巢湖水体富营养化污染现状及防治对策

巢湖水体富营养化污染现状及防治对策李 雷,戴万宏(安徽师范大学环境科学学院,安徽芜湖241003)[关键词]水体;富营养化;成因;防治对策;巢湖[摘 要]巢湖水体富营养化现象严重、水质恶化加剧,严重制约了流域社会经济的可持续发展。

在分析巢湖污染现状及其成因的基础上,提出了巢湖水体富营养化治理需要从流域整体着手,实行控源、生态修复、湖泊管理相结合,坚持走湖泊生态环境可持续发展道路的总体思路;具体措施是多管齐下控制污染源、开展湖泊生态修复、实行湖泊治理与管理相结合、建立巢湖水体富营养化管理和治理的信息库。

[中图分类号]TV213.4 [文献标识码]A [文章编号]1000-0941(2009)07-0055-03湖泊以其自身丰富的资源以及巨大的生态功能对人类社会经济的发展起到了巨大的作用。

但是,随着国民经济的迅速发展以及城市化水平的不断提高,工业废水和生活污水排放量日益增加,使得我国的湖泊富营养化问题也日趋严重。

有关研究资料表明,目前我国五大淡水湖中的营养盐均大大超过氮磷富营养化的发生浓度,五大淡水湖都存在着不同程度的水体富营养化问题[1]。

1 巢湖流域概况巢湖位于安徽省中部,是我国五大淡水湖泊之一。

巢湖流域处于长江和淮河两大河流之间,境内入湖河流众多,独特的流域地理环境、巨大的流域环境生态功能以及丰富的资源利用条件,使得巢湖为流域社会经济的发展起着极为重要的作用。

近年来,随着巢湖流域工业化及城市化的迅猛发展,巢湖水体呈现严重的富营养化状况,湖中蓝藻爆发所引发的水质恶化、湖体生态系统衰退等一系列生态环境问题已引起国家的高度重视,国家决定将巢湖水污染治理作为 九五及今后一个时期 三河三湖重点治理的对象之一[2]。

2 巢湖水体富营养化现状及其成因2.1 巢湖水体富营养化现状历史上的巢湖,水质优良且生态环境维护较好。

从20世纪80年代开始,随着流域内人口和工农业生产的快速增长以及城市化进程的加快,巢湖水体中N、P等营养负荷加重,湖泊出现富营养化,导致蓝藻爆发,水体严重污染。

近来巢湖水体富营养化调查资料显示(表1):巢湖水质总体为!类,环湖河流水体总体为重度污染,主要污染指标为TP (总磷)、TN(总氮)和BOD5(5日生化需氧量)。

在12个地表水国控监测断面中(包括两个纳污控制断面),∀类、#类和劣!类水质的断面比例分别为8.3%、41.7%和50.0%。

进行湖泊富营养化指标评价的结果为,西半湖处于中度富营养化状态,东半湖处于轻度富营养化状态,全湖富营养化状态指数约为[基金项目]安徽省教育厅自然科学基金项目(2006K J211B);安徽师范大学博士基金项目60,富营养化状态总体较为严重。

表1 巢湖水体主要污染指标年际变化年份湖区P ITN(m g/L)TP(mg/L)富营养化状态指数水质类别2004西半湖5.73.770.3367东半湖4.11.180.1254全湖平均4.92.480.2362V类2005西半湖5.82.780.3465东半湖3.81.180.1152全湖平均4.81.980.2261劣V类2006西半湖7.01.550.1964东半湖4.51.670.1153全湖平均5.81.610.1560V类注:表中P I为高锰酸钾指数;资料来源于国家环保总局∃2006年中国环境状况公报%。

图1是根据2007年中国环境监测总站∃全国地表水水质月报%绘制的巢湖地表水污染状况月际变化,从图1可以看出:巢湖水体富营养化状况存在着明显的时效性,富营养化导致的图1 2007年巢湖地表水污染状况月际变化藻类水华集中爆发在6&8月,这主要与流域内的集中降水以及水温的季节性升高从而导致蓝藻疯长、水质恶化有关。

