CN104126550B - 驯化大型溞的方法及水体生态修复方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了两种具有相同发明构思的驯化大型溞的方法及水体生态修复方法，其中驯化大型溞的方法是通过在培养池中添加有毒物质并通过其特定驯化方法来实现。而所述水体生态修复方法则是采用经过有毒物质驯化后的大型溞，将其投放到富含农药等有毒物质及藻类的水体中，从而净化水体，修复水下生态平衡达到水体生态自我净化。

Description

驯化大型溞的方法及水体生态修复方法

技术领域

本发明涉及两种驯化大型溞的方法，还涉及两种水体生态修复方法，尤其是一种富营养水体生态修复方法。

背景技术

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。

毋庸置疑，向水中加入化学除草剂和藻类絮凝剂可以很快杀死沉淀藻类。化学处理是解决藻类污染最方便的解决办法，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，需要持续不断的化学处理。

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。在生物综合治理的过程中，水体增氧是十分有益的。但是，单一增氧也不能解决水体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任然不可避免。

微生物制剂能够改良水体和底质淤泥中的微生物，并进行有机质以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，其结果类似于充气增氧的方法。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15-30天的良好工作状态，一旦条件改变(包括气候，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添加，否则污染的爆发可能会更加严重。

藻类营养丰富，分解迅速，可制成良好的有机肥料。但打捞藻类所需网目太小，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。

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泥底生物，特别是沉水植物的死亡，继而引起泥底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。

众所周知，现有野外湖泊及污染严重的水体富含农药和有毒蓝藻等有害物质，未经驯化的大型溞在野外污染严重富含有毒物质的水环境中难以生存。

发明内容

本发明提供两种具有相同发明构思的驯化大型溞(DaphniamagnaStraus)的方法及水体生态修复方法。其相同的发明构思是：先将大型溞投放到具有一定浓度的有毒物质的培养池培养一段时间，然后再投放到不具有有毒物质的培养池中休整一段时间；重复上述步骤至少一次，每次培养池的有毒物质浓度在前一次浓度值的逐步增加，直到培养池中投放的有毒物质的达到最大浓度值或高浓度值。所述水体生态修复方法则是采用以上方法驯化后的大型溞，投放到富含农药及藻类的水体中以净化水体。

其中，第一种驯化大型溞的方法及水体生态修复方法如下：

本发明的主要技术目的是驯化出一种大型溞专门用于修复污染严重、富含农药及蓝绿藻的水域，为了实现该技术目的采用的技术方案为提供一种驯化大型溞的方法，包括以下步骤：

1).将大型溞投放于培养池中，向培养池中添加有毒物质，所述培养池中有毒物质的含量约为其最大浓度值的30％，培养12小时；将大型溞取出，置于未添加所述有毒物质的培养池中，培养1天；

2).将步骤1)培养获得的大型溞投放至添加有所述有毒物质的培养池中，所述培养池中有毒物质含量约为其最大浓度值的40％，培养12小时；将大型溞取出，置于未添加所述有毒物质的培养池中，培养2天；

3).以此类推，将前一步骤培养获得的大型溞，投放于添加有所述有毒物质的培养池中，所述培养池中有毒物质的含量为前一步骤浓度值的基础上增加10％，培养12小时；然后，将大型溞取出，置于未添加所述有毒物质的培养池中，培养的天数为前一步骤的基础上增加1天；

4).当添加有所述有毒物质的培养池中的浓度达到最大浓度值的100％后，将培养所获得的大型溞在添加有所述有毒物质浓度为最大浓度值的的培养池中培养12小时，然后置于未添加所述有毒物质的培养池中培养7天，如此反复培养3次；

其中，所述有毒物质选自：六氯丁二烯、丙烯酰胺、丁基黄原酸、滴滴涕、林丹、环氧七氯、对硫磷、甲基对硫磷、马拉硫磷、乐果、敌敌畏、敌百虫、内吸磷、百菌清、甲萘威、溴氰菊酯、阿特拉津、苯并(a)芘、联苯胺或五氯酚；

所述有毒物质对应的最大浓度值如下表所示：

本发明的另一个技术目的为修复被污染严重、富含农药及蓝绿藻的水域的水体生态，而且又不会造成水体生态的二次污染，为了实现该技术目的，提供了一种水体生态修复方法，且该方法包括如下步骤：

1)、用两种或两种以上有毒物质来分别按照上述驯化大型溞的方法驯化大型溞，将经不同有毒物质驯化后获得大型溞混合，并混合培养7周，使其交叉繁殖，以增强大型溞下一代对各种农药毒性的耐药性和适应性；所述有毒物质选自六氯丁二烯、丙烯酰胺、丁基黄原酸、滴滴涕、林丹、环氧七氯、对硫磷、甲基对硫磷、马拉硫磷、乐果、敌敌畏、敌百虫、内吸磷、百菌清、甲萘威、溴氰菊酯、阿特拉津、苯并(a)芘、联苯胺、五氯酚；

2)、将步骤1)获得的大型溞投放到被藻类污染的水体中以净化水体。

优选的，在将步骤1)获得的大型溞投放到水体之前，还包括如下步骤：将步骤1)培养获得的大型溞再用微囊藻毒素-LR按照权利要求1所述步骤再次驯化一次，其中该微囊藻毒素-LR最大浓度值为0.055μg/L，经过投喂该毒素进行驯化获得的大型溞，会增强其对蓝藻毒素的抵抗能力，并加强其吞噬蓝藻的能力。

