葫蘆口水庫水體富營養(yǎng)化成因分析與防治措施

王 玲

（威遠(yuǎn)縣環(huán)境監(jiān)測(cè)站，四川 威遠(yuǎn) 642450）

葫蘆口水庫建成于1979年12月，位于四川盆地中部淺丘區(qū)——內(nèi)江市威遠(yuǎn)縣境內(nèi)，屬亞熱帶季風(fēng)暖濕氣候區(qū)，多年平均降雨量為1 055 mm，水庫集雨面積為233 km2，是長(zhǎng)江三級(jí)支流威遠(yuǎn)河梯級(jí)開發(fā)的第二級(jí)水庫，是四川省飲用水源地一級(jí)保護(hù)區(qū)。葫蘆口水庫相對(duì)于河流是較為封閉的生態(tài)系統(tǒng)，屬多年調(diào)節(jié)型水庫，除季節(jié)性水體更換外，水體流動(dòng)性小，自凈能力弱。隨著近年工農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)及旅游業(yè)的快速發(fā)展，大量未經(jīng)處理或未充分處理的廢水直接或間接排入水庫中，污染物進(jìn)入水體后不能有效降解，導(dǎo)致污染物長(zhǎng)期積累。同時(shí)，葫蘆口水庫采用蓄水運(yùn)用的方式，難以排沙，來沙只能滯留在水庫內(nèi)，致使水庫淤積日趨嚴(yán)重，底泥中含有大量營養(yǎng)鹽，為水庫水體富營養(yǎng)化提供了條件[1]。

葫蘆口水庫不僅是威遠(yuǎn)縣少有的旅游勝地，也是一道重要的生態(tài)屏障，更與長(zhǎng)沙壩水庫一起承擔(dān)著自貢市市區(qū)及威遠(yuǎn)縣共計(jì)60多萬城鎮(zhèn)居民的生活用水供給任務(wù)，同時(shí)兼顧防洪、農(nóng)業(yè)灌溉、航運(yùn)、養(yǎng)殖等多種功能。因此，無論從生態(tài)學(xué)觀點(diǎn)還是從經(jīng)濟(jì)學(xué)觀點(diǎn)來看，葫蘆口水庫都具有較高的價(jià)值，也是擁有良好生產(chǎn)力的生態(tài)系統(tǒng)。本文通過研究2010-2019年葫蘆口水庫水體富營養(yǎng)化變化趨勢(shì)和分析富營養(yǎng)化成因，提出相應(yīng)的防治對(duì)策。

1 水庫營養(yǎng)狀態(tài)評(píng)價(jià)

葫蘆口水庫綜合營養(yǎng)狀態(tài)評(píng)價(jià)采用卡爾森營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)法，其評(píng)價(jià)結(jié)果如圖1所示。2010-2019年，葫蘆口水庫富營養(yǎng)指數(shù)變化范圍為36.8～42.7，2013年達(dá)到最大值，說明水體富營養(yǎng)程度最高，可能與當(dāng)年發(fā)生數(shù)次大暴雨有關(guān)，暴雨形成較大地表徑流，把大量泥沙、土壤有機(jī)質(zhì)、殘留化肥農(nóng)藥、人畜糞便等沖刷入庫，致使?fàn)I養(yǎng)鹽增加。2010-2019年，從富營養(yǎng)分指數(shù)來看，除總氮達(dá)到重度富營養(yǎng)狀態(tài)，其余分營養(yǎng)指數(shù)基本處于中營養(yǎng)狀態(tài)。由圖1可知，2010-2019年，葫蘆口水庫各分營養(yǎng)指數(shù)變化幅度較小，水質(zhì)較為穩(wěn)定。綜合來看，2010-2019年，葫蘆口水庫水體基本保持在中營養(yǎng)狀態(tài)且相對(duì)穩(wěn)定。

