圖片來源：Kickstarter 網(wǎng)站

圖片來源：Kickstarter 網(wǎng)站 ??? ?

此外魚缸頂部的LED燈，使用人眼看不到的特殊波長(zhǎng)，可有效抑制藻類繁殖，同時(shí)提供其他植物生長(zhǎng)所需的光源，使其可進(jìn)行光合作用提供氧氣。LED燈的設(shè)計(jì)有三種變化，分別是清晨的紅光、白天的日光以及傍晚的藍(lán)光，模擬太陽光照從白天到晚上的照周期變化。

根據(jù)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部“關(guān)于印發(fā)《2008年工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范制訂、修訂計(jì)劃(第一批)的通知”(建標(biāo)[2008]102號(hào))的要求，規(guī)范編制組經(jīng)廣泛調(diào)查研究、?認(rèn)真總結(jié)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，參考有關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)和國外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)，并在廣泛征求意見的基礎(chǔ)上，修訂了本規(guī)范。
本規(guī)范主要技術(shù)內(nèi)容包括：1總則、2?術(shù)語、3?取水口位置選擇、4?含藻水給水處理、5?應(yīng)急處理。
本規(guī)范修訂的主要技術(shù)內(nèi)容有：增加了術(shù)語、預(yù)處理、混凝、活性炭吸附、膜處理、含藻水水源水質(zhì)突發(fā)污染時(shí)的應(yīng)急處理以及藻毒素等有關(guān)規(guī)定。
本規(guī)范中以黑體字標(biāo)志的條文為強(qiáng)制性條文，必須嚴(yán)格執(zhí)行。
本規(guī)范由住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部負(fù)責(zé)管理和對(duì)強(qiáng)制性條文的解釋，由中國市政工程中南設(shè)計(jì)研究總院負(fù)責(zé)具體技術(shù)內(nèi)容的解釋。執(zhí)行過程中如有意見和建議，請(qǐng)將相關(guān)資料寄送中國市政工程中南設(shè)計(jì)研究總院?(地址：湖北省武漢市解放公園路41號(hào)，郵編430010)?。
本規(guī)范主編單位?：中國市政工程中南設(shè)計(jì)研究總院
本規(guī)范參編單位?：廣州市市政工程設(shè)計(jì)研究院
清華大學(xué)
本規(guī)范主要起草人員?：李樹苑??陳才高??隨??軍??劉文君??劉海燕??楊文進(jìn)
孫志民??吳瑜紅??付??樂??雷培樹??王占生??汪傳新張懷宇??周建華??王廣華??劉國祥??王早文
本規(guī)范主要審查人員?：吳濟(jì)華?郄艷秋?楊??開?馬??軍?熊水英?張??竑
姜應(yīng)和?陶??濤?于水利?徐山源?呂躍進(jìn)

目次
1????總則????1
2????術(shù)語????2
3????取水口位置選擇????3
4????含藻水給水處理????4
4.1?一般規(guī)定????4
4.2?預(yù)處理????4
4.3?混凝、沉淀（澄清）????5
4.4?氣浮????5
4.5?過濾????6
4.6?活性炭吸附????7
4.7?膜處理????7
4.8?消毒????8
5????應(yīng)急處理????9

附錄A??藻數(shù)量的測(cè)定方法????10
本規(guī)范用詞說明????12
引用標(biāo)準(zhǔn)名錄????13
附：條文說明????14

總則
1.0.1?為提高含藻水給水處理設(shè)計(jì)水平，達(dá)到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全適用、供水水質(zhì)符合《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》GB5749的目標(biāo)，特制定本規(guī)范。
1.0.2?本規(guī)范適用于以含藻的湖泊、水庫或河流為水源的給水處理設(shè)計(jì)。
1.0.3?水源水質(zhì)應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》GB3838和現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《生活飲用水水源水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》CJ3020的有關(guān)規(guī)定，且應(yīng)在設(shè)計(jì)枯水位時(shí)能夠取到符合水源水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)水量。選擇水源時(shí)，應(yīng)調(diào)查水源水的含藻量、富營養(yǎng)化程度和有關(guān)水質(zhì)的變化情況。
1.0.4?含藻水給水處理應(yīng)避免破壞藻類細(xì)胞壁，控制藻毒素的升高，保障飲用水的安全。
1.0.5?含藻水給水處理設(shè)計(jì)除應(yīng)符合本規(guī)范外，尚應(yīng)符合國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

術(shù)語
2.0.1?含藻水??algae?water
藻類及其它浮游生物過量繁殖、藻數(shù)量大于100萬個(gè)/L或足以妨礙混凝、沉淀和過濾正常運(yùn)行的水源水。
2.0.2??藻渣?algae?scum
氣浮池分離室水面上藻的浮渣。
2.0.3?水華?water?blooms
藻類過度繁殖導(dǎo)致水質(zhì)惡化的一種生態(tài)現(xiàn)象。
2.0.4?高效沉淀池?high?efficiency?settler
由機(jī)械混凝和斜管（板）沉淀構(gòu)成、采用污泥外回流并具有較高液面負(fù)荷的沉淀池。
2.0.5翻板濾池??shutter?filter
以反沖洗排水舌閥（板）代替反沖洗排水閥的過濾形式。反沖洗排水舌閥（板）在工作過程中可0°~90°范圍內(nèi)來回翻轉(zhuǎn)。沖洗采用氣水沖洗、具有反沖洗時(shí)不排水特點(diǎn)的快濾型濾池。