更一进步地，所述水体生态修复方法还包括如下步骤：3)在水底种植沉水植物。

作为一种具体实施方式，所述沉水植物包括水下森林物种，其中所述水下森林物种包括以下物种中的至少一种：菹草(Potamogetoncrispus)；苦草(Vallisneriaspiralis)、刺苦草(Vallisneriaspinulosa)、水车前(Otteliaalismoides)、马来眼子菜(Potamogetonmalaimus)、篦齿眼子菜(Potamogetonpectinatus)、微齿眼子菜(Potamogetonmaackianus)、梅花藻(Batrachiumtrichophyllum)、狐尾藻(Myricphyllumspicatum)。

作为一种替代方式，所述沉水植物包括水下草皮物种，其中所述水下草皮物种包括以下物种中的至少一种：伊乐藻(ElodeaCanadensis)、轮叶黑藻(IIydrillaverticillata)、轮藻(Chara)、小茨藻(Najasminor)、茨藻(Najasmajor)、金鱼藻(Ceratophyllumdemersum)。

优选地，所述沉水植物的覆盖率为20％～60％。

更一进步地，所述水体生态修复方法，还包括如下步骤：4)在水体中放入有益微生物，其中该有益微生物可以与大型溞共生。

更一进步地，所述水体生态修复方法，还包括如下步骤：5)在水体中放入高级水生动物，包括螺、贝、鱼、虾类中的至少一种。

具体地，所述水体生态修复方法步骤2)中大型溞的投放密度为2-100个/升水。

其中，第二种驯化大型溞的方法及水体生态修复方法如下：

本发明的主要技术目的是驯化出一种大型溞专门用于修复污染严重、富含有毒物质及藻类的水域，为了实现该技术目的提供另一种驯化大型溞的方法，使其在高浓度有毒物质的水环境中仍然能够生存，包括以下步骤：

1).将大型溞投放到具有有毒物质的培养池中培养一段时间，再将其取出投放到不具有所述有毒物质的培养池中休整一段时间；

2).至少重复一次所述步骤1)，每次培养池中有毒物质的含量在前一次浓度值的基础上逐步增加。

进一步地，所述驯化大型溞的方法还包括以下步骤：

3).当培养池中有毒物质的浓度达到所述高浓度值后，在该高浓度值下反复培养和休整数次。

优选地，所述步骤1)中的有毒物质浓度为所述高浓度值的10-30％。

优选地，所述步骤2)中每次增加的有毒物质的浓度值为所述高浓度值的5-10％。

作为另外一种优选，所述步骤1)的培养时间为12-48h，休整时间为1-7天。

本发明的另一个技术目的为修复被污染严重、富含有毒物质及藻类的水域的水体生态，而且又不会造成水体生态的二次污染，为了实现该技术目的提供了另一种水体生态修复方法，用于修复含有单一有毒物质的水体，包括如下步骤：

按照所述另一种驯化大型溞的方法来驯化大型溞，将驯化获得的大型溞投放到富含有毒物质及藻类的水体中，使其摄食藻类，吸收和降解有毒物质，从而以净化水体。

作为另一种水体生态修复方法的另一实施方式，用于修复含有多种有毒物质的水体，包括如下步骤：

1).按照另一种驯化大型溞的方法来驯化大型溞，将经不同有毒物质驯化后获得的大型溞混合培养，使其交叉繁殖；

2).将步骤1)交叉繁殖获得的后代大型溞投放到富含有毒物质及藻类的水体中，使其摄食藻类，吸收和降解有毒物质，从而净化水体。

优选地，在将步骤1)和步骤2)之间还包括如下步骤：将步骤1)交叉繁殖获得的后代大型溞再用微囊藻毒素-LR按照另一种驯化大型溞的方法所述步骤重新驯化。

作为一种优选，另一种水体生态修复方法还包括如下步骤：在水体中放入有益微生物，其中该有益微生物可以与大型溞共生。

优选地，所述另一种水体生态修复方法还包括如下步骤：在水底种植沉水植物。

具体地，所述沉水植物包括以下物种中的至少一种：菹草、苦草、刺苦草、水车前、马来眼子菜、篦齿眼子菜、微齿眼子菜、梅花藻、狐尾藻、伊乐藻、轮叶黑藻、轮藻、小茨藻、茨藻、金鱼藻。

作为一种优选，所述沉水植物其覆盖率为20％～60％。

作为一种优选，另一种水体生态修复方法还包括如下步骤：在水体中放入高级水生动物。

具体地，所述高级水生动物选自螺、贝、鱼、虾类中的至少一种，所述螺可选自耳萝卜螺。

优选地，步骤2)中后代大型溞的投放密度为2-100个/升水。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1.通过本发明两种相同发明构思的驯化大型溞的方法，增强大型溞对有毒物质的抵抗力，使其可以吞噬严重污染、富含农药等有毒物质的水域中的藻类，从而可以修复被严重污染、富含农药等有毒物质及藻类污染的水域中水体生态。

2.在本发明中通过微囊藻毒素-LR及有益微生物驯化后的大型溞，增强了大型溞对蓝藻毒素的抵抗及吞噬能力，令大型溞甚至可以单一消化吸收蓝藻，吸收和降解有毒物质。

3.提供的水体生态修复方法可以迅速净化严重污染和持续污染的水域，使其达到水体的生态平衡，该水体生态修复方法不会对生态造成的二次污染和任何负面影响。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加明确，下面对本发明的优选实施例进行详细的描述。

驯化大型溞的方法实施例

通过驯化大型溞，使其可以摄食污染严重、富含农药的水域中的蓝绿藻，本发明的所述驯化大型溞的方法，其包括以下步骤：

1)、将大型溞投放于培养池中，向培养池中添加有毒物质为六氯丁二烯，其最大浓度值为0.033μg/L。所述培养池中含有六氯丁二烯的浓度为0.0099μg/L，培养12小时；将大型溞取出，置于未添加六氯丁二烯的培养池中，培养1天；所述培养池中的投放的饵料可以是蓝绿藻。

