陳田水庫藍(lán)藻水華事件的思考

方奮飛

（惠安縣菱溪陳田水庫管理處，福建 惠安 362000）

1 問題的提出

陳田水庫建成于1972年，總庫容2563萬m3，與其下游的菱溪水庫（建成于1956年，總庫容3060萬m3）形成了集供水、灌溉、防洪、發(fā)電為一體的綜合利用梯級水庫。水庫群擔(dān)負(fù)著福建煉油廠及惠安縣城的工業(yè)、生活用水，日供水規(guī)模近10萬t，是惠安、泉港兩縣區(qū)重要水源。水庫一旦失事，將對國民經(jīng)濟(jì)造成極大損失，影響社會穩(wěn)定。

2013年5月20日，陳田水庫庫面出現(xiàn)大面積綠色細(xì)微漂浮物，暴發(fā)藍(lán)藻水華事件，引起了市、縣政府和當(dāng)?shù)厝罕姷母叨汝P(guān)注?；莅部h水利局立即啟動飲用水源保護(hù)區(qū)突發(fā)事件應(yīng)急預(yù)案，聯(lián)合環(huán)保局、水庫管理單位成立事故調(diào)查小組，采取了人工打撈、投放硫酸銅等應(yīng)急處置措施，并對庫區(qū)及上游進(jìn)行污染源調(diào)查。

2 成因和危害

2.1 成因分析

水華是淡水水體中藻類大量繁殖的一種自然生態(tài)現(xiàn)象，是水體富營養(yǎng)化的一種特征，主要由于生活及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的含有大量氮、磷的廢污水進(jìn)入水體，藍(lán)藻（嚴(yán)格意義上應(yīng)稱為藍(lán)細(xì)菌）、綠藻、硅藻等藻類成為水體中的優(yōu)勢種群，大量繁殖后使水體呈現(xiàn)藍(lán)色或綠色的一種現(xiàn)象。隨著水體N、P等營養(yǎng)物質(zhì)上升，水體中浮游植物初級生產(chǎn)力的比例升高；水草的破壞和固著藻類棲息地的損失，浮游植物初級生產(chǎn)力的比例越來越高，光強下降，COD和BOD值上升，導(dǎo)致藍(lán)藻水華暴發(fā)。

2.1.1 內(nèi)因

導(dǎo)致水華發(fā)生的重要因素之一是水體的富營養(yǎng)化，是藍(lán)藻水華事件暴發(fā)的內(nèi)因。

根據(jù)5月21日泉州市、惠安縣環(huán)境監(jiān)測站水質(zhì)取樣檢測結(jié)果顯示，水溫26.5℃，pH9.22，葉綠素a（chla）37.5mg/m3， 總磷 （TP）0.078mg/L， 總氮（TN）1.66mg/L，透明度（SD）0.6m、高錳酸鹽指數(shù)（CODMn）3.2mg/L，依據(jù)中國環(huán)境監(jiān)測總站制定的《湖泊（水庫）富營養(yǎng)化評價方法及分級技術(shù)規(guī)定》，計算得陳田水庫綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù) TLI（∑）為 55.41，50＜TLI（∑）≤60，屬輕度富營養(yǎng)，如表1所示。

表1 綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)

浮游藻類生長的主要營養(yǎng)鹽是N和P，N是合成藻體內(nèi)蛋白質(zhì)（如結(jié)構(gòu)蛋白、各種具有催化作用的酶等）、核酸的基本元素；P是核酸等的主要組分，也是高能化合物如ATP、ADP的基本元素。而氮磷比（N/P）是浮游植物生長過程中營養(yǎng)狀況的一個特征指標(biāo)，是水體中植物受P或N限制的重要指標(biāo)。一般認(rèn)為水體中可能出現(xiàn)水華現(xiàn)象的TP和TN質(zhì)量濃度為0.02mg/L和0.2mg/L。當(dāng)水中的N/P值大于16時TP的含量將是浮游植物生長的限制因子。此次陳田水庫發(fā)生藍(lán)藻水華事件，TP和TN分別達(dá)到了0.078mg/L和1.66mg/L，N/P值21.28，水體中TP和TN等營養(yǎng)鹽相對比較充足，TP是水華發(fā)生的限制因子。

2.1.2 外因

除了水體的富營養(yǎng)化之外，水溫、洋流、水體的pH值、光照強度等均會對藻類等水華生物的大暴發(fā)產(chǎn)生影響，在個別時候甚至是誘發(fā)因素，也是藍(lán)藻水華事件暴發(fā)的外因。

相關(guān)研究表明，藍(lán)藻在溫度13℃以下，生長非常慢；藍(lán)藻生長最適的溫度是25℃～35℃；適宜的pH是7.5～9.0。形成水華的藍(lán)藻生長繁殖是快速還是緩慢，與該物種在什么條件下如何發(fā)揮其生理潛能有很大關(guān)系。

