巢湖污染現(xiàn)狀分析與治理研究

金 玥

（合肥市行政學(xué)院，安徽 巢湖 238000）

1 巢湖污染現(xiàn)狀及其主要指標(biāo)

巢湖是我國五大淡水湖之一，水域面積約800平方公里，流域面積約1.35萬平方公里。進入本世紀(jì)以來，伴隨流域經(jīng)濟社會快速發(fā)展，巢湖湖泊富營養(yǎng)化日益嚴(yán)重，目前已經(jīng)成為國家水污染重點治理的“三河三湖”之一。

湖泊富營養(yǎng)化是一種氮、磷等植物營養(yǎng)物質(zhì)含量過多所引起的水質(zhì)污染現(xiàn)象。巢湖的富營養(yǎng)化以靠近合肥的西半湖污染最重，呈中度富營養(yǎng)狀態(tài)；靠近巢湖市的東半湖污染其次，呈輕度富營養(yǎng)狀態(tài)；全湖呈輕度富營養(yǎng)狀態(tài)。巢湖西半湖主要出入河流有6條（圖1），分別為合肥市境內(nèi)的南淝河、十五里河、派河、塘西河，六安市舒城縣境內(nèi)的杭埠河、豐樂河，其中杭埠河入湖水量最大，約占總量的60%左右。環(huán)西半湖河流中水質(zhì)為劣Ⅴ類的河流有4條，分別為南淝河、十五里河、塘西河、派河。

由于巢湖富營養(yǎng)化狀況嚴(yán)重，水體中氮、磷含量豐富，造成藍藻在夏秋季節(jié)大量繁殖，形成“水華”，導(dǎo)致水質(zhì)明顯惡化。近10年來，巢湖水質(zhì)一直屬于劣Ⅴ類水體，很長一段時間處于重度富營養(yǎng)化狀態(tài)。2000年巢湖流域工業(yè)污染源達標(biāo)排放后,污染程度有了一定的改善，但總磷、總氮等指標(biāo)依然嚴(yán)重超標(biāo)，水質(zhì)持續(xù)惡化，富營養(yǎng)化程度未能得到有效改善，加強巢湖的綜合治理已刻不容緩。

1.1 化學(xué)需氧量

化學(xué)需氧量（COD）往往作為衡量水中有機物含量多少的指標(biāo)。化學(xué)需氧量越大，說明水體的有機物污染越嚴(yán)重。與另外兩個反映有機物含量的指標(biāo)，高錳酸鹽指數(shù)和生化需氧量相比，化學(xué)需氧量能更好地反映水中有機物的總量。從圖1可以看出，杭埠河、豐樂河有機物污染較輕，COD指標(biāo)基本達到IV類標(biāo)準(zhǔn)，屬輕度污染。派河COD指標(biāo)達到V類標(biāo)準(zhǔn)，屬中度污染。塘西河、十五里河、南淝河COD指標(biāo)達到劣V類標(biāo)準(zhǔn)，屬重度污染。

1.2 總氮量

總氮指的是水中有機氮、氨氮、亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮的總和。水中的總氮含量是衡量水質(zhì)的重要指標(biāo)之一，其測定有助于評價水體被污染和自凈狀況，控制水體中總氮的含量是保護水質(zhì)的必要措施。從圖2可以看出，總氮超標(biāo)相當(dāng)嚴(yán)重，巢湖西半湖6條主要河流的總氮指標(biāo)全部達到地表水劣V類水體標(biāo)準(zhǔn)，屬重度污染。

1.3 總磷排放量

對湖泊水體的研究結(jié)果表明，總磷濃度是限制浮游藻類生長的重要因素。磷的控制已成為我國當(dāng)前湖泊富營養(yǎng)化治理的首選措施之一。從圖3可以看出，杭埠河、豐樂河總磷指標(biāo)基本達到II類標(biāo)準(zhǔn)，派河總磷指標(biāo)達到III類標(biāo)準(zhǔn)，基本無磷污染。塘西河、十五里河、南淝河總磷指標(biāo)達到劣V類標(biāo)準(zhǔn)，屬重度污染。

1.4 氨氮排放量

氨氮是水體中的營養(yǎng)素，可導(dǎo)致水富營養(yǎng)化現(xiàn)象產(chǎn)生，是水體中的主要耗氧污染物，對魚類及某些水生生物有毒害。氨氮主要來源于餐廚垃圾以及人和動物的排泄物，農(nóng)用化肥的流失也是氨氮的重要來源。從圖4可以看出，杭埠河、豐樂河氨氮指標(biāo)基本達到II類標(biāo)準(zhǔn)，基本無污染。派河、塘西河、十五里河、南淝河氨氮指標(biāo)達到劣V類標(biāo)準(zhǔn)，屬重度污染。