2)、将步骤1)培养获得的大型溞投放至添加有所述六氯丁二烯的培养池中，该培养池中六氯丁二烯浓度值为0.0132μg/L，培养12小时；将大型溞取出，置于未添加所述六氯丁二烯的培养池中，培养2天；

3)、将步骤2)培养获得的大型溞，投放于添加有六氯丁二烯的培养池中，该培养池中含有六氯丁二烯浓度为0.0165μg/L，培养12小时；然后，将大型溞取出，置于未添加六氯丁二烯的培养池中，培养的天数为3天；以此类推，培养获得的大型溞，投放于添加有所述六氯丁二烯的培养池中，所述培养池中六氯丁二烯浓度值依次分别为0.0198μg/L，0.0231μg/L、0.0264μg/L、0.0297μg/L，分别培养12小时；然后，将大型溞取出，置于未添加六氯丁二烯的培养池中，培养的天数分别为4天、5天、6天、7天。

4)、当培养池中添加的六氯丁二烯的的浓度达到最大浓度值0.033μg/L时，将步骤3)培养所获得的大型溞在添加有所述六氯丁二烯最大浓度值的的培养池中培养12小时，然后置于未添加所述六氯丁二烯的培养池中培养7天，如此反复培养3次。反复培养的目的在于提高大型溞被有毒物质驯化后的稳定性。本发明用于驯化的大型溞选择范围日龄为1-20天的大型溞。

该驯化大型溞的方法中添加到培养池中的有毒物质可以替换为丙烯酰胺、丁基黄原酸、滴滴涕、林丹、环氧七氯、对硫磷、甲基对硫磷、马拉硫磷、乐果、敌敌畏、敌百虫、内吸磷、百菌清、甲萘威、溴氰菊酯、阿特拉津、苯并(a)芘、联苯胺或五氯酚，其操作步骤均与添加六氯丁二烯来驯化大型溞的步骤相同，此处不再赘述。各有毒物质所对应的最大浓度值见表1所示。

表1大型溞驯化方法中有毒物质对应的最大浓度值

水体生态修复方法实施例

本发明提供一种水体生态修复方法包括如下步骤：

1)、用两种或两种以上有毒物质按照驯化大型溞的方法实施例中的步骤分别驯化大型溞，将经不同有毒物质驯化后获得大型溞混合，并混合培养7周，使其交叉繁殖，以增强大型溞下一代对各种农药毒性的耐药性和适应性；所述有毒物质选自六氯丁二烯、丙烯酰胺、丁基黄原酸、滴滴涕、林丹、环氧七氯、对硫磷、甲基对硫磷、马拉硫磷、乐果、敌敌畏、敌百虫、内吸磷、百菌清、甲萘威、溴氰菊酯、阿特拉津、苯并(a)芘、联苯胺或五氯酚；本具体实施例中采用六氯丁二烯、丙烯酰胺、丁基黄原酸、滴滴涕、林丹这5种有毒物质进行驯化。

2)、将步骤1)获得的大型溞再用微囊藻毒素-LR按照上述驯化大型溞的方法实施例中的步骤重新驯化一次，其中该微囊藻毒素-LR最大浓度值为0.055μg/L。顾名思义，该微囊藻毒素提取于微囊藻并非农药，经过投喂该毒素的大型溞会增强大型溞对蓝绿藻毒素的抵抗能力，并加强其吞噬蓝藻的能力，其用于驯化大型溞的投喂方法与其他有毒物质相同。

3)、将步骤2)获得的大型溞投放到污染严重、富含农药及藻类污染的水体中以净化水体，此处的藻类包括蓝藻、绿藻、硅藻及褐藻。

在本方法中，将驯化后的大型溞经过提纯，复壮后再通过微囊藻毒素-LR驯化，以增强大型溞对蓝藻毒素的抵抗及吞噬能力，令大型溞甚至可以单一消化吸收蓝藻。

为了调节湖塘中底泥的pH及杀菌作用，本发明也可以对湖塘湿地淤泥进行活性处理即投放石灰，预制安装沉水暴氧设施。

值得注意的是，大型溞摄食消化水体蓝绿藻后，可以产生弱酸性的***物，降低水体汇总的pH值，并抑制水体蓝绿藻的生长，因为水体蓝绿藻爆发需要较高的pH值。实验证明食藻虫排出一种酸性代谢物，把蓝绿藻爆发后的碱性水质(酸碱度pH8.0-9.5)，降低为正常水质酸碱度pH6.5-8.0，进一步抑制蓝绿藻的再爆发。

本方法采用驯化前的大型溞的水体密度为200-250个/升水；本方法采用经过有害农药及微囊藻毒素-LR驯化后的大型溞的投放密度为2-100个/升水，或每亩5-10公斤，当大型溞的水体密度达到60-100个/升水时，吞噬蓝藻能力达到最强；本方法采用驯化的大型溞吃蓝藻后，水体透明度可以从30-50cm提高到100-150cm。

应用大型溞治理水域环境污染，既不需要巨资的硬件建设，也不需大量的电能，更不需要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关系，形成生态***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，日常的维护维持在低成本水平下运行。

本发明为一种水体生态修复方法，还包括以下步骤：(4)在水底种植沉水植物。其中沉水植物包括水下森林物种和水下草皮物种。

本发明采用的沉水植物中的冬季水下森林主要物种是：菹草。本发明采用的沉水植物中的夏季水下森林主要物种是：苦草、刺苦草、水车前、马来眼子菜、篦齿眼子菜、微齿眼子菜、梅花藻、狐尾藻。

本发明采用的沉水植物中的冬季草皮主要物种是：伊乐藻。本发明采用的沉水植物中的夏季草皮主要物种是：轮叶黑藻、轮藻、小茨藻、茨藻、金鱼藻。

本方法采用的冬季沉水植物(水下森林和水下草皮)覆盖率为20％-40％，可根据水源污染情况做适度调整。本方法采用的夏季沉水植物(水下森林和水下草皮)覆盖率为40％-60％，可根据水源污染情况做适度调整。

