求藻类资料

梦岩

藻类资料
藻类（除蓝藻其它藻类均是真核生物）通常是指一群在水中以浮游方式生活、能进行光合作用的自养型微生物，个体大小一般在2～200um，其种类繁多，均含叶绿素，在显微镜下观察是带绿色的有规则的小个体或群体。由于它们是水体中重要的有机物质制造者，故在整个水体生态系统中占有举足轻重的作用，是生态系统中不可缺少的一个环节。（藻的种类不同，各种藻细胞的大小、形状及产生的胞外有机物量便有差别。）
藻类的生物学特性
一、藻类的形态、结构。
  浮游藻类大多数是单细胞种类，在生理上类同于植物细胞，只是细胞较小，仅悬浮于液体介质中。藻类可划分为：蓝藻门、硅藻门、绿藻门、甲藻门、裸藻门等，在不同的水体类型和营养条件下，会出现不同的优势藻属。在淡水中，蓝藻中的微囊藻和硅中的颗粒直链藻一般被认为是富营养型湖泊的典型代表。
  藻类细胞和植物细胞在结构上是相似的，有活性的细胞质膜，有一系列高度分化的细胞器和内含物。包括：细胞壁、核、色素和色素体、储藏物质、鞭毛。其中蓝藻细胞为原核细胞其余所有藻类都属真核细胞。原核蓝藻结构保守，代谢途径多样化：真核藻类在结构上高分化，代谢途径保守。
    藻类的繁殖方式有营养繁殖、无性繁殖和有性繁殖三种。营养繁殖是通过细胞分裂进行；无性繁殖是通过产生不同类型的孢子进行，产生孢子的母细胞为孢子囊，孢子囊为单细胞，孢子不需要结合，一个孢子长成一个新体；有性繁殖是藻类形成专门的生殖细胞配子经结合后长成新的个体。
二、藻类在水体中的悬浮机制。
  藻类作为光合自养生物要维持不断的生长就必须能够在绝大部分时间内处于真光带区域。Smayda认为，水的运动对藻类等浮游植物的悬浮有着重要的意义。在无水运动的情况下，绝大多数非游动的浮游植物将会下沉。自然水体浮游植物种群的典型下沉速度为0.1m/d到1～2m/d。
   藻类对悬浮生活的适应有几个因素：体型大小、密度和体型阻力。一般而言，藻类可通过如下途径来适应悬浮生活：
  分泌黏液或制造胶状物质，使个体减轻；
  形成气囊状物质，如蓝藻细胞的伪空胞；
  形成比重较小的代谢物质，如进行光合作用的细胞产生气体、脂肪或油珠等物质；
   增加身体表面积以增加与水的摩擦抵抗力，如某些硅藻和甲藻的细胞表面有刺或突起，其下沉时的阻力就大许多倍。
   水的粘滞性随温度而改变。从0～25℃同一个体下沉速度就快1倍。
  概括而言，浮游藻类减小平均密度的机制包括：①储存相对密度较轻的脂类；②离子调节；③在蓝细菌中，分泌黏液质或产生伪空胞。
三、藻类在水体中的时空分布特点
  藻类的生存环境是异质的，从时间上看，最显著变动的因子如温度、光照强度、水动力学特性、营养物可利用性等，这些变动可在不同的时间水平上得以反映。
   湖泊水体具有垂直的异质性。以温带深水湖泊为例，水柱温度分层过程既是水层物理性状分层的原因也是结果。每一分层有其特有的运动、温度、水密度和盐度。渗透压也随水层深度呈现梯度变化。以水温为例，垂直分布随湖水深度的变化而不同。长江中下游的浅水湖，全年以正温层为主，冷空气侵袭时出现短暂的逆温现象，阴雨天则呈同温层分布，接近多循环型；内陆深水湖夏季属正温层，春秋属同温层，冬季冰层下呈逆温层，输双循环型；外流深水湖春夏秋三季为正温层，夏季出现明显的温跃层，冬季近于同温层。
由于不同深度水层所接受的光照强度和水体热力学状态的显著差异，藻类分布在空间垂直的异质性也是较明显的。而所有以上这些因子促成了藻类具有连续性的垂直分布现象。藻类本身也会强化垂直分层，例如，藻类在表层吸收营养后，下降于底层并分解，则会引起表层营养的缺乏和深层营养的增加；悬浮藻体对阳光的吸收和散射，使光照强度随深度的增加而减弱的现象更加显著。
水平分布差异一般在水体处于相对静止和藻类生活环境没有发生变化的情况下才能保持。在通常情况下，浮游藻类的水团分布是沿岸带＞河口带＞敞心区（湖心区）。
这是因为，沿岸带有来自地表径流的外源营养和明显的水体混合，是藻数量大的主要原因；河口区由于有来自湖水携带的外源营养的补充，营养较丰富，藻数量也较高；敞水带尽管湖底聚集大量的营养物质，但由于较深或分层的缘故，藻数量少。
另外，环境因子也影响着藻类的分布，例如风向、水流、水位等。
四、藻类的季节演替规律。
  藻种群组成的季节变化，可由两种机制或两种机制的复合作用引起。两种机制是指演替和次序变化。演替是一个特定水体内的物理（如光、温）、化学（营养物、水质、毒素）和生物（竞争、摄食）因素的改变所引致的种类变化，而次序则是由水体类型的变动而引起的种类变化。一个典型的演替是固有种类的变化，而典型的次序变化则是外来种群引入和繁殖所引起的。
温带地区许多湖泊藻种群组成变动的周期是及其相似的。冬季，尽管水体营养物质浓度升高，由于水温低、光照强度低和日照短，藻类生物量和生产力很低。构成冬季水体的优势种往往是几个门类的耐寒种。早春虽然温度依然很低，但光照强度增高，日照长，促进了藻类的大量增殖。随后，水温逐渐升高，水体分层开始进行，藻类可充分利用水体营养，此时由于生长缓慢的浮游动物的延迟出现，个体较小、易被吞食且生长迅速的种类便成了春季水华的优势种群。随着浮游动物摄食压力增大，水体中营养物质缺乏，春季水华结束，标志着藻类生产力的夏季下降。无论是淡水还是海水环境，硅藻都是春季水华的优势种类，在温带湖泊中绿藻也是大量发生的春季和夏季种类。在水体富营养化时，绿藻和蓝藻常相伴大量共存。夏季则是个体较大、不易被摄食的种类普遍发生。由于夏末水体分层结束后发生混匀，常在秋季出现较小的硅藻增殖。
藻类季节演替还受其他一些因素影响。例如，硅藻生物量的下降很可能与水体混匀层硅的再生速率低有关。而在营养缺乏的水体分层时期，游动细胞则可能利用其游动能力主动找合适的位置而占优势。从代谢水平上看，夏季浮游生物量的下降部分可以认为是光合作用与呼吸作用比率的下降所致。因为，营养物缺乏降低了光合作用速率，而高温提高了呼吸速率，从而导致低的净生物量。
五、藻类群落及生存对策
  藻类在海洋中的种类主要是硅藻和甲藻类群，淡水中主要是硅、甲藻、绿藻、蓝藻、金藻和黄藻的混合体，一般而言，寡营养水体中以金藻和鼓藻占优势，富营养水体中则是蓝藻和硅藻占优势。
藻类的生存对策则是由Timan基于资源竞争的理论模式来解释，Tilman模式指出了有不同营养要求的种之间的竞争和共存的一般规律。
按生物学竞争排斥原理，在某一水体最终应仅剩下一个或几个最能有效利用有限资源的种类，但实际在同一水体中可以同时有