1.5 揮發(fā)酚排放量

含揮發(fā)酚濃度高的廢水不宜用于農(nóng)田灌溉，否則會使農(nóng)作物枯死或減產(chǎn)。揮發(fā)酚的主要污染源有黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè)、化學(xué)原料及化學(xué)制品制造業(yè)、石油加工煉焦業(yè)、農(nóng)副食品加工業(yè)、電力燃氣及水的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)的工業(yè)廢水。從圖5可以看出，揮發(fā)酚指標(biāo)全部達到III類水標(biāo)準(zhǔn)，符合農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（1 mg/l），基本無揮發(fā)酚污染。

2 巢湖污染主要成因分析

2.1 城鎮(zhèn)生活污染

監(jiān)測結(jié)果顯示，流經(jīng)城市地區(qū)的南淝河、十五里河、塘西河、派河河口均為劣V類水質(zhì)，屬重度污染。根據(jù)《第一次全國污染源普查公報》，城鎮(zhèn)生活源是巢湖流域化學(xué)需氧量、氨氮、總氮和總磷排放的主要污染源，分別占各自排放總量的58%、82%、52%和68%；從各市污染物排放量來看，合肥市總磷、總氮和化學(xué)需氧量分別占流域排放總量的55.9%、74.0%和63.2%，可見合肥市是巢湖流域水污染治理的重點地區(qū)；從主要污染物入湖量分布來看，南淝河污染物入湖量最大，總磷、總氮和化學(xué)需氧量分別占流域入湖總量的26.9%，36.4%和40.1%，十五里河和塘西河污染物入湖總量小，但強度大，導(dǎo)致湖體難以有效稀釋流入的污染物，從而在局部形成嚴(yán)重污染。

巢湖流域生活源化學(xué)需氧量排放量為10.73萬噸，氨氮1.08萬噸；工業(yè)源化學(xué)需氧量排放量為1.06萬噸,氨氮0.095萬噸。在兩個單項指標(biāo)上，巢湖流域生活污染是工業(yè)污染的10倍。從實際情況來看，對巢湖水體造成污染的工業(yè)污染源包括釀酒、食品等八個部門。自2000年以來，工業(yè)造成的污染已經(jīng)得到有效的治理，對湖水的污染有限，而且這類點污染源相對也較容易通過污水處理的方式進行控制。目前，巢湖流域工業(yè)造成的水污染比率不到20%，大部分的污染是城鎮(zhèn)生活污染造成的。

2.2 農(nóng)村面源污染

監(jiān)測結(jié)果顯示，流經(jīng)農(nóng)村地區(qū)的杭埠河、豐樂河水質(zhì)較好，河口水質(zhì)基本達到IV類標(biāo)準(zhǔn)，屬輕度污染。但考慮到杭埠河、豐樂河流量較大，兩河入湖水量占總量的60%以上，其帶入巢湖的污染物總量還是相當(dāng)可觀的。

造成農(nóng)村面源污染的主要原因是傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的城鄉(xiāng)物質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)被打破，而現(xiàn)代農(nóng)業(yè)城鄉(xiāng)物質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)沒有建立。一方面，城市內(nèi)部幾乎沒有農(nóng)業(yè)植被，園林綠化也不使用有機肥料，致使原本用于農(nóng)村耕地的有機肥隨著城市的下水道和地面徑流流入城市周邊的水體，造成城市有機廢物對水體的污染。另一方面，農(nóng)村耕地得不到足夠有機肥的補償，只好使用由城市生產(chǎn)的大量化學(xué)肥料補充地力。而化肥在土壤中只有約30%被莊稼吸收，剩余部分則隨著農(nóng)田退水和地面徑流而流入河流和湖泊，造成農(nóng)村面源染。農(nóng)村面源污染問題，是長期以來城市和農(nóng)村之間的物質(zhì)循環(huán)始終是單方向運動的結(jié)果。要想從根本上解決問題，必須從污染源頭治理，盡快實現(xiàn)城鄉(xiāng)物質(zhì)的雙向良性循環(huán)。

2.3 污水處理不徹底

總的來看，合肥市已先后建成王小郢、望塘、朱磚井等十多座大、中、小型城市污水處理廠，日處理能力達上百萬噸。但是南淝河等流經(jīng)城鎮(zhèn)地區(qū)的河流依然污染嚴(yán)重，說明依然存在污水不經(jīng)處理直接排放和污水處理廠凈化能力有限的問題。