圖1 2010-2019年葫蘆口水庫富營養(yǎng)指數(shù)變化

2 葫蘆口水庫富營養(yǎng)成因分析

研究發(fā)現(xiàn)，水庫富營養(yǎng)化的成因大都是外界的營養(yǎng)鹽輸入引起水體中浮游生物大量繁殖，從而導(dǎo)致水質(zhì)發(fā)生變化，此外，水溫、溶解氧等環(huán)境因子也可影響浮游生物的生長(zhǎng)發(fā)育[2-3]。威遠(yuǎn)縣環(huán)境監(jiān)測(cè)站監(jiān)測(cè)資料顯示，2010-2019年，葫蘆口水庫年均水溫變化范圍為19.4～21.8 ℃，pH變化范圍是8.01～8.36，溶解氧變化范圍是6.4～7.5，均適宜藻類生長(zhǎng)，它們不是水庫富營養(yǎng)化的限制因子。

通常認(rèn)為，氮、磷是影響水庫富營養(yǎng)化的主要因子，葉綠素a是最為直接的因子，比其他指標(biāo)都重要，三者的相互關(guān)系對(duì)確定水庫富營養(yǎng)化的限制因子具有重要意義。因此，用SPSS17.0軟件與EXCEL2007對(duì)葫蘆口水庫2010-2019年的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，得到TN（總氮）/TP濃度比值以及葉綠素a與總氮、總磷的相互關(guān)系圖，然后確定葫蘆口水庫水體富營養(yǎng)化的限制因子。

2.1 TN/TP濃度比

若水庫中可能被藻體吸收的氮、磷濃度比小于14，則氮可能是限制性營養(yǎng)鹽；反之，若氮、磷濃度比大于14，則磷可能是限制性營養(yǎng)鹽；若氮、磷濃度比接近14，則兩者均有可能是限制性營養(yǎng)鹽。圖2表明，2010-2019年，葫蘆口水庫TN/TP濃度比均在14以上，說明相對(duì)于總磷，葫蘆口水庫總氮比較充足，總氮對(duì)藻類生長(zhǎng)的影響比較小，而總磷影響更為明顯。

圖2 2010-2019年葫蘆口水庫總氮與總磷比值變化

2.2 TN、TP與葉綠素a的相關(guān)關(guān)系

由圖3可知，葫蘆口水庫的葉綠素a與TN、TP濃度的相關(guān)系數(shù)均較小，且均無顯著相關(guān)關(guān)系（概率P＞0.05），TP與葉綠素a的相關(guān)系數(shù)較TN大。隨著水庫氮、磷含量的增高，葫蘆口水庫藻類會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)增長(zhǎng)。但總氮濃度對(duì)藻類生長(zhǎng)的影響較小，而總磷濃度的影響比總氮明顯。因此，總磷是葫蘆口水庫水體富營養(yǎng)化的限制性因子。

圖3 2010-2019年葫蘆口水庫葉綠素a與總氮、總磷的變化關(guān)系

3 防治措施

目前，葫蘆口水庫水體處于中營養(yǎng)狀態(tài)，且有向輕度富營養(yǎng)化變化的趨勢(shì)。其主要影響因子是高濃度的總氮，主要限制因子是總磷。因此，結(jié)合多年調(diào)節(jié)型水庫特有的生態(tài)特性，針對(duì)葫蘆口水庫水體污染現(xiàn)狀，建立一套水污染防治體系，可以有效保護(hù)飲水安全。具體防治措施包括兩方面。

3.1 控制外源性營養(yǎng)鹽的匯入，避免水體富營養(yǎng)程度加重

3.1.1 加強(qiáng)宣傳教育，營造水資源保護(hù)氛圍

政府應(yīng)加強(qiáng)水資源保護(hù)宣傳，在保護(hù)區(qū)及人口聚集區(qū)的醒目位置設(shè)置標(biāo)志牌、宣傳牌和宣傳欄，鼓勵(lì)和引導(dǎo)公眾自覺參與環(huán)保行動(dòng)和環(huán)保監(jiān)督，同時(shí)深化輿論監(jiān)督，強(qiáng)化群眾環(huán)境憂患意識(shí)和環(huán)境法治觀念，從源頭控制污染物的匯入。

