基于景区湖泊污染的多功能水域清理船设计
摘要：针对我国城市景区湖泊富营养化和垃圾污染严重，传统景区水域清理存在各种不足等问题，设计研发多功能水域清理船灭杀蓝藻和清理垃圾，恢复景区湖泊生态环境。结合景区湖泊污染实际状况，提出把臭氧灭杀蓝藻应用于景区湖泊清理的新概念，研发一艘可无线遥控、集打捞垃圾、过滤小型悬浮微粒和灭杀蓝藻功能于一体的多功能水域清理船。通过无线遥控多功能水域清理船，能全面清理湖面垃圾，过滤小型悬浮微粒，臭氧灭杀率能达到90%以上。利用多功能水域清理船能维护景区小湖泊生态环境，在各类景观水体和小型湖泊的污染治理中具有很好的应用前景。
节能环保是当今社会主题之一，随着生活水平的提高，人们的环保意识不断增强，不但对居住小区的硬件设施要求智能化，而且对整个居住小区的外部人文景观、绿化和自然环境也是越来越严格，水景作为现在住宅区重要的组成部分，其环境状况自然成为人们关注的重点。然而，由于居住小区内的水体多为封闭水域，一般具有水域面积小、易污染、水环境容量小、水体自净能力低等特点，水体容易污染和富营养化，对景区生态环境和人们的生活质量造成不利影响。
我国自古就有傍水而居的习惯，古人认为，水能养性和陶冶情操。但由于我国经济的高速发展，人口集中和城镇化规模空前庞大，我国湖泊的水文状况不容乐观。2008年，据中国水网调查报告：“我国主要湖泊八成受到污染”，同时指出当前我国湖泊富营养化问题十分突出，湖泊富营养化导致湖泊水体透明度降低，水生态系统发生退化，沉水植物消失，而代之以浮游植物蓝藻大肆繁殖使水质恶化。
中国环境科学学会副理事长、中国环境科学研究院水资源所所长、国际湖泊环境委员会常务理事金相灿教授说：“我国一共有2400多个湖泊，跟我们日常生活比较接近的四五十个湖泊当中，大约有80％以上湖泊问题较多。从我国这几十个人口密集区的湖泊看，五大湖以及城市湖泊，基本都处在中富营养与富营养化状态，一些中型湖泊也处于富营养的状态。”同时，本项目调研广州部分景区湖泊的情况中发现，大多数都处于中等富营养化，少数处于轻度富营养化。
总的来说，无论是自然的中小型湖泊或景区的湖泊，我国已成为富营养化湖泊的重灾区，解决小湖泊污染问题刻不容缓。
我国每年都会投入巨额资金治理水体污染，努力恢复湖泊生态环境和提高景观质量。目前景区水体净化的方法有很多，比如机械过滤、疏浚底泥、水位调节、超声波等方法，这些方法效果明显，但不易普及，难以大规模实施。目前我国治理景区小湖泊污染主要有3种方法：传统人工打捞、化学剂除藻和引入新水换臭水。
（1）传统人工打捞。人工打捞具有方便、简单和成本低等特点，目前我国对于小型湖泊的污染（特别是城市住宅区的小湖泊）主要采取人工打捞（包括采用打捞船打捞）。人工打捞清理可以迅速打捞大型垃圾，使湖面保持相对清洁。虽然如此，传统人工打捞清理存在的一个主要缺点是对水中悬浮的垃圾微粒和活蓝藻是作用不明显。采用人工打捞以后，虽然湖面的大型垃圾被清理掉而变得干净，但是由于蓝藻和水中悬浮微粒继续存在，水体的生态环境还会继续恶化，水体也会发臭发黑。
（2）化学剂除藻。杀藻剂在不同的PH值范围内均有很好的杀菌灭藻能力，能有效地抑制藻类繁殖和粘泥增长，并有分散和渗透作用，能渗透并去除粘泥和剥离附着的藻类，传统的杀藻剂有硫酸铜、明矾、石灰和漂白粉等。不过杀藻剂使用时一定要谨慎，因为某些杀藻剂融入水中会影响水体质量，甚至杀死水中生物，甚至造成水体的二次污染。
（3）引入新水换臭水。对于某些湖泊采用传统的人工打捞或化学剂除藻效果不理想和水体已经严重发黑发臭的情况下，为净化环境，水文管理者往往会通过把湖泊中的臭水排走，然后引进新水去改善湖泊的水文。这种做法的好处是即刻改善湖泊环境，但是由于被排走的臭水并没有得到有效的解决，同时湖中原来存在的蓝藻污染继续存在，所以在当今环保意识不断增强的社会，这种换水的做法不值得提倡。
虽然我国对于景区水体净化方法众多，并且从物理、化学和生物等多角度去处理污染水体。但是由于传统的方法存在各种不足，要么处理效果不理想，要么难于推广，同时对蓝藻的处理作用也不尽人意。正因如此，本项目通过认真调研，创新性把臭氧灭菌应用于蓝藻清理，设计研发出多功能水域清理船。
1实验材料和方法
1．1实验材料
实验材料采用钝顶螺旋藻，由项目组购买纯净菌种进行培养，最后各取200mL培养的顶螺旋藻溶液分装于5支试管，其中1支试管为对照组，其余4支为实验组。臭氧发生器产生的臭氧为500mg/h。
钝顶螺旋藻属于蓝藻门、蓝藻纲、段殖藻目、颤藻科的螺旋藻属。适宜温度为25～27℃；光照强度30000～35000LX；PH8．5～10．5；繁殖习性为无性二分裂繁殖，繁殖结果使藻丝长度迅速增加钝顶螺旋藻主要靠藻丝断裂增加丝状体的数量，有时也形成“藻殖段”，藻殖段细胞分裂成新的螺旋状藻。
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