大洋灣濕地公園藍藻水華成因及治理對策研究

陳向超

(上海汀瀅環保科技有限公司，上海 201707)

濕地公園是我國濕地保護體系的重要組成部分，濕地公園在區域生態旅游、環境教育、水源涵養、氣候調節、物種與棲息地保護等方面具有重要價值[1-2]。

自2000年以來，我國各省市濕地公園建設和發展速度開始加快，濕地公園類型更加豐富，建設質量不斷提升。但隨著工業化及城市化的推進，農業面源污染排放的增加，受區域水環境惡化的影響，位于城市周邊的濕地公園出現了水質污染、富營養化、濕地功能退化等水環境問題[3-4]。本研究以大洋灣國家城市濕地公園為例，剖析該濕地公園藍藻水華污染事件成因，并有針對性地提出處置方案，以期為解決類似濕地公園水環境問題提供參考。

1 基本概況

大洋灣濕地公園位于江蘇省鹽城市，是集城市觀光、休閑度假、游樂觀賞、健康養生于一體的文化旅游休閑聚集區。該公園2017年獲批為國家城市濕地公園，河流、湖泊、濕地、溫泉等水體類型豐富。公園水體總面積約78.00萬m2，水系總體呈W形。其中W形彎道均為河道，總面積約11.56萬m2，寬度約60～80m，承擔從外圍河道引排水的功能。中央景觀湖面積約38.95萬m2，是該景區的核心部分。景觀湖周邊有多條中小型河道匯入，寬度約10～30m，總面積約27.49萬m2。

2018年，濕地中心湖開始出現藍藻水華，高溫季節水體變為深綠色，2019年，藍藻水華范圍及強度進一步增大，中心湖水面開始出現一定厚度的藍藻堆積層，與中心湖相連的河道沿岸帶也開始出現藍藻水華現象。

2 現場調查

為探究藍藻水華成因，2019年9月對該公園開展了水生態狀況調查，并分區域采集水樣進行水質分析。水質采樣點位見圖1，其中1號、2號樣點為引排水河道采樣點，3～5號樣點為中心湖周邊河道采樣點，6號、7號樣點為中心湖采樣點。1～5號樣點檢測指標為透明度、氨氮、高錳酸鹽指數、總磷、總氮。6～7號樣點增加葉綠素a測定，并按照綜合營養狀態指數法判別中心湖營養等級[5]。

圖1 水質采樣點位

水質監測結果見表1。由表1可知，該濕地公園氨氮濃度在0.07～0.91mg/L之間，所有點位均符合地表水Ⅲ類標準；高錳酸鹽指數在6.12～15.87mg/L之間，所有點位均劣于地表水Ⅲ類標準；總磷濃度在0.09～0.24mg/L之間，除2號樣點之外，其余樣點均符合地表水Ⅲ類標準；總氮濃度在0.79～2.16mg/L之間，3號、5號、6號、7號樣點符合地表水Ⅲ類標準；透明度在17～49cm之間。綜合營養狀態指數法判別結果顯示，中心湖處于輕度富營養狀態。

表1 水質監測結果

從水平分布來看，1號、2號樣點總磷及總氮濃度最高，6號、7號樣點高錳酸鹽指數最高，透明度最低。

水生態調查結果顯示，中心湖基本無挺水植物，僅有少量穗花狐尾藻、苦草群落，覆蓋度較低；引排水河道有少量再力花、荷花群落；中心湖周邊河道菱角覆蓋度較高。

3 成因分析

3.1 水質不佳，水體感觀差

公園水體水質渾濁，透明度低，水體中有大量藍藻顆粒，水體景觀性差，與周邊環境不匹配，影響濕地公園整體視覺效果。

總氮、總磷等營養鹽濃度較高，給浮游藻類大量繁殖提供了豐富的物質基礎。通常認為總氮濃度超過0.20mg/L、總磷濃度超過0.02mg/L可導致湖泊、水庫發生富營養化現象[6]，該濕地公園氮、磷濃度遠超過此閾值。因此，盡管該公園大部分樣點水質符合地表水Ⅲ類標準，但仍需進一步提升水質，降低氮、磷等營養鹽含量。

3.2 水體生態結構失衡

該濕地公園水域沉水植物缺失嚴重，部分水域菱角泛濫，水域死角有浮萍，在水體肥沃的環境中容易泛濫生長，在生物鏈中可與藍藻競爭的物種較少，初級生產力以浮游植物為主，水體整體呈現藻型濁水態結構。

3.3 水體相對封閉、水系內循環差

濕地公園水系作為相對封閉水體，引排水設施缺乏，目前僅有一座雙向6m3/s的排灌站，換水周期較長。研究顯示，換水周期過長，雖然有利于污染物在湖泊內降解，但不利于湖泊溶解氧濃度的提高和動力擾動適應性較強的生物生長[7]。濕地水體流動緩慢，水體交換量小，清水來源少，嚴重降低了水體的自凈能力，為藍藻暴發創造了有利條件。

