[发明专利]一种小型水体水华生态防治的器具及制备方法

说明书

技术领域

本发明属于水环境治理及生态修复技术领域，更具体涉及一种小型水体(池塘、城市人工景观水体)水华生态防治器具，同时还涉及一种小型水体水华生态防治器具的制备方法。本发明适用于小型富营养化水体中水华的生态控制以及水体的生态修复。

背景技术

水体富营养化是当前世界水环境的普遍性问题。经济的快速增长给各种天然水体带来沉重的负荷，在外来物质和内源污染的综合作用下，水体中营养盐过剩，结果导致水体处于富营养化状态。日趋严重的水体富营养化导致藻类异常增殖，水华频繁出现，影响水体功能和水生生态系统的结构。此外，一些水华藻类会释放藻毒素，藻毒素通过食物链的传递影响人类和其他动物的生理健康。对于小型水体，因其水量较少(平均深度不超过3m，面积几十至几百平方米)，相对封闭，生态群落较为简单而导致其水体自净能力较弱，更易遭受浮游藻类爆发所带来的危害。水体富营养化所导致的水华实质上是生态系统退化问题，应该以生态的理念、思路、方法来探索治理水域污染的新途径。

富营养化水体中浮游藻类的过量增殖危害巨大，因此如何有效地控制水华藻类是人们一直关注的课题。迄今，水体中抑制藻类生长的方法主要有物理法、化学法、动物捕食法等技术。化学技术是通过化学药剂(统称杀藻剂)来控制水中藻类的繁殖，常见的杀藻剂有硫酸铜和有机农药等。化学除藻技术虽能立竿见影，但它不可避免的破坏生态平衡并造成二次污染。物理除藻技术和传统的生物捕食除藻则存在着操作时间长、难度大、费用高和不易控制等缺点，因而限制了它们的推广应用。近十年来，人们通过对水生植物次生代谢产物的研究揭示出水生植物的化感抑藻效应，从而为寻找生态方法治理水华提供了新的思路。

化感作用即广泛存在于生物之间的化学作用关系，也就是通常所说的相生相克作用。化感生物通过合成并释放对目标生物具有强大生理调节活性的化学物质，影响目标生物的生长、发育和繁殖。水生或陆生植物化感抑藻是防治富营养化水体中浮游藻类过度增殖的一种生物手段。近年来，利用水生植物来控制富营养化水体中有害藻类的爆发性繁殖已经成为该领域的热点和前沿。抑藻水生植物普遍存在于自然水体中，容易栽种或移植，其释放的化感物质多为次生代谢产物，能在自然条件下短期降解。利用水生植物化感抑藻具有生态危险性低，副作用小和抑制效果明显等优点。众多研究表明，沉水植物中的穗状狐尾藻、金鱼藻等；挺水植物中的石菖蒲、芦苇等；浮水植物中的凤眼莲、满江红等；陆生植物中的大麦秸秆、黑麦草等都能对不同的浮游藻类产生显著的抑制效果。

目前该领域的研究多集中于活体水生植物化感抑藻的实验室研究，而对收获后的干燥水生植物体进行水华防治实践却少见报道。与活体植物相比，干燥植物体在储存、运输、处理和使用等方面具有优势，且一些干燥植物体如大麦、水稻和玉米的秸秆均具有很强的抑藻能力，其中将大麦秸秆直接投入水体中抑制藻类的方法，已被应用于生态修复工程。利用干燥植物体进行浮游藻类控制具有以下优点：①作用对象范围广，效果显著。目前发现多种水生陆生植物能够对多种水华藻类产生抑制效果，对有毒蓝藻的抑制效果最佳。②安全性高，滞后效应小。大多数化感物质为植物所产生的次生代谢产物，在自然水体中容易降解，可为水生无脊椎动物及鱼类安全食用，对其他大型藻无危害，因此对水体自然生物群落几乎不产生影响，不会给生态环境带来过重的负面压力和影响。③经济成本低廉。具有化感抑藻能力的植物来源广泛，容易获得，且无能耗无需看护，可降低环境治理的费用。④实际操作简易可行。向目标水体中投放干燥植物体简单易行，无需专业技术人员便可施工，利于普及，各地区均可推广使用。⑤对于水体水质有明显促进作用，可有效提高水体透明度。

菖蒲(Acorus calamus)是天南星科多年生挺水草本植物，在我国南北各省均有分布，常见于浅水池塘、水沟及溪涧湿地处。研究发现，菖蒲在活体状态和干燥植物体状态下能够对铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)、水华鱼腥藻(Anabaena flos-aquae)和斜生栅藻(Scendesmus obliquus)等水华藻类产生化感抑制作用，表现出较佳的水华防治能力。因此，可开发利用菖蒲干燥植物体进行富营养化水体的生态修复，旨在为小型水体中水华的生态防治提供新思路。