巢湖水污染現狀、原因及生態治理法探討

孟平 馬濤

（安徽國禎環保節能科技股份有限公司 安徽合肥 230088）

巢湖水污染現狀、原因及生態治理法探討

孟平 馬濤

（安徽國禎環保節能科技股份有限公司 安徽合肥 230088）

通過分析巢湖流域水污染現狀及形成原因，借鑒目前國內外治理湖泊污染經驗方法，提出通過人工濕地、生態溝渠等一系列的生態治理措施，在巢湖外源及內源方面綜合來改善巢湖水環境。

巢湖；水污染；生態治理；水環境改善

我國湖泊總面積約1200×104hm2，占國土面積0.8%，湖泊水質直接影響我國整體水質狀況[1]。隨著社會經濟高速發展、城市化進程加快、工業興起、流域人口增加、工廠、農業以及生活廢水隨意排入河流，致使湖泊水體遭受嚴重污染[2]。全國水資源綜合規劃評價顯示：全國84個代表性湖泊中，44個湖泊呈富營養化狀態，占湖泊總數的52.4%，其余湖泊均為中營養狀態[3]。

巢湖，我國五大淡水湖之一，長期以來，其在城鄉供水、調蓄洪水、維護區域生態平衡以及促進區域發展中發揮了十分重要的作用。但是，近年來伴隨著區域經濟高速發展，巢湖流域經濟增長較快，工業迅速發展，廢水隨意排放，巢湖水體富營養化加劇，藍藻、水華頻繁爆發，成為全國富營養化最為嚴重的淡水湖泊之一[4]，嚴重影響沿周邊地區人民的飲水安全和工農業生產。因此，必須實施巢湖流域水環境綜合治理，遏制巢湖水質惡化趨勢，改善流域水環境質量，逐步恢復巢湖流域湖秀水美的自然風貌。

1 巢湖概況

巢湖是全國五大淡水湖之一，湖區面積760km2，岸線長181km，流域面積1.35×104hm2，涉及合肥、巢湖、六安等5市，是長江中下游重要生態濕地。巢湖流域水網密布，湖區分東、西兩個半湖，流域年均水資源總量53.6×108m3，其中年均入湖水量34.9×108m3，出入巢湖河流33條，其中入巢湖河流主要有8條，呈向心狀分布，分別為北部的南淝河、十五里河、派河、柘皋河，西部的豐樂河、杭埠河、白石天河，南部的兆河，東經裕溪河流入長江。其中杭埠-豐樂河、派河、南淝河、白石天河4條河流占流域徑流量的90%以上，杭埠-豐樂河是入巢湖水量最大的河流，占總徑流量的65.1%；其次為南淝河、白石天河，分別占總徑流量的10.9%和9.4%[5]。

2 巢湖水污染現狀

近年來，隨著巢湖流域經濟社會高速發展，巢湖水體富營養化日趨嚴重，巢湖已成為國家水污染重點治理的“三河三湖”之一。規劃期間合肥市加大對巢湖水域環境治理工作。“十一五”、“十二五”期間，于巢湖周邊沿岸帶開工實施生態環境綜合治理工程。河道整治方面，實施全程截污，埋設管道，修建污水處理廠15座，城市污水處理率達到95%；對流入巢湖的重點河道根據污染性質不同，實施不同治理措施，如塘西河實施生態恢復方法，南淝河采取點源截污治理方法。同時，合肥市積極引進國外先進污水處理技術，并且加大對巢湖水域污染治理資金投入[6-7]。

經過對巢湖一系列的綜合治理后，巢湖水體質量呈現明顯好轉趨勢，“十一五”期間巢湖水質由劣Ⅴ類轉為Ⅴ類，湖體富營養化程度由中度富營養化轉變為輕度富營養化狀態。2013年中國環境狀況公報顯示，“十二五”規劃至2013年，巢湖流域水體呈現輕度污染狀況。污染較重的西半湖水質變為中度污染，東半湖呈現輕度污染狀況，水質得到明顯改善，巢湖入湖河流也得到不同程度改善。2013年安徽省重點流域水質公報表明，巢湖入湖河流總體為中度污染，在檢測的19個斷面中，Ⅰ～Ⅲ類、Ⅳ～Ⅴ類和劣Ⅴ類水質斷面比例分別為57.9%、10.5%和31.6%，較2012年水質狀況明顯好轉，Ⅰ～Ⅲ類水質斷面比例增加了15.8個百分點，劣5類比例下降5.3個百分點。

