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一条专吃蓝藻的机器“鱼”

你吃过鲢鱼、胖头鱼吧？当它们成为你盘中美餐的时候，有位中科院的专家却仿照其滤食原理，造了一台过滤蓝藻的机器。在蓝藻几欲成灾的水面上，只要游来这台机器鱼，水质很快就恢复安全水平。

近期，中国科学院南京地理与湖泊研究所科研人员在巢湖研制出大型仿生式水面蓝藻清除设备，并立即投入巢湖市水源地蓝藻灾害防治进行实战检验，取得显著成效。

案例回放

巢湖水源的救火队员

今年入夏以来，安徽巢湖市水源地蓝藻灾害比较严重。6月下旬，巢东水泥集团自来水厂取水口蓝藻灾害愈演愈烈，自来水浑浊发臭，严重影响到了企业生产和周围社区2万多居民的生活。

7月2日，一台造型奇特的设备被安置取水口，并经过4昼夜的连续作业，清除了该水源区聚集的蓝藻，恢复了清洁的水面，清澈的滤过水直接流入水厂取水口。

随后，巢湖发出第二自来水厂取水口的蓝藻灾害警报，数公顷水面已经发展成厚重黏稠的蓝藻层，在烈日和高温下开始腐烂，危及供水安全。

7月6日，设备到达蓝藻聚集区开展除藻作业。

7月9日，设备转移至蓝藻聚集区西侧，沿岸设防拦截清除随偏东风漂移的蓝藻，沿湖岸漂移的蓝藻带被斩断，蓝藻清除设备排出的清水顺风而下，清澈的水流汇入巢湖，该区域蓝藻污染隐患基本消除。

之后，设备课题组向巢湖市政府提交了关于建立巢湖市水源保护区环境管理机制的建议，将协助地方政府建立水源地环境长效管理机制和蓝藻灾害应急机制。

技术原理

灵感来源于鲢鱼头

这台造型奇特的设备，就是中国科学院南京地理与湖泊研究所科研人员研制的大型仿生式水面蓝藻清除设备。由于其设计原理是仿照鲢鱼滤食，所以这台看起来并不像鱼的设备被大家俗称为耳羽岩蕨机器鱼。

项目负责人、中科院南京地理与湖泊研究所研究员李文朝告诉本报，鲢鱼、胖头鱼等鱼类用嘴巴吸入水后，会将藻类和浮游生物等过滤出来作为食物，然后清水从鳃中释放出来。研究水生生物生态出身的李文朝，正是从鱼身上得到了设计灵感。

设备的最前端是一个长达10米的平台，也就是鲢鱼嘴，10个水泵同时抽出水体表面5厘米的水，随后，蓝藻水流经鳃式过滤器。在这里，200层筛子重重叠叠，每10厘米就有一层，独立工作。最后，筛出的藻浆用特制漂浮囊袋灌装储运。

这是一种纯物理的处理方式。李文朝介绍，过滤的核心部普通小麦件跟鱼鳃一样，利用流体力学原理过滤。被污染的水从倾斜的鳃面往下滑，并不离开鳃面，在下滑过程中，会遇到像刀刃一样的分离器，然后蓝藻就留在鳃面了。

直径超过3微米的杂质，都会被过滤掉。李文朝表示，机器鱼其实并不是只会吃蓝藻，绿藻、硅藻以及其他超过3微米的杂质都是过滤对象，因此机器鱼的应用范围也就不仅仅局限于预防蓝藻灾害，改善水质的日常水面维护也可以使用。

技术思路

从水华积累过程入手

由于受到环境影响，清洁水源到生安息香科成蓝藻水华这一质变的过程似乎是不可逆，李文朝说：蓝藻是细菌一样的原核生物，繁殖非常快，根治和斩尽杀绝是不可能的。而随着我国农业和工业的发展，水体的富营养化不可避免。研究如何分离、净化、清除蓝藻是我们的。研究发现，水华积累到成为灾害的量变过程是可控的。而这一蓝藻清除设备就是在这一环节对蓝藻进行有力阻击。

