气候变化和人类活动一直在给全世界的水体带来压力，加拿大广阔的湖泊网络也不例外。在过去的几十年里，营养水平的增加导致了蒙特利尔北部魁北克劳伦地区浅水湖泊的富营养化过程。这些变化导致藻类大量繁殖，使湖泊无法使用，并可能破坏自然生态系统。
将这些湖泊恢复到更健康的状态是一项复杂而昂贵的工作，但康科迪亚建筑、土木和环境工程系的研究人员正在研究的一种新方法 可能会以一种环保的方式降低成本和劳动力。
研究人员在《水》杂志上撰文 描述了一种浮动土工织物过滤器系统，该系统可有效去除浅湖中的悬浮固体、藻类和营养物质。虽然该项目仍在开发中，但研究人员表示，他们相信它有扩大规模的潜力。然后，这项技术可以有益于池塘、河流、沿海地区和海湾等更大水体的健康。
该研究由博士生 Antônio Cavalcante Pereira 和 Catherine Mulligan教授领导。Titan Environmental Containment的研究助理 Dileep Palakkeel Veetil 和 Sam Bhat 也是贡献者。
非化学解决方案
在 2019 年和 2020 年的夏季和初秋，研究人员在 Lac Caron 的浮动过滤装置中放置了六层土工织物。Lac Caron 是位于蒙特利尔以北约 75 公里处的 Ste-Anne-des-Lacs 的一个富营养化浅湖，最大深度为 2.6 米。自 2008 年以来，由于藻类过度生长，该湖一直处于娱乐咨询之下。
有机玻璃过滤装置通过放置在封闭区域中心的充气橡胶管漂浮。使用土工布浊度帘将该区域封锁起来。专门的幕布从水面垂下到达湖床或靠近湖床，以防止悬浮固体与湖的其他部分相互作用。
每两到三天从湖泊和所含区域收集水样。然后分析样本的浊度、悬浮固体 (TSS)、磷、蓝绿藻藻蓝蛋白 (BGA-PC)、叶绿素-a 等水平。
分析结果令人鼓舞。
根据 2019 年和 2020 年的平均去除效率，分析结果令人鼓舞。研究人员将过滤后的湖水与未过滤的湖水进行比较，发现如下：
2019 年浊度 降低 53%/2020 年降低 17%
TSS 降低 22%/36%
磷 49%/18%
BGA-PC 57%/34%
叶绿素-a 减少 56%/32%。
佩雷拉说，同比差异是由于不同的气候和藻类生长模式导致湖泊水质不均匀的结果。2019 年可以看到大量可见的藻类大量繁殖，而 2020 年的藻类则更加分散在整个水体中。
“扩大我们的大型湖泊修复系统是一个长期目标。但这个项目的新颖之处在于，我们只是将原位水过滤作为一种修复富营养化水体的方法，”佩雷拉说。“我们没有向湖中添加任何化学物质，但我们仍然取得了良好的效果：整个休闲季节的藻类抑制和浑浊度下降。”
一个不断发展的长期项目
Mulligan 补充说，这篇论文是基于 2008 年首次开始的工作的系列论文的一部分。多年来，该项目在该地区的其他湖泊中经历了后续迭代。
以往研究的浅湖，往往是开发商开挖现有湖泊，未完全砍伐树木而形成的。然而，最近的几个因素导致藻类反复过度生长。这些因素包括零星树桩的持续退化，以及径流可能释放的养分和缺乏自然水文模式。
“这可能是一个挑战，因为水质每年都在变化，”Mulligan 说。“当那些富营养化的水体受到更高温度的影响时，它们往往更容易受到过度藻类繁殖的影响。”
这项研究由 NSERC、康科迪亚大学和 Titan Environmental Containm
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