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10～50种藻类共存，这可以有几种解释：
⑴不同藻类具有各自的营养物需求特征，不同藻类被不同营养物所限制，避免了直接竞争，使许多种类生活在一起成为可能。
⑵浮游动物的摄食增加了藻类共存的机会。摄食降低了藻细胞的总生物量，从而减缓了对营养物资源的需求强度，进而缓和了种类间竞争营养物的程度。又因为了不同的浮游动物摄食有种类和大小的选择性，通过对优势种类的摄食，可利于大多数相对劣势的种群的生存。
⑶湖泊混合层和海洋并不是均质的。在无风温和的气候条件下，光、温度、营养的垂直梯度分布提供了空间上的异质化，使得不同种类得以在各自的最适区域生长繁殖，从而使竞争降到最小。另外，藻类在生理功能上的昼夜节律也为资源的利用提出了暂时的异质化条件。
总结藻类的生物学特性，可以看出藻类的生长态势受环境的影响很大，具体包括水温、光照、地形、共存生物等等。
二、藻类生长的影响因子
在正常环境中，藻类生长多数在光和黑暗交替的条件下生活。在白天，藻类依靠体内的叶绿素a、b、c、d类胡萝卜素，藻蓝素，藻红素等光合作用色素，从H2O的光解中获得H2，还原CO2成【CH2O】n。其化学反应式为：