3 巢湖水污染原因

巢湖的綜合治理取得了明顯成效，但是巢湖屬人類活動頻繁的大型淺水湖泊，其污染源分布廣，造成水體污染的原因復雜，所以巢湖水環境問題依舊嚴重。巢湖水污染原因可以分為以下幾個方面：（1）巢湖建閘。巢湖建閘導致湖體換水周期變長，水體流動性降低，導致污染物沉降，加速巢湖內源污染，同時巢湖建閘導致水位升高，導致周邊生態濕地面積減少，加劇巢湖入湖污染負荷[8-9]；（2）污水隨意排放。巢湖周邊工業化和城市化加快發展，導致巢湖接納周邊工業廢水、生活污水、農業廢水量增加，導致巢湖污染負荷加大[10]；（3）面源污染。巢湖歷來是“魚米之鄉”，為增加產量，施用過多化肥、農藥，且利用率低下，導致面源污染負荷逐年加大，增加巢湖入湖污染負荷[10-11]；（4）生態環境破壞。巢湖流域為發展農業，開墾荒地，破壞了環湖周邊生態環境，巢湖建閘同時損毀巢湖環湖濕地環境，導致污染沒有有效攔截措施，加大入湖污染負荷[12-13]；（5）內源污染，巢湖入湖污染負荷積累以及水土流失，導致巢湖內源負荷過高，并且持續向水體釋放，加劇了巢湖本身污染負荷[14-15]。

4 巢湖生態治理

近年來，水體生態修復得到廣泛研究和應用，應用生態治理方法可以有效降低水體污染負荷，并能改善河流、湖泊區域生態環境，帶動周邊經濟發展。巢湖水污染原因復雜，僅僅依靠對流域內點源污染控制并不能實現巢湖水環境綜合改善，因此在巢湖水環境治理應采取全面治理、綜合治理的方式。

4.1 主要入湖河流治理方法

據2013年中國環境狀況公報顯示，入巢湖河流中：杭埠河、白石天河、兆河、柘皋河水質良好，南淝河、十五里河和派河為重度污染。南淝河自70年代以后，隨著工農業生產發展、城市化進程加快，污水排放量迅速增加，水質日趨惡化。目前，南淝河已有朱磚井污水處理廠、望塘污水處理廠等設施。十五里河流域呈現不同污染狀況，上游以工業、生活污染為主，下游以面源污染為主，目前，關于十五里河流域綜合治理正在實施中[16]。派河流域水體總氮含量是污染主要原因，其中派河上游河道受農業面源污染嚴重，中下游受支流污染。近年來加強對派河流域治理，進行清淤、截污、管網建設、污水處理廠建設等工程設施，派河部分水質好轉，但總體污染程度并沒有降低[17]。

目前我國污水排放標準較低，污水處理廠執行標準為《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）中二級或一級排放標準，盡管排放水質要求達到最高一級A排放標準，但是出水水質也只相當于地表水劣五類標準。在目前條件下，如果要提高污水排放標準，將會導致污水處理成本大大增加。人工濕地能夠很好的解決這個問題。

濕地，位于水體與陸地之間的過渡帶，其機理是利用濕地植物吸附、過濾、氧化、還原以及微生物降解污染物等作用，使原污水得以凈化[18]。濕地在水源調蓄、氣候調節、水質凈化、物種保存等方面發揮著重要作用，而其運行費用只有常規污水處理工藝的10%～50%。在美國佛羅里達州建立的Apopka大型淺水湖，利用濕地去除湖中污染物，取得了很好的效果，其對水體總懸浮物去除率為89%～99%，總磷去除率為30%～67%，總氮去除率為

30%～52%，濕地有效降低了水體污染物含量[19-20]。南淝河流域建立的濕地系統對水體中氮含量起到很好的消減作用[21]。通過人工濕地處理污水處理廠尾水，能使出水水質大量提高，全國有的地區通過人工濕地技術使處理后的水達到四類水的標準[7]。

因此，對巢湖流域污染負荷較重的主要入湖河流可以采取人工濕地生態系統修復方法，通過在污水處理廠尾水入河前建立人工濕地系統，將會有效提升污水排放標準，減輕河道中的污染負荷；同時，在主要入湖河流入湖口修建人工濕地，進一步削減污染物，降低巢湖入湖污染負荷，從而有效治理巢湖水環境[10]。

4.2 面源污染治理辦法

面源污染主要為農業生產過程中產生的化肥、農藥等污染物在降水等沖刷作用下，通過徑流匯入水體，并引起水體污染的過程[22]。目前對農業生產過程產生的面源污染還沒有很好的治理措施，通常使用推廣測土配方施肥技術、降低化肥使用量、提高化肥利用率、嚴格控制農藥使用量等方法減輕面源污染[23]。近年來，使用生態溝渠攔截農業尾水技術措施得到廣泛研究及試用。生態溝渠，是以排水和灌溉為主要目的，同時能夠強化攔截農田氮、磷等養分流失，且景觀效果好，是一種人類活動影響下的半自然人工濕地水文生態系統[24-25]。

在種植美人蕉、銅錢草、黑三棱、狐尾藻、燈心草以及梭魚草的生態溝渠中，對農業水體總氮、總磷去除率達到64%和70%，全年帶走水體氮、磷量分別為20.34 g·m-2～109.12 g·m-2，3.41 g· m-2～17.95 g·m-2，同時生態溝渠對泥沙流失能夠起到很好的攔截效果，攔截的流失泥沙中全氮、全磷累計量分別為66.94 g·m-2～92.78 g·m-2，24.51 g·m-2～47.23 g·m-2[26]。在針對蔬菜種植業造成的面源污染使用生態溝渠攔截方法研究中發現，生態溝渠能夠有效控制水體氮、磷徑流損失量，對水體氮、磷去除率分別達43%～67%、43%～82%，有效削減了廢水中氮、磷等營養元素的排放[27]。運用生態溝渠攔截太湖流域農業面源污染的實驗結果顯示，溝渠系統內種植的空心菜、酸模、莎草3種植物都能有效吸收尾水營養物質，對農田徑流總氮、總磷去處效果分別達到48.36%和40.53%，在面源污染方面取得了較好的效果[28]。

