随着全球变暖趋势的日益加剧,世界气象组织近日发布的2022气象评估报告称,2022年将是有记录以来第二热的年份(第一热年份为2016年)。而现在刚进入5月,我国各地的气温就已经呈阶梯状向上攀升,部分地区气温已高达30℃。不出意外的话,今年夏季仍大概率是暴雨加高温的“雨热两重天”天气。
在这种天气条件下,一些地区富营养化水体中的蓝藻水华,又渐呈抬头之势。针对于此,蔚绿水科技通过在全球的成功实践总结,认为“与其应急治理,不如防患未然”。
高温环境下,蓝藻繁殖速度倍增
蓝藻共有150属、约2000种,主要分布在淡水河湖及沼泽中,海水中有少量分布。其中很多种能形成水华、危害水体生态及自然环境。常见的有微囊藻、鱼腥藻、颤藻、束丝藻和念珠藻等。
在某些气候条件下,有益的单细胞藻类生长速度并不比蓝藻慢。双方都会进行光合作用,达到和谐相处。但当气温和水温升高到更适宜蓝藻生长繁殖时,蓝藻的生长速度会大大超过其他藻类。所以受温度其他藻种的制约,蓝藻并不会在所有温度条件下大规模暴发,只有进入高温季节如6-9月,蓝藻的生长速度优势才会体现出来(此处不讨论冬季暴发的蓝藻种群)。
又因蓝藻是原核生物,对不良环境的适应性更强,加之强光、营养丰富、水体流动性差等综合性因素,蓝藻一旦暴发便能在一夜之间铺满整个湖面,需要投入大量人力财力进行治理。
蓝藻暴发汹涌而至,有限的“应急式”治理措施难应急
十几年来,各地政府投入了巨大的人力物力成本,以图根治蓝藻水华带来的一系列难题。在实践中,化学法、物理法、生物法成为了主要的应急治理手段。
化学法指利用化学药剂杀灭暴发期的蓝藻。这种方法十分高效,但杀藻剂、絮凝剂以及毒性较大的硫酸铜等药剂,都会对水体造成二次污染和危害。
物理法指依靠传统的人力打捞方式,通过专业设备进行藻水分离,目前很多大型湖泊采取的就是这种方式,对环境友好,有一定的效果。但在蓝藻暴发期,人力打捞速度难以跟上蓝藻繁殖速度,往往刚打捞完,没两天湖面就又绿了,非常耗费人力物力。还有一个问题是蓝藻打捞的后续处理始终是个难题,蓝藻藻毒素的去除困难而且成本较高,如跳过这个步骤又会对环境甚至地下水产生不良影响。
生物法指通过养殖食藻的淡水鱼类,调节水体生态系统结构,抑制蓝藻暴发。但很多被藻华严重污染的水体,大部分已经不再适合鱼类生存,更无法形成大的族群与蓝藻抗衡。而强行引入食藻鱼类,先不考虑对蓝藻的作用,本身对水体的生态就是一种破坏。目前对鱼类治理蓝藻学术届争论不休,有些小型的试验有过成功的案例,但迄今没有大型水体用鱼类治理蓝藻成功的报道。
还有通过微生物来治理蓝藻也是生物法的一种,被冠以“对环境安全”的方法。对环境确实没有危害,但是这种方法周期长,见效慢,是一种用于水体生态基本恢复正常之后维护的方法,治理已经暴发的蓝藻水华效果不理想。
到目前为止,我国大型水体的藻华治理还并未达到预期的目标,几乎所有水体的藻华问题都有加重的趋势。有限的应急治理措施,已经不足以应对暴发期的蓝藻水华。对此,政协委员徐旭东认为,当务之急是要“回过头去加强基础科学研究,真正把我国大中型浅水湖泊蓝藻水华暴发和治理背后的基础科学问题搞清楚,加强知识供给,发展新的技术手段”,以应对愈演愈烈的藻华难题。
而在已经频发藻华的水体中,应转变以往的“应急式”治理思路,变“应急治理”为“提前防范干预”,才是摆脱“应急式治理难应急”困境的关键所在。对此,来自以色列的水科技公司蔚绿水,有足够的发言权。
