句容市水庫富營養(yǎng)化評價與分析

趙 莉，施 雨

（鎮(zhèn)江市句容生態(tài)環(huán)境局，江蘇 鎮(zhèn)江 212400）

關鍵字：水庫；富營養(yǎng)化；防治

隨著自然和人類生產(chǎn)生活等眾多因素干擾，進入湖泊水庫水體的氮磷營養(yǎng)物質(zhì)不斷富集，水體中大量的氮磷營養(yǎng)物質(zhì)促使浮游生物迅速大量繁殖，導致湖庫水質(zhì)惡化，從而使湖庫產(chǎn)生了富營養(yǎng)化現(xiàn)象［1］。水體中藻類等微生物的滋生也對飲用水的安全產(chǎn)生一定影響，因為藻類是水體中總有機碳、五日生化需氧量和懸浮物最主要的來源［2-3］。

1 富營養(yǎng)化概述

富營養(yǎng)化是指受大自然正常遷徙過程及人類生產(chǎn)生活過程的影響，水體被排入過量的氮磷等營養(yǎng)物質(zhì)，豐富的營養(yǎng)物質(zhì)使得藻類和水生植物大量快速繁殖，導致水中的溶解氧被快速消耗，水生物在缺氧的環(huán)境下死亡，水中生態(tài)系統(tǒng)也會嚴重失調(diào)退化，最終使水體水質(zhì)變差［4］。由于不同湖泊自生的屬性及營養(yǎng)鹽特征不盡相同，湖泊的富營養(yǎng)化表現(xiàn)也存在一定差異。經(jīng)研究分析，富營養(yǎng)化的典型表現(xiàn)形式有草型、藻型、草藻結(jié)合型和非響應型［5］。

水體富營養(yǎng)化的表征最直觀地表現(xiàn)為暴發(fā)水華、水體透明度降低及水體有異味等，其水質(zhì)經(jīng)過檢測，表現(xiàn)為總氮、總磷等營養(yǎng)鹽超標。主要成因主要有人為干擾和自然原因兩種，比如人類直接向水體排放沒有經(jīng)過處理的富含氮、磷及無機鹽的生活污水和工業(yè)廢水，使得水體中藻類在較短時間內(nèi)呈爆發(fā)性生長，這就是人為干擾；在半干旱的區(qū)域環(huán)境中，水體富營養(yǎng)化的主要原因是受氣候影響，或者水體中存在繁殖快、生命期短的藻類，水體易產(chǎn)生富營養(yǎng)化，這就是自然原因。我國大部分的湖泊都是因為外源營養(yǎng)鹽負荷過重，湖泊生態(tài)系統(tǒng)發(fā)生改變，最終導致水體富營養(yǎng)化。

2 水庫概況

句容市境內(nèi)水資源十分豐富，水域面積30余萬畝，境內(nèi)有中型水庫6座，小型水庫53座，共有大小河道44條，境內(nèi)水資源分屬秦淮河水系、太湖水系和長江水系。北山水庫位于句容市城北15公里處，為江蘇省重點中型水庫，水庫集水面積58.2平方公里，總庫容4 814萬立方米，是句容市范圍內(nèi)水域面積最大的水庫，現(xiàn)為句容市市區(qū)水源地。句容水庫位于句容河上游，距離句容主城區(qū)4公里，屬丘陵型中型水庫，水庫集水面積45.8平方公里，總庫容2 859萬立方米，現(xiàn)為句容市備用水源地；二圣水庫位于句容市中部緩崗地區(qū)，秦淮河支流的北河上游，水庫集水面積103.5平方公里，總庫容5 720萬立方米，現(xiàn)為句容市二圣水庫水源地；侖山水庫位于句容市東北洛陽河上游的邊城鎮(zhèn)境內(nèi)，屬山谷水庫，水庫集水面積24.5平方公里，總庫容2 704萬立方米；茅山水庫位于句容市東南部秦淮河支流中河上游的茅山鎮(zhèn)境內(nèi)，水庫集水面積33.5平方公里，總庫容2 274萬立方米；墓東水庫位于茅山鎮(zhèn)墓東村西南，地處茅山北麓丘陵區(qū)，通濟河上游，水庫集水面積17.4平方公里，總庫容1 088萬立方米。

3 評價與分析

文章以2021年度句容市境內(nèi)的北山、二圣、句容、侖山、茅山和墓東6座中型水庫水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)為基礎，采用綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)評價法，對水庫水體的營養(yǎng)化程度進行評價并分析。

3.1 評價方法

根據(jù)《湖泊（水庫）富營養(yǎng)化評價方法和分級技術(shù)規(guī)定》中規(guī)定［6］，湖泊（水庫）富營養(yǎng)化狀況評價采用葉綠素a（chla）、總磷（TP）、總氮（TN）、透明度（SD）、高錳酸鹽指數(shù)（CODMn）5項指標作為水體綜合營養(yǎng)狀態(tài)評價指標。計算方式是先計算各單項指標的營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)，再用單項指標營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)加權(quán)求和，得到綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)。

單項指標營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)計算公式詳見表1。

表1 各因子單項指標營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)計算公式

綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)計算公式為：TLI(∑)=∑Wj·TLI(j)

式中：TLI（∑）代表綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)；Wj代表第j種參數(shù)的營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)的相關權(quán)重；TLI（j）代表第j種參數(shù)的營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)。

3.2 營養(yǎng)狀態(tài)的分級

為了了解水體營養(yǎng)物質(zhì)的污染程度，根據(jù)綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)由低到高將水體營養(yǎng)狀態(tài)分成貧營養(yǎng)、中營養(yǎng)和富營養(yǎng)，在同一等級營養(yǎng)狀態(tài)下，綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)值越高，其營養(yǎng)程度越重，詳見表2。