因此，可以借鑒這些成功經驗，在巢湖農業生產區域修建生態溝渠，攔截農業生產過程中產生的面源污染，有效降低進入巢湖水體的污染負荷。

4.3 巢湖環岸帶治理方法

巢湖環岸地帶多被開發利用，其中以農業用地偏多，造成水土流失嚴重，堤岸帶毀壞加劇，崩岸現象發生，導致入湖泥沙及污染物增加，加劇了巢湖內源污染負荷[29]。針對這種情況，可通過兩種方式重建巢湖環岸生態環境。

4.3.1 修建巢湖環岸生態護坡。生態護坡的修建能夠有效降低坡體孔隙水壓力、截留降雨、削弱濺蝕、控制土粒的流失，同時生態護坡植被可以改善環境，促進有機污染降解。在上海市進木港生態河道示范區，構建生態護坡有效降低了地表徑流污染和泥沙流失[30]。目前，生態護坡種類繁多，技術成熟，可以根據巢湖沿岸情況，選取合適的生態護坡類型，保護巢湖堤岸生態環境。

4.3.2 修建農田區域生態緩沖帶。修建生態緩沖帶可以有效控制水土流失，防止河床沖刷，減少泥沙入湖，緩沖帶植物可以對入湖污染物進行吸附和降解從而減少入湖污染負荷，以達到保護及改善水質目的[31]。同時修建緩沖帶美化河流生態景觀，促進區域經濟的協調發展[32]。關于生態緩沖帶構建方法、類型有關報道頗多，適當選取適于巢湖流域建設，加強巢湖流域生態環境修復。

4.4 內源污染治理方法

對湖泊的富營養化控制主要包括外源污染負荷控制和內源污染負荷控制。許多研究證明由于湖泊內生物和底泥對氮、磷釋放，僅靠流域外源的污染控制，湖泊富營養化狀況會出現反復波動[33-34]。

巢湖的內源污染控制主要涉及物理和生物方法，常用方法有底泥清淤和生物控藻。底泥清淤是一種快速有效去除湖底沉積物中氮、磷等營養元素的物理方法，但有些研究認為內源污染負荷不能有效降低，清淤方法僅能暫時緩解水體環境，不久，湖泊就會恢復原狀[35]。巢湖底泥清淤工程開始于1998年，實施之后監測結果顯示，巢湖富營養化狀況并沒有得到明顯改善，并且巢湖水域面積過大，對巢湖使用清淤工程措施耗資巨大，且難以取得根本性效果[4]，因此生物治理可做為一個有效的方法。

研究表明，大型水生植物具有攔截外源污染、吸收營養化湖泊底泥氮、磷的功能，部分植物的根莖可以有效抑制底泥營養物釋放，水生植物生長后期通過人工打撈去除，從而帶走湖泊中過多營養物，降低水體污染負荷，同時，一些水生植物的種植對水體藻類有明顯的抑制作用[36]。研究證明，在種植沉水植物的水域，底泥營養鹽釋放能夠得到有效控制，水質得到明顯改善[37]。經過大量研究和實踐，國外許多富營養化湖泊經過恢復沉水植被，湖水水質大為改善，如荷蘭、丹麥等國[38-39]。我國也建立了這方面的研究與示范區，如在滇池、太湖等湖泊，并取得了初步的成效[40]。近年來，在太湖和滇池水域大水面圈養挺水植物同樣取得一定的效果。國家環保總局于2004年發布的《湖庫富營養化防治技術措施》中，將恢復湖中沉水植被作為防治的推薦技術措施。

因此，在巢湖周邊淺水域種植沉水植物，恢復水體生態環境，可以有效減輕巢湖水體污染符合。同時，可以借鑒太湖、滇池中心水域圈養挺水植物成功經驗，在巢湖水域圈養挺水植物或建造人工浮床。通過這種方法能夠有效控制巢湖水體污染負荷，同時可以有效恢復巢湖生態環境，改善巢湖環境問題。

5 結語

巢湖水環境問題解決迫在眉睫，對巢湖污染現狀及原因分析能科學合理地為巢湖流域水環境問題提供解決方案。

生態修復方法是湖泊等水體水質改善的有效方法之一。在全面控污的前提條件下，以生態修復為核心方式，構建如人工濕地、生態溝渠等一系列的生態治理措施，在巢湖外源及內源控制方面綜合來改善巢湖水環境，恢復其環境容量，使巢湖具備開始從藻型湖泊向草型湖泊的轉變條件；最終成為具有持續的自凈能力的、水凈岸美的生態大湖。

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孟平（1963—），男，學士，高級工程師，主要從事水處理工程及技術研究工作。