天津海河干流藍藻水華暴發及防治對策探討

胡華芬

（天津市海河管理中心，天津 300141）

海河干流貫穿天津中心城區、東麗區、津南區和濱海新區，全長73 km，于塘沽匯入渤海。其承擔著防洪、排澇、旅游、景觀、航運等功能，是天津的母親河和城市名片。2012 年夏季，海河干流市區段大范圍暴發藍藻水華。成片藍藻聚集覆蓋河面，河水變得腥臭，嚴重影響景觀和生態安全。此后，防治藍藻暴發成為天津市一項重要的水利工作任務。

1 藍藻暴發情況

自2012 年起，天津海河干流連續多年出現藍藻水華，且基本是從5月底、6月初開始出現。

2012 年暴發區域在耳閘至海津大橋段，其中獅子林橋至赤峰橋段聚集較為嚴重，呈黏稠狀，并伴有異味。經監測，赤峰橋和光華橋斷面藻細胞密度分別達到18.5 億個/L 和15.4 億個/L，其中藍藻所占比例分別達到96%和93%。

2013 年藍藻暴發區域變化不大。暴發后，天津市水務部門啟動了藍藻應急監測，其間實施了5 次引灤補水。監測數據顯示，對海河干流進行補水后，藍藻聚集情況有所好轉，藻密度有明顯下降，但僅維持不到一周時間，藍藻再度暴發，藻細胞密度最高達到27.3億個/L，詳見表1。

表1 2013年海河干流藍藻監測情況

2014 年從3 月8 日開始一直實施海河干流補水，藍藻暴發起始時間與2013 年相近，于5 月27日首次出現藍藻顆粒，5 月31 日出現藍藻水華。藍藻滋生后，每月對海河干流三岔口、赤峰橋和四新橋3 個斷面監測1 次。從8 月開始又增加了柳林監測斷面，重點監測海河干流藻細胞密度，詳見表2。

表2 2014年海河干流藍藻監測情況

取相近取樣監測日期、相同監測斷面的數據進行比較，發現海河干流藍藻暴發情況較2013 年同期有所好轉，2014 年僅有8 月13 日的四新橋斷面和柳林斷面藻細胞密度超過1億個/L。

2 原因分析

藍藻屬于古老而簡單的原核生物，因含有藍色素故名藍藻。其適應性和繁殖能力極強，一旦環境適宜，將大量繁殖，迅速上浮、聚集，在水體表面形成水華，對水環境造成不良影響。海河干流暴發藍藻主要有以下幾點原因。

（1）20 世紀中葉以來，為防治流域水患，在海河干流外圍人工開挖了一批河流，修建了堤壩、水庫、閘涵，海河干流不再是洪水入海的唯一通道。除下泄市區瀝水外，海河干流上游來水極少，西河閘、屈家店閘與二道閘之間的海河干流段幾乎成為湖泊型河流，河流動力明顯下降，自凈能力變差。

（2）海河干流水體總體水質較差，口門排污點源污染嚴重，降雨徑流將城市街道和農業面源污染物帶入河道，加重了河道水體的污染程度，主要污染物有總氮、總磷、化學需氧量、氯化物和氟化物等。特別是氮、磷污染比較突出，直接導致水體富營養化現象的產生，生態環境日益惡化，突出表現為海河干流、外環河等大面積頻繁暴發藍藻、浮萍，水體渾濁腥臭，淡水魚類大量減少，浮游動植物和底棲動物的種類也呈遞減趨勢。

（3）天津市屬資源型缺水城市，生態用水基本是外調水源，雖然每年調配一定的水源改善海河干流環境，但仍不能滿足海河干流生態需求。每年6 月進入汛期后，為確保城區防汛安全，大多暫停生態補水，進一步加大了藍藻暴發的風險。

（4）海河干流水生物物種單一，每年春季優勢種群為菹草，其對藍藻生長有明顯的抑制作用。但菹草生長期較短，5 月大面積衰敗死亡，基本沒有其他生物與藍藻競爭。

（5）6 月以后，光照條件充足，氣溫持續升高，適宜藻類生長。

3 治理歷程

3.1 2012年藍藻治理情況

2012 年，面對海河干流藍藻大面積暴發的緊急情況，天津市水務部門高度重視，組織專家及有關部門專題研討，制定了《天津市海河干流藍藻防治方案》及《天津市海河干流藍藻暴發應急預案》，成立組織機構，明確職責分工，制定防控措施，明確預警響應、應急保障。充分考慮藍藻暴發最不利條件，初步形成了一套完整的藍藻防控預案體系，采取以下3類措施防治藍藻水華。

