水生植物總量控制對(duì)水資源地水質(zhì)凈化的重要作用

王學(xué)歡 安會(huì)靜 李翔天 （天津市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院 天津300204）

水生植物總量控制對(duì)水資源地水質(zhì)凈化的重要作用

王學(xué)歡 安會(huì)靜 李翔天 （天津市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)院 天津300204）

以于橋水庫(kù)水資源地為例，闡述了水生植物在庫(kù)區(qū)水質(zhì)凈化中的重要作用和維持適宜的水生植物總量以使植物體在水體富營(yíng)養(yǎng)化治理中保持積極作用的觀點(diǎn)。

水資源地 于橋水庫(kù) 水生植物 富營(yíng)養(yǎng)化 總量控制

0 引言

隨著當(dāng)今社會(huì)工業(yè)化、城市化的程度不斷加大，資源能源消耗大幅度增加，我國(guó)城市污染物排放量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)受納水體環(huán)境容量。同時(shí)，我國(guó)人均擁有水資源量遠(yuǎn)低于國(guó)際平均水平，水污染進(jìn)一步加劇導(dǎo)致水資源嚴(yán)重緊缺，水源地水質(zhì)惡化嚴(yán)重，并直接威脅到人們的身體健康。由于受到技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的限制，當(dāng)前，在水源地水質(zhì)被污染的情況下，缺乏有效手段確保飲用水達(dá)到規(guī)定的水質(zhì)指標(biāo)，因此存在嚴(yán)重的健康風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，長(zhǎng)期生活在受污染流域（區(qū)域）的人群將直接或間接的受到污染水體的影響，也存在一定的健康風(fēng)險(xiǎn)。嚴(yán)重的水源地污染問(wèn)題，不僅造成經(jīng)濟(jì)損失，破壞水源地環(huán)境，而且影響社會(huì)穩(wěn)定，制約經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。

于橋水庫(kù)位于天津市薊縣城東4 km2，水庫(kù)流域總面積2 060 km2，是引灤入津工程的調(diào)蓄水庫(kù)，也是天津市人民生活飲用及工農(nóng)業(yè)用水的重要水源地。

于橋水庫(kù)夏季主要受納本流域內(nèi)的徑流匯水，其他季節(jié)則主要收納來(lái)自潘家口水庫(kù)的灤河水，主要入庫(kù)河流有沙河、淋河，以及作為引灤輸水渠道的黎河。水庫(kù)周邊流域匯水面積為360 km2。

近年來(lái)，由于于橋水庫(kù)受到來(lái)自于入庫(kù)河道以及水庫(kù)周邊流域村鎮(zhèn)生活和工業(yè)排水、山地農(nóng)田面源污染等影響，水體富營(yíng)養(yǎng)化嚴(yán)重，并日趨惡化。依據(jù)2008年《天津市環(huán)境質(zhì)量報(bào)告書(shū)》中數(shù)據(jù)顯示，于橋水庫(kù)總體水質(zhì)為V類(lèi)，主要污染物為T(mén)N，年均值為1.70 mg/L。TP在年內(nèi)某些月份也經(jīng)常出現(xiàn)超標(biāo)現(xiàn)象。

1 水生植物對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化水體的凈化作用

于橋水庫(kù)現(xiàn)有水生植物31種，分屬于16科，20屬，按生態(tài)類(lèi)型分類(lèi)，有沉水植物（14種）、浮葉植物（4種）、漂浮植物（2種）、挺水植物（11種）。屬暖溫帶幼年期人工庫(kù)，湖水生植物、沉水植物發(fā)育旺盛，挺水植物尚未形成自然群落。

通過(guò)對(duì)水庫(kù)水質(zhì)監(jiān)測(cè)表明，于橋水庫(kù)上游大型水生植物區(qū)有明顯的降低氮、磷入庫(kù)負(fù)荷的作用，入庫(kù)水流、水質(zhì)及水體生態(tài)結(jié)構(gòu)都呈現(xiàn)明顯的沿水流方向梯度變化的特征。對(duì)水庫(kù)富營(yíng)養(yǎng)化有重要作用的氮、磷營(yíng)養(yǎng)鹽經(jīng)過(guò)上游水庫(kù)草區(qū)時(shí)，在物理沉降、生物吸收、化學(xué)反應(yīng)等綜合作用下，TN的去除率為4%～25%，TP的去除率為20.3%～32.8%，對(duì)泥沙顆粒物的去除率為14%～29%。水庫(kù)水質(zhì)總磷含量年均值在0.03 mg/L左右，含量相對(duì)并不高，這主要是水庫(kù)草區(qū)對(duì)進(jìn)入水庫(kù)的水流有一個(gè)凈化的作用。

水體中的營(yíng)養(yǎng)鹽絕大部分是以顆粒態(tài)形式存在，80%左右吸附在入庫(kù)流的泥沙顆粒上，顆粒越細(xì)小，其所吸附的營(yíng)養(yǎng)鹽的含量相對(duì)值越高。經(jīng)X熒光分析，吸附物中含有大量的元素，其中Ca含量高達(dá)30%以上，N含量較少為0.002%，P含量為0.07%。水生植物對(duì)水質(zhì)的凈化作用，是利用許多水生植物能夠大量吸收、吸附和攔截水體中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的特性，并通過(guò)植物自身的生命活動(dòng)將部分污染物分解轉(zhuǎn)化或富集到體內(nèi)，同時(shí)進(jìn)行光合作用放出氧氣，增加水中溶解氧含量，從而達(dá)到恢復(fù)水域中的養(yǎng)分平衡，改善水質(zhì)的目的。