3.1.2 推進(jìn)生活污染治理，控制生活污水匯入量

在水庫保護(hù)區(qū)內(nèi)限制使用和銷售含磷洗滌劑；建設(shè)小集鎮(zhèn)生活垃圾收集轉(zhuǎn)運(yùn)設(shè)施，對(duì)生活垃圾進(jìn)行定點(diǎn)存放、統(tǒng)一收集、定時(shí)清理和集中處置；推行沼氣化糞池，在有條件的地方修建地埋式污水處理設(shè)施；在入庫河流匯入端采用坑、塘、池等方式建設(shè)濕地，通過生物攔截凈化污染物，遏制水體富營養(yǎng)化趨勢(shì)。

3.1.3 加強(qiáng)農(nóng)業(yè)生態(tài)保護(hù)，控制農(nóng)業(yè)面源污染

在庫區(qū)特別是上游地區(qū)，推行生態(tài)農(nóng)業(yè)，科學(xué)使用化肥和農(nóng)藥，增加無機(jī)肥的有效使用率，提高有機(jī)肥的使用量，限制氮磷等化肥的使用量[4]。整治養(yǎng)殖業(yè)污染，要求規(guī)?；笄蒺B(yǎng)殖區(qū)建立集中處理設(shè)施，小規(guī)模畜禽養(yǎng)殖區(qū)建設(shè)沼氣化糞池，減少畜禽便源污染。

3.2 減少水體內(nèi)源性營養(yǎng)物質(zhì)，改善水質(zhì)

3.2.1 綜合采取物理性措施

物理性措施是最直接也是最常用的去除內(nèi)源性營養(yǎng)鹽的方法，如覆蓋底泥、疏浚底泥、機(jī)械除藻、引水沖淤、水庫放流后暴曬底泥等。但是，每一種方法都存在利弊，且工程量大，費(fèi)用較高，可能存在二次污染[5]。

3.2.2 建設(shè)生態(tài)浮床

生態(tài)浮床技術(shù)以浮床為載體，將高等水生植物或改良的陸生植物種植到水體表面，最終修復(fù)富營養(yǎng)化水體[6]。其間要通過室內(nèi)試驗(yàn)和野外模擬試驗(yàn)選取能有效控制水體富營養(yǎng)化的植物，尤其是氮、磷去除效果較好的經(jīng)濟(jì)植物，夏季有水竹、空心菜等，冬季有黑麥草、苜蓿等[7-8]。

3.2.3 合理運(yùn)用微生物修復(fù)技術(shù)

微生物修復(fù)技術(shù)充分利用土著微生物，從水庫中篩選一些對(duì)氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)有較強(qiáng)降解能力的微生物群落，以凈化水庫水體[9]。在既不影響其他土著微生物，又可以改善水庫水質(zhì)的情況下，可以向水庫中投入有益的微生物制劑。

3.2.4 建立岸邊植物帶

在水庫周圍建立岸邊植物帶，保護(hù)水庫上游、庫內(nèi)的現(xiàn)有陸生植被，豐富岸邊植物帶的多樣性與完整性，使得水庫周邊形成一道綠色防護(hù)墻，從而提高水體抗富營養(yǎng)化的能力。岸邊植物帶對(duì)增加動(dòng)植物種源、提高生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力、水土污染治理和保護(hù)、調(diào)節(jié)微氣候和美化環(huán)境等均有重要的現(xiàn)實(shí)和潛在價(jià)值[10]。

4 結(jié)論

在積極控制水庫外源污染物的同時(shí)，要因地制宜，科學(xué)施策。同時(shí)，要堅(jiān)持多措并舉、多管齊下，通盤考慮水生態(tài)系統(tǒng)平衡關(guān)系，更要考慮物種間的相互影響及生態(tài)安全，綜合采用多種修復(fù)技術(shù)，使其達(dá)到更好的處理效果。