（1）管理措施。建立巡查報告、監測預警制度，預判藻類變化趨勢，隨時做好應急響應準備；加強口門監管，減少污水排放。

（2）調度措施。增加生態補水，實施水體置換。

（3）工程措施。自制曝氣船和藍藻打撈船，實施應急曝氣和藍藻打撈。經反復試驗，自制了兩種曝氣船：一種是利用沖鋒舟改裝制作的水泵加壓噴水式曝氣船；另一種是利用巡查艇改裝制作的螺旋槳負壓曝氣船。同時，改造了多款藍藻打撈船和岸上過濾設備。這些設備在以后幾年藍藻治理中一直發揮著作用。

利用沖鋒舟改裝曝氣船，每艘沖鋒舟加裝2 臺自吸高壓消防水泵，進水量為80 m3/h。通過曝氣連接管，利用水泵抽吸深層水體，再經曝氣噴頭以水柱形式高速噴入水中，將空氣帶入水體，有效增加水體中氧氣含量。

巡查管理船改裝曝氣船，在巡查管理船、快艇后部加裝曝氣管，管道部分深入水中，通過截門控制管道內空氣與水體聯通，截門打開，船只行駛過程中掛機葉輪轉動產生負壓，通過管道將氣體打入水中，增加水體中氧氣含量。

改造打撈船，每艘沖鋒舟加裝2 臺自吸高壓消防水泵，船頭加裝可調節收集頭，船側通過鐵浮筒或塑料浮筒作支撐，其上固定過濾網，形成藻水過濾裝置。利用收集頭吸附水面表層藍藻，再通過水泵抽吸，經連接軟管至過濾網，將藍藻濾入過濾袋，濾出清水排入河道，實現初步藻水分離。通過采用除塵袋、過濾布、不銹鋼網、銅網、土工布等多種材質進行過濾試驗，最終選擇土工布制作過濾網。打撈船吸附能力可達120～160 m3/h。

3.2 2013年藍藻治理情況

在充分調研基礎上，購置了巡查曝氣船和500型仿生撈藻等專業設備，當年均投入使用。曝氣船曝氣量可達整個河面。仿生撈藻設備作業幅寬5 m，獲取藻水流量500 m3/h，除藻效率高，可用于較大范圍吸取含藻水層，并快速完成藻水分離濃縮，在藍藻嚴重暴發時，大幅提高應急處置能力。調研水生態治理技術，開展除藻藥劑試驗工程，為今后大范圍推廣應用積累數據。

3.3 2014年藍藻治理情況

生態補水實現常態化，非冰凍期基本每天有10～20 m3/s水量補充海河干流，水體循環得到加強，水質得以改善。實施科學調度，提升水體置換效果。利用水閘、橡膠壩雍高水位，實施海河閘、二道閘及周邊二級河道聯合調度，大流量下泄，提升水體置換效果。組織實施“中心城區河道藍藻治理試驗示范工程”，試驗生物膜凈化、生物制劑、輕稀土制劑等生態修復技術。

3.4 2017年藍藻治理情況

2017 年，全國第十三屆運動會在天津召開，海河干流是皮劃艇、賽艇的比賽場地。為保證賽段環境，進一步采取精細化管理及調度措施，在傳統曝氣、打撈等措施以外，大范圍噴灑礦物制劑和生物制劑，在控制藍藻暴發中起到了至關重要作用，取得了很好效果，圓滿完成環境保障任務。

2018 年以后，隨著河長制持續發揮作用，各項管理工作日益深入，海河干流水質得到改善，藍藻暴發程度有所減輕，加之各項防控措施日益成熟，防控效果明顯，未出現嚴重藍藻暴發現象。

4 成功經驗

總結天津海河干流藍藻有效的防控經驗，主要有以下幾點。

（1）生態治理常態化。在多年的藍藻暴發防治管理工作中，上下部門之間達成高度共識，即生態治理非一朝一夕之功，需要進行常態化治理，保證項目資金來源，強化各項管理措施。

（2）開展污染防治。為減少對河道的污染，除實施了污水掉頭、污水納管及口門改造等專項工程外，在非汛期對漏污口門實施了封堵，有效控制了點源污染。

（3）科學開展取排水調度。在海綿城市、雨水調蓄池等工程實施后，市區降雨級別在中雨以下時不向河道排水，大大減少了雨水面源污染。

（4）生態補水常態化。隨著南水北調引江水源的投入，天津水源緊張狀況得到一定程度的改善，海河干流生態補水保障率得到了提高。

（5）使用藍藻抑制藥劑。在藍藻剛剛出現時，使用藍藻抑制藥劑快速治理，效果明顯。