应用食藻虫修复水生态科技成果介绍(终稿).doc

应用食藻虫修复水生态科技成果介绍 北京一景水生态科技有限公司一、项目的来源与简单背景 食藻虫简介:食藻虫一名来源于对大型溞 (Daphnia magna )食蓝藻习性的有效驯化。驯化食藻虫起源于观赏鱼和虾蟹苗种对生物饵料的连续稳定性需要；由于产业化培养大型蚤对其食物的大量来源引起了对蓝藻的兴趣。2002年申请了“培育食藻虫治理水域蓝绿藻污染”的专利。同年9月28日，全国人大常委邹家华副委员长到上海水产大学考察“食藻虫”技术，并作了到滇池水体做中试的重要指示。2003年2005年，在云南省政府、昆明市人民政府和滇池管理局的大力支持下，拿出150万元人民币，由上海水产大学承担 “利用食藻虫治理滇池蓝藻中试研究”项目，2005年7月试验成功并顺利通过中试验收。二、技术成果关键创新处 由于蓝藻（特别是铜绿微囊藻）具有特殊的蓝藻胶和多糖类物质，难以被其它水生动物所消化、吸收、利用。随着水中富营养化氮、磷物质的增加，产生越来越严重的蓝藻积累污染，最终成为世界性的水华污染难题。食藻虫食蓝藻驯化三层含义：（1） 咸水种种群稳定性淡水改良；（2） 对消化吸收蓝藻肠道改良（3） 对摄食蓝藻团块口径改良。经过七年的蓝藻驯化、提纯、复壮，最后实现食藻虫单一消化吸收蓝藻。三、食藻虫控制蓝藻引导水体生态修复核心技术原理1、 食藻虫摄食消化水体蓝藻后，可以产生弱酸性的排泄物，降低水体中的PH值，并抑制水体蓝藻的生长（水体蓝藻暴发需要较高PH值）。2、 水体蓝藻减少消失后水体透明度增加，阳光可进入水底，促进水体水底沉水植被的生长，沉水植被与食藻虫可形成良好的共生关系。3、 沉水植被替代蓝藻进行水下光合作用，释放出大量的溶解氧，吸收掉水体中过多的氮、磷等富营化物质，形成水域生态自净，并产生它感作用进一步抑制蓝藻。4、 水生植被恢复后，由食藻虫携带有益微生物向底泥扩散，促进底泥氧化还原电位升高，有利于水生昆虫和水生底栖生物的大量滋生，在水生植被共生作用下，形成底泥营养物质的封存和生态链自净（物质能量的逐步吸收转化）。5、 再逐步向水体中引入螺、贝、鱼、虾类等高级水生动物，食藻虫和水生植被又可以被鱼、虾、螺、贝等高级水生动物吃掉，通过食物链把水体水中的氮、磷营养物质从水体中转移出，彻底降低水体水中的富营养化程度。四、食藻虫控藻引导水体生态修复工艺路线五、食藻虫控制水体蓝藻引导生态修复达到的效果和指标：1、保证水清见底，主要水质富营养指标达到国家地表水三类水质标准（饮用水源基本标准）（数据可由水质监测权威机构来测定）。2、对藻类、总氮、总磷和COD的去除率分别为99-100%、90-95%、80-90%、75-80%。3、除占水体主导自净功能的沉水植被得以恢复外，还要恢复水生观赏植物睡莲、荷花等。4、进一步恢复了水体原有的部分土著水生昆虫，底栖蠕虫、寡毛类动物，底栖螺、贝类，以及部分水体鱼类。5、形成全面稳定的生态平衡，并建立后续生态平衡维护保养系统手段和操作规范。六、驯化食藻虫技术与其它水体修复技术的比较：蓝绿藻之所以爆发，是因为人类的各种生产活动，向河流、湖泊等水体排放氮、磷营养物质，在湖泊生态自净能力遭到破坏的情况下，氮、磷等营养物质不断在水体中大量积累，导致单细胞藻类，特别是蓝藻（主要是铜绿微囊藻）泛滥成灾，严重污染水质的结果。蓝藻细胞大多具有很发达的藻胶层，而且细胞外面被一层厚厚的多糖类物质所包围，这些藻胶和多糖类物质几乎不能被任何高等动物的消化酶所分解。因此，蓝藻生物的出现，几乎成了食物链和生物链的盲端。国内外许多环保和生物方面的专家采用高等动物包括鱼类治理蓝藻污染，均未获得理想的结果。1 化学治理 无庸置疑，向水中加入化学除草剂和藻类絮疑剂可以很快地杀死、沉淀藻类。化学处理是解决藻类污染最方便的解决方法，但在生态学上，这是最坏的方法，因为化学药品和它们的分解产物会通过生物链最终积累到人体内。重要的是，化学处理并不能消除营养过多这一基本问题，一旦化学药品被分解、稀释，藻类的大量繁殖就会再次发生，需要持续不断地化学处理。 