李文朝说，此前城市水源蓝藻灾害控制手段较为单一，且效率不高。如从前加氯的方法可以杀死蓝藻、破坏其结构，但常会遇到沉淀池故障，UTM实验机还能用于任何形状的注塑产品如瓶子的压碎实验滤池堵塞，出水色、浊、臭、氨氮等问题。而被动打捞却因技术欠缺，往往效率太低、能耗过高，经济上的代价很大。

主动预防水面灾害

依据目前的数据来看，该蓝藻清除设备的特点则非常明显。

首先是工作效率大大提高，李文朝介绍说，该设备作业幅可达10米，行进作业航速5千米/小时，每小时清扫水面5公顷，汲取流量可达1000立方米/小时，而且可以昼夜连续作业。

超强的富集浓缩能力，是李文朝向强调的特点之一，意即可在任何蓝藻密度情况下工作，准确分离汲取富含蓝藻的表水层，100%分离出肉眼可见的蓝藻颗粒（粒径3微米），最终浓缩成鲜藻含量大于50%的藻浆。

该设备环境适应性很强，可以在水深超过30厘米的水域静态作业或行进作业，分离汲取表层５厘米富含蓝藻水层，尤其适用于清除沿岸浅滩上聚集的蓝藻。

与高能耗相对应的就是节能，以现有的一台用50kW发电机组提供动力的设备为例，作业功率30千瓦，汲取处理1立方米的含藻湖水，仅耗0.03度电。

另外值得一提的是，该设备全部采用物理方法，不添加任何药剂或矿物质，收获的藻浆在漂浮囊袋中自然发酵后由环卫系统收集处理。李文朝的课题组并未开展回收裸柱草蓝藻的开发研究，但是此类的研究已经有人在做，燃料、饲料或者肥料，这些蓝藻有多种途径变废为宝。

据悉，该项目早在上世纪90年代初就已开始，为了依托国家水专项巢湖项目水源地课题水源保护湖区物理生态水质净化技术研究与工程示范项目，研究一直在安徽巢湖进行。

预计生产造价在260万以上。李文朝告诉，虽然这条鱼的成本比其他现有设备高，但其工作效率却是普通设备的40倍，性价比很高。

这台设备放到其他水面完全可以适用，不仅如此，它还可以应用于河流、湖泊、城市水库等所有富营养化水体，这是一种主动预防水面灾害的方式，一种积极的预防措施。

■相关链接

蓝藻危害安全

蓝藻是原核生物，又叫蓝绿藻、蓝细菌；大克服了PA1010和PA610材料的刚性和脆性多数蓝藻的细胞壁外面有胶质衣，因此又叫粘藻，在所有藻类生物中，蓝藻是最简单、最原始的一种。

在一些营养丰富的水体中，有些蓝藻常于夏季大量繁殖，并在水面形成一层蓝绿色的蓝藻水华。这种有腥臭味的浮沫，称为水华，大规模的蓝藻暴发，被称为绿潮（和海洋发生的赤潮对应）。绿潮引起水质恶化，严重时耗尽水中氧气而造成鱼类的死亡。更为严重的是，蓝藻中有些种类（如微囊藻）还会产生毒素（简称MC），大约50%的绿潮中含有大量MC。MC除了直接对鱼类、人畜产生毒害之外，也是肝癌的重要诱因。MC耐热，不易被沸水分解，但可被活性碳吸收，所以可以用活性碳净水器对被污染水源进行净化。

■核心提示

且双离合变速器及无级变速器的增长率已超过20%　长达10米的鲢鱼嘴，以最快5公里/小时的速度在水面游动，把水表5厘米的蓝藻水吸进嘴里，通过200层牙齿把蓝藻筛成藻泥、浓缩成藻浆，储存在嘴里的大袋子里储运，可以昼夜吃藻日前，中国科学院大型仿生式水面蓝藻清除设备研制成功。

李文朝是中科院南京地理与湖泊研究所研究员，也是该项目负责人。你见过鲢鱼么，鲢鱼也叫大头鱼、胖头鱼，头比身子大，一边在水里慢吞吞地游，一边把水体表面浮游生物吞到嘴里，两边腮起到过滤的作用。我认为这种模式的生物过滤很好，效率又高、又环保。

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