藻类清除船与其他除藻方式的差异及影响

藻类清除船与其他除藻方式的差异及影响

一、研究背景 近年来，随着蓝藻在地球淡水生态系统中频繁发生，机械藻类清除船被广泛用作应急管理手段。在 2018 年至 2023 年的 132 项实证研究的基础上，本文系统地研究了藻类物理清除技术的机制，揭示了对藻类群落的直接监管效应和间接生态影响。

二、研究发现

1.藻类清除船的操作效果 可在短时间内将藻类表面密度降低 40 - 70%，但会导致藻类颗粒结构的重组zx（p <0.01）和官能团连续性的加速（p <0.05）。

2.案例研究表明 在太湖连续 3 年进行机械化除藻后，微藻的比例从 82%下降到 67%，但微藻的相对存储量增加了 2.3 倍。

3.现代除藻船耦合三重技术

·物理捕鱼系统（过滤光圈 20 - 100μm），algae - water 分离，注意到每小时 200m3运行效率 2019 柱（片）/小时。

·超声波除藻抑制模块（频率 20 - 40khz），破坏气泡结构，使蓝藻沉积效率提高 58% (li 等 al., 2021)。

·修正粘土添加（中央廊道 0.5 - 2g / m3），参与化学装置，磷吸附能力达到 18.7mg / g（Wang et al., 2020）。

4.操作参数与生态系统阈值 关键参数包括：移动速度（0.5 ~ 1.2 米/秒），操作水深（0.3 米），每日操作时间（6 ~ 10 小时）。对巢湖的研究表明，当活动强度超过 200 m2/d 时，浮游动物的存储量显著减少（r = -0.73, p = 0.008） （liu et al., 2022）。

5.生物质减排效果 太湖 2019 年至 2021 年叶绿素减少表面 78.2%μg / Lμg / 32.4%)减少 L(58.6%)，即使藻类 suspension 发生中水 48 小时后，浓度恢复到 42%的原值（zhou et al., 2022）。

6.粒子尺寸重组 共同体的结构分析结果显示，过滤器 large - particle size 数减少 72%，结果带捕获相关，藻类（> 50m μm）的相对丰富藻类< 20μm 1.8 倍(P < 0.01%)增加。在巢湖 抑制微囊藻 spp. niche 的菌株被 pseudanabaena 取代，该菌株从 7%增加到 23% （chen 等 al., 2021）。

7.营养物质去除与释放 氮（1.2 - 3.8kg/hm）和磷（0.15 - 0.42kg/hm）通过抑制营养循环的藻类回收被去除，但船体搅拌引起的沉积物重悬浮使磷的总释放流量减少 1.6 - 2 增加了 3 倍（p <0.05）。研究表明，在淤泥 - 水界面的磷酸盐流量在一次操作后 7 天内达到 32.7mg/m2d，是背景值的 2.8 倍（wang 等 al., 2023）。

8.食物网级联 浮游动物研究显示，克拉多赛拉的存储量减少了 39% (95% ci:28 - 51%)，而蠕虫的耐药性更高，相对存储量增加了 64% (li et al.，2022)。

9.太湖综合治理工程 2017 年至 2022 年，共派出消藻船 12.8 万艘，回收藻浆 460 万吨。在藻类监测中 蓝藻的比例从 79%下降到 61%，而绿藻增加 2.1 倍，杆菌增加 1.7 倍（相关研究/监测数据等具体来源）。    

10.生态系统稳定性指数 从 0.38 改善到 0.51，但仍未达到健康阈值 0.65。

11.2021 年 20khz 超声波与修正蒙脱石（8.8 g/ m3）相结合，蓝藻的生物量在 72 小时后减少了 83%，但却显著影响了螺杆类的存活率（lc50）。36 小时)。随后 3 个月，绿藻喷发，生物量达到历史峰值的 2.3 倍（安徽省环保局，2022 年）。

12.精密操作参数系统 基于机器学习的动态控制模型（图 1）可以进行如下优化：

·自适应过滤器调整（根据藻类的大小分布动态调整）；

·生态安全量控制（超声波强度<25w / cm2，曝光时间< 4h / d）。

13.生态修复协同策略 武汉东湖实践表明，将除藻船作业与沉水植被修复结合，可使水体透明度提升 38%，藻类生物量降幅提高 21%（对比单一技术）。这种"物理削减-生态调控"模式使总磷浓度稳定在 0.03mg/L 以下达 23 个月（Hu et al., 2023）。

三、结论与展望 机械除藻作为应急管理工具，需建立多尺度影响评估框架。建议：①制定《除藻船生态作业技术规范》，明确不同生态型湖泊的作业阈值；②研发藻相-水质实时联控系统，实现负反馈调节；③推动形成"源头控污-生态调控-应急处理"的全链条治理体系。未来应重点关注纳米气泡协同氧化等新技术，在提升除藻效率的同时降低生态扰动。

滤器调整（根据藻类的大小分布动态调整）；(2)生态安全量控制（超声波强度< w / cm2，曝光时间< 4h / d）。生态修复协同策略 武汉东湖实践表明，将除藻船作业与沉水植被修复结合，可使水体透明度提升 38%，藻类生物量降幅提高 21%（对比单一技术）。这种"物理削减-生态调控"模式使总磷浓度稳定在 0.03mg/L 以下达 23 个月（Hu et al., 2023）。结论与展望 机械除藻作为应急管理工具，需建立多尺度影响评估框架。建议：①制定《除藻船生态作业技术规范》，明确不同生态型湖泊的作业阈值；②研发藻相-水质实时联控系统，实现负反馈调节；③推动形成"源头控污-生态调控-应急处理"的全链条治理体系。未来应重点关注纳米气泡协同氧化等新技术，在提升除藻效率的同时降低生态扰动。