研究开发缓释除藻剂浮标系统 以减少蓝藻暴发风险

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藻类暴发常使池塘等水体表面呈现绿色,但若由蓝藻引发,可能释放对人类和野生动物有害的毒素。期刊《ACS ES&T Water》近日刊登的一项研究提出一种专用浮标系统,旨在于藻类暴发现场持续释放除藻剂,并以“安装后无需管理”为设计目标。

研究指出,藻类暴发通常与水体中额外养分输入有关,来源可能包括肥料径流等。2014年,美国俄亥俄州托莱多附近的伊利湖曾发生藻类暴发事件,导致数十万居民饮用水被认定不安全。

为在藻类暴发尚未开始时进行干预,托莱多大学研究团队(包括Umberto Kober、Hanieh Barikbin、Youngwoo Seo、Yakov Lapitsky及其同事)开发了一套可在数周或数月内稳定释放除藻剂的装置,目标是相较需要频繁补充药剂的既有方案,降低维护频率并提升经济性。

该团队以PVC管制作小型、中型和大型浮标,外形为“T”形或十字形,并在管口嵌入水凝胶盘,用于控制液态除藻剂向周围水体的扩散。浮标内部装填商业化过氧化氢基除藻剂,装置浸入水中后,药剂通过水凝胶盘缓慢释放。研究人员还在结构上加入提示机制:当除藻剂耗尽时,浮标会侧倒,以直观显示需要补充。

在性能测试中,研究人员将装有除藻剂的小型浮标置于装有1升蓝藻水样的烧杯中,水样采自伊利湖,并连续监测两周。为确保浮标持续接触新鲜蓝藻,实验每天更换一小部分水样,以评估装置是否具备持续除藻活性,而非仅在初期产生杀藻效果。结果显示,蓝藻在一周内几乎被完全清除,而其他微生物基本未受影响。研究人员估算,该浮标可可靠释放除藻剂至少四个连续释放周期,每个周期持续35天。

研究团队表示,后续仍需进一步工作,包括改进设计以防止微生物在浮标表面生长。Lapitsky在研究中称,若该概念能够成功放大应用,有望在无需劳动力密集的反复施药情况下,实现对有害藻类暴发的早期缓解。


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