CO2＋H2O→【CH2O】＋O2
在光合作用中，叶绿素是将光能转变为化学能的基本物质，类胡萝卜素是辅助色素，它和叶绿素相结合，不直接参加光合反应，有捕捉光能并将光能传到叶绿素的功能，还能吸收有害光，保护叶绿素免遭破坏。
藻类进行光合作用所产生的氧气容于水或释放入大气。
藻类光反应最初的产物ATP和NADPH2不能长期储存，它们通过光周期把CO2转变为高能储存蔗糖或淀粉，用于暗周期。在夜晚，藻类利用白天合成的有机物做底物，同时利用氧进行呼吸作用，放出CO2。
⑴营养因子与藻类生长
营养因子是藻类生长和增殖的根本，藻类细胞由20多种元素组成，其中C、O、H、N、P、S、K、Mg、Ca、Na、Cl等11种元素占细胞干重或无灰分干重的0.01%以上，称为大量元素。其余的元素，如Fe、Mn、Cu、Zn、B、Si、Mo、Co等含量较低，被称为微量元素。对绝大多数水体而言，限制藻类生长的营养因子主要是氮和磷，有时CO2也会成为限制因素。
⑵氮
水环境中氮的主要来源是氮气，大气放电、光化学反应和生物固氮作用可将大气中的惰性氮转化为氮化物而进入水体。水体中的氮的形态粗略分为5种：分子氮、氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮以及有机氮化物。经过固氮、同化和脱氮等生化作用后，一部分无机氮被生产者（水生植物如藻类）合成蛋白质并通过食物链进行传递，为其他消费者所利用；而部分无机和有机氮化物被分解成游离氮在氮食物链传递的过程中，生态系统的死亡有机物包括动植物尸体和排泄物，经过微生物的分解而释放出氨基酸，再经氨化菌作用而形成氨。其中，一部分以氨盐或其硝化产物的形式被植物吸收，再次进入循环途径；而有些则通过事物的脱氮作用或直接以氨的形式返回大气。此外，生态系统中的一些动植物尸体可能被埋入地层深处或成为深水沉积物，其中的有机氮将暂时脱离循环。
氮循环中虽然部分氮经上述途径而流失，但是这种损失得到了事物固氮和高能固氮的补偿。因此，氮循环是一个相当完全的、具有自我调节和反馈机制的系统。
氮是藻类合成蛋白质、叶绿素的元素。根据实验测定和理论推算，浮游藻类细胞中的碳、氢、磷摩尔比例为106：6：1。水体中的氮包括有机态氮、氨氮、硝酸态氮、亚硝酸态氮。我国于1986～1990年期间进行的调查显示，20个大中型水库氨氮平均氨氮浓度为0.029～1.508mg/L；城市近郊小型湖泊的氨氮浓度为0.262～20.82mg/L。一般淡水藻类的固氮速率为0.025～17ug氮/光照小时。根据美国环保局1976年进行的调查，美国东部623个湖泊中有30%是氮起着限制作用。
⑵磷
磷在水体中通常以正磷酸盐的形式存在，由于岩石的风化、磷酸盐矿的溶解、土壤的淋溶和迁移以及生物转化等过程，使磷酸盐进入水体。淡水中磷的循环可归纳为7个过程：①磷从岸边通过地表径流而进入水体；②岸边的水生植物和水体中的浮游植物从水中摄取磷，并经食物链传递；③水生生物的排泄物以可溶态有机磷的形式释放磷，并在磷酸酶的作用下缓慢的转化为磷酸根而被重新利用；④动植物尸体和其他含磷的悬浮物在沉降到水底的过程中，因其有机物分解而释放磷；⑤动植物尸体和悬浮物沉积到水底；⑥当水底的沉积物处于还原条件下，磷通过扩散作用从沉积物扩散到上蹭水体中；⑦沉积物中磷酸根与铁、铝等金属作用生成难溶解的磷酸盐而储存在沉积物中，暂时退出循环。由此可见，磷循环是一个不完全的循环，尤其在自然界中，大量的磷进入海洋后沉积于深处，而重新返回的磷不足以补偿陆地和淡水水域中的损失。由于磷的不完全循环，世界上很多地区的淡水水域缺磷，以致磷成为水体初级生产力的重要限制因素，一旦大量的磷进入水体后，往往会引起浮游植物的迅猛生长而使水体呈现富营养化。
磷是核糖核酸RNA和脱氧核糖核酸DNA以及三磷酸腺（ATP）的重要元素，也是许多酶促反应的辅酶因子的组成元素，是细胞内光合磷酸化和氧化磷酸化等能量转化的关键因素。一般认为，磷是藻类生长繁殖的首要限制因子。当水环境的磷供应充足时，藻类就可以得到充分增殖。我国大中型湖泊的总磷浓度范围是0.018～0.400mg/L，城市近郊小型湖泊磷的含量范围是0.089～0.74mg/L。
⑶氮磷比
氮磷比（N/P）也是主重要的影响因素。在N、P较丰富的情况下，对光合作用最适宜的N/P是7.2。日本湖沼学者坂本曾经研究指出：当湖水的TN/TP为10：1～25：1的范围时，N/P较大时，蓝藻为优势藻种；春秋绿藻为优势藻种；弱酸性水体中，水温低时，硅藻、金藻、甲藻易占优势。
⑷碳源
碳是构成有机物的基本元素，其代谢又是生物的能源来源。因此，生物即要从环境中获得碳源的补充，又要经过各种代谢作用将其回归自然。水环境中有机物的来源有两种：一种是随地表径流以溶解态或悬浮态进入水体的外来有机物；另外更重要的一部分是水生植物通过光合作用，利用二氧化碳等无机物所合成的各种复杂有机化合物。异养生物通过食物链直接或间接利用这些有机物，将植物的有机物转化为动物有机物。水体中的动植物通过呼吸作用来产生能量以维持自身生命活动的需要，其结果是一部分有机物被破坏和分解，所产生的二氧化碳将回到环境中去，一部分将进入到再循环途径。水体中动植物的排泄物及其死亡后的生物体，在水团或底部沉积物中被微生物分解，同时释放出同化的物质，使二氧化碳又重新回到环境中，在下一次循环中被利用。水体中所自生的或外来的有机物并非全部被破坏和分解，其中一部分有机质以不同的形式脱离水体（如渔业捕捞），通过其他途径进行碳的循环；另外一些未被分解的有机物质（如木质素）沉积于水底，逐渐转化为具有地质化学特征而退出循环。
CO2是藻类进行光合作用的碳源。藻类在有光照的条件下利用水中的氢还原CO2合成有机物质，藻类生物量增加，水中CO2逐渐减少。可通过藻类利用CO2的速度来指示水体富营养化程度。日本学者提出预告水体富营养化的关系式所示：
COD（mg/L）×无机氮（mg/L）×无机磷（mg/L）÷1500
以测定和预告水体富营养化的发生和富营养化的程度。当该值﹤1，水体不能发生富营养化；当该值＝1，水体中营养增高，但富营养化不很严重；当该值﹥1，则水体氮磷含量高，可发生富营养化。该值越大，风雨衣化程度越严重。
三、生态因子与藻类生长
微生物生存的场所中，对微生物生长发育具有直接或间接影响的环境要素，成为生态因子。生态因子是藻类生长的外因。主要包括光照、温度、pH值、溶解氧、水的活度、氧化还原电位、其它生物等。
在富营养化的湖泊水库中，营养充足，藻种群由于对温度、光照等生态因子的适应，群落组成存在季节演替现象。藻种群的生长态势与生态因子之间密切相关。
⑴光照的影响
光照对藻类生长的影响主要表现在：
①        水体中藻类的生长是利用光能进行光合作用合成自身物质的。在一定范围内，光照强度增加和光照持续时间延长，藻类的生长率也增加。不同的藻需要不同的光照强度。
②        藻类在水体的垂直分布受光质和光强影响。在水体中，由于水对各种光波的吸收能力不同，不同水深具有的光波范围也不同。一般，蓝藻常集中在表层，绿藻大都分布在上层，硅藻一般在绿藻之下。另一方面，光强限制了藻类向深层分布的深度。
⑵温度的影响
绝大多数藻类是中温性的。温度对藻类的生命活动有重要的影响，一面通过控制光合作用或呼吸作用强度，直接影响藻类的增殖。另一方面，可通过控制水体中各类营养物的溶解度、离解度或分解率等理化过程间接影响藻类的生长。
温度对藻类在水体中的分布和数量也起一定的作用。在风力比较小和水体比较平静的状态，温度沿水体深度分布存在着温跃现象，水体呈现分层，垂直方向的传质受到限制。水体的分层会加速藻类的繁殖生长。
⑶pH值的影响
水体pH值的影响主要表现在：引起细胞膜电荷的变化，从而影响营养物的吸收；影响代谢过程中酶的活性；影响生长环境中营养物的溶解度、离解度或分解率等理化过程，从而改变营养物质的供给。
  天然水体中pH值主要取决于游离CO2的含量及碳酸平衡：
CO2（溶解于水中）＋H2O＝HCO3－＋H＋＝CO32－＋2H＋
水体中的pH值由于藻、菌的作用，昼夜变化，也随季节变化和生物的垂直分布而变化。
藻类生活的最适宜pH值为范围为6.5～7.5，可以生长的范围在4～10，多数蓝藻最适合生长在弱碱性条件下。
四、地形因子与藻类生长
影响富营养化的地形因子主要有面积、水力停留时间、容积、水深、岸线系数等因素，富营养化易发生在水流比较缓慢、水深比较浅（一般小于4米）、相对封闭的水域。这类湖泊利于光照、温度向水体内部的透入，有助于水体迅速增温，光线充足，水压较小，有较大的浅水区，低泥距离水面近，有利于营养物的释放，因此藻类容易大量繁殖，形成富营养化现象。
  另外，湖泊水域的封闭度是衡量湖泊生态条件优劣的重要标志之一。封闭度愈大，愈不利于交换，愈有利营养物质在湖泊水体内的滞留和积累，从而为生物生产提供了良好的条件。