取水口位置選擇
3.0.1??取水口應(yīng)位于含藻量較低、水深較大或水域開闊的位置；不應(yīng)設(shè)在水華頻發(fā)區(qū)域、高藻期間主導(dǎo)下風(fēng)向的凹岸區(qū)。
取水口應(yīng)遠(yuǎn)離天然湖岸、泥沙淤積區(qū)。?取水口的位置應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《飲用水水源保護(hù)區(qū)劃分技術(shù)規(guī)范》HJ/T338的規(guī)定，一級(jí)保護(hù)區(qū)域范圍內(nèi)不應(yīng)有排水口和入湖河口。
3.0.2??湖泊、水庫的水深大于10m時(shí)，應(yīng)根據(jù)季節(jié)性水質(zhì)沿水深的垂直分布規(guī)律，在表層水以下分層取水。
3.0.3??設(shè)計(jì)最低水位時(shí)取水口上緣的淹沒深度，應(yīng)根據(jù)表層水的含藻量、漂浮物和冰層厚度確定，不宜小于1m。
3.0.4??取水口下緣距湖泊、水庫底的高度，應(yīng)根據(jù)底部淤泥成分、泥沙沉積和變遷情況以及底層水質(zhì)等因素確定，不宜小于1m。

含藻水給水處理
4.1?一般規(guī)定
4.1.1?含藻水給水處理工藝流程的選擇及構(gòu)筑物的選型，應(yīng)根據(jù)原水水質(zhì)或相似水廠的經(jīng)驗(yàn)，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定，必要時(shí)可通過試驗(yàn)確定。
4.1.2?含藻水給水處理工藝流程一般有以下幾種。
1?原水—預(yù)處理—混凝—沉淀（澄清）—?dú)飧　^濾—消毒
2?原水—預(yù)處理—混凝—?dú)飧』虺恋恚ǔ吻澹^濾—消毒
3?原水—預(yù)處理—常規(guī)處理（混凝、氣浮或沉淀（澄清）、過濾）—深度處理（活性炭吸附、臭氧-生物活性炭、超（微）濾）—消毒
4?原水—預(yù)處理—混凝—?dú)飧』虺恋恚ǔ吻澹ㄎⅲV—消毒
4.1.3?含藻水水源的水廠不宜采用微絮凝直接過濾工藝。
4.4.4?以含藻水為水源的水廠不宜采用微絮凝直接過濾工藝。
4.4.5?藻數(shù)量的測(cè)定應(yīng)符合本規(guī)范附錄A的規(guī)定。藻毒素的測(cè)定應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《水中微囊藻毒素的測(cè)定》GB/T20466的規(guī)定。

4.2?預(yù)處理

4.2.1?以含藻水為原水的水廠應(yīng)設(shè)置預(yù)處理。結(jié)合水源水質(zhì)特點(diǎn)，預(yù)處理可采用化學(xué)預(yù)氧化、粉末活性炭吸附或生物氧化等工藝。
4.2.2?預(yù)氧化的氧化劑應(yīng)根據(jù)水源水質(zhì)、規(guī)模、凈水工藝等條件選擇氯、臭氧、高錳酸鹽、二氧化氯等。投加的預(yù)氧化藥劑不得影響水廠出廠水水質(zhì)，并符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50013的規(guī)定。
4.2.3?預(yù)氧化藥劑投加點(diǎn)可選擇在水源廠（站）、凈水廠。宜優(yōu)先選擇在水源廠（站）投加預(yù)氧化藥劑，充分利用原水輸送的接觸時(shí)間。在水廠內(nèi)投加預(yù)氧化藥劑時(shí)，應(yīng)避免各種藥劑之間的相互影響。
4.2.4預(yù)氧化藥劑投加量應(yīng)根據(jù)水源水質(zhì)、凈水工藝、預(yù)氧化目標(biāo)以及水質(zhì)安全等條件確定。
4.2.5?預(yù)氧化劑與待處理水應(yīng)保證有足夠的接觸時(shí)間。
4.2.6?含藻水水源在短時(shí)間內(nèi)有異嗅或藻毒素較高時(shí)，可采用粉末活性炭吸附。粉末活性炭投加點(diǎn)和用量，應(yīng)根據(jù)水質(zhì)及試驗(yàn)確定。粉末炭一般投加到原水中，并充分混合；投加量可為(10～30)mg/L。
4.2.7?人工填料生物預(yù)處理的進(jìn)水應(yīng)有較好的生物可降解性，BOD5/COD的比值宜大于0.2。原水的藻數(shù)量、耗氧量、氨氮濃度較高，且水溫不低于5℃的含藻水，可根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，采用生物預(yù)處理。
4.2.8?人工填料生物接觸氧化的水力停留時(shí)間宜為(1.5～2.5)h，曝氣的氣水比宜為1:1～2:1。
4.2.9?下向流顆粒濾料生物濾池的主要參數(shù)宜滿足下列要求：
1?濾料粒徑(2～5)mm、濾料厚度2m、濾速(4～6)m/h；
2?氣水比宜為0.8:1～1.5:1，可采用穿孔管曝氣、氣水沖洗；
3?氣水反沖洗強(qiáng)度宜為：水(10～15)L/(m2·s)，氣(10～20)L/(m2·s)。

