清溪河富營養化現狀及其防治方法

周 揚 王 凡 徐亞同

摘要池州市清溪河的富營養化現象日漸嚴重，列舉了富營養化的危害，并分析了清溪河富營養化產生的原田，在此基礎上提出了利用水生高等植物來恢復清溪河的生態結構，以期達到徹底杜絕富營養化的目的。

關鍵詞清溪河；富營養化；植物修復

中圖分類號X522

文獻標識碼A

文章編號1007－5739(2009)16－0233－02

清溪河是貫穿池州市城區的一條通江河流，20世紀60年代末。由于河流改道、圍墾、大量城市生產生活污水和垃圾的直接排入，城區河道有5處被堵，美麗的清溪河變成一個死水塘。2003年底，池州市政府投資3億元開始了清溪河環境進行綜合整治工程。到2006年底已基本實現引水、貫通、截污和景觀4項工程，使清溪河又恢復了活力，居民的生活環境得到極大的改善。然而在整治工程完成后的這2年多中，清溪河水的富營養化問題日漸突顯。每到春末夏初，局部河面便會出現厚厚的一層綠色、云斑狀或帶狀的覆蓋物，俗稱水華。隨著溫度升高，水華出現的頻率越來越高，范圍也越來越大，影響了水體環境，因此富營化的防治迫在眉睫。

1富營養化的概念

富營養化現象是指湖泊、水庫、緩慢流動的河流以及某些近海水體中的氮、磷等植物營養物質過剩，引起某些特征性藻類(主要是藍藻、綠藻)及其他浮游生物的迅速繁殖。水體生產能力異常提高，使水體溶解氧含量和透明度下降。造成其他水生動植物的衰亡甚至絕跡的水質惡化污染現象。

2水體富營養化的危害

2.1破壞水體的生態環境

藻類的過度繁殖破壞了水體原有生態系統的平衡，導致水生生物多樣性降低。首先，由于水面被藻類覆蓋，影響了大氣的復氧作用。此外，水體中藻類大量繁殖，會阻塞魚鰓和貝類的進出水孔，使之不能呼吸而死亡。死亡后的有機體被微生物分解。大量消耗水中溶解氧。使河流處于缺氧狀態，植物的營養素氨氮，在缺氧條件下會轉化為亞硝酸鹽，這是合成“三致物質”亞硝胺的前體。而且藻類本身是一種致臭微生物，如魚腥藻、微囊藻、束絲藻、角藻可產生腐臭味，而星桿藻、子淮囊藻、黃群藻、平板藻、團藻可產生魚腥味等。增殖的藻類還會分泌大量生物毒素，不僅威脅水生生物的生存，而且對人體健康也構成威脅，微囊藻毒素便是其中分布最廣、最復雜的一種。

2.2水體感官性狀惡化，喪失其社會服務功能

在富營養化的水體中，藍藻、綠藻大量繁殖，水體色度增加，水質渾濁，透明度降低，并散發出腥臭味，大大降低其應有的美學價值，影響人們生活、娛樂、休閑，還會給水產養殖業和旅游業帶來巨大的經濟損失。池州市作為全國第一個生態經濟示范區，近年來，憑借其優美的自然風光已使得旅游業成為該市的支柱產業。清溪河作為貫穿城區的河流。若是其日益嚴重的富營養化現象不能得到有效控制。必將影響到池州市作為生態旅游強市的形象。太湖、滇池等多個旅游景點就是由于水質富營養化而受到很大影響，因此應當引以為戒。

2.3加劇水資源危機，減短水體壽命

水體富營養化導致水質惡化。造成可利用的水資源量更加短缺，加劇水資源危機，嚴重影響工農業生產的可持續發展。另外，富營養化的水體含有大量營養物質。使得藻類和水生生物大量生長和繁殖，加速了水體沼澤化和陸地化的進程，縮短了水體的壽命。

3富營養化產生的原因

每條河流都是一個完整的生態系統，藻類和水生植物是其中的生產者，魚蝦等捕食動物是消費者，而細菌和一些原生動物則是分解者。在正常水體中，物質在這三者之間不斷的循環，達到一種平衡穩定的狀態。但由于人類的活動，使得大量的氮、磷等營養物質進入水體，當遇到適宜的光照與溫度時，作為生產者的藻類便會暴發性增長，將水體中的生態平衡打破。

3.1生活污水與工業廢水

生活污水中含有大量富含氮、磷的有機物。其中的磷主要來自洗滌劑。城區生活污水已經實現納管，但當前的污水處理廠僅為2級處理工藝，氮的去除率為20％～40％，磷的去除率僅為5％～20％，尾水仍能造成水體富營養化。而且上游廣大農村地區的生活污水還會直接排入河道。

多種行業的廢水中氮和磷的含量都相當高。近年來。工業排放的廢水逐年遞增。據報道，由于技術與資金的原因，大部分工業廢水只經簡單處理。有些工廠的污水處理設備形同虛設，污水未經任何處理就直接排入清溪河中，其中所含的氮、磷等物質不斷地在水體中累積。

3.2農業面源污染

現代農業生產中大量使用化肥、農藥，人類在享受其帶來農業豐收的同時，也在很大程度上污染了環境。施用的農藥、化肥其中僅一小部分能被植物吸收利用，其余都殘留在土壤中，并不斷地被淋溶到周圍環境，特別是水體中，其中所含的氮、磷就導致了水體富營養化。

3.3水產養殖業

近年來，池州市的水產養殖業蒸蒸日上，規模不斷擴大，但人們為了追求經濟效益的最大化，往往忽視了水體的可持續利用，而大量投入人工飼料，這些飼料中含有大量的氮磷等營養物，加養殖動物的糞便，更是加重了富營養化污染。

