滇池富营养及其蓝藻资源化开发利用前景课件

1、滇池富营养及其蓝藻资源化开发利用前景滇池富营养及其蓝藻资源化开发利用前景第一部分 滇池富营养滇池是云南省面积最大的高原湖泊，也是全国第六大淡水湖。滇池水系是全国个重点保护水系之一。南北长约公里，东西宽约公里，总面积平方公里，湖岸线长.公里，最大水深.4米，平均水深.米。南盘江、宝象河等多条河流注入滇池，出水口在海口，流入螳螂川、普渡河又汇入金沙江。 Company Logo第一部分 滇池富营养滇池是云南省面积最大的高原湖泊，也是全国滇池北部有一天然湖堤（海埂），分隔为南北两水区，中间有一航道相通。海埂以北为内湖，称草海，面积10.67km2，以南为外湖，是滇池主体，称外海，面积287.1km2

2、，草海北端于昆明市区相连。Company Logo滇池北部有一天然湖堤（海埂），分隔为南北两水区，中间有一航道Company LogoCompany LogoDiagram80年代90年代60-70年代外海水质为类草海水质为类外海水质为类草海水质为类外海水质为类草海水为劣类Company LogoDiagram80年代90年代60-70年代Company 滇池污染点源滇池流域的工矿企业约有 250 余家，人口共计 203 万，每天排入滇池的工业污水与生活污水可达到 5.07 105m3面源滇池有163公里的湖岸线，污染物主要来自于农田水土流失、湖面降水降尘、农田径流污染内源磷是滇池最主要的内源

3、释放营养物，每年入湖磷营养盐约有 70 沉入湖底，草海由于接纳大量的城市污水，底泥中磷的含量较高，基本处在 1 - 2 10-3mg/g 之间Company Logo滇池污染点源滇池流域的工矿企业约有 250 余家，人口共计 1991-2000年“三湖”营养状态指数年际变化比较中度富营养状态：60轻度富营养状态：50重度富营养状态：70营养状态指数 营养分级 50 富营养 5060 轻度富营养 6070 中度富营养 70 重度富营养Company Logo1991-2000年“三湖”营养状态指数年际变化比较中度富营2005年滇池主要污染指标年际变化湖区KMnO4指数（mg/L）总磷（mg/L）

4、总氮（mg/L）营养状态指数水质类别2004年草海7.71.29513.179劣外海5.70.1551.98632005年草海7.01.0713.176劣外海6.20.1861.8262Company Logo2005年滇池主要污染指标年际变化湖区KMnO4指数（mg/2005年滇池環湖河流水質類別比例分佈（8個地表水國控監測 ） Company Logo2005年滇池環湖河流水質類別比例分佈Company Log湖内的有机污染物直接作为有机碳源，被藻类吸收后大面积繁殖，形成局部地区的水华现象大量工业废水和生活污水未经处理入湖后，会导致湖内化学需氧量急剧增高，湖水呈厌氧状态，进而水生生物大量死

5、亡，湖体原有的自净破坏当污水进入湖区后，二级处理技术使氮磷在入湖前就已经呈现无机状态，无机氮磷可以迅速为藻类生长提供营养物，形成大范围的水华现象初期有机污染早期富营养化深度富营养化Company Logo湖内的有机污染物直接作为有机碳源，被藻类吸收后大面积繁殖，形Company LogoCompany LogoCompany LogoCompany Logo蓝藻( blue algae) 又名蓝细菌（ Cyanobacte2 ria) 、蓝绿藻( blue - green a lgae)，是一种最原始、最古老的藻类植物。蓝藻在地球上出现在距今35亿至33亿年前，现在已知1500多种，分布十分广

6、泛，包括各种水体、土壤和部分生物体内外等，甚至在某些恶劣的环境中也可以发现它们的踪迹，遍及世界各地，但主要为淡水产。Company Logo蓝藻( blue algae) 又名蓝细菌（ Cyanoba在藻类生长的高峰季节，严重的蓝藻“水华”生物量可高达2123万t (干重) ，在藻类生长的淡季，其生物量至少也有近138万t (干重) 。总体来说，水华蓝藻细胞数约为3.44 106 1. 08 109 L - 1 , 年平均为1. 3 108 L - 1。Company Logo在藻类生长的高峰季节，严重的蓝藻“水华”生物量可高达2123形成滇池水华的蓝藻铜绿微囊藻(M. aerginosa )

7、1惠氏微囊藻(M. weisenbergii)2绿色微囊藻(M. viri2dis)3水华束丝藻(A. flosaquae)4微囊藻属(Microcystis )约占98%束丝藻属(Aphanizom enon )Company Logo形成滇池水华的蓝藻铜绿微囊藻(M. aerginosa )1蓝藻水华：1. 水华暴发常使大量水生生物死亡；另外，在水生动物体内积累的藻毒素，包括鱼、贝和浮游动物等，有可能通过食物链的累积效应而危害人体健康。2. 含毒素的蓝藻细胞在水体中的迁移，如与粘土共沉淀，或被水生生物捕食后随其颗粒排泄物沉淀，使毒素积累并滞留在底质中，对水环境可能产生影响。3. 藻体死亡时