2.2 巢湖水体富营养化成因分析从整个巢湖流域看,巢湖水体富营养化的演化是多因子相互作用的结果。

大量有关巢湖水体富营养化的研究资料显示,造成巢湖水体富营养化的原因主要表现在以下几个方面。

(1)点源污染。

点源污染主要是指通过排放口或管道排放∋55∋中国水土保持S W CC 2009年第7期污染物的污染源。

目前,巢湖流域有工矿企业3000多家,废水年排放量为1.4亿t,这些工矿企业多数为流域内的排污大户,所排放的污水大多未经处理即直接排放至巢湖。

由于排污量大、氮磷含量高以及有机污染物较多,这些污染物在巢湖内的蓄积、超标,引发了湖内蓝藻疯长、污染严重甚至破坏原有湖泊生态环境,威胁到流域周边居民的饮用水安全。

(2)农业非点源污染。

国外的湖泊污染资料表明,湖泊污染负荷的50%来自于流域内非点源污染,城郊湖泊污染负荷的50%以上来自于农村非点源污染[3]。

目前巢湖流域农业非点源污染十分严重,造成该区农业非点源污染的主要原因在于:氮磷化肥施用量在农业施肥结构中所占比重过大,水产养殖饵料投放无序且在水体中残留较多,人畜粪便以及生活污水的直接排放,农村生活垃圾的露天堆放等[4]。

受该区气候、地形、土壤、植被以及人类活动的影响,这些农业非点源污染物以多种形式汇入湖区并对整个水体富营养化进程起到了加速的作用。

(3)封闭型湖盆形态。

目前整个巢湖呈封闭型。

巢湖原本与长江相通,湖闸的建立使得长江倒灌入湖水量已较先前大大减少,降低了巢湖自然吞吐能力;整个湖体换水周期延长,降低了巢湖水体自净能力,加剧了营养物质的滞留和集聚。

由于湖闸控制,湖滩地也急剧减少,大型水生植物难以萌发和生长,种类逐渐减少,生态系统遭到严重破坏,湖内的营养物质主要为藻类所摄取,致使藻类迅猛繁殖,加剧了水体富营养化的发展速度[5]。

(4)流域内广布含磷地层。

地层中的含磷层位是巢湖水体磷污染来源之一。

巢湖北岸广泛分布着一套古老的含磷变质岩系,北部肥东群(pt1)的产磷层位是目前主要的露采区。

从磷矿区发源的水系大部分汇入巢湖,而这些河流水的补给又来源于含磷层位出露区的地表径流,成为巢湖磷污染来源之一[5]。

3 巢湖水体富营养化治理现状及存在的问题3.1 纯学科研究较多,污染治理应用领域缺失随着巢湖流域蓝藻的季节性爆发、水体富营养化程度加重和对整个流域社会经济及生态功能的可持续发展产生的严重威胁,目前国家和地方相关湖泊科研机构及安徽省有关大专院校皆对巢湖水体富营养化成因及治理做了大量的研究工作。

大量的基础试验研究所取得的成果对防治巢湖水体富营养化起到了重要的理论支撑,但纯学科的研究没有相对应的污染治理应用与广泛推广,这就造成了巢湖水体富营养化治理应用领域的缺失以及基础研究与应用相结合的错位,使得巢湖水体富营养化治理收效甚微。

3.2 对流域农业非点源污染研究不够自工业革命以来,针对湖泊水体富营养化问题在全球各个国家范围内都有发展且日益加剧的现象[6],国外大量研究中提出了农业非点源污染在对湖泊水体富营养化方面的贡献及在促发中的重要作用。

由于非点源污染具有在污染种类及运动时空上的不确定性和不连续性特点,造成了在非点源污染对湖泊水体富营养化贡献的相关研究上理论及具体实践的相对薄弱。

目前对巢湖水体富营养化研究多集中在点源和湖泊内源释放的相关层面上,而对该流域农业非点源污染研究不够,这就造成了对巢湖后期相关治理推行的可持续性有所限制。

3.3 合肥市与巢湖市在治巢方面的 博弈由于巢湖流域所涉及的区域较广,而对巢湖水体造成污染的区域又集中在省会合肥市和巢湖市两市之间,行政区域上的分割以及两市之间有效协调机制的缺乏,导致两市在合力治理巢湖水体富营养化中摩擦不断并影响了巢湖治理的成效。