水体蓝绿藻减少消失后，水体透明度增加，阳光可以进入水底，促进水体水底沉水植被的生长。本方法采用驯化的大型溞不但能吃蓝绿藻，还能吞噬水中所有悬浮物质：包括其他藻类、有机碎屑、悬浮状细菌和泥沙，大幅度提高水质透明度，甚至水清见底，让阳光射入深层水底。因此本发明采用大型溞引导沉水植物(即水下森林和水下草皮)快速生长获取足够阳光，大量转化富营养。

应用大型溞处理水域蓝绿藻污染，一旦建立“大型溞—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。

值得指出的是，大型溞吃藻类后的代谢产物，含有丰富的中间碳，是沉水植物光合作用的重要碳源。因此本方法采用大型溞引导沉水植物(即水下森林和水下草皮)超出想象地迅速重建和恢复。本方法采用大型溞促进沉水植物(即水下森林和水下草皮)的迅速重建和恢复，沉水植物比自然生长快2-5倍。

逐步优化“水下森林和水下草皮”的不同品种和种植面积，形成春、夏、秋、冬自我生态更替，全年竞争性替代单细胞藻类进行水下光合作用，释放出大量的溶解氧，吸收掉水体中过多的氮、磷等富营养化物质，形成水域生态初步自净，并产生它感作用长期抑制单细胞藻类的生长。

在步骤4)“水下森林和水下草皮”建立后，本发明中一种水体生态修复方法，包括以下步骤：5)再向水体中泼洒进经过驯化筛选的、能与大型溞共生的有益微生物，同时促进沉水植物的生长。由大型溞携带有益微生物向泥底扩散，促进泥底氧化还原电位升高，促使水生昆虫和水生底栖生物的大量滋生，在共生***作用下，形成底泥营养物质的封存和生态链自净。

该有益微生物，广泛分布于沉水植物(即水下森林和水下草皮)的根、茎、叶等组织上，水体中有益微生物净化水质的脱氮、降磷效率可提高3-10倍。促进沉水植物(即水下森林和水下草皮)的健康快速生长。帮助水体中有益微生物的水质净化工程迅速强大。

在步骤5)中，修复或重建后的水下生态***中，水体富营养氮元素在沉水植物根、茎、叶、脉等毛孔中附着的各种微生物作用下，约80-90％被脱氮作用转化为氮气(N₂)进入空气；只有约10-20％的氮元素通过光合作用转化为水草本身的蛋白质。修复或重建后的水下生态***中，水体富营养磷元素在沉水植物根、茎、叶、脉等毛孔中附着的各种微生物吸附矿化作用下，约70-75％被矿化成惰性状态的磷酸钙(沉降于高氧化态淤泥中)；只有约20-30％的磷元素通过光合作用转化为水草本身的有机活性物质。

大型溞技术结合特定的驯化的微生物，可以使水质透明度保持3-4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。

本发明为一种水体生态修复方法，还包括以下步骤：6)放入螺、贝、鱼、虾类等高级水生动物的至少一种。大型溞和沉水植被可以被螺、贝、鱼、虾类等高级水生动物吃掉。

所述的采用耳萝卜螺，学名Radixauricularia。本方法中有效刮食沉水植物叶子表面扶附着的尘土和积累的有机碎屑，维持沉水植物(水下森林和水下草皮)获取更多光线和健康生长。本方法采用“大型溞—草”共生水质净化***，提高泥底(淤泥)的氧化还原电位，促进底栖动物(包括水生寡毛类、螺类、贝类和水生昆虫幼虫等)迅速生长繁殖；进一步帮助泥底(淤泥)物质和能量的快速转移。本方法采用“大型溞—草”共生水质净化***引导底栖动物(包括水生寡毛类、螺类、贝类和水生昆虫幼虫等)生态修复，构建成“大型溞—草—螺—贝”共生水质净化***，有效转化沉水植物(水下森林和水下皮草)老化产生的有机碎屑和底栖藻类，进一步促进水体中营养物质的食物链良性转移。

本发明为一种水体生态修复方法，还包括以下步骤：7)合理捕捞鱼、虾、螺、贝等水产品，把水体中的氮、磷营养物质从水体中转移上岸，形成水域食物链生态平衡，达到水域生态自净效果。

本发明为一种水体生态修复方法，还包括以下步骤：8)放入凶猛鱼类，可以捕食螺、贝、鱼、虾等，形成生物链维持生态平衡。

本发明为一种水体生态修复方法，还包括以下步骤：9)当有污染严重或持续污染的状况下，可以放入大型溞作为应急调节，保证水体生态平衡。

大型溞是最低级的初级消费者，处于食物链的底层，不存在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，大型溞很容易被消灭，不存在任何生物安全问题。应用大型溞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，再通过捕捞水产品把富营养转移上岸，达到彻底提出水中营养的目的最终实现生态***良性循环和自净，因此不存在二次污染。

最后建立后续生态平衡调节、大型溞控藻应急调节、生物种群优化等生态维护保养措施，是水质富营养下降、稳定到地表水III类左右(生活饮用水基本水源要求)的标准，水质透明度达到2米以上。

本发明所述的水体生态修复效果能够保证水清见底，水质主要富营养指标可以达到国家地表水三类水质标准(饮用水源基本标准)。对藻类、总氮、总磷和COD的去除率分比为99-100％、90-95％、80-90％、75-80％。除占水体主导自净功能的沉水植被得以恢复外，还可以恢复水生观赏植物睡莲、荷花等。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。形成全面稳定的生态平衡，并建立后续生态平衡维护保养***手段和操作规范。