水生植物的生長(zhǎng)也對(duì)藻類(lèi)有很好的抑制作用。在水草凈化水質(zhì)模擬試驗(yàn)中，有水草生長(zhǎng)的池塘和沒(méi)有水草生長(zhǎng)的對(duì)照池相比，在其他條件相一致的情況下，有水草的池塘清澈見(jiàn)底，透明度極高，而沒(méi)有水草的空白對(duì)照池則長(zhǎng)滿(mǎn)藻類(lèi)，藻類(lèi)生物量最高。從前幾年對(duì)于橋水庫(kù)藻類(lèi)生物量的調(diào)查中，東部有水生植物茂盛的地區(qū)藻類(lèi)生物量始終低于無(wú)水生植物的西部區(qū)域。關(guān)于這方面的機(jī)理至今還不十分清楚。普遍認(rèn)為：一是競(jìng)爭(zhēng)機(jī)理，即水生植物在生長(zhǎng)環(huán)境中與藻類(lèi)對(duì)營(yíng)養(yǎng)鹽相競(jìng)爭(zhēng)，且由于能從土壤中吸收養(yǎng)分，所以競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)；二是水生植物在生長(zhǎng)中，不但能起遮陽(yáng)的作用，還由于新陳代謝過(guò)程中能產(chǎn)生一種克藻物質(zhì)，從而抑制藻類(lèi)的生長(zhǎng)。

2 水生植物總量控制

對(duì)于橋水庫(kù)來(lái)說(shuō)，水生植物在營(yíng)養(yǎng)負(fù)荷中占有相當(dāng)?shù)谋戎?。在七、八月份的水?kù)汛期，正是于橋水庫(kù)植物生長(zhǎng)最茂盛、生物量最多的時(shí)期，草類(lèi)吸收水體中N、P等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)大肆生長(zhǎng)，將營(yíng)養(yǎng)鹽轉(zhuǎn)化并儲(chǔ)存在體內(nèi)，這時(shí)水生植物對(duì)水體中的營(yíng)養(yǎng)鹽去除率最大；后植物死亡，固化的營(yíng)養(yǎng)鹽經(jīng)微生物分解腐蝕，重新釋放到水體中，造成沉積物營(yíng)養(yǎng)鹽內(nèi)源釋放，產(chǎn)生二次污染，反過(guò)來(lái)加劇了水體水質(zhì)惡化，并為下一批植物的生長(zhǎng)提供了營(yíng)養(yǎng)源。

在水生植物生長(zhǎng)最旺盛、生物總量達(dá)到最大時(shí)，對(duì)一些種類(lèi)的水草進(jìn)行打撈收割，可有效消減庫(kù)存營(yíng)養(yǎng)鹽總量。從防治富營(yíng)養(yǎng)角度分析，如果采取全部收割水草雖然可減輕庫(kù)內(nèi)營(yíng)養(yǎng)鹽負(fù)荷，對(duì)防治于橋水庫(kù)富營(yíng)養(yǎng)化有利，但問(wèn)題是過(guò)度的收割水草，消減庫(kù)區(qū)現(xiàn)存水生植物量，會(huì)使收割后一定時(shí)間段內(nèi)庫(kù)區(qū)的營(yíng)養(yǎng)負(fù)荷受到影響，反而很可能促使水質(zhì)惡化，加大藻類(lèi)爆發(fā)生長(zhǎng)的危險(xiǎn)性。所以，問(wèn)題的關(guān)鍵是如何在減少庫(kù)存營(yíng)養(yǎng)鹽總量的同時(shí)積極保持水生植物的凈化、固化作用。

如何選擇最適宜的水草生物量是一個(gè)極為復(fù)雜的問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外許多專(zhuān)家學(xué)者，結(jié)合自己的研究工作進(jìn)行過(guò)探討，一般都圍繞著某個(gè)水體水草的利用量來(lái)進(jìn)行。但通常認(rèn)為，水草生物量主要取決于基礎(chǔ)量和水體周?chē)纳鷳B(tài)環(huán)境，只要保持一定的水草基礎(chǔ)量，正常的生態(tài)環(huán)境，我們認(rèn)為水草的生長(zhǎng)也將是正常的。一般在汛期過(guò)后，水草的去除能力最高。如果這時(shí)保持適宜的水草生物量，并定期對(duì)其進(jìn)行部分打撈，對(duì)凈化汛期入庫(kù)流水，消減庫(kù)存營(yíng)養(yǎng)鹽總量極為有利。

另外，利用生物操縱的方法也可有效地控制水生植物總量，即利用草食性魚(yú)類(lèi)吞噬生長(zhǎng)過(guò)剩的水草，不僅促進(jìn)了魚(yú)類(lèi)生產(chǎn)，創(chuàng)造一定的經(jīng)濟(jì)效益，還可節(jié)省部分人力，省去打撈水草的后期處理問(wèn)題。

3 結(jié)論

于橋水庫(kù)水源地的水質(zhì)污染是一個(gè)復(fù)雜的環(huán)境問(wèn)題，具有地理上的獨(dú)特性和時(shí)間上的持續(xù)性，需要制定長(zhǎng)遠(yuǎn)的治理目標(biāo)和防治方法，逐漸改善水庫(kù)周邊生態(tài)環(huán)境，整治入庫(kù)水源，確保向天津清潔供水，最終達(dá)到人與水環(huán)境和諧相處的生態(tài)平衡目標(biāo)?！?/p>

2010-11-07