食藻虫直接可以把蓝藻吃掉，不需要添加任何具有二次污染的化学处理。2 充气增氧 当溶解氧高时，磷酸盐常常结晶形成不溶解的化合态；而当溶解氧偏低时，磷酸盐就会发生大量的溶解。因此，充气增氧的方法可以减少磷酸盐的溶解度而大大抑制藻类繁殖。在生物综合治理过程中，增氧是十分有益的。但是，单一增氧也不能解决原来的养分含量过多的问题，营养的长距离再循环导致藻华仍然不可避免。 食藻虫可以形成强大的“虫草”共生系统，建立大面积的“水下森林”，能够不断地进行光合作用，吸收水中过多的营养，产生大量天然的氧气。3 微生物处理 微生物制剂能够改良水体和底质淤泥中的微生态，并进行有机质及营养元素的良性分解和矿化，使一些营养元素以惰性形式暂时稳定下来，其结果类似充气增氧的方法。值得注意的是，微生物的存在本身就决定于培养环境并要求有绝对优势的种群，一般微生物治理只能保持1015天左右的好水质，一旦条件改变（包括气侯、底质、各种水质状态如：溶解氧、酸碱度、温度），这些微生物制剂就得不断地添加，否则污染的暴发可能会更加严重。 食藻虫技术结合特定驯化的微生物，可以使水质透明度保持34个月以上，直到“水下森林”恢复后，各种水生动植物调节平衡，水质透明度就可以几年、几十年地持续下去。4 打捞藻类 藻类营养丰富，分解迅速，可制成优良的有机肥料。但打捞所需网目太小，含水量又太高，从商业的观点看，打捞的费用高于有机肥料的价值。 食藻虫的形体大小是藻类的几百倍，食藻虫把藻类吃掉后，十分容量捕捞，也可以直接给鱼、虾、螺、贝类吃掉；食藻虫营养十分丰富，不但可以做饲料，还可以给人类提供优质的蛋白源和生物保健药品。5 种植水上植物 众所周知，水上植物（如水葫芦、水花生、水浮莲，还包括水上蔬菜、水上花卉等）的确能够吸收水体中的养分，但它们封锁水面、遮盖阳光，引起部分水下生物和底泥生物,特别是沉水植物的死亡，继而引起底泥中营养盐的大量溶解，它们的弊端远远大于它们带来的好处。尤其是水葫芦，目前还尚未发现某种动物能良好地摄食和利用它们。 食藻虫共生的“水下森林”都是沉水植物，它的净化能力和净化效果比水上植物要大得多，而且能够引起底栖动物和水生昆虫生态的恢复，最终才能建立良性循环的生物多样性和生态自净能力。七、应食藻虫技术修复水体生态的优点：1 成本低。应用食藻虫治理水域环境污染，既不需巨资的硬件建 设，也不需大量的电能，更不需任何化学药品试剂等，这种方法完全依靠生物与生物之间食物链接关系，形成生态系统良性循环，能源主要靠太阳能和少量的电能增氧维持。仅在前期启动时需要一定的投入，启动后，还可以依靠自身产生的效益来维持一定的运行。2 无生物副作用，不产生二次污染。食藻虫是最低级的初级消费者，处于食物链的底层，任何杂食性和肉食性的动物都可以以它作为基础饵料，因此，食藻虫很容易被消灭，不存在任何生物安全问题。应用食藻虫治理水域蓝绿藻污染，主要是通过生物链能量传递的方式将水中的氮、磷等营养盐富集到高等动植物体上，达到彻底提出水中营养的目的，最终实现生态系统良性循环和自净，因此，不存在二次污染。3 促进“水下森林”的建立，美化景观环境。应用食藻虫处理水域蓝绿藻污染，一旦建立“食藻虫水下森林”共生生态，就十分容易进行水下观赏植物的种植和造景，不但可以净化水质，还可以建设五光十色的美妙水下自然景观。4 产生可观的经济效益，化废为宝。经测定，食藻虫摄食蓝绿藻后本身也就富集了十分丰富的营养，其高级不饱和脂肪酸和多种氨基酸等活性物质含量是一般肉类食品的3倍，是一般蔬菜类食品的20倍，可以给鱼、虾、蟹和畜禽类动物提供最适口最全面的营养物质，甚至将来还可以开发成人类食品的动物性蛋白源，实现真正的化废为宝。八、项目所取得的价值专利、成果应用情况（一）、获得中国国家专利，美国专利正在申请过程中；（二）、相关工程生态修复后水质变化情况云南项目：1食藻虫在滇池蓝藻污染水中中试情况 2云南个旧市绿春花塘北京相关项目1北京后海2阿凯迪亚别墅3龙 湾 别 墅面积：5000平方米;水深：150公分;1个月水清见底。