韩锡锡;李琴;曹婧;于文涛;鞠莲
【摘 要】文章综述目前赤潮治理的主要方法,其中物理法重点介绍机械搅动法、超声波法、吸附法和气浮法,化学法重点介绍无机药剂法、有机药剂法和胶体絮凝沉淀法,生物法主要介绍引入赤潮藻类生物天敌、微生物技术和化感技术,分析各自优势和不足,采用微生物技术和化感技术具有重要意义和发展前景. 【期刊名称】《海洋开发与管理》
【年(卷),期】2018(035)004
【总页数】5页(P76-80)
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【关键词】赤潮;海洋环境;防灾减灾;微生物技术;化感技术
【作 者】韩锡锡;李琴;曹婧;于文涛;鞠莲
【作者单位】国家海洋局北海环境监测中心 青岛 266033;山东省海洋生态环境与防灾减灾重点实验室 青岛 266033;国家海洋局北海环境监测中心 青岛 266033;山东省海洋生态环境与防灾减灾重点实验室 青岛 266033;国家海洋局北海环境监测中心 青岛 266033;山东省海洋生态环境与防灾减灾重点实验室 青岛 266033;国家海洋局北海环境监测中心 青岛 266033;山东省海洋生态环境与防灾减灾重点实验室 青岛 266033;国家海洋局北海环境监测中心 青岛 266033;山东省海洋生态环境与防灾减灾重点实验室 青岛 266033
【正文语种】中 文
【中图分类】S944.3+49;P76;G353.11
0 引言
赤潮是全球性的海洋生态灾害，不仅破坏海洋生态系统，而且直接或间接危害海洋环境、海洋生物和人类健康，对海洋渔业和滨海旅游业等构成严重威胁。日本自20世纪70年代开始对濑户内海和东京湾等赤潮多发区开展有针对性的监测和治理工作，卓有成效；美国于1993年确立“赤潮国家计划”，在赤潮多发海域开展监测预测和发生机理研究工作；国际海
洋研究委员会(SCOR)和联合国政府间海委会(IOC)于1998年共同发起“全球有害赤潮的生态学和海洋学研究计划”，得到众多国家和国际团体的积极参与和支持；加拿大以及欧、亚一些国家也相继制定国家赤潮防治和研究计划。
目前赤潮防治主要体现在2个方面：①从赤潮的形成入手，由于人类活动显著影响赤潮在全球范围的发生，从长期来看，控制赤潮发生的频率和规模需协调人类活动与环境之间的关系，采取预防措施；②从赤潮的影响入手，研究和发展应急治理技术，减少赤潮的危害。
1 赤潮治理技术
1.1 物理法
物理法主要是通过机械搅动、隔离、超声波、微滤机、吸附和气浮等方法去除藻类。
(1)机械搅动法借助机械动力或其他外力搅动赤潮发生海域的底质，加速分解海底污染物，使底栖生物的生存环境得以恢复，同时提高周围海域的自净能力，进而减缓和控制赤潮的进一步发生。该方法对局部赤潮有效。
(2)超声波是备受关注的新型除藻技术，不需化学物质即可较快去除藻类。肖等[1]利用超声波细胞均质仪处理杜氏盐藻，首先出现抑制现象，后期超声波对杜氏藻类产生超补偿现象，抑制作用减弱。 (3)吸附法利用具有多孔性的固体吸附材料，将赤潮藻类吸附在其表面，以达到富集和分离的目的，目前使用的赤潮吸附材料主要有炉渣、碎稻草和活性炭。大连市附近海域于20世纪80年代发生赤潮，利用碎稻草吸附处理藻类达12 km2，去除率较高。
(4)气浮法是在赤潮水体中通入大量微细气泡，使之与藻类依附，由于其比重小于水，进而借助浮力上浮至水面后去除。目前使用的气浮工艺主要有压力溶气气浮(DAF)、散气气浮(DiAF)和涡凹气浮(CAF)。其中，压力溶气气浮的工艺较成熟，对不同藻类的去除率均在80%以上[2]；散气气浮能较好去除绿藻类的小球藻；宫磊等[3]运用涡凹气浮处理滇池水的藻类，局部去除率达99%。袁俊等[4]研究发现，絮凝可影响气浮工艺的除藻效果，使用聚合氯化铝(PAC)、硫酸铝(AS)和三氯化铁(FC)3种混凝剂分别与气浮法相结合，可去除90%的藻类。
传统的物理法不能较好地处理低密度或海水底部的藻类，且速度慢、花费高，难以大规模
使用。同时，由于赤潮发生面积通常较大，物理法的实际可操作性不高，通常作为赤潮应急措施。
1.2 化学法
1.2.1 无机药剂法