水体生态修复效果例

深圳市荔枝湖水环境生态修复工程示范项目：深圳市荔枝湖水面积为10.91万平方米，最大蓄水量约25万立方米，起到一定的调蓄洪水的作用，遇大暴雨时，市政雨污管网的含有农药等有毒性的污水，一年十数次反复冲入湖内。正因为如此，二十多年来，成为深圳政府治理荔枝湖水环境的重大难题。

从《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)标准限值分析，其中，CODMn数值均为16mg/L；氨氮数值分别为2.81mg/L超出V类水标准限值，评价为劣V类水质，荔枝湖水的透明度约0.35米。2014年3月10日，深圳荔枝湖水环境生态修复工程示范项目开工。3月27日，示范项目进行湖底淤泥活性处理。4月19日，示范项目完成底泥处理和TYY-8号沉水植物种植，回放大湖含有农药等有毒性的污水进入项目湖内。4月24日晚，示范项目投放TYY-1号大型溞。短短3天7天时间，TYY-1号大型溞食藻控藻和吞食水中悬浮物，示范项目水透明度达0.7米。经过天后，示范项目水透明度达1.2米，后来因暴雨原因经历8次市政雨污管网的含有农药等有毒性的污水冲刷，每次冲刷完***发挥作用，3天后水体透明度自动恢复到1.2米。当生态***进入良性循环阶段后，水透明度达2米以上。

驯化大型溞的方法另一实施例

本实施例所述另一种驯化大型溞的方法，使其在高浓度的溴氰菊酯的水环境中仍然能够生存，通过驯化大型溞，使其可以摄食严重污染、富含有毒物质的水域中的藻类，该方法包括以下步骤：

1)、将大型溞投放到具有溴氰菊酯的培养池中培养，其高浓度值为0.385μg/L，此处高浓度值也可称之为最大浓度值。所述培养池中含有溴氰菊酯的浓度为0.1155μg/L，培养24小时；再将其取出投放到不具有溴氰菊酯的培养池中，休整培养1天；所述培养池中的投放的饵料可以是蓝绿藻。

2)、将步骤1)培养获得的大型溞投放到具有所述溴氰菊酯的培养池中，该培养池中溴氰菊酯浓度值为0.154μg/L，培养24小时；再将其取出投放到不具有所述溴氰菊酯的培养池中，休整培养的天数为1-7天，例如2天；再将培养获得的大型溞，将其投放到具有溴氰菊酯的培养池中，该培养池中溴氰菊酯浓度为0.1925μg/L，培养24小时；然后，将其取出投放到不具有溴氰菊酯的培养池中，休整培养的天数为1-7天，例如3天；以此类推，培养获得的大型溞，投放到具有所述溴氰菊酯的培养池中，所述培养池中溴氰菊酯浓度值依次分别为0.231μg/L，0.2695μg/L、0.308μg/L、0.3465μg/L，分别培养24小时；然后，将其取出投放到不具有溴氰菊酯的培养池中，休整培养天数可以为1-7天，例如分别为4天、5天、6天、7天。

3)、当培养池中溴氰菊酯的的浓度达到高浓度值0.385μg/L时，在该高浓度值的所述溴氰菊酯培养池中培养24小时，然后将其投放到不具有所述溴氰菊酯的培养池中培养7天；重复步骤3)多次。反复培养的目的在于提高大型溞被有毒物质驯化后的稳定性。本发明用于驯化的大型溞选择范围日龄为1-20天的大型溞。

本实施例的溴氰菊酯可用表1的其它有毒物质来替代，溴氰菊酯的高浓度值0.385μg/L也仅是举例，其高浓度值或最大浓度值可以是其LC₅₀(半数致死浓度)。对所列有毒物质的种类包括但不限于表1，此处不再赘述，其高浓度值或最大浓度值可以是LC₅₀(半数致死浓度)。

水体生态修复方法的另一实施例

当检测到严重污染、富含有毒物质的水体中仅含有单一有毒物质时，例如为溴氰菊酯。则直接采用《驯化大型溞的方法另一实施例》中所述方法来驯化大型溞，然后将驯化后获得的大型溞投放到该水体中，使其摄食藻类，吸收和降解有毒物质，从而净化水体。

当检测到严重污染、富含有毒物质的水体中含有两种以上有毒物质时，例如为溴氰菊酯和滴滴涕，则该水体生态修复方法，包括如下步骤：

1).采用溴氰菊酯通过《驯化大型溞的方法另一实施例》的方法来驯化大型溞；同时采用滴滴涕通过《驯化大型溞的方法另一实施例》的方法来驯化大型溞，然后将分别经溴氰菊酯和滴滴涕驯化后获得的大型溞混合培养，使其交叉繁殖；

2).将步骤1)交叉繁殖获得的后代大型溞投放到该富含有毒物质及藻类的水体中，使其摄食藻类，吸收和降解有毒物质，从而净化水体。

作为一种优选的方案，可以将步骤1)交叉繁殖获得的后代大型溞再用微囊藻毒素-LR按照《驯化大型溞的方法另一实施例》的方法来重新驯化，其中微囊藻毒素-LR最大浓度值或高浓度值为10mg/L。在本方法中，将驯化后的大型溞经过提纯，复壮后再通过微囊藻毒素-LR驯化，以增强大型溞对蓝藻毒素的抵抗及吞噬能力，令大型溞甚至可以单一消化吸收蓝藻。

值得注意的是，大型溞摄食消化水体蓝绿藻后，可以产生弱酸性的***物，降低水体汇总的pH值，并抑制水体蓝绿藻的生长，因为水体蓝绿藻爆发需要较高的pH值。实验证明大型溞排出一种酸性代谢物，把蓝绿藻爆发后的碱性水质(酸碱度pH8.0-9.5)，降低为正常水质酸碱度pH6.5-8.0，进一步抑制蓝绿藻的再爆发。