4.3?混凝、沉淀（澄清）
4.3.1?混合及絮凝池設(shè)計(jì)應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50013的有關(guān)規(guī)定。對(duì)氣浮池前的混凝時(shí)間可少于沉淀工藝，一般為(5～15)min。
4.3.2?平流沉淀池的表面負(fù)荷宜為(1.0～2.0)m3/(m2．h)，水平流速宜采用(6.0～10.0)mm/s，沉淀時(shí)間宜為(4.0～2.0)h。當(dāng)原水渾濁度較低時(shí)，沉淀時(shí)間宜采用較高值。
4.3.3?上向流斜管沉淀池的液面負(fù)荷宜采用(5.0～6.5)m3/(m2.h)。
4.3.4?澄清池清水區(qū)的液面負(fù)荷宜采用(2.0～3.0)m3/(m2.h)。
4.3.5?高效沉淀池清水區(qū)的液面負(fù)荷可選擇(10～25)m3/(m2.h)。

4.4?氣浮
4.4.1?氣浮池接觸室的上升流速宜為(10～20)mm/s?，分離室的向下流速可采用(1.5～2.0)mm/s，即分離室液面負(fù)荷可為(5.4～7.2)m3/(m2.h)。
4.4.2氣浮池的單格寬度不宜超過?10m；池長(zhǎng)不宜超過15m?；有效水深可采用?(2.0～3.0)m。
4.4.3?氣浮池應(yīng)設(shè)置排泥、排渣設(shè)施。
4.4.4?溶氣罐位置宜靠近氣浮池。溶氣壓力可采用(0.2～0.4)MPa。溶氣水回流比一般宜為(6～10)%，含藻量高時(shí)，可采用（11～15）%。
4.4.5?氣浮池的藻渣必須全部收集，嚴(yán)禁直接排入水體，并應(yīng)按照無害化的要求進(jìn)行處理與處置。

4.5?過濾
4.5.1?濾池的濾料組成及濾速，可按照表4.5.1選用。濾池的承托層應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50013的有關(guān)規(guī)定，其中單層石英砂濾料、雙層濾料的承托層之上應(yīng)鋪設(shè)粒徑(1～2)mm、厚度50mm的石英砂。
表4.5.1??濾池濾料的組成及濾速
濾料種類????濾料參數(shù)及組成????正常濾速(m/h)????強(qiáng)制濾速(m/h)
粒徑（mm）????不均勻系數(shù)(K80)????厚度(mm)
單層石英砂濾料????0.7～1.0????＜1.4????900????5～7????7～10
均勻級(jí)配單層石英砂粗砂濾料????0.9～1.25????<1.3????1200～
1500????6～8????8～11
雙層濾料????無煙煤????0.8～1.8????＜1.8????450????6～8????8～12
石英砂????0.5～1.0????＜1.7????400
三層濾料????無煙煤????0.8～1.8????＜1.8????500????8～12????12～14
石英砂????0.5～0.8????＜1.5????270
高密度礦石????0.25～0.5????＜1.7????80
注：濾料的密度（g/cm3）：無煙煤1.4～1.6；石英砂2.6～2.65；高密度礦石4.4～5.2。
4.5.2?采用單獨(dú)水沖洗的濾池，水沖洗的強(qiáng)度及時(shí)間宜符合表4.5.2-1的規(guī)定。采用氣水沖洗的濾池，沖洗強(qiáng)度及時(shí)間宜符合表4.5.2-2的規(guī)定。
表4.5.2-1??水沖洗的強(qiáng)度及時(shí)間
濾料種類????沖洗強(qiáng)度[L/(m2.s)]????膨脹率(%)????沖洗時(shí)間(min)
單層石英砂濾料????13～15????45????8～6
雙層濾料????14～16????50????8～6
三層濾料????16～17????50????8～6

表4.5.2-2??氣水沖洗的強(qiáng)度及時(shí)間
濾料種類????先氣沖洗????氣水同時(shí)沖洗????后水沖洗????表面掃洗
強(qiáng)度[L/(m2·s)]????時(shí)間
(min)????氣強(qiáng)度
[L/(m2·s)]????水強(qiáng)度
[L/(m2·s)]????時(shí)間
(min)????強(qiáng)度
[L/(m2·s)]????時(shí)間
(min)????強(qiáng)度
[L/(m2·s)]????時(shí)間
(min)
單層石英砂濾料????15～20????4～2????—????—????—????8～10????8～6????—????—
均勻級(jí)配單層石英砂粗砂濾料????13～17????3～2????13～17????3～4????4～3????4～8????9～6????1.4～2.3????全程
雙層濾料????15～20????4～2????—????—????—????6.5～10????7～6????—????—

