浅析我国内陆淡水湖库富营养化及防控措施

2020-01-16邢美楠

资源节约与环保 2019年12期

周滨邢美楠刘丹刘晗

（1天津市环境保护科学研究院天津 300191 2天津环科未来生态技术有限公司天津 300191）

引言

我国湖泊众多，现有大小湖库达24880余个，总面积达到83400 km2[1,2]。近四十年以来，由于经济的快速发展、人类活动的加剧以及对湖泊资源的不合理开发利用，引起了湖泊水体的污染，其中富营养化是当前湖泊面临的突出问题[3]。富营养化日益严重，藻类爆发也越来越频繁，由此严重的影响了湖库水质，同时也增加了水处理的难度[4]。此外，藻类的滋生也影响着饮用水的安全性，因为藻类是水体中TOC、BOD5和SS的重要来源，也是饮用水消毒“三致”副产物的前驱物[5，6]。

藻类水华的暴发是湖库生态灾变的重要表征，对生态系统健康，特别是人类健康的危害不容忽视[7]，如滇池、巢湖、太湖的部分区域近年来夏季持续暴发蓝藻水华，水生植被退化甚至消失，给工农业生产和人民生活造成威胁。因此，对于湖库富营养化控制的研究、探索与实践工作成为水资源保护和水质安全的热点与重点。

1 水体富营养化的概念及分类

1.1 富营养化的定义及分类

富营养化是指在人类活动及自然过程的影响下，水体接纳过多的氮、磷等营养物质，使得水体中藻类或水生植物过度繁殖，有机物增加，溶解氧降低，导致底层水生生物大面积死亡，生态系统严重退化，最终水质变差的现象[8]。

根据营养盐特征及湖泊自生属性的不同，湖泊富营养化的表现也不相同。由此，富营养化具体可以分为藻型、草型、草藻结合型及非响应型四种典型表现[9]。

1.2 富营养化的主要危害

（1）破坏生态系统。水体出现富营养化时，水藻严重阻碍深层植物的光合作用，导致水体溶解氧含量减少，大量的水生动物缺氧死亡。若不及时处理，水体会恶臭难闻，严重破坏自然生态景观。

（2）威胁人体健康。水藻自身会分泌大量毒素，造成水体中鱼类和贝壳类等中毒，被人类食用后导致慢性中毒，威胁到人类的健康。

（3）造成经济损失。富营养化导致的水体污染会对养殖业等造成经济损失；富营养化水体作为饮用水会提升工艺运行的处理成本，同时，也会因为腐蚀管道而增加运输难度。

1.3 国内主要淡水湖库富营养化现状

目前，我国许多湖泊水库受到富营养化污染，重点控制的“三湖”水质情况也不容乐观，其营养状态指数达到中度至重度水平。巢湖是长江中、下游地区典型的富营养化湖泊，其湖盆淤积、水质恶化直接影响城市供水和渔业生产。太湖接纳的废、污水量逐年增加，营养盐含量逐渐上升，浮游植物生物量大幅度提高。滇池水体硬度、矿化度均低，偏碱，由于长期受纳流域内生产、生活污水，使得富营养化严重。于桥水库作为天津市人民生活饮用及工农业的水源地，是引滦入津输水工程的重要调蓄水库，呈现的富营养化直接影响到水库水资源的利用，过量的藻类和水生植物的生长，不仅恶化水库的生态环境，引起水质下降，同时还因水厂水处理的困难造成经济损失。

2 富营养化的表征及其成因

水体富营养化最直观地表现为总氮、总磷等营养盐超标，同时伴随着水华暴发[10]、水体透明度降低及水体有异味。主要由人为和自然两种驱动力所导致，例如：人类将没有处理过的生活、工业污水直接排入湖库中，造成氮、磷及无机盐浓度过高，从而引发水体中藻类的爆发性生长，这属于人为因素；半干旱区域的水体富营养化主要由气候导致，或是水体自身环境具有富营养化的因素，以及藻类自身具有生长周期短、繁殖迅速的特点，这些属于自然因素。相比较这两种因素，人为驱动力占据主导地位，外源营养盐负荷的输入使得湖泊生态系统的稳态极限发生改变，由清水稳态转化为浊水稳态，我国大部分的湖泊均属于该情况。

3 富营养化的主要防控措施

我国湖泊水库对于富营养化问题的解决方法繁多复杂，效果随着方法的不同表现出较大的差异。防控措施具体表现在管理、工程及生物防治三个层面，管理层面主要包括对水体进行实时监测，明确水体富营养化的污染源，根据实际情况制定专门的处理方案；工程层面采用底泥处置的方法，有效减少内部的污染因素，或定时在水体深层进行曝气达到充氧的目的；如表1所示，在权衡经济和环境效益等综合因素的条件下，生物控藻技术在藻类去除中更可行，即运用水生生物、微生物等联合作用，吸收水体中的氮磷及营养物质，且不会出现副作用。