3.4底泥中氮、磷的溶出

營養元素在水體及其底部沉積物間存在溶解一沉積的動態平衡。外源性營養物進入水體后，通過物理、化學和生物學作用，沉積到底泥中。而當水體營養物含量降到一定限度時，底泥中的營養物將釋放到水體中。人們往往能控制外源營養物質的輸入，但卻無法阻止底泥中營養鹽的溶出，從而造成富營養化的發生。

4富營養化的防治對策

4.1增強預防意識

水體富營養化的主因是外源性氮、磷和有機物大量輸入。其恢復耗時長、技術難度大、代價昂貴，加上污染對旅游、養殖等產業和人民健康造成的損失，遠高于污染行為產生的經濟凈收益和社會效益。因此，必須通過行政、教育等手段轉變觀念，強化水體富營養化的預防意識，科學制定、嚴格執行預防措施，大力推廣清潔生產、發展生態農業，盡量從源頭上削減污染物的輸入。以提高治理效率。

4.2河流生態系統的修復

自然界水體的自凈功能主要依靠水體中的生態系統來完成，在一定程度范圍內，可以自動調節水體中的養分平衡。但是一旦超過系統的承載能力，水體生態系統的某些環節就會遭到破壞而喪失其功能，影響到水體自凈過程，而水體自凈能力的減弱又加速了生態系統的崩潰。在惡性循環之中，水體逐漸喪失了自凈能力。恢復水體本身的生態結構可以恢復水體的自凈能力，通過水體的自凈功能達到水體的自我凈化，并達到水體和水體內生態系統良性協調發展。

人們經常使用底泥疏浚、深水曝氣、引水稀釋、過濾、吸附除藻等物理方法以及化學藥劑殺藻和凝聚沉降等化學方法來除藻。其中清淤挖泥操作起來成本高、技術難度大；深水曝氣、引水稀釋和過濾吸附都需要很高的成本?；瘜W方法雖然見效快但維持時間短，而且這些方法都不能徹底解決

富營養化的問題，治標不治本。

水生高等植物在水生生態系統中起著不容忽視的作用。它不僅能夠快速吸收水體和沉積物中的營養鹽。分泌他感物質抑制浮游植物生長，而且對維持生態系統的完整性和穩定性都很重要。利用水生高等植物進行清溪河的生態修復不僅操作簡便，成本低廉，而且能很好的修復水生生態系統的結構，徹底杜絕富營養化的發生。人工浮島和種植沉水植物便是利用高等植物來修復水體的2種常用方法。

4.2.1人工浮島技術。人工浮島是運用無土栽培技術，以高分子材料為載體和基質，采用現代農藝和生態工程措施綜合集成的水面無土種植植物技術。人工浮島能支持許多植物的生長。從而可為魚類、鳥類和兩棲類等生物提供生境和避難所，在一定程度上恢復了河流生態系統的生物多樣性。植物在生長過程中對水體中氮、磷等的吸收利用及植物根系和浮床基質等對水體中懸浮物、有害物質的吸附、富集，同時，植物根系為微生物的大量繁殖創造了條件。通過微生物對有機污染物、營養物的進一步分解，使水質得到改善。最終通過收獲植物體的形式，將氮、磷等營養物質以及吸附積累在植物體內和根系表面的污染物搬離水體。使水體中的污染物大幅度減少，水質得到改善。浮島上不同類型植物的生長能為城市增添美麗的景觀，而且該技術適用于不同深度的水體，水位的變化不會對人工浮島產生影響。浮床載體通常是利用毛竹或是PVC管等材料制作而成。成本低廉。

4.2.2種植沉水植被控制富營養化。沉水植物指根扎于底質中，莖葉飄浮生長在水氣界面以下的高等水生植物(大型水生植物)類群，其可在淺水水體中大量繁育形成水下植被，即沉水植被。沉水植被在水體中可以發揮強大的環境生態功能。沉水植物既可以通過根吸收底質中的氮、磷營養。也可通過莖葉利用水中的營養物質，并且它們生活史較長，多為1～2年生，死亡后這些營養才會被逐漸釋放出來。因此，當水體中沉水植被發育良好時，就會有大量的營養物質被長時間地固定在其體內，這樣就減緩了營養物質在水中的循環速度。作為水體的初級生產者，沉水植物和藻類之間在營養物質、光照等方面存在競爭排斥。因此，若水體具有發育良好的沉水植被就可強烈地抑制藻類的生長。一些沉水植物種類，還可分泌針對藻類的生化他感物質殺死藻類或抑制其生長。而且沉水植被為大型浮游動物提供龐大的棲息表面積，從而撫育出高密度的浮游動物群落，大量捕食浮游藻類，也間接地控制藻類的群體數量。沉水植被的良好發育可以為其他水生生物提供多樣化的生境，提高水生生態系統的生物多樣性，如周圍生物的生活基質，魚類水生動物的棲息、避難和產卵場所等。

在清溪河中將人工浮島與沉水植物的種植結合起來。能夠很好地修復河流的生態系統，恢復其自凈功能。而人工浮島上種植的植物和沉水植物種類的選擇則需遵循本土性原則并盡量選擇繁殖、競爭能力較強，栽培管理容易，收獲方便，具有很好的景觀價值的種類。如浮島上可以栽種黃菖蒲、寬葉香蒲、美人蕉等根系發達的挺水植物，而沉水植物則可以選擇菹草、苦草和狐尾藻等常見種。

5小結

清溪河的富營養化現象越來越嚴重，應當引起人們高度重視，在減少外源性污染物輸入的同時，利用人工浮島和種植沉水植物來幫助河流恢復其本自身的生態結構，消除富營養化現象，讓清溪河恢復“清溪清我心，水色異諸水”的美景，為池州這座美麗的生態城添彩。