4.6?活性炭吸附
4.6.1?活性炭應(yīng)根據(jù)水質(zhì)與被吸附污染物特點(diǎn)，選擇具有較強(qiáng)的吸附性能、機(jī)械強(qiáng)度高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定以及再生后性能恢復(fù)好等特性的顆?；钚蕴俊２捎妹嘿|(zhì)顆?；钚蕴繒r(shí)，顆?；钚蕴苛健⑻匦詤?shù)以及質(zhì)量應(yīng)符合國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。
4.6.2?顆?；钚蕴繛V池的炭層厚度宜為(1.5～2.5)m，空床濾速宜為(7.5～15)m/h，接觸時(shí)間不宜小于10min。
4.6.3?顆?；钚蕴繛V池的反沖洗應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50013的有關(guān)規(guī)定。除翻板濾池可采用氣水同時(shí)反沖洗外，其他池型不宜采用氣水同時(shí)反沖洗。

4.7?膜處理
4.7.1?含藻水給水處理的膜處理單元可采用微濾或超濾。
4.7.2?膜處理單元的形式及膜孔徑的大小宜根據(jù)水質(zhì)、處理目標(biāo)及經(jīng)濟(jì)條件等因素確定。
4.7.3?膜通量選擇應(yīng)考慮工藝流程、設(shè)計(jì)水溫、水質(zhì)、運(yùn)行時(shí)間、運(yùn)行穩(wěn)定性及經(jīng)濟(jì)等因素合理確定。設(shè)計(jì)膜通量壓力式宜小于65L/(m2?h)，浸沒式宜小于40?L/(m2?h)。膜處理系統(tǒng)的水回收率宜大于95%。
4.7.4?膜單元應(yīng)進(jìn)行沖洗及定期化學(xué)清洗。
4.7.5膜單元化學(xué)清洗的廢液嚴(yán)禁直接排入水體，必須按照無害化的要求進(jìn)行處理與處置。

4.8?消毒
4.8.1?出廠水消毒應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50013的有關(guān)規(guī)定。
4.8.2?出廠水及管網(wǎng)水的消毒副產(chǎn)物濃度必須符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》GB5749的有關(guān)規(guī)定。

應(yīng)急處理
5.0.1?以含藻的湖泊、水庫或河流為水源的水廠，宜在現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《飲用水水源保護(hù)區(qū)劃分技術(shù)規(guī)程》HJ/T338規(guī)定的一級(jí)保護(hù)區(qū)邊界選擇水質(zhì)敏感點(diǎn)，設(shè)置水質(zhì)突發(fā)性污染的預(yù)警設(shè)施。預(yù)警可采用水質(zhì)模型或生物預(yù)警等形式。
5.0.2?湖泊、水庫水源取水口半徑100m范圍內(nèi)，可設(shè)置攔截設(shè)施（濾布）或其他形式的水華物理隔離區(qū)，并應(yīng)采取機(jī)械撈藻等措施。
5.0.3以湖泊、水庫或含藻的河流為水源的水廠，宜在水源廠（站）或水廠設(shè)置投加預(yù)氧化劑及粉末活性炭的設(shè)施。預(yù)氧化劑和粉末活性炭投加量可根據(jù)水質(zhì)和試驗(yàn)確定。
5.0.4?取水口所在水域發(fā)生水華，致使出廠水含藻量大幅升高、異嗅異味嚴(yán)重時(shí)，除采取緊急措施加強(qiáng)水廠運(yùn)行管理外，還應(yīng)同時(shí)加大水處理中的預(yù)氧化劑、混凝劑、助凝劑（聚丙烯酰胺等）、粉末活性炭的投加量，并調(diào)節(jié)混凝時(shí)水的pH值至6.5～7.0。

附錄A??藻數(shù)量的測(cè)定方法
A.0.1?樣品制備應(yīng)符合下列規(guī)定：
1?將含藻水水樣搖勻后倒入1000mL筒形分液漏斗中至1000mL刻度處；
2?加入30mL魯哥氏液（Lugols?solution）搖勻固定，靜沉24h后，用虹吸管吸出上清液，直至筒形分液漏斗中剩下(20~25)mL的濃縮液；
3將濃縮液搖勻后移入到50mL帶刻度的定量瓶中，然后用吸出的上清液少許沖洗筒形分液漏斗三次，每次的沖洗液一并移入上述定量瓶中；
4讀取濃縮液體積V。
A.0.2?樣品提取應(yīng)符合下列規(guī)定：
1以左右平移的方式搖動(dòng)定量瓶200次后立即用0.1mL的移液管從中兩次各吸出0.1mL的樣品，分別注入兩片容積均為0.1mL的計(jì)數(shù)框中，蓋上蓋玻片；
2?計(jì)數(shù)框內(nèi)不得有氣泡，樣品不得溢出計(jì)數(shù)框。
A.0.3?樣品計(jì)數(shù)應(yīng)符合下列規(guī)定：
1在10×40或8×40倍顯微鏡下進(jìn)行計(jì)數(shù)。
2?計(jì)算應(yīng)采用下列公式：
1）?目鏡視野法計(jì)數(shù)公式