5月21日水質(zhì)取樣時，水溫26.5℃，pH9.22，達(dá)到或接近適宜藍(lán)藻生長的環(huán)境。由于陳田水庫沒有長期水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)，下游菱溪水庫有多年水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)且該水庫水量全部來自陳田水庫，因此采用菱溪水庫近3年水質(zhì)監(jiān)測資料進(jìn)行相關(guān)分析。

2011～2013年菱溪水庫TP和TN的平均值分別在 0.015～0.023 和 0.80～0.089 之間，N/P 值 在12.86～240.9之間，除2012年10月份N/P值小于16，其余月份均大于16，除2011年3月份以外，其余各月份TP和TN質(zhì)量濃度均分別超過0.02mg/L和0.2mg/L。

2011～2013年菱溪水庫5～9月份水溫在藍(lán)藻生長最適的溫度25℃～35℃；pH值基本上在7.0～8.0之間，水位普遍較低，因此可認(rèn)為5～9月份為菱溪水庫、陳田水庫“水華事件”暴發(fā)的危險期。

2.1.3 水華事件原因

陳田水庫地處亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，1～4月份及10～12月份水溫一般低于25℃，不具備藍(lán)藻水華發(fā)生的水溫條件，從水體穩(wěn)定性來看，雖然1～4月份及10～12月份的降水量低，水體穩(wěn)定性較高，但這幾個月份的水體已發(fā)生垂直混合，水體分層消失，不利于藻類懸浮機制的發(fā)揮。5～9月份水溫接近25℃，具備了藍(lán)藻水華發(fā)生的水溫條件，雖然屬于豐水期，降水量大，表層水體穩(wěn)定性差，但水體易發(fā)生熱分層，因此藍(lán)藻水華通常在這個時間發(fā)生。2013年5月，陳田水庫降水量272.2mm，較常年同期略大，水庫水位192.57m（遠(yuǎn)低于正常水位210.8m），水體穩(wěn)定性強，且水溫達(dá)到26.5℃，有利于藍(lán)藻獲得競爭優(yōu)勢和水華發(fā)生，如圖1～圖5。

圖1 2011～2013年菱溪水庫TP動態(tài)

圖2 2011～2013年菱溪水庫TN動態(tài)

圖3 2011～2013年菱溪水庫水溫動態(tài)

圖4 2011～2013年菱溪水庫pH動態(tài)

圖5 2011～2013年菱溪水庫水位動態(tài)

2.2 污染源調(diào)查

2.2.1 面源污染

水庫上游共有村莊3個，人口6280人，耕地面積167.33hm2， 林地3681hm2（其中速生林1016.67hm2、茶園 53.33hm2）。村民在日常生活中產(chǎn)生的大量生活污水和生活垃圾未經(jīng)處理直接排放，其中大量富含氮、磷的有機物，磷則主要來源于洗滌劑。而農(nóng)業(yè)種植模式的改變、輪作方式的不斷變化，復(fù)種指數(shù)越來越高，隨之而來的化肥和農(nóng)藥用量不斷增加，雨水沖刷把殘余的化肥、農(nóng)藥帶入水中。

2.2.2 點源污染

根據(jù)聯(lián)合調(diào)查，水庫上游某農(nóng)場和多家村民自建規(guī)?；B(yǎng)豬場，多家村民自建養(yǎng)豬場，規(guī)模養(yǎng)殖100～200頭的有5家，總量約3500頭。畜禽養(yǎng)殖排放的廢水量大、集中，且廢水中含有大量污染物，如重金屬、殘留的獸藥和大量的病原體等，同時由于畜禽糞尿的淋溶性很強，糞尿中的氮、磷及水溶性有機物等淋溶量很大。這些污染物未經(jīng)處理，直接或間接排入河道，影響水庫水質(zhì)。

2.2.3 內(nèi)源污染

由于水庫建成初期水庫內(nèi)發(fā)展諸如網(wǎng)箱養(yǎng)魚、圍攔養(yǎng)殖等生產(chǎn)活動，加上長期的外源污染、水土流失帶來的水庫淤積等因素，轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)源污染。同時，受降雨和除險加固水位降低等因素影響，水庫水體流動緩慢，水體交換率較小。

2.3 藍(lán)藻的危害

淡水富營養(yǎng)化后，如控制不當(dāng)，水華將頻繁出現(xiàn)，且面積逐年擴散，持續(xù)時間逐年延長。淡水重污染水體中的水華優(yōu)勢種多半屬于藍(lán)藻。

淡水水華造成的危害主要有以下方面。

（1）藻類水華在湖面形成巨大的生物量，填塞自來水廠的過濾裝置被水華，且影響景觀，某些水華藍(lán)藻產(chǎn)毒，造成水體異味。

（2）飲用水源受到威脅，藻毒素通過食物鏈影響人類的健康，藍(lán)藻水華的次生代謝產(chǎn)物MCRST能損害肝臟，具有促癌效應(yīng)，直接威脅人類的健康和生存。

