長沙湖泊富營養(yǎng)化成因、治理的調(diào)研與分析

李欣然

摘 要 城市湖泊與現(xiàn)代人類生活和生產(chǎn)之間關(guān)聯(lián)緊密，水體質(zhì)量易受不同程度的污染和破壞。城市湖泊富營養(yǎng)化是一種常見現(xiàn)象，其成因包括自然因素和人為因素，本文以中南地區(qū)長沙湖泊為具體對象，從水體指標(biāo)參數(shù)、富營養(yǎng)等級等方面進行調(diào)研分析，論述了污染源管控等治理策略，以及生態(tài)修復(fù)和除藻等技術(shù)手段。

關(guān)鍵詞 城市湖泊 富營養(yǎng)化 湖泊治理 除藻

中圖分類號：X524文獻標(biāo)識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2015.11.089

Research and Analysis of Changsha

Eutrophication Causes and Governance

LI Xinran

（Yali High School， Changsha， Hu'nan 410021）

Abstract Urban lakes and modern human life and production are closely associated， water quality susceptible to different degrees of pollution and destruction. City eutrophication is a common phenomenon， its causes both natural factors and human factors， this article South Africa Changsha lakes concrete objects， conduct research and analysis from the water indicator parameters， eutrophic grade， etc.， discusses the sources of pollution controls and other governance strategies， and techniques of ecological restoration and algae.

Key words urban lake; eutrophication; lake management; algae

0 引言

由于社會經(jīng)濟快速發(fā)展和治理措施的相對滯后，我國湖泊尤其是南方城市湖泊的富營養(yǎng)化問題日趨嚴重。湖泊富營養(yǎng)化是指氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)大量進入湖泊等緩流水體，導(dǎo)致藻類及其它浮游生物大量繁殖，水體溶解氧和透明度減低，造成水質(zhì)惡化滋生“水華”，嚴重時出現(xiàn)魚類等水生生物大量死亡的現(xiàn)象。既破壞城市湖泊生態(tài)系統(tǒng)，又對飲水、灌溉、水產(chǎn)養(yǎng)殖、水上運輸?shù)葞泶蟮膿p失。因此，對城市湖泊富營養(yǎng)化的成因和治理措施的研究日益引起關(guān)注。圖1為城市湖泊富營養(yǎng)化的成因、治理及其影響之間的關(guān)系圖。

圖1 城市湖泊水體質(zhì)量影響因素及其關(guān)聯(lián)關(guān)系圖

1 城市湖泊富營養(yǎng)化成因與影響

城市湖泊富營養(yǎng)化的成因有自然因素和人為因素兩種。其中人為因素的作用日益突出，水質(zhì)惡化對生態(tài)系統(tǒng)和人類生產(chǎn)所產(chǎn)生的負影響日趨嚴重。

1.1 自然因素

自然因素包括湖泊形態(tài)、地理位置、氣象氣候以及水動力條件等。

城市湖泊的水深普遍較淺，長沙地區(qū)的年嘉湖、洋湖垸等大面積水體平均水深約兩米左右，且水緩特征。中南大部分地區(qū)氣候溫和，光照充足，雨熱同期，長沙素有“火爐”之稱，水溫較高。湖南丘陵地帶多為弱酸性紅土壤，經(jīng)河流、雨水沖刷搬運，將富含氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)大量帶入湖泊。浮游藍藻類一般都是喜溫性的，溶解氧也是藻類繁殖的一個重要條件，水動力條件能直接作用于水華藻類細胞，影響其生長繁殖與種間競爭，同時改變水體環(huán)境及營養(yǎng)鹽的狀況，酸堿度對湖泊生態(tài)的初級生產(chǎn)力有相當(dāng)顯著的影響。

1.2 人為因素

城市湖泊水體富營養(yǎng)的外部污染源可分為點源、線源和面源。

點源指城鎮(zhèn)生活污水、企業(yè)生產(chǎn)污水等集中固定的污染源，目前已受到環(huán)保部門和人士的重點關(guān)注，較易于控制。線源指雨水將地表營養(yǎng)物質(zhì)沖洗帶入湖泊水體，如城市餐廚垃圾等已成為湖泊周邊的主要污染因素。面源包括大氣中N、P經(jīng)大氣降塵或雨水進入水體，游客直接投喂和丟棄到水體的食物和垃圾，另外霧霾等加劇該類因素的影響。