富营养化对供水安全的影响
湖泊水库作为我国重要的给水水源，水体富营养化对供水安全带来的影响主要表现在水厂运行、饮用水水质、管网、与管网水质三方面。
一、        对水厂的不利影响
由于水中微小藻类不易在混凝沉淀构成中去除，含有大量藻类的沉淀水进入滤池时，常常使得滤池较早堵塞，使滤池运行周期缩短，反冲水量增加，严重时可能导致水厂停产。
   另一方面，水中大量藻类、有机物和氨氮的存在，使得混凝剂和消毒剂用量大大增加。这是因为：天然有机物所含羟基和酚基，使得有机物所具有的负电荷是黏土矿物颗粒阳离子交换容量的几十倍，因而使混凝剂消耗量增加。同时，有机物和氨氮与氯反应，投加量大大增加，不仅使制水成本提高，更增加了水中消毒副产物的含量，降低了饮水安全。
  富营养化水体在缺氧时产生大量的硫化氢、甲烷和氨等，更增加了水处理的技术难度。
二、        对水质的不利影响
在富营养化的湖泊水体中，藻类大量繁殖，引起不同的腥味异臭。藻类产生的臭味用常规处理工艺很难去除，使城市供水出现不愉快气味，大大影响了供水质量。
某些藻类在一定的环境下会产生对健康有害的毒素。例如，蓝藻门的不定腔球藻、铜绿微囊藻、水华鱼腥藻等分泌肝毒素、神经毒素等有毒物质。动物饮用含有藻毒素的水可能死亡。目前淡水水华毒素已经引起了供水行业的高度重视。藻毒素：是由水华水体中有毒藻类产生的一类多肽类毒素，其中微囊藻毒素LR和YR型异构体(Microcystin . MC-LR . MC-YR)是其主要毒性成分,藻毒素急性毒性实验表明,藻毒素可以引起充血肿胀,病理学观察显示肝脏严重淤血、出血和片状坏死，表明肝脏是藻毒素的靶器官。藻毒素具有促进肝细胞增生的功能，藻毒素单独作用不能激活GSTPi基因的表达，但能促进已启动的GSTPi基因表达增加，对肝癌的发生具有促进作用。虽然生长期的藻细胞也能主动释放毒素（40%），但大部分的毒素是在细胞衰老和死亡时释放（60—80%）。（国标 0.001mg/L）
藻类大量繁殖，在新陈代谢、细胞分解过程会分泌有机物，其残骸在腐烂、降解过程中也产生有机物，这些有机物很多属于Ames试验氯化致突前体物。有报道指出藻类有机物可与氯反应生成三氯甲烷，这些都是使得饮用水的致突变性提高。

梦岩

三、        对管网和管网水质的不利影响
穿透滤池进入管网的藻类以及残留在水中的生物及可同化有机物（AOC）可促进细菌在管网的生长，甚至可能生成较大有机体，严重时可堵塞水表、水龙头等。
此外，水中腐殖酸、富里酸和水中的无机颗粒结合形成的细微颗粒，在管道流速较小的地方沉淀下来成为管垢，在较厚的地方因厌氧而发生腐殖质的腐化和垢下腐蚀，影响管网水质并增加动力消耗。同时溶入水中的铁和重金属离子也进一步恶化了管网水质。



