用这些方法杀死蓝藻,会产生藻毒素,藻毒素是一种有毒的元素,长期饮用含有藻毒素的水会严重影响人的生命安全。并且,融入水体的藻毒素相对覆盖在湖面的蓝藻治理起来更加的困难。虽然这种治理方法减少了湖面上覆盖的蓝藻量,但这无疑是将蓝藻的治理问题转嫁到藻毒素的治理问题上,丝毫没有质的改变。 1.4 现阶段太湖蓝藻水华采用的治理方法
以上分析可知,采用物理、化学、生物的方法来治理太湖的蓝藻的方法不尽人意,并且采用这些方法来进行蓝藻的治理会消耗大量的人力、物力和财力,其治理效果也不是能真正意义上断绝蓝藻的生长。我们清楚的知道,造成蓝藻水华现象屡禁不止的主要原因是太湖水域为蓝藻的生长提供了绝佳的生长环境。因此,最为有效的治理方法就是从源头上控制太湖湖水中的N、P元素的含量,瓦解太湖中适合蓝藻疯狂生长的水体环境,从源头上杜绝蓝藻水华现象。相关资料显示,历年来,太湖湖水中的N元素、P元素含量久高不下,因此,即使从源头上抑制了太湖水体中N、P元素的增加,湖区水体中原有的含量丰富的N、P元素足够支撑很长一段时间太湖蓝藻的疯长,短时间内也将很难杜绝蓝藻水华现象的发生。
如上,即使很好的杜绝了太湖中N、P元素的增加,等湖底淤泥中的N、P元素消耗完也需要经历很长的时间,如果不做任何处理与应急对付依然会对太湖居民的用水、生活带来恶劣的影响。因此,在等待太湖湖底淤泥中富含的N、P元素消耗殆尽的同时,我们要做好蓝藻降解区附近水源的防护工作,所以通过研究来认识蓝藻水华形成的规律和判断出蓝藻水华主要的发生区与降解区的位置对水源保护很有必要。对已经确定距离蓝藻降解较近的水源要及时的做好水源供水的滤化和水质的监测,对不合格的饮用水及时地进行处理。
蓝藻死亡后会浮在太湖的上面,其死亡的蓝藻的枝枝蔓蔓会失去原有的附着力,因此死亡蓝藻会随着湖面的情况发生移动,比如:风向的变化和湖面波的推移都会影响蓝藻的降解地点,因此,如果能够监测处太湖湖底的淤泥中N、P元素含量的分布,这势必为蓝藻的治理,控制水源的清洁提供最为有用的帮助。 (1)机械化打捞治理
机械化打捞蓝藻治理就是利用机械设备对太湖水域中的蓝藻进行打捞,机械化打捞在太湖蓝藻水华现象治理中的实践表明:机械化蓝藻打捞是治理蓝藻水华现象标本兼治的有效方法。从2007年太湖发生强烈的蓝藻水华现象开始,截止2010年的数据统计表明,对太湖水域进行蓝藻的打捞,很大程度上减少了太湖水体中的N、P元素的含量,这从根本上讲就是遏制了太湖水体富营养化的速度。机械化打捞蓝藻是治理太湖蓝藻水污染的一项技术创新。机械化打捞蓝藻的治理系统包括:蓝藻的机械化打捞、打捞上来的蓝藻藻水的分离、资源的转型利用。
现在,在太湖周边地区,已经建立了大大小小的化肥生产基地,利用打捞上来的蓝藻作为原料进行化肥的生产,用于植物的培育,收益颇丰。机械化打捞蓝藻的方法今后应该仍是蓝藻治理的主要方法,应该加大投入。 (2)生态调水治理
生态调水治理是最近几年研究出的太湖蓝藻治理的方法,生态调水是指通过调出太湖中的污水、引入清洁干净的好水来改善水环境以减轻太湖水体的污染程度,减少灾害。目前,国内生态调水方面的技术不是十分成熟,发展的空间还是十分宏大,典型的生态调水方法是“引江济太”和梅梁湖的泵站组合调水系统。调进好水、调出差水,关闭梅梁湖的泵站阻止污水流入太湖,这种方法的目的是为了提高太湖水体的水环境的最大容量,增强水体的自净能力。并且,生态调水系统的运用可以一改原本是一湖死水的太湖,使水体能够流动起来,流动的太湖水流一方面能够带走一部分悬浮在水表面的蓝藻,另一方面也会增加水体中的含氧量,可以减少太湖的水生物因为缺氧而死亡,从某种程度上保护了生物的多样性。当然,这种生态调水的方法成功实践的前提是有一个合理的调水路径,如果生态调水路径不合适,那么取得的效果就会不明显。 (3)生态淤泥清理治理