我國城市污水處理標(biāo)準(zhǔn)分為二級：一級處理是去除污水中的固體懸浮物；二級處理是去除水中溶解性物質(zhì)，使之達到排放標(biāo)準(zhǔn)。典型的二級生物處理包括厭氧—缺氧—好氧三個階段，通過聚磷菌吸收磷和反硝化菌轉(zhuǎn)換氮達到脫氮除磷的目的（圖六），也稱A2O模式，適用于城市生活污水處理。

二級處理無法完全去除污水中的污染物，即使處理水達到了一級A排放標(biāo)準(zhǔn)，其中仍然含有一定量的氮、磷和有機物（表一），造成污染。要比較徹底的去除污染物，就必須對污水進行更進一步的自然生態(tài)處理。

目前治理城市污水主要依靠污水處理廠的凈化功能。但是污水處理廠現(xiàn)有能力無法完全去除污水中的污染物，現(xiàn)有管網(wǎng)也沒有完全實現(xiàn)雨污分流，城市排水仍然會對水體造成污染。同時小城鎮(zhèn)缺少污水處理廠，部分污水不經(jīng)處理就直接排放。以上種種問題，加劇了巢湖污染。

3 治理巢湖污染的對策建議

巢湖污染治理始終是全省乃至國家層面高度重視的問題，各個方面從不同角度進行了大量深入的研討和實踐，特別是，巢湖行政區(qū)劃調(diào)整以后，過去長期制約巢湖污染治理和開發(fā)利用的體制障礙徹底得到解決，有利于合肥市統(tǒng)籌考慮巢湖的保護、治理和開發(fā)利用。

歸結(jié)起來，巢湖綜合治理的總體思路應(yīng)當(dāng)是：從全流域入手，湖內(nèi)和湖外相結(jié)合，內(nèi)源和外源相結(jié)合，工程措施和生物措施相結(jié)合，綜合采取生態(tài)管理、生態(tài)調(diào)控、生態(tài)修復(fù)和生態(tài)重建等多種手段，促進人與自然的和諧，維護湖泊流域的生態(tài)平衡和實現(xiàn)資源的可持續(xù)利用。

3.1 以污染源控制和資源化利用為重點，加強巢湖外源污染控制

3.1.1 提高城鎮(zhèn)污水處理水平

加快流域城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施建設(shè)，重點加強污水收集管網(wǎng)建設(shè)，逐步推進雨污分流，提高污水收集處理率，努力不讓一滴沒有處理的污水進入相關(guān)河流。積極推進污水處理廠污水處理工藝改造升級，提升污水處理標(biāo)準(zhǔn)，最大限度減少污染物的排放。

3.1.2 推廣污水自然生態(tài)處理技術(shù)

自然生態(tài)處理技術(shù)在歐美等發(fā)達國家已有較大規(guī)模的應(yīng)用，主要是通過構(gòu)建人工濕地，利用自然生態(tài)圈的自我修復(fù)與水質(zhì)凈化功能來處理污水。我國的多個項目如北京奧林匹克公園、深圳洪湖公園、云南撫仙湖均采用了該項技術(shù)。巢湖市也有效利用了該技術(shù)，自2000年以來先后開展三期巢湖污染底泥疏挖工程，用清理出的淤泥灌入圍堰構(gòu)建人工濕地，有效改善了巢湖市水源地水質(zhì)和生態(tài)環(huán)境。

表1 加人工濕地處理后與污水處理廠出水水質(zhì)比較

污水濕地處理在城市郊區(qū)具有很好的發(fā)展前景，其在水源調(diào)蓄、氣候調(diào)節(jié)、水質(zhì)凈化、物種保存等方面可發(fā)揮重要作用，而運行費用只有常規(guī)工藝的10%-50%。濕地能夠消浪,促使沉積,降低沉積物的再懸浮,大量吸收水體和沉積物中的營養(yǎng)物,改變水生網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),同時又有資源利用價值?！笆濉逼陂g，合肥將完成十大濕地建設(shè)，其中塘西河濕地和派河濕地等六大濕地的構(gòu)建工程已經(jīng)開始。

為此，在城鎮(zhèn)治污工程的基礎(chǔ)上，開展入湖河道尾水濕地恢復(fù)與構(gòu)建工作，進一步攔截剩余氮磷。在入湖口清理淤泥,建立人工濕地，種植蘆葦、水葫蘆等植物，適當(dāng)放養(yǎng)經(jīng)過選擇的魚類，利用生態(tài)控制技術(shù)吸收水中氮磷等污染物質(zhì),抑制藻類的繁殖。在巢湖沿岸建立環(huán)湖濕地保護帶,恢復(fù)和重建湖泊濱岸水生植物,實現(xiàn)長效生態(tài)調(diào)控和管理。

3.1.3 推廣污染物資源化技術(shù)