2008年2月,由安徽省发改委牵头,联合合肥市和巢湖市政府等5家单位共同制定的∃巢湖流域水环境综合治理总体方案%确认:合肥市是巢湖水体污染的主要污染源。

在200多个治污项目中,合肥市有163个,而巢湖市只有53个[7]。

此外,合肥市正在建设安徽的浦东&&&滨湖新区,滨湖新区的建设向巢湖扩散也将在未来加重对巢湖的污染。

治理巢湖污染的巨大经济开支以及缺乏相应的利益协调机制,使得在巢湖污染治理上合肥、巢湖两市的治污职能未能明确划分,这些都在治理巢湖水体污染进程中成为制约巢湖水体治理改善的 瓶颈。

4 巢湖水体富营养化治理综合防治对策4.1 巢湖水体富营养化治理的总体思路湖泊水体富营养化治理是一项非常复杂的系统工程和较长时期的生态系统恢复过程。

巢湖水体富营养化是流域内多种因素相互作用的结果,因此巢湖水体富营养化治理就需要从流域整体着手,实行控源、生态修(恢)复、湖泊管理相结合,坚持走湖泊生态环境可持续发展道路。

4.2 巢湖水体富营养化治理的具体措施(1)多管齐下控制污染源。

湖泊水体富营养化发生的主要原因是:湖泊水体受纳外界营养物质过量,使湖泊原有的生态平衡遭到破坏,因而最根本的控制措施就是减少湖泊富营养物质的输入量和控制湖内营养源营养物质向水体内的释放,即通过对湖泊外源负荷和内源负荷的控制来实现。

具体措施是:(减少P、N的入湖排放量。

对造成巢湖流域水体污染的工矿企业的排污情况要进行严格审核,加强流域内城市污水处理设施建设,限制含N洗涤剂在流域范围内的使用。

)控制湖内污染源的营养物质释放。

要定期对湖区污染严重的区域进行底泥疏浚,清除湖泊污染的潜在污染源,但要注意堆场余水及污染底泥的处置问题,避免造成二次污染[8]。

∗重视且采取有效措施遏制流域内农业非点源污染。

控制流域农垦区内的化肥施用量,改变巢湖流域内的施用肥料结构,改进农田施肥方法,积极调整种植结构,大力发展生态农业等。

(2)开展湖泊生态修复。

水体富营养化的加剧严重破坏了湖泊原有的良性生态平衡,因此只有通过对湖泊现存生态系统的调查并采取有针对性的生态修复,湖泊水体富营养化才能得到有效治理。

在今后治理巢湖的过程中,要重视建立湖泊周围的缓冲带,保护湖区周围及上游的森林植被,防止营养物质过度流失,保持良性水生生态系统,通过人工修复或重建湖泊生态系统来实现巢湖生态系统的良性可持续发展。

(3)实行湖泊治理与管理相结合。

湖泊水体富营养化治理是一个系统工程,因此要实行治理与管理相结合。

今后治理巢湖过程中应注意:(对湖区制定出水质管理规划,制定保护湖泊生态可持续发展的法规,建立湖区管理机构,切实保证治理措施和管理措施的实施。

)建立合肥市与巢湖市协同治理巢湖的相关协调机制,发挥治理巢湖的 双城驱动效应。

∗加强对群众的宣传教育,提高流域内公众的环保意识。

∋56∋中国水土保持S W CC 2009年第7期(4)建立巢湖水体富营养化管理和治理的信息库。

随着巢湖水体富营养化治理与管理的推进,为适应湖泊水体富营养化治理与管理的现代化要求,要建立一套适用于巢湖管理决策部门以及满足科技人员需求的湖泊管理信息系统,以有效推进巢湖水体富营养化治理与管理发展的需要。

依据我国湖泊水体富营养化管理与治理技术信息系统改建的巢湖水体富营养化管理与治理信息系统[3],在巢湖水体富营养化治理与管理的技术支撑上具有实用性和指导性。