城市景觀水體水質(zhì)的生態(tài)修復(fù)效果研究

王巍煒

摘 要 以天津水上公園水體為研究對象，通過分析上世紀(jì)九十年代公園水體富營養(yǎng)化的成因、狀況和水質(zhì)，三十年間嘗試的不同修復(fù)方式，最終形成了富有水上特色的對湖底污染的控制、生境營造，以及對整體水生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)的人工治理措施和生物修復(fù)技術(shù)途徑，使其具備自我凈化能力，維持水體生態(tài)系統(tǒng)平衡。研究結(jié)果表明，經(jīng)過生態(tài)修復(fù)措施后，水上公園水體化學(xué)需氧量、生化需氧量、氨氮、總磷、透明度等指標(biāo)較修復(fù)前有顯著改善，該研究結(jié)果對城市景觀水體水質(zhì)的改善、生態(tài)建設(shè)和后期管理均具有一定的參考意義。

關(guān)鍵詞 水生態(tài)系統(tǒng) 富營養(yǎng)化 生物修復(fù) 魚類

中圖分類號：S181 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0745（2021）04-0032-02

1 前言

上世紀(jì)九十年代初，我國經(jīng)濟(jì)迅猛騰飛的同時未對環(huán)境多加保護(hù)，城市景觀水體具有半封閉、流動性差、循環(huán)自凈能力較差等特點[1]，被大量污染。經(jīng)相關(guān)研究表明城市水體的污染主要受人為活動影響，從而造成污染源侵入，如天然降雨、生活垃圾的侵入、過量捕撈、長期積累的水底淤泥釋放有害物質(zhì)等，造成水體失去自凈能力，溶解氧過低，水生動物和植物的生存環(huán)境被破壞，底泥不斷釋放磷、氮等營養(yǎng)鹽，導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化，最終導(dǎo)致“水華”等現(xiàn)象。天津水上公園在上世紀(jì)九十年代水生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)異常水體富營養(yǎng)化加劇，水體氮、磷輸入量過多，外部輸入的氮磷主要來自暴雨徑流、游人廢棄物和降雨，營養(yǎng)鹽輸入途徑少，營養(yǎng)鹽滯留悉數(shù)大[2]。本文以水上公園在治理水體污染時所采取的具體措施為例，分析了適宜該水體的生態(tài)修復(fù)技術(shù)，并對生態(tài)修復(fù)的結(jié)果進(jìn)行了檢測，能夠為城市景觀水體的治理和長效維持水體生態(tài)系統(tǒng)平衡提出有效的建議。

2 城市景觀水體污染改善措施簡述

城市景觀水體水源主要來自自然降水、地表水、中水三個方面，絕大部分水體日常補充水量以降水匯集為主。主要污染城市景觀水體的因素有外因和內(nèi)因：內(nèi)因主要是水體底泥污染;外因較多，如公園周邊商業(yè)區(qū)和居民的生活污水和垃圾排入、湖內(nèi)魚類被偷捕等等。

城市景觀水體污染改善措施主要包含以下幾種：

（1）外源控制。針對景觀水體周邊居住及商業(yè)情況進(jìn)行詳實的分析研究，設(shè)置有效攔截措施。

（2）選擇水源。除卻天然降水外，考慮城市自來水直接用于景觀水體，或從其他水質(zhì)較好的城市河道等調(diào)水。若利用再生水則用水水質(zhì)必須滿足《城市污水再生利用景觀環(huán)境用水水質(zhì)》（GB/T189121-2002）中的有關(guān)規(guī)定。[3]

（3）防止游人偷捕、放生、野泳等擾亂水生態(tài)平衡的行為。

（4）防止各種垃圾、枯草落葉等侵入。定期打撈漂浮物及各種垃圾，防止它們向水中釋放營養(yǎng)物質(zhì)，影響水質(zhì)。

（5）優(yōu)化景觀水體設(shè)計。盡可能從設(shè)計上讓景觀水體產(chǎn)生流動和自然復(fù)氧，增加水體中溶解氧含量，增設(shè)暴器等可使水體流動的設(shè)備。

3 水上公園概況及富營養(yǎng)化成因分析

3.1 水上公園概況

水上公園始建于1950年，水域75公頃占總面積的60%。公園水體由東湖、西湖、南湖、水生植物專類園、長條湖（噴泉景觀湖）五部分組成。整個水體承擔(dān)著水上游藝、景觀、調(diào)節(jié)城市氣候等多種功能。

3.2 水上公園水體富營養(yǎng)化的成因

水上公園湖泊屬于靜水生態(tài)系統(tǒng)（靜水生態(tài)系統(tǒng)是指不流動或很少流動的水體生態(tài)系統(tǒng)，如池塘、水庫、湖泊等，因水流動小或不流動，因此底部沉積物較多，水的溫度、溶解氧、二氧化碳、營養(yǎng)鹽類等分層現(xiàn)象明顯），無外通管道，流動性極差，極易導(dǎo)致藻類、浮游生物迅速繁殖，水體溶氧量急速下降，水質(zhì)惡化。由于藻類可利用的氮遠(yuǎn)比可利用的磷多，因此，磷常被作為富營養(yǎng)化限制因子[4]。英國國家環(huán)境署規(guī)定，在靜止水體中，總磷濃度0.086mg/L-1為富營養(yǎng)化的臨界值[5]。94年水上公園水體氮、磷積累負(fù)荷高達(dá)2.40g/m2.a和1.24g/m2.a。通過水上公園水體氮、磷輸入輸出和積累量的研究表明主要富營養(yǎng)化原因為：（1）園內(nèi)水體氮、磷輸入過多;（2）外部輸入的氮、磷主要來自暴雨徑流、游人廢棄物和降雨;（3）營養(yǎng)鹽輸出途徑少，營養(yǎng)鹽滯留系數(shù)大。