无机药剂法是指利用无机药剂直接灭杀赤潮藻类的方法。目前研究的无机药剂主要集中在铜离子试剂(硫酸铜)、次氯酸、二氧化氯、、过氧化氢和臭氧等。
(1)铜离子可抑制藻类的生长代谢和光合作用，破坏藻类细胞的原生质膜，进而有效去除赤潮藻类。研究表明，可利用海带和壳聚糖等生物载体吸附铜离子，投放到海水中缓释，2 d后可去除75%的赤潮藻类；Ebenezer等[5]研究利用5 mg/L的硫酸铜杀灭多环旋沟藻(1.3×107 cells/mL)，1 d后藻类致死率为100%。
(2)二氧化氯是高效的新型杀藻剂，适用于pH值为 6～10 的赤潮，不会产生等有害物质和避免造成二次污染。Tsolaki等[6]利用电解海水产生的次氯酸钠处理甲藻(1×104 cells/mL)，致死投放浓度值为200 mg·min/L。
(3)Oemecke等[7]向压载水中通5～10 mg/L的臭氧，6 h后可有效去除处理水中的前沟甲藻。
1.2.2 有机药剂法
目前研究的有机药剂主要包括有机胺、碘类消毒剂、有机溶剂、黄酮类和羟基自由基等。
(1)日本学者研制C8-C16脂肪胺用以灭杀藻类；利用0.8 mg/L的双季铵盐处理球形棕囊藻，96 h后可有效灭杀该藻类，且更低浓度的双季铵盐(0.4 mg/L)对亚历山大藻的灭杀效果较好[8]。
(2)碘类消毒剂中除藻效果最明显的是四烷铵络合碘，其相对碘制剂更稳定，对碱性物质和阳光照射的耐受程度更高[9]。洪爱华等[10]将碘伏和异噻唑啉酮进行复配，得到新的除藻剂，针对球形棕囊藻的去除效果良好。
(3)王梅等[11]发现二氯异氰脲酸钠和三氯异氰脲酸均可有效去除藻类，当其有机氯浓度不小于4.5 mg/L时，可去除80%的赤潮藻类。
(4)孙颖颖等[12]选取6种溶剂提取物处理赤潮藻，发现15 mg/L的甲醇提取物对米氏凯伦藻、中肋骨条藻和塔玛亚历山大藻的抑制率均在50%以上。
(5)黄酮类物质可有效抑制赤潮藻类的生长代谢，黄芩素对海洋卡盾藻的灭杀效果优于黄芩苷，而木犀草素对于米氏凯伦藻灭杀效果较好[13]。
(6)羟基自由基的氧化性很强，其氧化还原电位远高于和臭氧，可通过脂质过氧化藻类细胞膜和破坏藻类基因结构等方式达到灭藻目的，且投放剂量较低，对鱼、虾等海洋生物不会产生影响。程超等[14]利用羟基自由基处理压载水中的赤潮异弯藻、亚历山大藻和中肋骨条藻，3种藻类的浓度均在5.00×104 cells/mL左右；羟基自由基剂量为1.24 mg/L 可有效灭杀赤潮异弯藻，1.12 mg/L可有效灭杀中肋骨条藻，2.01 mg/L可有效灭杀亚历山大藻，该投放剂量具有明显优势。
1.2.3 胶体絮凝沉淀法
利用胶体的化学性质进行絮凝沉淀是目前治理赤潮的重要手段之一。目前国际上使用较多的絮凝剂主要包括无机絮凝剂、有机絮凝剂和天然矿物絮凝剂3类。
(1)无机絮凝剂。传统的无机絮凝剂主要包括铝盐和铁盐2个大类，其中铝盐具有一定的污染性，铁盐可促进赤潮生物的生长，二者在治理赤潮方面的应用具有局限性，因此新型无毒的高分子絮凝剂成为研究热点。近年来聚硅酸金属盐(PSMS)等无机高分子絮凝剂不断发展，其中聚硅酸硫酸铝(PSAS)相比铝盐絮凝效果更好，用量却低于铝盐约33% [15]。林以安等[16]利用粉煤灰制备新型无机高分子絮凝剂，其表面电性高于高岭土，在1998年6月福州市水产所鲍鱼育苗基地赤潮治理过程中取得较好效果。
(2)有机絮凝剂。良好的有机絮凝剂具有荷电正、电荷密度大、水溶性好、具有一定链长和分子量大等特点。有文献报道高密度电荷阳离子聚电解质，如聚丙烯酰胺-丙烯酸β羟基丙酯基三甲基氯化铵和聚丙烯酰胺的Mannich反应产物等，都是良好的阳离子絮凝剂。此外，一些天然生物体在代谢过程中也可提取有机絮凝剂[17]，如脱去甲壳质分子中的乙酰基可提取得到壳聚糖，壳聚糖荷电正，在适当的化学或物理改性后其水合能力增强，是良好的有机絮凝剂；对淀粉进行一定的改性会产生淀粉-丙烯酰胺接枝共聚物，其是一种阴离子絮凝剂，可利用架桥和电中和2种方法进行絮凝；F691粉是一种植物胶粉，其中多聚糖成分具有絮凝作用，对其进行阳离子改性后得到的改性F691粉的分子量分布范围变宽，且水溶性好，有效提高絮凝沉降性能。
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