藻类的控制与去除
在相对封闭的水域，如湖泊、水库、储水池等，由于受到污染而发生富营养化，水中藻类等浮游植物会增殖剧烈，因此，消除藻类对城市供水水质的影响，关键要限制水体的营养盐含量。
生物控制是绿色的控藻技术。中国科学院水生所通过在东胡放养鲢、鳙鱼，使其14年未再爆发水华。此外，还可利用藻类病原菌、藻类病毒以致藻类繁殖。
清除低泥是彻底的去除内源性营养盐的方法，但也具有风险，因为低泥中的污染物会重新进入水体，宜采取有效的防范措施。
解层技术是常用的物理方法，即人为地使水体水层混合，消除热分层及由此引起的利于藻类繁殖的条件。英国在一些面积大于1Km2和水深大于10m的水库中应用暴气或推流系统来防止水库热的分层，但对水深小于10m的水库，则因水浅而难于使用暴气系统。
投加硫酸铜是应用最多的化学方法，但是硫酸铜的投加量较大，须保证浓度1.0mg/L以上才能有效控制藻类生长，会使水中铜盐浓度上升。铝盐、铁盐、钙盐都是有效的营养物钝化剂，它们可以沉淀水体中的氮和磷，在美国许多湖泊水库的应用中，成功地去除了藻类和其他水生植物。改变水体的pH值，向水中投加石灰提高pH值，有助于以致藻类的生长。
美国有一种产品称为Aquamats，具有很强的摄取氮磷等营养物质的能力，将此产品置于水体中，它们抢先摄取氮磷等营养物质，光合作用之后可产生鱼类和其他水生生物的食物，藻类得不到足够的营养物，其生长受到限制，其作用相当于一人工湿地。
当水中藻类随取水进入水厂，则需在水厂采取杀藻除藻措施。
预氧化杀藻是常用的一项除藻技术。常用的预氧化剂有氯、二氧化氯、臭氧、过氧化氢以及高锰酸钾及复合剂。氯预氧化杀藻效果也好，但会产生大量氯化消毒副产物，其中大多数对人体有害，所以，现在愈来愈多地被其他预氧化剂代替。
臭氧预氧化杀藻效果也好，但有人认为。臭氧化可能将大有机物分解成分之较小的中间产物，这些中间产物，可能存在毒性物质或突变物质，或者有些中间产物与氯作用后致突变反而增强。当水中的溴离子时，臭氧易于与溴离子反应生成溴酸根（BrO3ˉ），致癌作用很强。美国对BrO3ˉ的限制为0.01mg/L。另外，臭氧生产设备较复杂、投资较大，电耗也高，当水质变化时，调节投加量比较困难。臭氧在水中溶解度低，尾气处理不当会形成空气污染。
二氧化氯（ClO2）预氧化杀藻效果也很好，且不会产生氯化消毒副产物，不过ClO2消毒或作为氧化剂存在以下问题值得重视：ClO2本身和副产物ClO2ˉ对人体血细胞有损害。毒理学研究表明，二氧化氯是一种有毒化合物，对肝功能、血液、中枢神经有一定影响；二氧化氯的副产物主要是ClO2ˉ和ClO3ˉ，这些副产物对人体产生一定的危害，可能会抑制人体甲状腺素的分泌，引起胎儿小脑重量下降，神经行为作用迟缓和细胞数下降等，所以采用二氧化氯消毒应严格控制管网水中ClO2ˉ不得超过0.2mg/L。在我国生活饮用水水质新标准中，不得超过0.8mg。L。
此外，由于制取ClO2的NaClO2的价格很高，约为CL2的10倍，这也限制了ClO2消毒在我国的广泛使用。
由于ClO2氧化时向ClO2ˉ和ClO3ˉ的转化率为70%，所以ClO2投加量不宜超过1mg/L，这个投加量对含藻量高的水是不够的，所以限制了二氧化氯用作预氧化剂的使用。（在欧美有一些国家严格控制投加量。）
高锰酸钾预氧化杀藻，由于其氧化能力较弱，杀藻效果不如前几种预氧化剂。但是，上述几种氧化剂杀藻时会导致藻细胞的破坏，使水中臭味物质以及藻毒素含量增大，造成二次污染。高锰酸钾杀藻时藻细胞内溶物基本不外泄。此外，高锰酸钾预氧化迄今尚未发现对人体有害的氧化副产物，所以是比绿、臭氧和二氧化氯更安全的杀藻剂。高锰酸盐复合剂（PPC）由于主、辅剂的相互协同效应，使其杀藻效果显著提高。
混凝是城市水厂净水工艺不可缺少的主要单元，也是除藻的主要方法，由于藻类细胞一般都带负电，在水中投加混凝剂以中和藻类表面的负电，使之脱稳而沉淀。对于低浊度的含藻水，由于水中泥沙颗粒较少，混凝生成的絮体密度较低，故沉速较慢。为了加快固液分离，可以采用污泥回流的方法，以强化絮凝反应，生成更粗大更密实的絮体；还可以向水中投加有机高分子助凝剂，提高絮凝沉淀效果；还可以向水中投加细纱，以加大絮体密度，提高絮体沉淀速度，等等。
采用气浮的方法，使微细气泡黏附在絮体表面，借助气泡上浮的作用，使絮体快速上浮而分离除去，所以气浮是一种高效处理含藻水的技术。但是，气浮产生的浮渣的处理比较难，是有待解决的问题。
微滤机是一种物理除藻方法。用极细孔径的网筛过滤含藻水，可将水中部分藻类去除截留。微滤机除藻在我国很少使用。
膜滤除藻也是一种物理除藻方法。使水通过微滤膜超滤膜，可将水中藻类几乎全部除去，但要防止藻对滤膜的污染。
高锰酸钾及其复合剂（PPC）即是预氧化杀藻剂，也是助凝剂和助滤剂，能显著提高混凝除藻效果。将高锰酸盐复合药剂除藻实验结果与生产上预氯化的藻类去除滤比较，对于相同的原水水质，用预氯化方法，PAC的投加量90mg/L，加氯量14mg/L，沉后水除藻率达到70%左右；而投加PPC1mg/L和PAC40mg/L时，即能达到沉后水藻类去除滤97%的效果。

梦岩

死藻可以通过两个途径引起异臭和异味。其一，死亡藻类细胞的解体，使得细胞内物质进人水中，释放出臭味化合物;其二，死藻可作为放线菌等细菌的食物，放线菌可产生臭味化合物。据有关资料报道。腐烂的蓝绿藻可以产生各种各样的臭味硫化物，包括甲烷硫醇、异丁硫醇、n—丁基硫醇、二甲基硫醚、三硫酸二甲脂。活藻会释放代谢物.当藻腐烂时，藻的产物就会释放出来。许多产物会引臭味，特别是蓝绿藻产生的酚类化合物。但不是所有的产物都会引起臭味，根据Slater和Block通过对某河水的评价指出，蓝绿藻产生挥发性化合物，其中许多会引起臭味。而某水库藻类的优势菌种正为蓝绿藻。

