机器鱼吃蓝藻

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  蓝藻是河湖水生食物链的主要成员,是草食性鱼虾重要饵料。在常态下,蓝藻同上一级的生物处在动态平衡之中,不会大量无节制繁殖。从上世纪70年代起,沿湖城镇的经济腾飞,工业污水、生活污水和农业废水大量排进湖水中,使湖水中的氮磷含量急速增长,造成了水体的富营养化。尤其在夏季,水体阳光的充足,加上营养盐的富裕,湖面常形成一层蓝绿色的“水华”,腥臭难闻,这是蓝藻大规模爆发引起的。大量蓝藻积聚会耗尽水中的氧气,使水质恶化,造成鱼虾死亡。更为严重的是,蓝藻中有些种类还会产生毒素,可直接对鱼类、人畜产生毒害。因此,清除水体中的蓝藻,成了保护水源的应急之措。
  
  综合治理是根本
  
  近几年,湖北、安徽巢湖等流域的水面大面积蓝藻污染频发,给人们的饮用水带来了危机。为应对蓝藻污染,蓝藻爆发地立即启动应急机制,一方面请专家献策,清除自来水异味,一方面设立蓝藻打捞点,组织打捞队伍人工打捞。大规模打捞蓝藻不仅可以保护水质,让水体污染得以缓解。捞出水体的蓝藻还能变废为宝,可制成复合有机肥,也可生产沼气、有机沼肥,还可利用沼气发电或进行更深层次的资源化综合利用。但是人工打捞,劳动强度大,工作效率也不高。
  要想根治蓝藻,还必须采取综合措施,改善水质,消除水体富营养化。将湖底污泥清除,是消除有机物的好办法。清淤工程采取环保绞吸生态清淤,它只吸取湖底受污染最严重的悬浮状与流动状的淤泥,不破坏湖水原来的基底。以太湖为例,目前太湖有数条船在共同作业,平均每天一条船的清淤面积达1.5万~2万平方米,每天吸污泥5000立方米。再者,对地下管网进行改造,将生活污水集中到污水处理厂处理,达标后排放,是截断污染源的重要方法。同时,在水中种植棱角、水葫芦等各种水生植物。吸污植物可以大量吸收水中氨氮,让泥底的化学污染元素释放,过滤水中的氮、磷等污染物质,对治理蓝藻很有效。无锡曾在梅梁湾试点,种植了芦苇、苏水三棱、水花生等,取得了显著效果。用草食鱼吃蓝藻也是好主意,可以在湖水中放养花鲢、白鲢、草鱼、青鱼、鲤鱼、贝壳、螃蟹等水生物。其中,花鲢人称“食藻鱼”,是蓝藻的克星。只有多管齐下,才能釜底抽薪,达到预期的“治藻护湖”的效果。
  
  蓝藻治理新添仿生武器
  
  鲢鱼,也叫“大头鱼”“胖头鱼”,生活在水的中上层,一边游,嘴一边扑水,含有蓝藻的水就进入口中。它的鳃是一种删状鳃,依靠鳃耙滤食水中的浮游生物,各个鳃耙之间有骨质的连接体,外面覆盖海绵状筛膜。因此,当含有浮游生物的水进入口之后,水和比鳃耙间隙更小的物体从鳃孔流出体外,把一定大小的浮游生物等滤积在鳃耙沟中,渐渐形成食物团粒而被咽下。
  蓝藻打捞的效率低,这使得中科院南京地理湖泊研究所的李文朝和他的团队,看在眼里急在心里。鲢鱼这种模式生物过滤很好,效率又高、又环保,这使李文朝灵机一动,何不将机器船的吸藻口设计成鲢鱼嘴一样?仿照鲢鱼滤食藻类的科学原理,李文朝和他的团队成功研制出了“大型仿生式水面蓝藻清除设备”。
  这台设备运转起来也非常像鲢鱼,最前端长达10米的“鲢鱼嘴”,以最快5千米/小时的速度在水面“游动”,把水体表面5厘米的蓝藻水“吸”进“嘴”里,通过200层“牙齿”式的鳃式过滤器,把蓝藻筛成藻泥、浓缩成藻浆,储存在“嘴”里的“大袋子”里储运,实现昼夜“吃藻”。腮式过滤器仿照了鲢鱼的腮部,不但密度高而且层数多,再加上过滤面高达540平方米,保证将经过其中的蓝藻“一网打尽”。
  由于这台设备是模仿鲢鱼滤食原理制成的,所以大家亲切地称它为“机器鱼”。巢湖里小试牛刀
  2010年入夏后,安徽巢湖市水源地蓝藻灾害严重。6月下旬,巢东水泥集团自来水厂取水口蓝藻灾害愈演愈烈,自来水浑浊发臭,严重影响了企业生产和周围社区2万多居民的生活。经过3天的努力,“机器鱼”成功地清除了沿岸设防栏周围的蓝藻,沿湖岸漂移的蓝藻带被斩断,清澈的水再次流汇入巢湖。机器鱼在巢湖的不俗表现,令在场的专家和观众大开眼界,认为是仿生学研究的重大发明。
  “机器鱼”作业幅宽可达10米,汲取流量达1000立方米/小时。在1小时内可清理5万平方米、也就是75亩面积大小的水面。它可在倒可蓝藻密度情况下工作,准确分离汲取富含蓝藻的表水层,100%地分离出肉眼可见的蓝藻颗粒,最终浓缩成鲜藻含量大于50%的藻浆,而且可昼夜连续作业。“机器鱼”的环境适应性很强,不仅可以游动作业,还可以在超过30厘米深的水域静态作业,分离汲取表层5厘米富含蓝藻水层,尤其适用于清除沿岸浅滩上聚集的蓝藻。
  节能和环保也是“机器鱼”的绿色理念。“机器鱼”由一台50千瓦柴油发电机组提供动力,采用潜水电动推进系统,最大作业功率30千瓦,汲取处理1立方米的含藻湖水,仅仅消耗0.03度电。该设备完全采用物理方法清除水面蓝藻,不添加任何化学药剂、生物制剂、矿物制剂和金属制剂,节能环保,符合重要水体水质保护的严格要求。配合“腮式过滤器”,该设备还装有摇振浓缩筛,这种筛子将前一级过滤出的藻液挤干水分,制成浓缩藻浆,便于环卫人员运输和处理。几个特殊功能加在一起,使得这种设备的“能力”大大增强。一般的除藻船一小时只能清理20立方米湖水,而该设备每小时处理量达到1000立方米,就算日本先进的除藻船也远远不及。相对于数十倍工作效率的提高,该设备的能耗却比一般除藻船降低了9成以上,真正做到高效低耗。
  “机器鱼”还可以应用于河流、湖泊、城市水库等所有富营养化水体,主动预防水面灾害。科学家们用自己的智慧造出了环保“机器鱼”,为生态文明建设立了一大功。
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