8、还会散发恶臭，严重破坏景观。蓝藻的危害蓝藻对人类和家畜等的危害：1. 对人类健康影响：在游泳及进行水上运动时，接触含藻毒素水体可引起眼睛和皮肤过敏；少量喝水可引起急性肠胃炎；长期饮用则可能引发肝癌。2. 家畜及野生动物饮用了含藻毒素的水后，会出现腹泻、乏力、呕吐、嗜睡等状，甚至死亡。Company Logo蓝藻水华：蓝藻的危害蓝藻对人类和家畜等的危害：Company滇池富营养化治理走过了从营养盐控制到生态修复的艰难历程1 营养盐控制4 生态修复2 直接除藻3 生物调控Company Logo滇池富营养化治理走过了从营养盐控制1 营养盐控制4 生态修复1、营养盐控制：是传统的富营养化防治措施，对

9、于外源性污染采取截污、污水改道、污水除磷，对于内源性污染采取了清淤挖泥、营养盐钝化、底层暴气、调节湖水氮磷比等一系列措施。Company Logo1、营养盐控制：Company Logo针对滇池污染点源污染实施城市截污和集中式污水处理工程：流域内 253 家污染企业强制达标排放；已建成了 6 座污水处理厂，日处理能力达到 55.5 104t ，城市污水处理率达到 60% 以上。面源污染实施防护林带建设与农业面源控制工程：包括柴河 - 大河防护林工程、滇池南岸磷矿区防护林工程以及松花坝防护林建设工程等；实施了湖滨农村面源污染控制示范工程。内源污染实施底泥疏浚工程：包括底泥疏浚、围场围埝建造、堆场

10、外泄余水处置以及堆场内植草工程，使疏挖区的草海水质有了明显的改善。Company Logo针对滇池污染点源污染实施城市截污和集中式污水处理工程：流域内2、直接除藻：用化学药品（如硫酸铜和其他除藻剂）控制藻类可能是最古老原始的方法，化学药品可快速杀死藻类，除非应急和健康安全许可，化学杀藻目前一般不宜采用。用机械方法收获湖水中大量的藻类，可在短期内快速有效地去除湖水中的藻类及藻华，但该法往往需要耗费大量的劳力和能量。Company Logo2、直接除藻：Company LogoCompany LogoCompany Logo国家科技部和云南省政府重大环保科技攻关项目“滇池水污染控制技术研究”投资五

11、千万，历时4年时间，这是在滇池蓝藻水华收集区里，自动吸藻器在吸取厚达5厘米的微囊藻水华。Company Logo国家科技部和云南省政府重大环保科技攻关项目“滇池水污染控制技3、生物调控生物调控最早是由Shapiro等与1975年提出的，Shapiro与他的同事在分析了湖泊水体食物网（链）结构对生态系统初级生产力的重要影响之后，认识到食物网（链）对湖泊富营养化管理的重要性，提出了生物调控技术，试图通过增加浮游动物种群，以提高对藻类的捕食强度，控制藻类及其”水华”。Company Logo3、生物调控Company Logo（1）以浮游动物、鱼类控制浮游植物的生物调控采用鱼类种群的下行调控，如增加

12、食鱼性鱼类或减少食浮游动物或食底栖动物鱼类，以保证有充分的浮游动物等来控制藻类；也有直接利用”食藻鱼” 控制蓝藻水华。Company Logo（1）以浮游动物、鱼类控制浮游植物的生物调控采用鱼类种群的下（2）以水生高等植物控制水体营养盐及浮游植物水生高等植物不仅能够快速吸收水体和沉积物中的营养盐，分泌产生他感物质抑制浮游植物生长，而且对湖泊生态系统的物理、化学及生物学特性亦有重要影响。Company Logo（2）以水生高等植物控制水体营养盐及浮游植物水生高等植物不仅4、生态工程与生态修复（1）人工湿地污水处理技术 （CW-Constructed Wetland）是一种人工将污水有控制地投配到

13、种有水生植物的土地上，按不同方式控制有效停留时间并使其沿着一定的方向流动，在物理、化学、生物共同作用下，通过过滤、吸附、沉淀、离子交换、植物吸收和微生物分解等来实现水质净化的生物处理技术。 Company Logo4、生态工程与生态修复Company Logo2003年10月，玉溪市在抚仙湖北岸马料河建成人工湿地，出水水质达到地表水II类 Company Logo2003年10月，玉溪市在抚仙湖北岸马料河建成人工湿地，出水（2）生态修复 致力于在湖泊的富营养化控制、难降解有毒污染物的去除、渔业资源的恢复和自然景观的重建等方面取得显著成果。生态恢复已成为全球淡水生态系统研究的前瞻性研究领域，恢复