水君子

说得对,藻类生长只要条件达到就会有,难去除.以藻治藻想法好，能治理太湖的藻类吗 ？

梦岩

藻类对城市给水处理的影响及可能采取的对策
天津自来水集团有限公司　　王宝林　　钟惠芳
【摘要】本文研讨对藻类滋生拟采取的对策，全文包含下列五方面1)藻类滋生的条件;(2)藻类对源水水质的影响;(3)含藻源水对水质净化的影响;(4)1997年引滦水藻类爆发的原因;(5)对高含藻水的处理方法
【关键词】藻类pH值富营养化浑浊度耗氧量
    自1997年7月中旬以来，由于多种因素的综合作用，致使引滦系统的源水出现从未有过的藻类爆发，给自来水的工艺处理带来极大的困难，也使出厂水水质下降。
1藻类滋生的条件
    藻类是水环境中的自养微生物，即吸收水体中的无机元素转化为自身有机体。能生活在各种环境之中，适应性极强，因而它们的分布非常广泛，各种水体均可成藻类的主要生活区域。
    藻类是一种低等植物，种类很多，有单细胞，也有多细胞的，主要有:蓝藻、绿藻、硅藻、褐藻和金藻等。一个水体中可以有上百种藻类生存，只是由于环境条件不同出现的优势种属不同。如在水体受污染富营养化时，水体中出现的藻类就以蓝藻和绿藻为主。我公司早在1992年对于桥水库引滦水进行研究时即已发现8门101种藻类，其中绿藻占48. 5 %，蓝藻占13.9%，硅藻占24. 800。今年滦河水经检验优势种属为绿藻门的盘星藻、栅藻、纤维藻和蓝藻门的微囊藻。
    藻类的生长受环境因素的影响和制约，主要是:
1. 1光
    光是藻类进行光合作用的能源，而光的主要来源是太阳，太阳光有着明显的时、空变化，因而夏季水体中藻类含量较多。如能遮断阳光，可以抑制藻类的繁殖。在城市给水处理的实践中，曾见在调节水池表面撒碳末，形成遮光的飘浮层以抑制藻类生长的报道。另外在南方一些水处理构筑物中，如斜管沉淀池、室外滤池也有采取遮光措施的，其目的都在王光的照射，从而控制藻类繁殖。
1. 2温度
    水温既影响藻类的生长和呼吸速率，又会影响氧的溶解度。
    不同藻类对温度的反应是不同的。在每一个温度范围内，都能找到优势种属，即某些物定的藻。藻类对温度范围有特异性。当温度起变化时，原占优势的种类将逐渐衰败，代之以新的种属群类成为优势种类，在温带水体内，夏季和春秋季，群落之间有明显的区别。滦河水各季均可发现藻类，各季节种类和数量各有不同，低温季节是硅藻，早春水位回升时期是金藻繁殖极盛期。
1. 3  pH值
    藻类在pH=4～6之间可以生长，但最适宜的pH值是中性区域，即pH=6～8。更重要的是藻类高发期由于生物化学作用可以改变水中的pH值。
1. 4营养物质
    藻类为自养生物，它的生长需要无机营养元素，包括两大类，即微量元素和大量元素，所需要的微量元素为:锰、硫、氯、铁、铜和其它许多金属元素，这些元素在水体都存在。所需要的大量元素为:碳、磷、氮、氢、氧，其中炭素营养主要由水中的二氧化碳提供，磷素营养主要来自磷酸盐，氮素营养主要来自水中的氨类和亚硝酸盐、硝酸盐，而氢和氧则可由水提供。限制藻类生长的主要因素是氮元素和磷元素，它决定了藻类和生存量，其中，受磷的影响更为突出。
    当水体中富含磷酸盐和某种形式的氮素营养时，就足以促使水中的藻类过量生长，即形成水体的富营氧化。藻类和随之而来的厌养微生物，代谢活动会耗尽水中的氧，使水体变质。判断一个水体是否富营养化是以水中氨氮含量和磷酸盐含量来作为标准，各国各地针对不同情况有许多差异，检验项目的多少孔不尽相同，有的标准把藻类种属和数量也作为衡量水体是否富营养化标准。1992年我公司工程技术人员对当时的于桥水库水体进行研究时，用多种不同方法和标准相比较后认为，当时的于桥水库水接近于富营养化。富营养状态，指标与水质参数的关系以百分评价，于桥水库的评分位置处于中下。
2藻类对源水水质的影响
2. 1下层水体缺氧，底泥营养物质释放，形成富营养化的恶性循环
    表层藻类可以获得充足的阳光进行光合作用，而释放氧气。因而表层水中有充足的溶解氧，有资料报道表层水中溶解氧甚至可以达到饱和程度。深层水则不同，表层分布的大量藻类使阳光难以透进入深层，藻类减少，溶解氧亦减少，而藻类死亡之后，不断向水体底部沉积。这些有机体腐化分解要消耗氧，生成二氧化磷，蛋白质、氨氮，使得氮、磷等元素重新向水体释放，水体底部呈缺氧或无氧状态，厌养生物大量繁殖形成还原生物化学环境，使大量铁、锰、氨、磷及二氧化硫等溶于水中，造成水质恶化。同时，水中氮、磷的增加又使表层藻类获得营养源，使水中藻类疯张、爆发，形成富营养化的恶性循环，恶化源水水质。
2.2对浑浊度的影响
    高藻期湖泊水的浑浊度主要由藻类浊质造成，含藻量愈大，浑浊度随之也愈大。藻类浊质的电动电位(动率比以粘土、泥沙为主的源水要高，因此用来中和其带电离子数要多，即在水中处理中混凝剂的投量要加大，而絮凝体的强度和粘结力却较低，这就意味着形成的絮体轻，不稳定，不易沉淀，且浊质极易穿透滤池滤料，造成出水浊度增高。
2. 3对源水耗氧量的影响
    由于水体受到污染，藻类高发，水中有机物含量增大，则耗氧量必定增大，高藻期的耗氧量最大可为低藻期的4倍。滦河水正常耗氧量为3～4mg/L，今年藻类高发期检测出来的最高值曾达12mg/L，一般也约在7一9mg/L 。
2. 4色度和异臭
    水中大量藻类与其它微生物经药剂灭活后的残骸所形成的腐植质，使水的色度增加，并产生令人厌恶的嗅味。1996年引滦水藻类高发曾引发居民大量反映:自来水水质发黄和霉臭味。
2. 5对源水pH值和碱度的影响
    由于藻类进行光合作用消耗大量的二氧化碳，导致水中的碳酸盐平衡被破坏，碱度下降，pH值升高，反应式如下:
6C02＋2H20＝光叶绿素C6H1206 ＋602↑
碳酸根、重碳酸根平衡破坏，造成如下反应:
HC03ˉ＝CO32一+H2O+CO2↑
CO32一+2H20=HCO3ˉ +0H-
    藻类光合作用强弱取决于光照条件、光照时间以及藻类分布密度，因而在光照长的夏季和秋季藻类最盛，水中pH值变化尤为突出，所以有的水司将pH值变化作为藻类高发的一个指示指标，无锡水司曾检测出pH值高达9. 2。且昼夜pH值变化。