3.4 面源及內源污染難以規避

大氣干濕沉降、地表徑流及內源污染所帶來的負荷量不容小覷。該濕地公園未利用的溫泉水最終將排入中心湖，而中心湖起到沉淀池的作用，河道中的營養物質沉積在湖中，長期累積會逐步導致水體惡化，最終導致水體藍藻暴發，藻類一旦大范圍暴發，控制難度將增加，需及早干預。

3.5 濕地功能低下，類型單一

景區內河流、湖泊、溫泉等水體類型多樣，但目前濕地類型較為單一，濱岸帶濕地面積較小，缺乏水下凈化濕地，小型河道等表面流濕地水生植物類型單一，凈化能力較低。

4 治理措施

以豐富濕地多樣性、促進生態恢復、實現長效自凈能力為目的，基于濕地公園水質改善的基本要求，結合項目所在流域的污染源負荷特點、水文情勢、土地利用和旅游服務等特征，在對水系水質現狀進行分析的基礎上，提出經濟技術可行的水生態修復方案，制定針對本項目的中長期水質改善方案，以期實現水域生態系統的恢復及長期穩定。

本方案采取最大還原、最小干預的原則，在不影響地塊周邊景觀及功能的前提下，恢復濕地水系的自然水生態系統，提升水循環能力，實現水質凈化、水生態系統重構與水體景觀的有機統一，以及景觀、生態與經濟的協調。以生態修復為主，其他手段為輔，抑制藻類暴發，實現水體感觀改善。

4.1 水循環系統重構工程

項目水體在非暴雨期，水體相對封閉，水動力條件差，水體基本處于靜止狀態，不利于污染物的遷移擴散，易出現藍藻滋生現象，因此有必要采取措施，增加水體流動性，提高水體氧化還原電位，削減耗氧性物質，增強水體的凈化功能，減輕水體污染負荷，促進生態系統的恢復。

可抬高中心湖北側河道區域水位，在與主湖區連通的3處位置設置生態壩體，通過將主湖區水泵入此區域，使其水位抬高。水位抬高區作為強度凈化區，凈化后水體進入主湖區深度凈化，完成整套生態凈化流程。此外，在適宜區域增加曝氣、景觀噴泉等輔助設施，通過聯合調度景區內現有水利設施，使水體呈現有序流動狀態，增加水體流動性，抑制藍藻暴發，深度改善水質。

4.2 底泥薄層清除工程

當遇到低溫、低光照等不利條件時，藍藻會以孢子或藻體顆粒的形式沉降到底泥中，待條件合適時，再上浮到水面，為藍藻暴發提供源源不斷的種源[8]。因此，對底泥中藍藻種源的清除是抑制湖泊富營養化的重要手段[9]。可采用水上機械挖掘的形式，將表層底泥清除出藍藻暴發區。

4.3 水生態修復工程

采用分區治理原則，將項目水系分為4個區域，分別為集中凈化區、涵養深度凈化區、水質敏感區、河湖連通區，見圖2。集中凈化區位于中心湖北側河道，可采用調蓄塘建設、吸附過濾、表流過濾、曝氣增氧、沉水植物群落構建等方式，對中心湖水體持續進行強化降解。涵養深度凈化區位于中心湖區，可通過沉水植物群落恢復、濱湖濕地構建、生物鏈構建及浮水植物氧化塘構建等工程，提高湖體自凈能力，完善生態系統結構，提升生態系統服務功能。水質敏感區位于中心湖南側河道，可通過小型高效水質凈化設備，實現該區域內活水循環，直接去除藻類等顆粒物，確保此區域可接觸水體，確保水質安全。河湖連通區位于引排水河道，通過水質凈化廊道逐級凈化外來水源，提升入湖水質。

圖2 分區治理

通過分區域的針對性循環治理，利用生態濕地強大的凈化能力，采用水體生態系統修復技術，構建適用于我國平原河網地區的“水下森林-水生動物”共生體系的生態自凈系統[10]，輔以水質凈化設施，增強對營養物質的吸收，改變水體氮、磷營養鹽循環模式，提高水域生態系統對各類污染物質的自凈能力，增加大洋灣景區濕地多樣性，實現水生生態系統多維復育，使景區湖泊水質得到顯著改善。

4.4 水生態優化工程

通過水系循環系統的打造及實施生態修復工程等，水系透明度整體提高，可達到1.0m及以上。工程主體施工結束并驗收合格后進入維護期。維護期間持續對水體生態系統進行優化，對水面進行保潔，促進水下生態系統的穩定，持續改善水體水質和透明度。維護期間對生態修復區沉水植物、魚類的生長和水質變化進行監督管理，發生狀況及時解決。對生態修復區的水質進行調控，并在水質變化時及時采取相應措施。

4.5 水質監測系統建設

通過在不同區域安設水質自動監測設備，輔以人員定時取樣，并開發濕地公園水質自動化信息系統，實時監測水質狀況，預判水質變化趨勢，為采取針對性治理措施提供科學指導。

5 結 語

大洋灣濕地公園藍藻暴發受水體相對封閉、水流較緩、水體交換周期長、生態系統不完整等因素的影響，需及時采取措施加以處置，建議從水循環系統重構、底泥薄層清除、水生態系統恢復、水生態優化、水質監測等方面采取措施，以增加濕地生態系統生物多樣性，抑制藍藻水華。