14、湖泊生态系统结构和功能的完整性不仅是湖泊富营养化综合治理的目标，而且也是湖泊富营养化治理的重要手段Company Logo（2）生态修复 Company Logo2005年底完成的滇池的东风坝及老干鱼塘生态修复工程：种植和恢复挺水、浮叶、漂浮植物等20种水生植物1410亩，栽种浮岛植物78亩； 利用水体淤泥，采用吹填技术，在北岸实施人工造滩120亩。Company Logo2005年底完成的滇池的东风坝及老干鱼塘生态修复工程：Com第二部分 蓝藻营养成分及其利用滇池蓝藻的主要成分有藻胆蛋白、多糖、脂肪、氨基酸等，如1 t蓝藻干物质, 可生产天然蓝色素50 kg、藻多糖10 kg、藻毒制品1 k

15、g。比较滇池蓝藻与其它两种蓝藻的主要营养成分（纯天然蛋白质食品源 螺旋藻， 作为饲料用的固氮蓝藻鱼腥藻），表明滇池蓝藻的主要营养素接近著名的螺旋藻保健品。Company Logo第二部分 蓝藻营养成分及其利用滇池蓝藻的主要成分有藻胆三种蓝藻营养成分比较滇池蓝藻鱼腥藻螺旋藻粗蛋白43. 6953. 6340555570藻蓝蛋白515815 820 藻多糖5810 58粗脂肪0. 273. 7 57Company Logo三种蓝藻营养成分比较滇池蓝藻鱼腥藻螺旋藻粗蛋白43. 69不饱和脂肪酸(-亚麻酸)多肽化合物（酶抑制剂）光合辅助色素（藻胆蛋白）蓝藻毒素（肝毒素、神经毒素）蓝藻的活性成分 （抗病

16、毒、肿瘤）蓝藻多糖（胞外粘性多糖）其他组分Company Logo不饱和脂肪酸多肽化合物光合辅助色素蓝藻毒素蓝藻的活性成分 资源开发利用1原料2饲料3肥料Company Logo资源开发利用123Company Logo1、发酵原料：云南师范大学进行了滇池蓝藻发酵产沼气的研究，蓝藻TS产气潜力为487.3 ml/g,VS产气潜力为491.0 ml/g,甲烷的平均含量可达64.91,蓝藻TS利用率为54.02,VS利用率为57.33 ；以江苏农科院农业资源与环境研究所所长常志州为技术负责人的太湖蓝藻治理攻关协作组，在太湖边建了不少沼气发酵罐和沼气池，每天处理蓝藻10余吨，所产沼气供周边农户使用。

17、Company Logo1、发酵原料：Company Logo2、饲料：厦门大学海洋与环境学院德朱小明等采用免疫增强蓝藻饲喂日本鳗鲡黑仔, 并对黑仔鳗进行鳗鱼流行性发病弧菌多次感染，饲喂添加免疫增强蓝藻的饲料后,增强了试验鱼的抗逆、抗病菌感染能力,并具有一定的促生长作用。日本通过提取蓝藻中藻胆蛋白做成饲料添加剂，具有很好的营养价值。Company Logo2、饲料：Company Logo“滇池蓝藻水华污染控制技术研究”基地的重力斜筛自动脱水设备在对滇池蓝藻水华进行脱水处理。脱水后形成的藻浆经去毒处理，成为上好的有机肥料或饲料。Company Logo“滇池蓝藻水华污染控制技术研究”基地的重力

18、斜筛自动脱水设备在3、肥料：中国科学院南京地理研究所的周万平等通过沤制蓝藻湖靛对早、晚稻不同施用量的追肥和基肥的试验说明,沤制蓝藻湖靛的肥效与碳酸氢铵相似；在一定数量的范围内,其施用量与水稻产量呈正相关。 “滇池蓝藻水华污染控制技术研究”项目在滇池东北角有一个水域面积为万亩的示范区内试用蓝藻作肥料种植烤烟、韭菜等可提高作物产量、产值。 Company Logo3、肥料：Company Logo今后的设想美国能源部实验室和加利福尼亚州LiveFuels公司正在开展合作项目，从海藻中提炼生物燃料 ，海藻有望成为一个很有潜力的燃料新来源，目标是到2010年得到经济可行的生物柴油。 Company Logo今后的设想美国能源部实验室和加利福尼亚州LiveFuels公参考文献： 1 吴为梁 J . 滇池富营养化与藻类资源 J . 云南环境科学,2000, 19 (1) : 3537. 2 李原,张梅,王若南. 滇池的水华蓝藻的时空变化 J . 云南大学学报(自然科学版) ,成2005, 27 (3) : 272276. 3 范良民. 滇池蓝藻分分析及利用途径探讨 J . 云南环境科学, 1999, 18 (2) : 4647. 4 韩庆国,沈银武,胡章立,等. 滇池水华蓝藻中2亚麻酸的提取与含量分析 J . 生物技术, 2004, 14 (