(A.0.3-1)
式中：
N—1升水中的藻數(shù)量（個(gè)/L）；
C—計(jì)數(shù)框面積（mm2）；
V—1升水樣沉淀濃縮后移入50mL定量瓶中溶液的體積（mL）；
Fs—每個(gè)視野的面積（mm2）；
Fn—每片計(jì)數(shù)過的視野數(shù)；
Pn—每片通過計(jì)數(shù)實(shí)際數(shù)出的藻數(shù)量。
.2）?行格法計(jì)數(shù)公式
行格計(jì)數(shù)法可對(duì)計(jì)數(shù)框中的2、5、8行或2、5、8列進(jìn)行計(jì)數(shù)?。
(A.0.3-2)
式中：
N—1升水中的藻數(shù)量（個(gè)/L）；
V—1升水樣沉淀濃縮后移入50mL定量瓶中溶液的體積（mL）；
R—實(shí)際計(jì)數(shù)的行數(shù)或列數(shù)；
Pn—每片通過計(jì)數(shù)實(shí)際數(shù)出的藻數(shù)量。
3??同一標(biāo)本的兩次計(jì)數(shù)值如在其算術(shù)平均值±10%范圍內(nèi)，則該算術(shù)平均值視為計(jì)數(shù)結(jié)果，否則，重新提取樣品計(jì)數(shù)。
A.0.4?藻數(shù)量的快速測(cè)定應(yīng)符合下列規(guī)定：
1當(dāng)藻類爆發(fā)或其他緊急情況需快速測(cè)定藻數(shù)量時(shí)，可采用本方法；
2?取1000mL水樣通過孔徑為(0.020～0.035)mm的浮游生物網(wǎng)，用少量蒸餾水沖洗篩網(wǎng)，沖洗液收集于50mL帶刻度的定量瓶中，然后加入0.5mL魯哥試劑，讀取濃縮液體積V；
3采用本規(guī)范附錄A?第A.0.2條?、第A.0.3條?的規(guī)定進(jìn)行樣品提取和計(jì)數(shù)。

在海洋和淡水水體中，由于富營養(yǎng)化程度的加劇，藻類過量繁殖形成水華和赤潮，從而影響和改變水體的理化性質(zhì)，并且能直接或間接引起食藻動(dòng)物的大量死亡。傳統(tǒng)的治理方法如機(jī)械除藻，高頻電磁脈沖以及利用除草劑等方法，常受到成本和環(huán)境安全性問題等諸多因素的限制。相比之下，生物控藻技術(shù)成本低、安全性好，其中溶藻細(xì)菌因其較高的除藻效力，成為防治水華和赤潮的一個(gè)新方向。溶藻細(xì)菌(algae-lysing bacteria)，作為水生生態(tài)系統(tǒng)中生物種群結(jié)構(gòu)和功能的一個(gè)重要組成部分，對(duì)水華和赤潮的控制、維持藻類生物量的平衡有非常重要的作用，它們對(duì)浮游植物的溶解作用也可能是調(diào)節(jié)水生生態(tài)系統(tǒng)中初級(jí)生產(chǎn)力的一個(gè)重要因素。水華和赤潮的突然消亡可能與溶藻細(xì)菌的感染有關(guān)。溶藻細(xì)菌作為水華和赤潮防治的生物，引起了國內(nèi)外不少學(xué)者的關(guān)注，近年來國外不斷分離出新的溶藻細(xì)菌。相對(duì)而言，國內(nèi)報(bào)道較少。近十多年來幾乎處于停滯狀態(tài)。鑒于此，作者根據(jù)國內(nèi)外的最新研究成果，從溶藻細(xì)菌的種類、作用方式及機(jī)理、篩選與分離、溶藻菌的測(cè)定、溶藻效果的評(píng)價(jià)等方面作一綜合概述。

1 溶藻細(xì)菌研究概況

所謂溶藻細(xì)菌是一類以直接或間接方式抑制藻類生長(zhǎng)，或殺死藻類、溶解藻細(xì)胞的細(xì)菌的統(tǒng)稱。溶藻細(xì)菌的研究在國外已有數(shù)十年歷史。早在1924年，Ceitler報(bào)道一種粘細(xì)菌Polyangium parasitium寄生在剛毛藻Cladophora上，使藻死亡。國內(nèi)外文獻(xiàn)中曾報(bào)道過的溶藻細(xì)菌種類不一，主要有：粘細(xì)菌、噬胞菌屬、纖維弧菌屬、節(jié)桿菌、屈撓細(xì)菌屬、蛭弧菌、黃桿菌屬、弧菌、腐生螺旋體屬、假單胞菌、鞘氨醇單胞菌屬、交替單胞菌、交替假單胞菌等。這些細(xì)菌多為革蘭氏陰性菌，它們的作用對(duì)象比較廣泛，既有藍(lán)藻，也有硅藻和甲藻。