生态淤泥清理顾名思义就是清理掉太湖底下的淤泥。当然,太湖是我国面积第三大的淡水湖,湖区整体面积庞大,清理掉湖区底面的所有淤泥这无疑是天方夜谭,另外即使耗费巨大的人力、物力清除干净湖底的淤泥,也会造成太湖其他生物系统的破坏。生态淤泥清理能够减弱遏制太湖蓝藻的水华现象是因为湖底的淤泥中存在有蓝藻生长的生长养分,为蓝藻生长提供了丰厚的地理条件,清理掉淤泥,从某种程度来说会控制蓝藻的疯长,另一方面,淤泥中含有含量较高的N、P营养元素,清理走淤泥也会带走很大一部分的N、P成分,起到了净化水体的作用。当然,淤泥的清理程度肯定是越彻底越好,但是考虑到工程量的难度与可行性,所以,采用生态淤泥清理的方法来治理太湖的蓝藻水华问题必须要有针对性,选择清理淤泥的地点必须经过反复的实地考证,湖区湖底的淤泥清理还是选择在一些自来水的水源地、蓝藻死亡的沉积区、和河道的入水口处等一些重点区域为好。
(4)生态修复治理
生态修复治理是一种眼光长远的太湖蓝藻水华的治理方法,生态修复就是指在太湖区域的一些比较严重的生态退化区(生态环境被严重破坏,水体污染程度比较严重,蓝藻水华现象比较恶劣)重新植入一些植物甚至是动物、微生物等来改善该区域的生态系统,已达到环境保护的作用。对于蓝藻爆发的区域,常用于改善生态系统的主要有:紫根水葫芦、凤眼莲、菱、人工生态水草、仿生植物等
等,这些植物都具有很强的净水功能、抑藻功能。采取生态修复治理的手段来进行蓝藻水华的治理是一项时间跨度比较长的治理手段,太湖流域水藻的面积大,污染物的类型种类繁多,这种治理手段的实施是一个长期的过程,其治理效果的显示也不同于机械化打捞那么明显迅速,也是一个漫长的过程。当然,在生态修复治理被破坏的生态系统的同时,也要保证人工修复与自然修复同步结合完成,治理好一片区域,就要保护好一批区域,要有规章地一片片治理,不能顾此失彼。 (5)拦源截污防护治理
拦源截污的方法主要思想是减少太湖水域的水体在原有基础上不再继续破坏。试想一番,如果以上采用的方法用于太湖蓝藻治理均取得很好的治理效果,而在太湖的另一边大量的富含N、P元素的生活污水毫无节制的流入太湖,这样便出现了一边治理一边破坏的格局,从总体上来讲,丝毫没有治理的意义。所以,为了彻底消灭太湖蓝藻带来的深重灾难,我们必须控制不达标的生活废水、工业污水流入太湖,确保使太湖的污染物含量由既有的一个定值随着治理的不断进行,水质一步步变好,最终实现太湖治理工作的总目标。还社会一个碧波荡漾的太湖。
2 MODIS影像数据的获取与处理
2.1 MODIS影像数据的概况
MODIS即中分辨率成像光谱仪,是一种搭载在TERRA和AQUA卫星上面的一种探测仪器,MODIS探测器用于海洋、陆地方面的监测效果显著,一方面是因为MODIS的监测光谱的覆盖范围广,从可见光到热红外的所有波段。另一方面,MODIS卫星每天过境四次,白昼和黑夜各过境两次,其高时间分辨率弥补了空间分辨率方面的缺陷,MODIS卫星一共拥有36个通道,其中第一、第二波段的分辨率为250M,第三到第七波段的分辨率在500M,第八波段到第三十六波段的分辨率为1KM,MODIS数据具有适宜的空间分辨率和波段书,以及卫星的波段范围宽,数据的更新频率高,全球用户可以免费接收的特点,使得MODIS卫星提供的数据受到研究者的青睐。
轨道 705KM,降轨上午10:30过境,升轨下午1:30过境,太阳同步,近极地圆轨道 扫描频率 测绘宽带 望远镜 体积 重量 功耗 数据率 量化 空间分辨率 设计寿命 每分钟20.3转,与轨道垂直 2330KM×10KM 直径17.78cm 1.0m×1.6m×1.0m 250kg 225W 11兆比特/秒 12比特 250m、500m、1000m 5年 图1 MODIS卫星的技术指标参数