淺析我國內(nèi)陸淡水湖庫富營養(yǎng)化及防控措施

周 濱 邢美楠 劉 丹 劉 晗

（1天津市環(huán)境保護科學(xué)研究院 天津 300191 2天津環(huán)科未來生態(tài)技術(shù)有限公司 天津 300191）

引言

我國湖泊眾多，現(xiàn)有大小湖庫達24880余個，總面積達到83400 km2[1,2]。近四十年以來，由于經(jīng)濟的快速發(fā)展、人類活動的加劇以及對湖泊資源的不合理開發(fā)利用，引起了湖泊水體的污染，其中富營養(yǎng)化是當(dāng)前湖泊面臨的突出問題[3]。富營養(yǎng)化日益嚴(yán)重，藻類爆發(fā)也越來越頻繁，由此嚴(yán)重的影響了湖庫水質(zhì)，同時也增加了水處理的難度[4]。此外，藻類的滋生也影響著飲用水的安全性，因為藻類是水體中TOC、BOD5和SS的重要來源，也是飲用水消毒“三致”副產(chǎn)物的前驅(qū)物[5，6]。

藻類水華的暴發(fā)是湖庫生態(tài)災(zāi)變的重要表征，對生態(tài)系統(tǒng)健康，特別是人類健康的危害不容忽視[7]，如滇池、巢湖、太湖的部分區(qū)域近年來夏季持續(xù)暴發(fā)藍藻水華，水生植被退化甚至消失，給工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活造成威脅。因此，對于湖庫富營養(yǎng)化控制的研究、探索與實踐工作成為水資源保護和水質(zhì)安全的熱點與重點。

1 水體富營養(yǎng)化的概念及分類

1.1 富營養(yǎng)化的定義及分類

富營養(yǎng)化是指在人類活動及自然過程的影響下，水體接納過多的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)，使得水體中藻類或水生植物過度繁殖，有機物增加，溶解氧降低，導(dǎo)致底層水生生物大面積死亡，生態(tài)系統(tǒng)嚴(yán)重退化，最終水質(zhì)變差的現(xiàn)象[8]。

根據(jù)營養(yǎng)鹽特征及湖泊自生屬性的不同，湖泊富營養(yǎng)化的表現(xiàn)也不相同。由此，富營養(yǎng)化具體可以分為藻型、草型、草藻結(jié)合型及非響應(yīng)型四種典型表現(xiàn)[9]。

1.2 富營養(yǎng)化的主要危害

（1）破壞生態(tài)系統(tǒng)。水體出現(xiàn)富營養(yǎng)化時，水藻嚴(yán)重阻礙深層植物的光合作用，導(dǎo)致水體溶解氧含量減少，大量的水生動物缺氧死亡。若不及時處理，水體會惡臭難聞，嚴(yán)重破壞自然生態(tài)景觀。

（2）威脅人體健康。水藻自身會分泌大量毒素，造成水體中魚類和貝殼類等中毒，被人類食用后導(dǎo)致慢性中毒，威脅到人類的健康。

（3）造成經(jīng)濟損失。富營養(yǎng)化導(dǎo)致的水體污染會對養(yǎng)殖業(yè)等造成經(jīng)濟損失；富營養(yǎng)化水體作為飲用水會提升工藝運行的處理成本，同時，也會因為腐蝕管道而增加運輸難度。

1.3 國內(nèi)主要淡水湖庫富營養(yǎng)化現(xiàn)狀

目前，我國許多湖泊水庫受到富營養(yǎng)化污染，重點控制的“三湖”水質(zhì)情況也不容樂觀，其營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)達到中度至重度水平。巢湖是長江中、下游地區(qū)典型的富營養(yǎng)化湖泊，其湖盆淤積、水質(zhì)惡化直接影響城市供水和漁業(yè)生產(chǎn)。太湖接納的廢、污水量逐年增加，營養(yǎng)鹽含量逐漸上升，浮游植物生物量大幅度提高。滇池水體硬度、礦化度均低，偏堿，由于長期受納流域內(nèi)生產(chǎn)、生活污水，使得富營養(yǎng)化嚴(yán)重。于橋水庫作為天津市人民生活飲用及工農(nóng)業(yè)的水源地，是引灤入津輸水工程的重要調(diào)蓄水庫，呈現(xiàn)的富營養(yǎng)化直接影響到水庫水資源的利用，過量的藻類和水生植物的生長，不僅惡化水庫的生態(tài)環(huán)境，引起水質(zhì)下降，同時還因水廠水處理的困難造成經(jīng)濟損失。

2 富營養(yǎng)化的表征及其成因

水體富營養(yǎng)化最直觀地表現(xiàn)為總氮、總磷等營養(yǎng)鹽超標(biāo)，同時伴隨著水華暴發(fā)[10]、水體透明度降低及水體有異味。主要由人為和自然兩種驅(qū)動力所導(dǎo)致，例如：人類將沒有處理過的生活、工業(yè)污水直接排入湖庫中，造成氮、磷及無機鹽濃度過高，從而引發(fā)水體中藻類的爆發(fā)性生長，這屬于人為因素；半干旱區(qū)域的水體富營養(yǎng)化主要由氣候?qū)е?，或是水體自身環(huán)境具有富營養(yǎng)化的因素，以及藻類自身具有生長周期短、繁殖迅速的特點，這些屬于自然因素。相比較這兩種因素，人為驅(qū)動力占據(jù)主導(dǎo)地位，外源營養(yǎng)鹽負(fù)荷的輸入使得湖泊生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)極限發(fā)生改變，由清水穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)化為濁水穩(wěn)態(tài)，我國大部分的湖泊均屬于該情況。

3 富營養(yǎng)化的主要防控措施

我國湖泊水庫對于富營養(yǎng)化問題的解決方法繁多復(fù)雜，效果隨著方法的不同表現(xiàn)出較大的差異。防控措施具體表現(xiàn)在管理、工程及生物防治三個層面，管理層面主要包括對水體進行實時監(jiān)測，明確水體富營養(yǎng)化的污染源，根據(jù)實際情況制定專門的處理方案；工程層面采用底泥處置的方法，有效減少內(nèi)部的污染因素，或定時在水體深層進行曝氣達到充氧的目的；如表1所示，在權(quán)衡經(jīng)濟和環(huán)境效益等綜合因素的條件下，生物控藻技術(shù)在藻類去除中更可行，即運用水生生物、微生物等聯(lián)合作用，吸收水體中的氮磷及營養(yǎng)物質(zhì)，且不會出現(xiàn)副作用。

表1 控藻方法及其特點

4 富營養(yǎng)化后續(xù)研究及重點領(lǐng)域

湖泊水庫富營養(yǎng)化問題成為我國近十年來最重大的環(huán)境問題，干擾和制約著社會與經(jīng)濟發(fā)展，不僅打破了原有的水生生態(tài)系統(tǒng)，甚至威脅到人類的健康。為了進一步解決這一問題，后續(xù)控制重點應(yīng)從人為因素著手，對排入水體的主要排放源進行準(zhǔn)確調(diào)查，并監(jiān)測水體中營養(yǎng)物質(zhì)的濃度，為制定方案措施提供科學(xué)依據(jù)。

結(jié)語

目前，我國已經(jīng)進行了大量的富營養(yǎng)化控制研究、探索與實踐治理工作，但是仍有許多新的問題等著我們?nèi)ヌ剿骱头治?。從根本上解決湖泊水庫的富營養(yǎng)化除了需要先進的技術(shù)和手段之外，還需考慮國情及湖庫的實際狀況，從而逐步改善水體使用功能，有效緩解水資源匱乏的問題。