1996年天津地区碰到有记录以来的最高气温达39. 9℃，引滦水的水温达到30 ℃，而且整个夏季晴多雨少，造成藻类爆发，我公司检出的pH值最高达9. 1，水体中碱度长时间低迷在90 ～1 00mg /L ,而正常情况下应为120mg/L～140mg/L o
3含藻源水对水质净化的影响
3. 1引起混凝剂投量的增加   
a.藻类浊质与电位高于泥沙、粘土型浊质，要有较多的正电荷才能使之脱稳、聚沉。需要增加药剂量才能满足胶体脱稳要求。
    b.由于高含藻pH值高，影响混凝剂水解成高电荷的单经基单核络合物。
    铁盐溶于水中，由于是无机盐类立即离解出三价铁离子，但这种铁离子并非以裸露的简单离子存在，而是形成结合6个配位水分子的水合铁离子[Fe (H2O)6]3+，这种水含铁离子带3个正电荷，是压缩胶体双层所需要的。在高pH值环境条件下，逐步水解形成单经基单核合物、双经基单络合物、三经基单核张合物，水合铁离子的配位水分子逐步失去H，而是络合物电荷数降低。形成难以达到吸附架桥作用。反应式如下:
    FeCL3溶于水形成水合铁离子:
FeCL3＋6H20= [Fe(H2O)6]3++3CL-
    水合离子中的配位水分子逐步失去H形成经基络合物:
[Fe(H2O)6]3+=[Fe(OH)(H2O)5]2++H30+
[Fe(OH)(H2O5)]2++H2O＝[Fe(OH) (H2O)4]++H30+
[Fe(OH) (H204)]++H2O＝[Fe(OH)(H2O)3]↓+H30+
    由于水中[OH-〕升高使得上述方程式向右移动，最终形成无混凝作用的中性氢氧化铁沉淀物。较好的混凝效果的pH值应在6. 0～8. 4之间。由于藻类高发，许多混凝剂用来中和水中的OH根，造成药剂的浪费。
    引滦水正常投药量一般在10～15mg/L,1996年由于藻类高发，投药量是正常投量的数倍，最高值达70mg/L，至今投药量仍高居不下，按药剂成本考虑，芷常年份，在高峰供水时药剂费一般在30万元/月，1996年高达近200万元/月，这样造成年制水总成本大幅度提高，使企业受损失400万元以上。
3. 2引起投氯量增加
    a.由于源水藻类高发，藻类灭活必然要多消耗氯量。
    b.水体污染，氨态氧较高时，中和氨氯必然又进一步增高氯量，一般折点加氯，氯量应是氨量的8～10倍投量，中和氨氯必然又进一步增高氯量，一般折点加氯，氯量应是氨量的8～10倍投量，中和0. 2mg/L的氨氮，至少要消耗1. 6mg/L氯量。    。.水体中还原物质较多，亦增加耗氯量。
    藻类高发时，当灭活藻类的尸骸进入滤池后，缩短了滤池的运行周期，少产水。由于滤池被过早地堵塞，必然要洗池，使功能恢复，又增加了自用水量，从而使整个水厂生产能力下降。
4  1997年引滦水藻类爆发的原因
4. 1地理环境条件的影响因紊
    水体中生物种群与水环境密切相关，是一个统一整体，于桥水库地处燕山余脉，洲河盆地，地势平缓，库区水深一般为4m左右，沿岸很大区域浅水水深不足2m，只有洲河老河道地方偶见12m，是属浅型平原水库，光照条件好，表层水易于循环，水温变化快，相对库容积小，水力负荷系数低，为藻类生长提供了良好的地理条件。尔王庄水库情况与于桥水库相似，都利于藻类生长。
4. 2污染因素和营养质的蒸发浓缩
    水库的流域面积大，地表径流充足，水体营养盐来源丰富，使水库内逐渐富营养化，1996年为丰水年，从大黑汀向于桥水库引水量很少，(这也有经济利益的驱动因素)仅在5月份引水1. 5亿m3。由于蒸发、使用，逐步使营养物质富集，为藻类高发提供了物质条件。
4. 3调度运行上的问题
    今年遵循去年雨期防汛的目的，采用水库低水位运行，7月初水库水位基本放空，还剩8000万m3。使水库水位很浅，易于接受日照并使水温升高，水厂检测出的最高水温已达30 ℃o
4. 4今年的高温少雨气候
    1996年夏季天津地区创历史最高气温达39.9℃，为历史最高气温，相对湿度8月31日达到历史最高水平95%。干旱少雨，雨季降雨量仅为常年降雨量的2/5～3/5，长时间的高气温，高日照为藻类爆发提供充足的日照和水温条件。
    以上几种条件的最不利组合，造成今年于桥水库藻类高发。
5对高含藻水的处理方法
近年来全国由于工业生产和城市规模的发展，城镇供水量不断加大，以引滦工程为始，长距离引水库做水源的城市，越来越多，而水体的污染也有进一步发展的趋势。昔日多危害长江以南地区的藻类，也逐渐北移，今年引滦水的藻类异常增长也是一个信号，微污染水的处理也作为一个课题正在工程研究部门展开。到目前为止，已研究多种处理含藻水的方法，简单介绍几种:
5. 1增加混凝剂投量
    此种方法最简单，但经济上不合理。如有资料报道太湖水在藻类高发时，混凝剂投量增达70mg/L～80mg/L。此方法是多在藻类偶发时采用的权宜之计。
5.2预氯处理
    就是在混凝前提前投加氯来进行藻类灭活。此种方法至少要改变投氯点，以保证氯与藻类充分接触，保证杀藻时间。在有条件的水厂当前仍不失为一种简易可行的方法。
5. 3投加硫酸铜灭藻
    这是一种早已被认同的手段，但由于铜离子毒性，对投量要较严格控制，并且要有适当的投加设施，制水成本也相应有所提高。
5. 4改变混凝剂药剂品种除藻
    使用铝盐地区多在藻类高发期改用铁盐或铁铝复盐(含聚合铁、聚合铝铁等)，均取得一定的效果。近年来使用有机混凝剂处理含藻水呼声日高，其中有聚丙烯酞胺、CF复合聚氯化铝、聚二甲基二烯丙基氯化按等，有机絮凝剂在做除藻试验时均取得一定的效果，有的效果还十分令人满意，由于我国未对各种有机混凝剂做出毒理学方面的标准和规定，一般是慎重采用的。我认为在短时间的高发期，适当低投量的使用，也不失为一种好的应急措施。
5.5应用微滤机
    在国内试验是成功的，除藻效果可达70%以上，但单台机器处理水量太少，约1～2万t/h，大型水厂应用受到限制，对于小水厂来讲仍不失为一种合适的选择。
5.6应用气浮池
    气浮池处理含藻水是一种经济合理的工艺方法，除藻效果也较高，国内外气浮池的应用比较多，且适应于大型水厂，但不能做应急措施来使用，必须是水厂建设时即考虑此问题，另外成问题的是浮渣必须处理，不能向沉淀池排泥那样排入水体。
    另外还有投加石灰、泥土、活性炭，使用活化硅酸助凝法等。都有不同的效果。