2 溶藻細(xì)菌的作用方式及機(jī)理

研究溶藻細(xì)菌的作用方式不僅可以了解溶藻細(xì)菌的作用機(jī)制，而且可以為分離和研制高效的殺藻劑提供理論指導(dǎo)。溶藻細(xì)菌的作用方式一般分為兩種：一是直接溶藻，即直接進(jìn)攻宿主，它需要細(xì)菌與溶藻細(xì)胞直接接觸，甚至侵入藻細(xì)胞內(nèi)。Shilo M最早報(bào)道了粘細(xì)菌對(duì)藍(lán)藻的直接溶解作用，史順玉等發(fā)現(xiàn)的菌株也是直接溶藻。二是間接溶藻，即間接進(jìn)攻宿主，主要包括細(xì)菌同藻競(jìng)爭(zhēng)有限營養(yǎng)或細(xì)菌分泌胞外物質(zhì)溶藻。其中分泌胞外物質(zhì)溶藻文獻(xiàn)報(bào)道較多，是溶藻細(xì)菌的主要作用方式。溶藻細(xì)菌可以通過釋放特異性或非特異性的胞外物質(zhì)，如蛋白質(zhì)，羥胺，抗生素，多肽，氨基酸等殺死藻細(xì)胞。報(bào)道間接溶藻作用的主要有彭超、Lee Sun-og和 Imamura等。

溶藻細(xì)菌對(duì)藻細(xì)胞作用的可能機(jī)理主要有以下5種：直接接觸溶藻、釋放殺藻物質(zhì)、細(xì)菌與藻競(jìng)爭(zhēng)營養(yǎng)物、形成菌膠膜及進(jìn)入藻細(xì)胞內(nèi)殺滅藻細(xì)胞。

2.1直接接觸溶藻

一些溶藻菌直接與藻細(xì)胞接觸，通過釋放可溶解纖維素的酶而消化藻細(xì)胞的細(xì)胞壁，進(jìn)而逐漸溶解整個(gè)藻細(xì)胞。如前所述的黏細(xì)菌對(duì)藍(lán)藻、魚腥藻、束絲藻、微囊藻以及多種顫藻的溶解作用;噬胞菌屬和腐生螺旋體屬能夠特異性地與橫裂甲藻和硅藻接觸，溶解藻細(xì)胞等均屬直接接觸溶藻。

2.2釋放殺藻物質(zhì)

細(xì)菌可以通過釋放特異性或非特異性的胞外物質(zhì)殺死藻細(xì)胞，目前報(bào)道的細(xì)菌殺藻物質(zhì)主要有蛋白質(zhì)、多肽類物質(zhì)以及抗生素。這類細(xì)菌常見的有弧菌、假單胞菌、黃桿菌、交替單胞菌、假交替單胞菌等。

2.3細(xì)菌與藻競(jìng)爭(zhēng)營養(yǎng)物

有些細(xì)菌可通過C、N、P、K等物質(zhì)與藻類產(chǎn)生直接或間接的聯(lián)系。如芽孢桿菌的生長(zhǎng)需要氮磷等物質(zhì)的營養(yǎng)支持，從而會(huì)使水體中的氮磷含量下降，進(jìn)而使水體無法滿足微囊藻的生長(zhǎng)需要。同時(shí)芽孢桿菌還可以微囊藻藻體作為源加以利用;另外部分真菌和放線菌也會(huì)同藻類搶奪有限的營養(yǎng)物質(zhì)，抑制藻類的生長(zhǎng)。

2.4形成菌膠膜

如腐敗菌、亞硝酸菌、大腸桿菌、枯草桿菌等大量出現(xiàn)時(shí)，單細(xì)胞藻類培養(yǎng)物會(huì)產(chǎn)生沉淀而顏色變黃，同時(shí)發(fā)生化學(xué)變化而發(fā)出氨臭味;另一方面，可在靜止的水面集結(jié)形成菌膠膜，有礙氣體交換和光線的透射，導(dǎo)致水環(huán)境惡化，致使藻類死亡。

2.5進(jìn)入藻細(xì)胞內(nèi)殺死藻細(xì)胞

這種溶藻方式極其少見，有人從水華銅綠微囊藻中分離出一種類似蛭弧菌的細(xì)菌，這種細(xì)菌能夠進(jìn)入銅綠微囊藻的細(xì)胞并使藻細(xì)胞溶解。

