅速提高,能清澈见底。

此外,研究团队还与自然资源部第三海洋研究所等携手,在山东省日照市进行浔河蓝藻水华治理。他们在浔河微囊藻藻华暴发时,采用每升1毫克的除藻剂,进行应急防控,治理后8小时,很大程度上降低了藻密度,灭藻率达到97.5%。而在西安市,2022年8月,研究团队在对陕西宾馆人工湖进行生态修复后,水体由原来地表五类水,改善提升达到三类标准。

在位于云南省红河州石屏县的异龙湖,水质一度恶化。10余年来的数次特旱,更让湖体雪上加霜,大量水生植物死亡,残体腐烂在湖底,导致湖泊底泥污染严重。经过持续治理,异龙湖水环境有所好转,但仍有待巩固提升,急需引入绿色高效对症的技术,进一步治理。“在云南省科技厅等部门支持下,异龙湖新一期治理项目即将实施,可助力这颗高原明珠恢复异彩!”赵大伟告诉记者。

“按照山水林田湖草是一个生命共同体的理念,我们将持续支持综合治理、系统治理、源头治理。”云南省科技厅社会发展处一级调研员高忠告诉记者,针对云南省部分高原湖泊水质超标、藻类聚集、底泥污染源严重、农村生活污染排放等现状,他们还将着手组织研发基于高原湖泊湖滨区低污染水净化、农村污水治理、湖泊藻类控制、底泥污染治理和水生态系统量化调控的关键技术,在适宜的高原湖泊开展藻类控制与水环境改善的工程示范。

“我们将与科研团队一道,探索一条湖水保护与利用双赢的发展之路,为高原湖泊水质改善提升提供技术借鉴意义,坚决打赢高原湖泊治理攻坚战。”高忠表示,云南省科技厅始终牢记“像保护眼睛一样保护生态环境”的初心,紧紧围绕国家重点流域“十四五”水生态环境保护战略,绘就绿色治理的蓝图。

责任编辑:李梦一

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