所以每次發(fā)生水華現(xiàn)象都會給人類和自然界帶來巨大的損失或災(zāi)害。

3 防治措施

3.1 加強源頭綜合治理

（1）在水庫上游構(gòu)筑“生態(tài)修復(fù)、生態(tài)治理、生態(tài)保護(hù)”3道防線，扎實推進(jìn)水源地產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和生態(tài)移民，著力推進(jìn)退耕還林、退果還林和生態(tài)涵養(yǎng)林工程建設(shè)。抓緊規(guī)劃和實施上游河道綜合整治，推進(jìn)清潔型生態(tài)小流域治理，通過興建前置庫、人工濕地，建設(shè)生活垃圾集中處理和生活污水集中排放及處理設(shè)施，削減污染物入庫總量，以控制引起藻類大量繁殖的營養(yǎng)源。

（2）在飲用水源保護(hù)區(qū)劃定禁養(yǎng)區(qū)，嚴(yán)格落實禁養(yǎng)制度，抓緊建立和完善重要水源地生態(tài)保護(hù)補償機制，出臺實施辦法，明確生態(tài)補償?shù)脑瓌t、范圍、方式、標(biāo)準(zhǔn)和補償資金的籌措使用，提高當(dāng)?shù)厝罕姳Ｗo(hù)水源的自覺性和積極性。

3.2 加快庫區(qū)綜合整治

陳田水庫投入運行30余年，菱溪水庫投入運行50余年，水庫均存在不同程度的淤積，應(yīng)當(dāng)加快實施庫底清淤疏浚工程。加快推進(jìn)凈水生態(tài)漁業(yè)，根據(jù)水體特定的環(huán)境條件，利用有效的水體生物鏈，定期適當(dāng)放養(yǎng)濾食性魚類和底層覓食性魚類，增加水體生物群落的多樣性，以增加水體自凈能力，保護(hù)水生生態(tài)平衡，削減內(nèi)源污染物總量。

3.3 健全預(yù)警預(yù)測機制

藍(lán)藻水華預(yù)警監(jiān)測是一項龐大的系統(tǒng)工程，良好的組織體系是預(yù)警監(jiān)測工作能否順利實施的前提，是提高政府應(yīng)對藍(lán)藻能力的有效保證。藍(lán)藻水華預(yù)警監(jiān)測可分為常規(guī)預(yù)警監(jiān)測和應(yīng)急預(yù)警監(jiān)測兩部分進(jìn)行，常規(guī)預(yù)警監(jiān)測主要是每年的10月～次年的4月份，應(yīng)急預(yù)警監(jiān)測主要是每年的5月～9月份進(jìn)行。根據(jù)水華影響因子，確定監(jiān)測項目。

常規(guī)預(yù)警監(jiān)測的一個周期結(jié)束后，應(yīng)將監(jiān)測數(shù)據(jù)與往年同期數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，尤其與藍(lán)藻水華暴發(fā)年份的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，對藍(lán)藻水華的暴發(fā)進(jìn)行預(yù)判斷。應(yīng)急預(yù)警監(jiān)測時，應(yīng)加強日常巡查，關(guān)注水位、水體透明度等變化；一旦發(fā)生藍(lán)藻水華事件，要加強藻類種群組成監(jiān)測分析，以此作出相應(yīng)的處置決策。

3.4 完善應(yīng)急處置預(yù)案

進(jìn)一步完善水污染防治應(yīng)急處置預(yù)案，確立預(yù)防為主的方針和風(fēng)險與損害預(yù)防、統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)、分級負(fù)責(zé)、反應(yīng)及時、措施果斷、依靠科學(xué)、加強合作的原則，創(chuàng)新和完善應(yīng)急預(yù)案、預(yù)警、公眾報告與舉報、緊急狀態(tài)宣告、信息發(fā)布、強制措施、救援、處置、協(xié)助和法律后果等制度。根據(jù)水庫特性，進(jìn)一步細(xì)化污染事件的分級。

4 結(jié)語

由于水體富營養(yǎng)化問題成因與危害的復(fù)雜性，應(yīng)該從政府組織體制上創(chuàng)造截污控源的良好環(huán)境，實行從以截污為主的污染治理到營養(yǎng)總量控制，從局部或單元治理到生態(tài)系統(tǒng)管理，從行業(yè)和地方資源開發(fā)式管理發(fā)展到全流域生態(tài)安全為基礎(chǔ)的可持續(xù)管理轉(zhuǎn)變，運用行政和技術(shù)手段，綜合采取截污治污、生態(tài)修復(fù)、預(yù)警預(yù)測等工程和非工程措施，完善相關(guān)法律法規(guī)和應(yīng)急預(yù)案，逐步改善水質(zhì)，避免水華事件頻繁發(fā)生，從根本上確保當(dāng)?shù)厝罕娚a(chǎn)生活用水安全。

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