表2 水庫水體營養(yǎng)狀態(tài)分級表

3.3 評價分析

運用綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)評價6座中型水庫的營養(yǎng)狀態(tài)，如表3、圖1所示6座中型水庫中除了二圣水庫和句容水庫水體是處于輕度富營養(yǎng)化狀態(tài)外，另外4座水庫水體均處于中營養(yǎng)狀態(tài)，且經(jīng)比較，綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)無明顯差距。

表3 水庫營養(yǎng)狀態(tài)TLI和TLI（∑）指數(shù)值

分析富營養(yǎng)化水庫的月度營養(yǎng)化狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)與月度變化規(guī)律基本一致。基本上是從4月份開始，富營養(yǎng)化狀態(tài)呈整體上升趨勢，9月份以后開始逐步下降至年初狀態(tài)，見圖2。

4 富營養(yǎng)化現(xiàn)象的危害

富營養(yǎng)化水體一般被認定是劣質(zhì)水體，富營養(yǎng)化現(xiàn)象不僅影響水體的正常使用功能，而且對人類健康也會產(chǎn)生一定危害，它的危害主要體現(xiàn)在以下方面：

一是破壞了水體的生態(tài)體系。水體富營養(yǎng)化后，大量藍綠藻的生長繁殖，會使水體表面浮上一層綠色的浮渣，使水體變得渾濁，水體透明度顯著下降，導致深層植物不能正常進行光合作用，溶解氧濃度降低，水生動物會因為缺氧而死亡，正常的水體生態(tài)體系被擾亂，生物種群的種類和數(shù)量出現(xiàn)波動，導致生態(tài)體系的穩(wěn)定性和水生生物的多樣性降低，最終水體的生態(tài)平衡被打破。

二是對人類身體的健康不利。水體中許多藻類大量繁殖，會不斷向水體分泌有毒代謝物質(zhì)，引起魚蝦貝殼類等中毒，這類水產(chǎn)品流入消費市場后，會造成人體慢性中毒；藍綠藻快速繁殖，消耗水中大量氧氣，水體在缺氧狀態(tài)下引起有機物的嫌氣發(fā)酵，分解出惡臭氣體，致使空氣污濁，人類呼吸到這類氣體會影響身體健康。

三是會產(chǎn)生經(jīng)濟損失。水體富營養(yǎng)化后，水體受污染，水質(zhì)下降，水產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量產(chǎn)出會大大降低，對水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)收益造成一定影響。如果是飲用水源富營養(yǎng)化，會大大提高飲用水處理成本。由于藻類的物理、化學及生物特性，會腐蝕提水管路，增加管路的運維成本。要解決水體的富營養(yǎng)化，需要花費一定的資金和投入大量人力物力。

5 富營養(yǎng)化防治對策

句容市河流分屬秦淮河水系、太湖水系和長江水系，由于支流支浜交錯，河道四通八達，水資源十分充沛，輸入到水庫的營養(yǎng)物質(zhì)在時空分布上非常復雜，這就給水庫富營養(yǎng)化防治帶來一定的難度。因為水體中氮、磷營養(yǎng)物質(zhì)的來源方式，既有自然的，也有人為的，既存在外源性，又存在內(nèi)源性。去除水體營養(yǎng)物質(zhì)的難度也很大。經(jīng)研究表明，目前，依然沒有找到一種單一的措施能夠徹底去除水體中的氮、磷物質(zhì)，即使是用二級生化處理，最多也只能去除30%～50%［6］。如何對水體富營養(yǎng)化進行防控和治理，應該從兩個方面著手。

一是降低水體外源性營養(yǎng)物質(zhì)的負荷。經(jīng)調(diào)查，大多數(shù)水體是因為外界輸入的營養(yǎng)物質(zhì)在水體中富集而造成富營養(yǎng)化［7］。嚴格控制外源輸入，要加強水庫周邊村鎮(zhèn)生活污水的集中處理，減少生活污水直排徑流，降低生活污水對地表徑流的污染。提倡農(nóng)藥、化肥的科學合理使用，減少農(nóng)藥化肥在土壤中的殘留隨著雨水流入河流湖庫。加強廢棄秸稈的管理，盡量進行綜合利用，嚴禁焚燒秸稈或丟棄到湖泊、河道中，因為焚燒留下的污染物或秸稈在水體中腐爛會污染水體，也會增加水體中氮、磷物質(zhì)。科學規(guī)劃和合理利用土地資源，避免土壤中的氮、磷被暴雨沖刷后流入水體。加強湖庫管理，嚴格控制庫區(qū)開發(fā)，禁止網(wǎng)箱養(yǎng)殖、垂釣，減少人類活動對湖庫水質(zhì)的影響。加強環(huán)保宣傳，提高群眾對水環(huán)境資源的保護意識。

二是降低水體內(nèi)源性營養(yǎng)物質(zhì)的負荷。如何降低內(nèi)源性營養(yǎng)物負荷，有效控制湖庫內(nèi)部氮磷富集，可以根據(jù)不同的情況采取不同的措施。比如對水庫進行清淤，減少甚至消除底泥氮磷的釋放；引入含氮磷濃度低的水，稀釋營養(yǎng)物質(zhì)濃度；采用化學方法對水體中藻類進行消殺，對藻類腐爛分解放出的營養(yǎng)鹽類進行沉降；合理種植水生植物，通過直接吸收、微生物轉(zhuǎn)化、物理吸附和沉降等方法除去氮磷；合理規(guī)劃水庫生物鏈，放養(yǎng)鰱、鳙等濾食性魚類控制藻類生長，以減輕水體富營養(yǎng)化。