梦岩

饮用水水源藻类生长规律及去除方法
朱建文h2，张珍1’3，吴燕君1，徐新华1，汪大犟1
(1．浙江大学环境工程系，浙江杭州310027；2．杭州市水业集团有限公司，浙江杭州310007；
3．台州学院生命科学学院，浙江台州317000)
摘要：通过对杭州饮用水水源地藻类的连续跟踪监测，发现藻类的生长与温度有很大的关系，持续的高温更容易引起藻类的疯长，当水库表面的温度从33．9℃下降到27．2℃，藻密度也从4 000万个／L下降到了480万个／L．一般情况下，1．5 m深处藻类的密度为表层藻类密度的三分之二，而总氮、总磷是藻类生长的重要因素．总结了目前常用的给水处理中藻类的去除方法，通过提高混凝剂投加量和加氯量等强化常规工艺进行除藻，取得了不错的效果，总去除效率达到95％左右．
关键词：藻类；处理；饮用水
前言
由于大量污水和废水的排入，使城市供水中大部分水源水体遭受不同程度的污染，从而对城市供水造成不良影响，导致水体富营养化，而富营养化最明显的特征就是藻类的过度繁殖，给城市供水工程带来很大影响．近年来，藻类污染已成为一个全球性的问题．藻类对水质造成的不良后果主要表现是散发恶臭气味；某些藻类在一点光条件下产生藻毒素，直接危害人体及生物健康；堵塞滤池，提高经营成本等．
近年来，我国五大淡水湖泊巢湖、鄱阳湖、武汉东湖、昆明滇池、太湖的富营养化日趋严重；对长江、松花江、黄浦江等河流的调查亦发现大量藻类繁殖．汉江近年曾发生过几次严重的水华，影响水域绵延数百公里．2007年5月底发生在江苏省无锡市的居民用水给水危机，就是由太湖和梅梁湖蓝藻数量迅速增加所造成的．目前，我国许多城市的供水都是以湖泊、河流为水源，这些水体都不同程度地受到了藻类的污染．
鉴于藻类在城市给水中的重要作用，本文根据对杭州市水源地藻类的跟踪监测，初步掌握了藻类的生长规律，为藻类发生的预防及去除提供有效保障．
藻类是一种低等的，含有叶绿素的植物，包括用肉眼看得见的和用显微镜才能看得见的微小藻类．
对给水处理工艺构成影响的主要有蓝藻门、绿藻门、硅藻类、黄藻类等．藻类一般带负电，所以含藻水混凝困难，不易形成良好的絮体，且因密度低，沉淀效果较差，此外，会粘附在滤料表面，缩短滤池过滤周期．由于尺寸很小，还可穿透滤池，进入给水管网，影响管网水质．同时，藻类在代谢过程中产生多种臭味，使水难以饮用，在消毒过程中能与氯作用，形成三卤甲烷等多种有害副产物，是典型的氯化消毒副产物前驱物质．另外，蓝、绿藻含有毒素，并且会分泌黏液，造成配水管网中出现后絮凝现象，其分泌物又可能转化为三卤甲烷母体，是水处理中较难去除的藻类，也是多数富营养化水体中主要生长的藻类．因此，控制与去除水中藻类具有重要的意义，也是目前给水处理领域关注的问题．
1藻类生长规律
2004年春夏季节，杭州地区水源藻类大量爆发，集中选取了8月份一个月的时间，对杭州市饮用水水源藻类进行了跟踪监测，掌握其生长规律，为进一步控藻提供科学依据．
1．1温度与藻类生长的关系
钱塘江及水库水温变化与藻类生长的关系见图1和图2，从图中可以看到，不管是水库还是钱塘江，藻类的生长与温度有很大的关系，持续的高温更容易引起藻类的疯长，当水库表面的温度从33．9℃下降到27．2℃，藻密度也从4 000万个／L下降到了480万个／I。，这也可以解释藻类过度繁殖问题为什么大多发生在温度比较高的夏季．从所收集的资料来看，基本可以判定，当日最高水温低于29℃时，藻密度在1 000万个／L以下．


1．2水深与藻类生长的关系
水深与藻类生长的关系见图3，水库表层与1．5m深处的藻密度从目前检测的数据来看，一般情况下，1．5 m深处藻类的密度为表层藻类密度的三分之二，但也有特例，比如水流状态等可能导致藻密度的瞬时变化．温度高时，两者的差距就大，温度低时差距比较小，两者温度差值为2．2℃时，藻密度相差5 000万个／L．因此，如果有可能，在藻类高发期适当降低取水口的位置，也不失为一种降低藻类影响的好方法．

1．3 TN、TP与藻类生长的关系
总氮、总磷往往是藻类生长的一个重要因素，但据观察，其对藻类的影响并不是很明显，这可能是因为1．32 mg/L的最低TN浓度和0．089 mg/L的TP浓度已经能够满足藻类生长的需要(见图4，图5)，同时藻类的爆发往往需要一个过程，高浓度的氮、磷是藻类爆发的因素，但藻密度大的时候氮磷不一定为最高值，有一个时间差的问题．另外，磷比氮对藻类的


2给水处理中藻类的去除
目前给水处理中主要的除藻技术有物理法、化学法及生物法．常用的物理法有微滤机法、气浮法、直接过滤法等，除藻率一般在30％～90％．化学除藻是不改变现有水厂的工作流程，不需增加大型设备和构筑物，且经济有效、简便易行的除藻方法．常用的去除剂有氯、二氧化氯、臭氧等．近年来，我国还进行了高锰酸盐和高铁酸盐的复合药剂除藻研究，结果表明两者均能显著提高除藻效果，而且见效快、无残留毒性、不造成二次污染．饮用水生物处理除藻1971年始于日本，它是利用附着在载体表面上的生物膜使水中的藻类被吸附、分解氧化，有些藻类还会被生物膜上原生动物和后生动物所捕食，而且该法对藻毒素也有很好的去除效果。
根据杭州市的实际情况，选择了通过加强常规工艺进行除藻的实践，在几个水厂将混凝剂的投加量由常规的10 mg/L叫最大提高到20 mg/L，同时将加氯量由常规的2．2 mg/L左右提高到4 mg/L，均取得了不错的除藻效果，藻类的总去除效率达到95％左右，如表1所示．

3 结论
藻类的大量繁殖能产生“水华”，改变水的PH值、颜色、浊度、气味、味道和毒性，从而降低了水的质量，影响了水的使用价值，因此必须对藻类进行控制．通过跟踪监测发现藻类的生长与水温有很大的关系，持续的高温更容易引起藻类的疯长，深处藻类的密度比表层藻类密度要低，而营养物质总氮、总磷是藻类生长的一个重要因素．
通过对各种除藻方法的研究，根据实际情况，在藻类爆发期，采用加强常规工艺除藻的方法，增加混凝剂和氯的投加量，取得了不错的效果，比一般报道的去除效果要好，说明常规工艺对藻类的去除率可达80％以上．同时增加备用的活性炭投加设施，在藻类产生臭味的情况下使用．然而，藻类问题的最终解决方法还是要靠保护水源，防止污染来解决．