本方法采用驯化前的大型溞的水体密度为300-500个/升水；本方法采用经过有害农药等有毒物质及微囊藻毒素-LR驯化后的后代大型溞的投放密度为2-100个/升水，当大型溞的水体密度达到60-100个/升水时，吞噬蓝藻能力达到最强；本方法采用驯化的大型溞吃蓝藻后，水体透明度可以从30-50cm提高到100-150cm。

应用大型溞治理水域环境污染，既不需要巨资的硬件建设，也不需大量的电能，更不需要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关系，形成生态***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，日常的维护维持在低成本水平下运行。

本发明为一种水体生态修复方法，还包括以下步骤：(4)在水底种植沉水植物。其中沉水植物包括水下森林物种和水下草皮物种。

本发明采用的沉水植物中的冬季水下森林主要物种是：菹草。本发明采用的沉水植物中的夏季水下森林主要物种是：苦草、刺苦草、水车前、马来眼子菜、篦齿眼子菜、微齿眼子菜、梅花藻、狐尾藻。

本发明采用的沉水植物中的冬季草皮主要物种是：伊乐藻。本发明采用的沉水植物中的夏季草皮主要物种是：轮叶黑藻、轮藻、小茨藻、茨藻、金鱼藻。

本方法采用的冬季沉水植物(水下森林和水下草皮)覆盖率为20％-40％，可根据水源污染情况做适度调整。本方法采用的夏季沉水植物(水下森林和水下草皮)覆盖率为40％-60％，可根据水源污染情况做适度调整。

水体藻类减少消失后，水体透明度增加，阳光可以进入水底，促进水体水底沉水植被的生长。本方法采用驯化的大型溞不但能吃蓝绿藻，还能吞噬水中所有悬浮物质：包括其他藻类、有机碎屑、悬浮状细菌和泥沙，大幅度提高水质透明度，甚至水清见底，让阳光射入深层水底。因此本发明采用大型溞引导沉水植物(即水下森林和水下草皮)快速生长获取足够阳光，大量转化富营养。

应用大型溞处理水域蓝绿藻污染，一旦建立“大型溞—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。

值得指出的是，大型溞吃藻类后的代谢产物，含有丰富的中间碳，是沉水植物光合作用的重要碳源。因此本方法采用大型溞引导沉水植物(即水下森林和水下草皮)超出想象地迅速重建和恢复。本方法采用大型溞促进沉水植物(即水下森林和水下草皮)的迅速重建和恢复，沉水植物比自然生长快2-5倍。

逐步优化“水下森林和水下草皮”的不同品种和种植面积，形成春、夏、秋、冬自我生态更替，全年竞争性替代单细胞藻类进行水下光合作用，释放出大量的溶解氧，吸收掉水体中过多的氮、磷等富营养化物质，形成水域生态初步自净，并产生它感作用长期抑制单细胞藻类的生长。

在步骤4)“水下森林和水下草皮”建立后，本发明中一种水体生态修复方法，包括以下步骤：5)再向水体中泼洒进经过驯化筛选的、能与大型溞共生的有益微生物，同时促进沉水植物的生长。由大型溞携带有益微生物向泥底扩散，促进泥底氧化还原电位升高，促使水生昆虫和水生底栖生物的大量滋生，在共生***作用下，形成底泥营养物质的封存和生态链自净。

该有益微生物，广泛分布于沉水植物(即水下森林和水下草皮)的根、茎、叶等组织上，水体中有益微生物净化水质的脱氮、降磷效率可提高3-10倍。促进沉水植物(即水下森林和水下草皮)的健康快速生长。帮助水体中有益微生物的水质净化工程迅速强大。

在步骤5)中，修复或重建后的水下生态***中，水体富营养氮元素在沉水植物根、茎、叶、脉等毛孔中附着的各种微生物作用下，约80-90％被脱氮作用转化为氮气(N₂)进入空气；只有约10-20％的氮元素通过光合作用转化为水草本身的蛋白质。修复或重建后的水下生态***中，水体富营养磷元素在沉水植物根、茎、叶、脉等毛孔中附着的各种微生物吸附矿化作用下，约70-75％被矿化成惰性状态的磷酸钙(沉降于高氧化态淤泥中)；只有约20-30％的磷元素通过光合作用转化为水草本身的有机活性物质。

大型溞技术结合特定的驯化的微生物，可以使水质透明度保持3-4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。

本发明为一种水体生态修复方法，还包括以下步骤：6)放入螺、贝、鱼、虾类等高级水生动物的至少一种。大型溞和沉水植被可以被螺、贝、鱼、虾类等高级水生动物吃掉。

所述螺的采用耳萝卜螺，学名Radixauricularia。本方法中有效刮食沉水植物叶子表面扶附着的尘土和积累的有机碎屑，维持沉水植物(水下森林和水下草皮)获取更多光线和健康生长。本方法采用“大型溞—草”共生水质净化***，提高泥底(淤泥)的氧化还原电位，促进底栖动物(包括水生寡毛类、螺类、贝类和水生昆虫幼虫等)迅速生长繁殖；进一步帮助泥底(淤泥)物质和能量的快速转移。本方法采用“大型溞—草”共生水质净化***引导底栖动物(包括水生寡毛类、螺类、贝类和水生昆虫幼虫等)生态修复，构建成“大型溞—草—螺—贝”共生水质净化***，有效转化沉水植物(水下森林和水下皮草)老化产生的有机碎屑和底栖藻类，进一步促进水体中营养物质的食物链良性转移。

本发明为一种水体生态修复方法，还包括以下步骤：7)合理捕捞鱼、虾、螺、贝等水产品，把水体中的氮、磷营养物质从水体中转移上岸，形成水域食物链生态平衡，达到水域生态自净效果。