3 溶藻細(xì)菌篩選與分離鑒定

目前，溶藻細(xì)菌篩選主要有兩種方法：一是利用液體感染的方法進(jìn)行分離;另一種是利用固體感染的方法進(jìn)行分離。國內(nèi)外溶藻細(xì)菌一般分離自因富營養(yǎng)化而發(fā)生水華或赤潮的湖泊及海洋，大多為革蘭氏陰性菌。由于溶藻細(xì)菌在自然水體中存在的比率比較低，故采用傳統(tǒng)的方法需要濃縮大量水樣，耗時(shí)長(zhǎng)且很難獲得理想溶藻細(xì)菌，與將來工程實(shí)際應(yīng)用相距甚遠(yuǎn)。PCR技術(shù)可以快速、靈敏、選擇性地?cái)U(kuò)增微量的DNA片段，16S rRNA序列分析可以揭示微生物種群間的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系，利用PCR技術(shù)、細(xì)菌的16S rRNA序列分析技術(shù)，直接分析具有溶藻效果的樣品中細(xì)菌類屬和親緣關(guān)系，根據(jù)分析結(jié)果選擇合適的培養(yǎng)基和方法進(jìn)行分離培養(yǎng)，能夠克服部分溶藻細(xì)菌不易培養(yǎng)的弊端，有利于分離更多的溶藻細(xì)菌和更全面地了解水環(huán)境中的藻菌關(guān)系。實(shí)際上，國內(nèi)對(duì)溶藻細(xì)菌的研究?jī)H處于起步階段，在分子生物學(xué)水平上對(duì)溶藻細(xì)菌的研究尚未涉及。因此，尋找溶藻細(xì)菌分離源，實(shí)現(xiàn)短時(shí)間內(nèi)分離篩選獲得所需菌株，對(duì)溶藻細(xì)菌的深人研究及應(yīng)用具有重要意義。

4 溶藻菌的測(cè)定及溶藻效果評(píng)價(jià)

4.1 溶藻菌的測(cè)定

常規(guī)用于微生物檢驗(yàn)的生理生化方法由于較難檢測(cè)與判斷細(xì)菌在空間與時(shí)間上的分布，又由于溶藻細(xì)菌在自然水體中含量較低，故該類方法不適宜對(duì)環(huán)境中溶藻菌進(jìn)行測(cè)定。目前發(fā)展的溶藻菌在天然水環(huán)境中時(shí)間與空間分布的檢驗(yàn)方法主要集中在分子生物學(xué)技術(shù)方面。

4.1.1實(shí)時(shí)定量PCR法

采用實(shí)時(shí)定量PCR技術(shù)可定量檢測(cè)目標(biāo)溶藻菌如銅綠假單胞菌、芽孢桿菌、交替假單胞菌等的含量與分布。其原理為運(yùn)用該細(xì)菌屬的特異性引物，快速檢測(cè)出目標(biāo)細(xì)菌DNA模板在總DNA模板中的比例，進(jìn)而推算出目標(biāo)細(xì)菌在樣本中的豐度。

4.1.2 PCR-變性梯度凝膠電泳法

采用PCR-變性梯度凝膠電泳技術(shù)(PCR-DGGE)測(cè)定時(shí)，不用對(duì)細(xì)菌進(jìn)行富集培養(yǎng)，可根據(jù)條帶的多少以及明亮程度來判斷細(xì)菌的多樣性以及優(yōu)勢(shì)菌群，能夠較為準(zhǔn)確客觀地反映實(shí)際環(huán)境樣本中的細(xì)菌時(shí)空分布情況。

4.1.3熒光原位雜交法

熒光原位雜交法(FISH)快速便捷，不僅可以定性，而且可以對(duì)環(huán)境中的細(xì)菌進(jìn)行直接計(jì)數(shù)，為研究細(xì)菌類群的空間分布和數(shù)量分布提供了有效的檢測(cè)工具。但該法要求環(huán)境樣品中的待測(cè)細(xì)菌有較高的濃度，并且對(duì)于罕見的核酸序列，熒光探針造價(jià)較高。

4.2溶藻效果評(píng)價(jià)

目前篩選溶藻細(xì)菌，對(duì)溶藻細(xì)菌溶藻效果的評(píng)價(jià)主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行：藻液顏色變化;顯微鏡觀察藻細(xì)胞的形態(tài)特征變化;藻細(xì)胞生物量測(cè)定;還有通過測(cè)定光合效能、丙二醛含量等方法判定細(xì)菌溶藻效果。若藻液黃化、藻細(xì)胞發(fā)生破碎、葉綠素含量下降、光合效能降低以及丙二醛含量增高等，均說明供試細(xì)菌具有溶藻能力。

5 以菌治藻需考慮的問題

利用溶藻細(xì)菌治理水華，可使水環(huán)境保持生態(tài)平衡，從而達(dá)到防止赤潮的目的。但在以菌治藻的工程實(shí)施之前還有大量的工作要開展：