另外，長期沉淀在地表水體底部的污泥，源源不斷地向水體釋放營養(yǎng)物質(zhì)，是不容忽視的內(nèi)部污染源之一。

1.3 富營養(yǎng)化影響

城市湖泊水體富營養(yǎng)化的影響從水源水質(zhì)到生態(tài)系統(tǒng)再到人類生活，呈現(xiàn)多支鏈狀的作用特征。

富營養(yǎng)化導(dǎo)致藻類異常增殖，分泌大量生物毒素，威脅水生生物生存，進而造成大型水生植物群落減少，對人體健康也構(gòu)成威脅。富營養(yǎng)化使水體透明度降低，影響水中植物光合作用，降低水中溶解氧，造成魚類死亡。富營養(yǎng)化水體增加凈水廠成本，水體中硝酸鹽和亞硝酸鹽使人中毒致病。湖泊富營養(yǎng)化會對漁業(yè)等生物資源和風(fēng)景湖泊等旅游資源的開發(fā)利用產(chǎn)生不利影響。水體富營養(yǎng)化加速水體淤積，降低江河湖泊蓄水能力，導(dǎo)致洪澇災(zāi)害。

2 城市湖泊富營養(yǎng)化治理方法

受氣候異常變化和城市化建設(shè)的快速發(fā)展的影響，長沙地區(qū)城市湖泊近年來多次出現(xiàn)水華現(xiàn)象，水體富營養(yǎng)化程度嚴重（參見我國湖泊營養(yǎng)化評價標(biāo)準(zhǔn)），如表1所示，居民區(qū)周邊景觀湖泊尤為嚴重，耗費了大量的人力財力用于水體營養(yǎng)化治理。

城市湖泊水體富營養(yǎng)化治理方法有物理、化學(xué)、生物和水力等，主要從控制水體營養(yǎng)鹽類、除藻等方面著手。

2.1 水體鹽類控制

水體鹽類控制湖泊是改善湖泊富營養(yǎng)化程度的根本之一，可采用控源和生態(tài)修復(fù)兩種方法。

控源是控制流入湖泊的營養(yǎng)物質(zhì)或減少湖泊底部污泥向水體釋放污染物。截污、污水改道、污水除磷等手段可用于控制外源性污染物，而清淤挖泥、營養(yǎng)鹽鈍化、底層暴氣、稀釋沖刷、調(diào)節(jié)湖水氮磷比、覆蓋底部沉積物及絮凝沉降等手段，可用于應(yīng)對內(nèi)源性污染物。但是，上述手段往往涉及城市規(guī)劃和市政建設(shè)，環(huán)節(jié)繁雜、成本偏高，只能局限于點源控制如工廠排污、生活排污等等，此外，水體營養(yǎng)物質(zhì)如雨水沖刷或大氣降塵等難以控制。

生態(tài)修復(fù)是指通過湖泊各種水生植物的恢復(fù)能力，有效地降低沉積物懸浮和內(nèi)源污染釋放。針對中南地區(qū)的亞熱帶季風(fēng)性氣候，鳳眼蓮可去除NH4-N、NO3-N、COD、TN等物質(zhì);水浮蓮可去除BOD5等物質(zhì);蘆葦、狹葉香蒲、菱等高等水生植物對水中氮、磷都有富集能力;蘿卜螺可直接吸收溶解的營養(yǎng)物及有機碎屑，又可吃掉大量藻類;風(fēng)車草、菖蒲、富貴竹三種植物可吸收NH4-N、氮、磷等物質(zhì)，同時三種植物對真實色度有一定的去除效果。生態(tài)方法的成本低、效果明顯、副作用較小、不產(chǎn)生二次污染，可行性較好。

2.2 除藻

除藻技術(shù)有機械除藻、化學(xué)除藻、微生物控藻、電化學(xué)除藻、植物抑藻、黏土除藻、人工濕地、遮光除藻等除藻方式，其中，機械類除藻成本較高，化學(xué)類除藻會破壞生態(tài)系統(tǒng)，引發(fā)二次污染等缺點。超聲波除藻利用超聲波的生物效應(yīng)、觸變效應(yīng)抑制藻類生長，不破壞生態(tài)系統(tǒng)、無二次污染，易于實現(xiàn)自動化操作，已引起廣泛的重視和發(fā)展。

3 總結(jié)與展望

城市湖泊富營養(yǎng)化破壞生態(tài)系統(tǒng)，影響生活用水、水產(chǎn)養(yǎng)殖等，造成環(huán)境和經(jīng)濟上的損失。本文選擇長沙湖泊作為中南地區(qū)城市湖泊的考察對象，分析城市湖泊富營養(yǎng)化的產(chǎn)生原因和影響，以成本低、效率高、副作用小為目標(biāo)，介紹了生態(tài)修復(fù)、超聲波除藻等先進的湖泊富營養(yǎng)化治理方法，調(diào)研分析表明，及時采取控源、除藻等預(yù)防和治理措施，由被動治理變?yōu)橹鲃宇A(yù)防，是從根本減少城市湖泊富營養(yǎng)化的唯一途徑。

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