本发明为一种水体生态修复方法，还包括以下步骤：8)放入凶猛鱼类，可以捕食螺、贝、鱼、虾等，形成生物链维持生态平衡。

本发明为一种水体生态修复方法，还包括以下步骤：9)当有污染严重或持续污染的状况下，可以放入大型溞作为应急调节，保证水体生态平衡。

大型溞是最低级的初级消费者，处于食物链的底层，不存在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，大型溞很容易被消灭，不存在任何生物安全问题。应用大型溞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，再通过捕捞水产品把富营养转移上岸，达到彻底提出水中营养的目的最终实现生态***良性循环和自净，因此不存在二次污染。

最后建立后续生态平衡调节、大型溞控藻应急调节、生物种群优化等生态维护保养措施，是水质富营养下降、稳定到地表水III类左右(生活饮用水基本水源要求)的标准，水质透明度达到2米以上。

本发明所述的水体生态修复效果能够保证水清见底，水质主要富营养指标可以达到国家地表水三类水质标准(饮用水源基本标准)。对藻类、总氮、总磷和COD的去除率分比为99-100％、90-95％、80-90％、75-80％。除占水体主导自净功能的沉水植被得以恢复外，还可以恢复水生观赏植物睡莲、荷花等。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。形成全面稳定的生态平衡，并建立后续生态平衡维护保养***手段和操作规范。

水体生态修复方法的另一实施例修复效果例

深圳市荔枝湖水环境生态修复工程示范项目：深圳市荔枝湖水面积为10.91万平方米，最大蓄水量约25万立方米，起到一定的调蓄洪水的作用，遇大暴雨时，市政雨污管网的含有农药等有毒物质的污水，一年十数次反复冲入湖内。一到夏季，藻类爆发，正因为如此，二十多年来，成为深圳政府治理荔枝湖水环境的重大难题。

从《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)标准限值分析，其中，CODMn数值均为16mg/L；氨氮数值分别为2.81mg/L超出V类水标准限值，评价为劣V类水质，荔枝湖水的透明度约0.35米。2014年3月10日，深圳荔枝湖水环境生态修复工程示范项目开工。3月27日，示范项目进行湖底淤泥活性处理。4月19日，示范项目完成底泥处理和TYY-8号沉水植物种植，回放大湖含有农药等有毒物质的污水进入项目湖内。4月24日晚，示范项目投放TYY-1号大型溞。短短3天时间，TYY-1号大型溞食藻控藻和吞食水中悬浮物及有毒物质，示范项目水透明度达0.7米，接着投放微生物，沉水植物开始生长，经过7天后，示范项目水透明度达1.2米，后来因暴雨原因，经历了多次市政雨污管网的含有农药等有毒物质的污水冲刷，每次冲刷完，***就发挥作用，3天后水体透明度自动恢复到1.2米。在大型溞和微生物的作用下，沉水植物生长良好，种植沉水植物45天后，再投放适量石螺，示范项目的生态***进入了良性循环阶段，水透明度达2米以上。

本发明中所述的高浓度值或最大浓度值仅是一个相对的概念，这个浓度值要高于常态水体中有毒物质的浓度。也可以说是本发明的一个驯化所希望达到的高度。根据不同的驯化目的，不断驯化大型溞使其提高对有毒物质的耐受程度。这个高浓度值或最大浓度值可以是LC₅₀。但随着大型溞对有毒物质耐药性的增加，其高浓度值或最大浓度值也会随之变化，因此可以说大型溞驯化方案是不变的，但是所要达到的高浓度值或最大浓度值是动态的。

本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也涉及本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。若采用本发明的驯化方法或水体生态修复方法，只是改变驯化目标种类，例如水溞(Cladocera)的其它种类，也是在本发明的保护范围之内。

Claims (21)

1.一种驯化大型溞的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1).将大型溞投放于培养池中，向培养池中添加有毒物质，所述培养池中有毒物质的含量为其最大浓度值的30％，培养12小时；将大型溞取出，置于未添加所述有毒物质的培养池中，培养1天；

2).将步骤1)培养获得的大型溞投放至添加有所述有毒物质的培养池中，所述培养池中有毒物质含量为其最大浓度值的40％，培养12小时；将大型溞取出，置于未添加所述有毒物质的培养池中，培养2天；

3).以此类推，将前一步骤培养获得的大型溞，投放于添加有所述有毒物质的培养池中，所述培养池中有毒物质的含量为前一步骤浓度值的基础上增加10％，培养12小时；然后，将大型溞取出，置于未添加所述有毒物质的培养池中，培养的天数为前一步骤的基础上增加1天；

4).当添加有所述有毒物质的培养池中的浓度达到最大浓度值的100％后，将培养所获得的大型溞在添加有所述有毒物质浓度为最大浓度值的的培养池中培养12小时，然后置于未添加所述有毒物质的培养池中培养7天，如此反复培养3次；

其中，所述有毒物质选自：六氯丁二烯、丙烯酰胺、丁基黄原酸、滴滴涕、林丹、环氧七氯、对硫磷、甲基对硫磷、马拉硫磷、乐果、敌敌畏、敌百虫、内吸磷、百菌清、甲萘威、溴氰菊酯、阿特拉津、苯并a芘、联苯胺或五氯酚；

所述有毒物质对应的最大浓度值如下，其单位为μg/L：

六氯丁二烯0.033、丙烯酰胺0.275、丁基黄原酸0.275、滴滴涕0.055、林丹0.11、环氧七氯0.011、对硫磷0.165、甲基对硫磷0.11、马拉硫磷2.75、乐果2.75、敌敌畏2.75、敌百虫2.75、内吸磷1.65、百菌清0.55、甲萘威2.75、溴氰菊酯0.385、阿特拉津0.165、苯并a芘1.54、联苯胺0.011和五氯酚0.495。