5.1 殺藻作用與細(xì)菌的種屬特異性的關(guān)系。雖然細(xì)菌殺藻的現(xiàn)象普遍存在于淡水與海水中，但有時(shí)又具有明顯的種屬特異性。深見公雄等研究細(xì)菌的抑藻作用時(shí)發(fā)現(xiàn)，黃桿菌Flavobactereum sp.對(duì)裸甲藻Gymnodinium nagasakiense具有強(qiáng)烈的抑制和殺滅作用，而對(duì)Chattonella;Heterosigina akashiwa和骨條藻Skeletonima costatum均無效。這表明該細(xì)菌對(duì)G.nagasakiense的殺滅作用是專一的。這種情況雖然沒有更多的報(bào)道，但無疑菌種選擇對(duì)防治效果而言是關(guān)鍵所在。對(duì)不同藻類引起的赤潮要采用不同的細(xì)菌，最合適的菌株應(yīng)該是抑藻強(qiáng)烈而選擇性高的種類，并且對(duì)魚類和其他動(dòng)物無害。

5.2 關(guān)于投放細(xì)菌的量即細(xì)菌密度。細(xì)菌抑藻有一定的閾值密度，低于這個(gè)密度抑藻作用就不會(huì)發(fā)生。如Flavobactereum sp.抑制Gymnodinium nagasakiense，當(dāng)細(xì)菌密度大于100 000時(shí)才會(huì)有明顯殺藻作用。即時(shí)同樣的細(xì)菌，對(duì)不同藻類也有不同的閾值密度。如Shigeki Sawyama等研究細(xì)菌殺藻作用，發(fā)現(xiàn)一種革蘭氏陰性菌NT4可抑制萊茵衣藻Chlamydomonas reinhardtii的接合反應(yīng)。這種細(xì)菌也可抑制有毒甲藻Alexandrium catenella的休眠接合子結(jié)構(gòu)，但需要的濃度是抑制萊茵衣藻的128倍。所以細(xì)菌的量要足夠大才可產(chǎn)生預(yù)期的殺藻效果。

5.3 細(xì)菌投放的時(shí)間。在赤潮發(fā)生和演替的過程中，自然菌群的組成也發(fā)生著巨大變化，對(duì)赤潮藻也有著不同的作用。如長(zhǎng)崎裸甲藻Gymnodinium nagasakiense赤潮的開始階段，菌群對(duì)其生長(zhǎng)有促進(jìn)作用，而赤潮消亡時(shí)期，則表現(xiàn)為抑制作用。若在赤潮已形成后的早期投放細(xì)菌，勢(shì)必投入大量抑藻細(xì)菌才可改變菌群組成以達(dá)到抑藻目的;若在赤潮后期投放細(xì)菌，則不需太多的量，也可比較有效地促進(jìn)赤潮的消亡。最恰當(dāng)?shù)姆椒ㄊ嵌ㄆ跈z測(cè)海洋菌群的組成，如果發(fā)現(xiàn)其多樣性下降(這往往是赤潮的先兆)，立即投放多種抑藻細(xì)菌，以維持海洋生態(tài)環(huán)境的生態(tài)平衡，防患于未然。

5.4 海水影響程度。諸多研究表明，細(xì)菌的殺藻作用與水環(huán)境營養(yǎng)濃度有密切關(guān)系。有些細(xì)菌的殺藻作用是通過與藻類競(jìng)爭(zhēng)有限的營養(yǎng)物而使藻細(xì)胞餓死。這樣的水體中，營養(yǎng)物濃度不會(huì)過高。而有些細(xì)菌的殺藻作用只有在營養(yǎng)豐富的基質(zhì)中才會(huì)發(fā)生，如粘細(xì)菌的赤潮(這是較為常見的)，就不能不考慮那里的營養(yǎng)程度是否足以為粘細(xì)菌殺藻提供可能，如果營養(yǎng)很貧乏，就不能采用粘細(xì)菌來防治這樣的赤潮。

6 細(xì)菌防治的可能途徑

6.1 必須分離出對(duì)水華及赤潮藻類有特殊抑制效果的菌株。在實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)其抑藻效果，測(cè)量其最低抑藻濃度等有關(guān)指標(biāo)，對(duì)每種細(xì)菌建立一個(gè)檔案，保存起來以備使用。

6.2 細(xì)菌或細(xì)菌抑藻因子的大量生產(chǎn)?？刹捎冒l(fā)酵罐大量繁殖抑藻細(xì)菌;也可采用基因工程手段，將細(xì)菌中產(chǎn)生抑藻因子的基因引入工程菌如大腸桿菌進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)。

6.3 細(xì)菌的投放。大量生產(chǎn)的抑藻菌或抑藻物質(zhì)制成水劑或片劑，隨時(shí)可根據(jù)需要投放于水體中。若赤潮已發(fā)生，則投入抑藻物質(zhì);若赤潮尚未發(fā)生，則投入抑藻菌以維持海洋菌群的平衡。

水華和赤潮的爆發(fā)是多種因素綜合作用的結(jié)果，經(jīng)驗(yàn)表明，僅靠一種治理方案往往難以取得理想效果。以菌治藻作為水華和赤潮生物防治的一個(gè)新對(duì)策，尚需其他治理方案的配合，而且還有許多方面值得考慮和進(jìn)一步探索。只有在生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)的基礎(chǔ)上以菌治藻，才是溶藻細(xì)菌防治水華和赤潮的最佳選擇。