铁、硅元素对城市河道优势藻的抑制作用研究.pdf

摘要 河道是一个城市的重要组成部分，不仅承载着航运、休闲旅游和美化城市等 基本功能，还承载着调节城市气候和生态环境的特殊功能。然而，城市经济的高 速发展和水资源的过度开发利用，给城市水生态环境造成了极大的压力，使其不 断退化，自净能力下降。当流经城市的河段呈现水体富营养化时，藻类滋生，城 市河道水质恶化，生态功能丧失，严重影响城市卫生和居民身心健康。 针对水体的藻华滋生，目前的研究普遍认为主要是由氮和磷这两种营养元素 导致的，当这两种元素过量时，水体迅速发生富营养化，而一些微量元素如铁、 硅元素也与藻类生理生化也有着密切关系，逐渐成为藻华防治研究领域的热点问 题。近些年来，日本应用一种缓释铁、硅元素的新型固体材料在部分海域、河流 进行系列实验，结果表明可改善水质，有效抑制藻华滋生，然而对于调控铁、硅 营养元素抑制河道藻华的机理还不甚全面，且不同水体的优势藻类不尽相同，其 作用效果需进一步通过实验验证。 本研究基于苏州市某区受纳污水厂尾水的城市河道，对沿线水质和优势藻种 进行监测分析表明发生藻类滋生的水体以蓝藻为优势藻，鱼腥藻为优势种。在实 验室条件下探究该河道优势藻种鱼腥藻细胞对铁、硅处理的响应，结果表明：（1） 铁元素对鱼腥藻的抑制浓度为高浓度100 mg/L 和低浓度0.01 mg/L ，均对鱼腥 藻细胞内容物和叶绿素a 生成产生抑制作用，而高浓度铁（100 mg/L）还对鱼腥 藻细胞增殖产生抑制作用；（2）浓度为100 mg/L、10mg/L 和1mg/L 的硅元素均 抑制了鱼腥藻细胞增殖和细胞内容物生成，但对细胞体积和叶绿素a 含量不产生 影响；（3）对于以鱼腥藻为优势种的城市河道水体，需降低水体铁浓度至 0.01mg/L 或人为释放高浓度铁元素，调控河道的铁元素含量，避免由于适宜的 铁元素含量对鱼腥藻滋生产生促进作用；硅元素在调控优势藻类的同时，也可对 鱼腥藻产生抑制，因此在理论上，采用释放铁、硅元素材料技术来抑制河道鱼腥 藻滋生是可行的。 关键词：城市河道，富营养化，藻华，微量元素，鱼腥藻 1 Abstract River is an important part of a city, not only carries the basic functions of providing shipping, leisure tourism and beautification of the city, but also carries the special function of regulating the city's climate and ecological environment. However, the rapid development of urban economy and the overexploitation of water resources have caused great pressure on city's water ecosystem environment, which has been degraded and its self-purification capacity has decreased. When water eutrophication occurs in the river flowing through the city, algae multiply and breed, the water quality in the urban river becomes worse and ecological functions are lost, which seriously affects the health of the city and the physical and mental health of the residents. According to the current research, it is generally believed that the algal blooms in general water are mainly caused by nitrogen and phosp