近年來，城市生活垃圾和污水處理廠的污泥量不斷增長，已成為急需解決的現(xiàn)實問題。目前對此類污染物的處理主要采用填埋、堆肥、焚燒等方法。但這些方法僅僅是將污染物轉(zhuǎn)移，沒有消除污染，環(huán)境風(fēng)險大，二次污染問題嚴(yán)重。只有循環(huán)利用生活垃圾和污泥，變污染物為資源，才能徹底解決問題。

為此，根據(jù)實際情況和需要，選擇合適的處理工藝將有機垃圾和污泥轉(zhuǎn)化為沼氣、生物柴油、有機肥等可商品化的資源。在農(nóng)村地區(qū)以有機肥取代化肥。我國化肥使用強度高，但有效使用率低，大量流失的氮和磷導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化。可通過測土配方、因土施肥來減少化肥農(nóng)藥的使用量。同時把城市有機垃圾和污泥轉(zhuǎn)化生成的有機肥運往農(nóng)村，用于替代化肥，變廢為寶。通過以有機肥取代化肥的方法，農(nóng)村地區(qū)可減少化肥和農(nóng)藥的用量，降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，提高農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)，培養(yǎng)土壤肥力，真正有利于農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

同時，大力推廣沼氣工程。對于單個農(nóng)戶，積極推廣戶用沼氣。農(nóng)村戶用沼氣以“一池三改”為主要建設(shè)內(nèi)容 （建一口沼氣池，改廚、改廁、改圈），實現(xiàn)人畜糞便無害化處理和污染物零排放。產(chǎn)生的沼渣、沼液是優(yōu)質(zhì)有機肥，可以大大減少化肥農(nóng)藥的使用量，遏制農(nóng)村面源污染。對于人口相對集中和畜禽養(yǎng)殖規(guī)模比較大的地區(qū)，推廣大中型沼氣工程。采用集合多種技術(shù)手段的綜合性處理模式,把有機生活垃圾、禽畜糞便、餐飲業(yè)餐廚垃圾以及污水處理廠污泥等污染物轉(zhuǎn)化為沼氣、沼渣沼液、再生水等資源。沼氣提煉、罐裝后用作汽車燃料，富含磷的沼渣沼液作為有機肥料返還農(nóng)田，凈化生活污水產(chǎn)生的再生水用于工業(yè)和農(nóng)業(yè)。這種模式逐步推廣到巢湖流域，可以根治巢湖污染，為解決巢湖流域及全國類似污染問題提供示范和借鑒。

3.2 以實施生物操縱為重點，加強巢湖內(nèi)源污染治理

生物控制是湖泊內(nèi)源污染的治本措施。常用的生物控制方法有種植并收獲水生或濕生植物、回收利用藻類及放養(yǎng)魚類等。綜合考慮巢湖的自然、水文特點及各種現(xiàn)實性因素，放養(yǎng)魚類可能是實施生物控制的比較可行的方法。放養(yǎng)魚類治理水體污染技術(shù)又稱為生物操縱，即通過調(diào)控湖泊中生物之間的食物鏈關(guān)系控制或減輕湖泊污染負(fù)荷。如在湖泊中放養(yǎng)鰱鳙會大大降低藻類現(xiàn)存量。魚類捕撈后，可從湖水中除去可觀的營養(yǎng)負(fù)荷。

生物操縱將漁業(yè)措施與污染治理結(jié)合起來，是生物工程和系統(tǒng)工程的結(jié)合，它有以下主要優(yōu)點：一是可操作性強。除治污效果需仔細監(jiān)測以調(diào)整漁業(yè)規(guī)模外，當(dāng)漁業(yè)規(guī)模確定，漁業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建成以后，基本操作可按漁業(yè)生產(chǎn)方式進行，因此，操作簡便易行。二是作用范圍大。不僅可在湖泊局部水域進行，而且可以在全湖開展，由于魚類的運動能力強，其本身的分布不受水位變化的影響。三是綜合效益較好。漁業(yè)措施與其他一些工程措施和生物措施相比，各類投入相對較低，在降低水體營養(yǎng)物質(zhì)含量，減輕或消除藍藻危害的同時，也會帶來的漁業(yè)的發(fā)展，而且漁業(yè)產(chǎn)品具有較高的后續(xù)利用價值。

在實施生物操縱治理巢湖內(nèi)源污染的同時，應(yīng)著眼我省，積極推進引江濟巢等工程建設(shè)。引江濟巢不僅是優(yōu)化巢湖水環(huán)境的重要工程性措施，而且也是遠期規(guī)劃建設(shè)的引江濟淮重大水利工程的組成部分。但是，由于引江濟巢工程浩大，應(yīng)當(dāng)進行充分科學(xué)的論證，確保工程經(jīng)得起實踐和歷史的檢驗。