3.3 水上公園消除富營養(yǎng)化的關(guān)鍵問題

降低水上公園水體的氮、磷負(fù)荷;減少外部營養(yǎng)鹽的輸出;達(dá)到降低水體中藻類生物量、提高水體透明度的目的。

4 水上公園采用消減水體氮、磷負(fù)荷的技術(shù)途徑

4.1 機械清淤法

使用水上割草機等機械治理園內(nèi)泛濫水草等。但是機械治理不僅成本高、周期長、工作強度大，而且效果差，無法從根本治理水體富營養(yǎng)化。

4.2 定期換水

雖然定期換水有一定效果，但是成本居高不下。

4.3 生物修復(fù)

采用投放魚類，構(gòu)建湖內(nèi)水生生態(tài)系統(tǒng)，消耗水體大量的浮游動植物，降低水體的氮、磷負(fù)荷，增加水體透明度。根據(jù)棲息習(xí)性、生活習(xí)性、食性相對地分為上層魚（鰱魚、鳙魚）;中層魚（武昌魚、草魚）;底層魚（鯉魚、鯽魚）。清道夫（梭魚）（見圖1）。

4.3.1主要投放魚類品種

鰱魚（Hypophthalmichthys molitrix）、鳙魚（Aristichthys nobilis又叫花鰱、胖頭魚）、草魚（Ctenopharyngodon idell us）、武昌魚（Megalobrama amblycephala）、鯉魚（Cyprinus carpio）、鯽魚（Carassius auratus）、梭魚（Sphyraenus）。

草魚為典型食草型魚類，因其能迅速清除水體各種草類而被稱為“拓荒者”，在水草、藻類剛出芽時就會被迅速地食用，有效的控制了水草。草魚、武昌魚等吃食性魚類的殘餌和糞便經(jīng)過微生物分解成為肥料，可培養(yǎng)浮游生物作為鰱魚、鳙魚等濾食性魚類的餌料。草魚食量大，排泄物多，若單養(yǎng)則水質(zhì)容易變肥，水質(zhì)透明度將降低;若混養(yǎng)鰱魚、鳙魚，讓它們?yōu)V食浮游生物，就能防止水質(zhì)過肥，保證草魚所需的清新水質(zhì)環(huán)境;鯉魚、鯽魚、羅非魚等雜食性魚類，它們可以吃掉湖水中腐敗的有機質(zhì)，也能改善水體的衛(wèi)生條件;梭魚為近海魚類，又能入淡水，俗稱兩水魚，食用苔蘚類、水底泥土中的有機物、鹽類，是整個水生系統(tǒng)的清道夫。

以上成為穩(wěn)定的湖內(nèi)生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)，達(dá)到生物修復(fù)的目的。

4.3.2投放及比例

水上公園湖內(nèi)原有魚類主要品種為青魚（Mylophary ngodon piceus）、鳡魚（Elopichthys bambusa又叫黃鉆）、鯉魚（Cyprinus carpio）、鯽魚（Carassius auratus）。生物修復(fù)主要投放魚品種為：草魚（經(jīng)試驗，水上公園湖內(nèi)草魚控制在1萬尾）、武昌魚，占投放量的40-50%;搭配40-50%的鰱魚、鳙魚和10%的鯉魚、鯽魚。作為清道夫的梭魚單獨投放，梭魚能在水溫3-35℃的水域中正常棲息覓食，最適宜的水溫范圍為12-25℃，水溫低于-0.7℃時，出現(xiàn)死亡。十年間投放量約為40萬尾。

由湖內(nèi)浮游生物的構(gòu)成比例看，鳙魚喜食的浮游動物比浮游植物少的多，加之鰱魚的搶食能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大強于鳙魚，因此，鳙魚的數(shù)量不能大于鰱魚，否則會嚴(yán)重影響到鳙魚的生長，故經(jīng)長期試驗表明水上公園湖內(nèi)鰱魚與鳙魚的比例為4：1。

4.3.3日常養(yǎng)管

1.嚴(yán)格控制魚類的比例。如草魚，總數(shù)控制在1萬尾（4尾/畝），水上公園湖內(nèi)實施生物修復(fù)十年以來，根據(jù)其自然損耗量，共補充草魚10萬尾。

2.保證湖內(nèi)魚類品種的穩(wěn)定。及時打撈湖內(nèi)雜魚如：黃瓜魚（Cucumber fish）、白條魚（Hemiculter leucisculus）、麥穗魚（Pseudorasbora parva）等。

3.魚病防治。每年投放魚藥兩次，預(yù)防魚病。

4.嚴(yán)禁私自放生破壞湖內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)。近年來，游客私自放生多有發(fā)生，放生品種從螃蟹、牛蛙到巴西龜、皮皮蝦等五花八門，外來物種嚴(yán)重破壞公園湖內(nèi)原有的生態(tài)系統(tǒng)。

5 結(jié)論

2020年7月水上公園水體檢測值：總磷0.08mg/L、氨氮0.20mg/L、溶解氧9.2mg/L、CODMn6.9mg/L、化學(xué)需氧量39mg/L，整體水質(zhì)良好，得益于水上公園幾十年來的持續(xù)生態(tài)修復(fù)、充分利用水體各個水層，發(fā)揮水體生產(chǎn)潛力，全面合理利用天然餌料（魚類糞便等）資源發(fā)揮了魚類之間的共生互利關(guān)系，極大改善了湖內(nèi)生態(tài)環(huán)境、增強了水體透明度，有效控制住了富營養(yǎng)化。

參考文獻(xiàn)：

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