2.一种水体生态修复方法，其特征在于，包括如下步骤：

1).用两种或两种以上有毒物质分别按照如权利要求1所述的方法驯化大型溞，将经不同有毒物质驯化后获得的大型溞混合，并混合培养7周；所述有毒物质选自六氯丁二烯、丙烯酰胺、丁基黄原酸、滴滴涕、林丹、环氧七氯、对硫磷、甲基对硫磷、马拉硫磷、乐果、敌敌畏、敌百虫、内吸磷、百菌清、甲萘威、溴氰菊酯、阿特拉津、苯并a芘、联苯胺、五氯酚；

2).将步骤1)获得的大型溞投放到污染严重、富含农药及藻类的水体中以净化水体。

3.根据权利要求2所述的水体生态修复方法，其特征在于，在将步骤1)获得的大型溞投放到水体之前，还包括如下步骤：

将步骤1)培养获得的大型溞再用微囊藻毒素-LR按照权利要求1所述步骤重新驯化一次，其中该微囊藻毒素-LR最大浓度值为0.055μg/L。

4.根据权利要求3所述的水体生态修复方法，其特征在于，还包括如下步骤：

3)在水底种植沉水植物。

5.根据权利要求4所述的水体生态修复方法，其特征在于，所述沉水植物包括水下森林物种，其中水下森林物种包括以下物种中的至少一种：菹草、苦草、刺苦草、水车前、马来眼子菜、篦齿眼子菜、微齿眼子菜、梅花藻、狐尾藻。

6.根据权利要求4所述的水体生态修复方法，其特征在于，所述沉水植物包括水下草皮物种，其中水下草皮物种包括以下物种中的至少一种：伊乐藻、轮叶黑藻、轮藻、小茨藻、茨藻、金鱼藻。

7.根据权利要求4所述的水体生态修复方法，其特征在于，所述沉水植物其覆盖率为20％～60％。

8.根据权利要求2所述的水体生态修复方法，其特征在于，还包括如下步骤：

4).在水体中放入有益微生物，其中该有益微生物可以与大型溞共生。

9.根据权利要求2所述的水体生态修复方法，其特征在于，还包括如下步骤：

5).在水体中放入高级水生动物，包括螺、贝、鱼、虾类中的至少一种。

10.根据权利要求2所述的水体生态修复方法，其特征在于，步骤2)中大型溞的投放密度为2-100个/升水。

11.一种驯化大型溞的方法，使其在高浓度有毒物质的水环境中仍然能够生存，其特征在于，包括以下步骤：

1).将大型溞投放到具有有毒物质的培养池中培养一段时间，再将其取出投放到不具有所述有毒物质的培养池中休整一段时间；

2).至少重复一次所述步骤1)，每次培养池中有毒物质的含量在前一次浓度值的基础上逐步增加；

3).当培养池中有毒物质的浓度达到所述高浓度值后，在该高浓度值下反复培养和休整数次；所述步骤1)中的有毒物质浓度为所述高浓度值的10-30％；所述步骤1)的培养时间为12-48h，休整时间为1-7天。

12.一种驯化大型溞的方法，使其在高浓度有毒物质的水环境中仍然能够生存，其特征在于，包括以下步骤：

1).将大型溞投放到具有有毒物质的培养池中培养一段时间，再将其取出投放到不具有所述有毒物质的培养池中休整一段时间；

2).至少重复一次所述步骤1)，每次培养池中有毒物质的含量在前一次浓度值的基础上逐步增加；

3).当培养池中有毒物质的浓度达到所述高浓度值后，在该高浓度值下反复培养和休整数次；所述步骤2)中每次增加的有毒物质的浓度值为所述高浓度值的5-10％；所述步骤1)的培养时间为12-48h，休整时间为1-7天。

13.一种水体生态修复方法，用于修复含有单一有毒物质的水体，其特征在于，包括如下步骤：

将权利要求11或12所述的方法驯化大型溞，将驯化后的大型溞投放到富含有毒物质及藻类的水体中，使其摄食藻类，吸收和降解有毒物质，从而净化水体。

14.一种水体生态修复方法，用于修复含有多种有毒物质的水体，其特征在于，包括如下步骤：

1).按照权利要求11或12所述的方法驯化大型溞，将经不同有毒物质驯化后获得的大型溞混合培养，使其交叉繁殖；

2).将步骤1)交叉繁殖获得的后代大型溞投放到富含有毒物质及藻类的水体中，使其摄食藻类，吸收和降解有毒物质，从而净化水体。

15.根据权利要求14所述的水体生态修复方法，其特征在于，在步骤1)和步骤2)之间还包括如下步骤：

将步骤1)交叉繁殖获得的后代大型溞再用微囊藻毒素-LR按照权利要求11所述步骤重新驯化。

16.根据权利要求13或15所述的水体生态修复方法，其特征在于，还包括如下步骤：

在水体中放入有益微生物，其中该有益微生物可以与大型溞共生。

17.根据权利要求13或14所述的水体生态修复方法，其特征在于，还包括如下步骤：

在水底种植沉水植物。

18.根据权利要求17所述的水体生态修复方法，其特征在于，所述沉水植物包括以下物种中的至少一种：菹草、苦草、刺苦草、水车前、马来眼子菜、篦齿眼子菜、微齿眼子菜、梅花藻、狐尾藻、伊乐藻、轮叶黑藻、轮藻、小茨藻、茨藻、金鱼藻。

19.根据权利要求17所述的水体生态修复方法，其特征在于，所述沉水植物其覆盖率为20％～60％。

20.根据权利要求16所述的水体生态修复方法，其特征在于，还包括如下步骤：

在水体中放入高级水生动物。

21.根据权利要求14所述的水体生态修复方法，其特征在于，步骤2)中后代大型溞的投放密度为2-100个/升水。