与其“应急”治理,不如“防”患未然
蔚绿水科技(BlueGreen Water Technologies),一家荣获水务行业“奥斯卡”奖项——全球水奖(Global Water Awards)的企业,在大中型水体治理上,有着自己过硬的技术与经验。
蔚绿水科技认为,与其耗费巨大的人力物力对抗暴发期的蓝藻水华,不如在初期就通过技术手段对蓝藻进行监测和干预,将蓝藻水华消灭在萌芽阶段,从而减少后期杀灭蓝藻的成本投入。为此,蔚绿水专门研发了蓝藻监控预警“杀手锏”——卫星图像分析系统“湖卫瞰”。
湖卫瞰可通过卫星红外遥感,对大面积水域以不低于10m×10m的精度进行探测,运用特定光谱专业影像分析技术,形成蓝藻指数地图。随后根据蓝藻指数及蓝藻趋势数据,对指定水域利用无人船或人工执行复核,对叶绿素a、藻蓝蛋白、溶解氧浓度、pH值等与蓝藻相关的水质指标进行监测。最后采用机器学习技术和专项算法,定性定量反应湖泊蓝藻水平指标,掌握其发生发展规律,发现问题及时预警,从而帮助决策者在早期以较少的成本投入,消除蓝藻暴发隐患。
2020年6月,蔚绿应邀对湖南岳阳南湖水体进行治理。通过湖卫瞰卫星图像分析系统可看到,在治理前,南湖图像呈现橘红色高风险状况。在治理后24小时内,湖内蓝藻水平即发生显著下降,呈现低风险的蓝色状态。值得一提的是,湖卫瞰不仅能实时监测治理成效,更能监测处于肉眼不可见水平的蓝藻暴发隐患,及时干预从而避免蓝藻水华的发生,节省藻华治理相关的成本投入。
2020年6月岳阳南湖治理监测
注:最后一张图片是2019年8月6日的分析图,旨在与2020年治理后对比
2021年东湖卫星图分析图
除此之外,湖卫瞰还具备以下优势:
适用范围广:不限位置,全球水体皆适用。
及时:在晴朗的天气情况下,至少5天更新一次。
准确:只专注于叶绿素a数据分析,且会与具体水体进行校准;算法可获得更准确的数据。
简单直观:可提供分析结果及图像。
近期蔚绿的团队正在对湖卫瞰系统进行升级,除了展现方式更直观清晰,不再依赖外部软件,技术革新在于能够处理水体微表层(surface microlayer)的影响,使得数据更加准确。
良好的适用性及推广使用优势,使湖卫瞰在全球范围内成功投入使用,在转变国内外蓝藻水华治理思路、节约蓝藻水华治理成本方面,做出了贡献。
2018年1-12月太湖卫星图像分析
2021年3月美国明尼奥拉湖原始卫星照片 (B) 分析后的叶绿素a图像
水是生命之源。转变“应急式”治理思路,加大早期防范干预力度,将更有助于我们守护每一滴清澈水资源。蔚绿水将继续以让水更安全为己任,为全球大中型水体治理贡献科技力量,助力中国打造湖清水净、生态宜居的美好未来。
【关于蔚绿水科技】
蔚绿水科技有限公司(BlueGreen Water Technologies,Ltd.)是一家总部位于以色列特拉维夫的水环境科技公司,致力于开发水环境相关的问题解决方案。在中国、以色列、美国、南非、俄罗斯都已有成功案例。湖卫产品及卫星图像监测系统,能在治理蓝藻的同时,支持主管部门及时识别和干预早期发生蓝藻水华,避免水华全面暴发的严重后果。
(完)- 同类资讯
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