4 星 河 湾(面积：850平方米;水深：80公分;15天水清见底)5水 色 时 光 别 墅(面积：4500平方米;水深：60-200公分)6世 茂 奥 临7北京万万树别墅水景8金 隅 凤 麟 州3000平方米;水深：80-150公分。上海及太湖项目1奉贤古华山庄断头浜河道2滴水湖D港生态修复中试工程九、技术负责人与工程业绩基本情况何文辉 副教授，男，1971年5月出生，籍贯：江西临川。1994年7月毕业于上海海洋大学生命科学与技术学院“水产养殖学”本科专业，同年留校任教。2001年在职硕士毕业，是上海海洋大学观赏水族专业创始人之一，水域景观生态专业发起人之一，讲授课程有：观赏鱼养殖学、观赏水族养殖学、水域景观生态学。现任上海海洋大学水域环境生态工程中心副主任，主要研究方向为观赏鱼养殖及水域环境生态修复及相关科研与科技推广应用。其开发研究的“食藻虫引导水体生态修复技术”（专利）曾受到国家领导人和国家环保局领导的接见与鼓励。完成多项科研项目，主要有：1999年主持江苏省张家港市科委科研项目“长江水系中华绒螯蟹野生种群的提纯复状与生态育苗”；2000年主持江苏省泰州市水利局科研项目“长江特种水产养殖示范园可行性研究”；2001主持完成江苏省苏州市农业局科研项目“阳澄湖大闸蟹生态养殖与生态育苗示范”；2002年主持香港国际合作攒助项目“观赏鱼和观赏海洋生物研究”；20022005年主持云南省昆明市政府下达科研项目“利用食藻虫治理滇池蓝藻污染中试”；2005年主持云南省科技术厅下达的科研项目“应用食藻虫控藻引导金湖景观水生态修复示范”；2006年主持北京市水利科学研究所国家863合作项目“应用食藻虫控藻引导后海生态修复样板”；2007年主持上海市科研项目“应用食藻虫控藻引导滴水湖D港生态修复与水质净化中试”；2007年主持江苏省科技厅太湖专项“应用食藻虫控藻引导太湖水生态修复示范”等；目前还承担10多个水域生态修复工程项目。发表论文近10篇，出版专著二部，参编国家农业院校高等教材一部，申请专利一项，授权专利一项。参与项目列表项 目 名 称负责人项目来源起止时间经费(万元) 长江水系中华绒螯蟹野生种群的提纯复状与生态育苗何文辉江苏省张家港市1999-200030长江特种水产养殖示范园可行性研究何文辉泰州江堤达标指挥部2001-20025阳澄湖大闸蟹生态养殖示范何文辉苏州渔管站2002-2003100食藻虫治理滇池蓝藻污染中试何文辉云南2002-2005150观赏鱼和观赏海洋生物研究何文辉香港国际合作赞助2002-2005160金湖水域生态修复示范何文辉云南省科技厅2005-200610食藻虫引导后海生态修复样板何文辉北京水务局水科所2005-200750北京温榆河生态污染调查何文辉北京水务局水科所200610应用食藻虫控藻引导滴水湖D港生态修复与水质净化中试何文辉上海市2007186.6食藻虫引导太湖水生态修复示范何文辉江苏省科技厅太湖专项2007-200825上海市郊断头污水浜生态修复何文辉上海2007“水色时光”别墅景观水生态修复何文辉北京2007“奥临世茂” 景观水生态修复何文辉北京2007“星河湾” 别墅景观水生态修复何文辉北京2007“龙湾”别墅景观水生态修复何文辉北京2007“阿卡迪亚”别墅景观水生态修复何文辉北京2007“龙湾”别墅景观水生态修复何文辉北京2007索菲特大酒店景观水生态修复何文辉上海2007“心宜小镇”别墅景观水生态修复何文辉北京2007圆明园景观水体生态修复示范何文辉北京2007申请专利列表专 利 名 称发 明 人授 权 日专 利 号署名次序中华绒螯蟹生态育苗及生态养殖方法何文辉2004年ZL 02 1 11082.4第二专 利 名 称发 明 人申 请 日申 请 号署名次序培育食藻虫治理水域蓝绿藻污染的方法何文辉2002年02110588.X第一论文、专著、应用成果列表论文、专著、应用成果名称作 者发表期刊、时间署名次序七彩神仙人工繁殖主要水质条件的探讨何文辉上海海洋大学学报2001年第10卷1浅谈长江水系中华绒螯蟹资源保护及健康生态养殖何文辉虾蟹养殖20