水庫生態(tài)修復(fù)方法與建議

趙祺

摘?要：通過對水庫生態(tài)修復(fù)的重要性、水庫生態(tài)修復(fù)的定義和要求進(jìn)行系統(tǒng)地闡釋，以源頭控輸入、四周固生態(tài)和庫內(nèi)強(qiáng)管理的思路，具體論述了庫區(qū)水體修復(fù)的幾種相關(guān)方法，并在此基礎(chǔ)上，針對水庫水質(zhì)出現(xiàn)的問題提出相應(yīng)的合理化建議。

關(guān)鍵詞：水庫;生態(tài)修復(fù);方法;建議

1?水庫生態(tài)修復(fù)的重要性

我國湖庫眾多，據(jù)相關(guān)資料統(tǒng)計，我國水庫約為8萬余座，庫容量為4.3×1011 m3[1]。水庫在供水、防洪、航運(yùn)、漁業(yè)和發(fā)電等方面潛力巨大，同時，在維持生態(tài)系統(tǒng)方面也有非常重要的作用。習(xí)總書記說過，綠水青山就是金山銀山，但隨著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，城鎮(zhèn)化、工業(yè)化和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的進(jìn)一步推進(jìn)，致使生活污水和工農(nóng)業(yè)廢水的排放量逐漸增加，導(dǎo)致水質(zhì)資源惡化，影響水庫水質(zhì)，對水庫水域生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成了嚴(yán)重威脅，同時也影響了人們的正常生活，因而當(dāng)務(wù)之急就是開展水庫生態(tài)修復(fù)，改善水庫水質(zhì)。

2?生態(tài)修復(fù)的內(nèi)涵

2.1?生態(tài)修復(fù)方法的定義

生態(tài)修復(fù)即對生態(tài)系統(tǒng)停止人為干擾，以減輕負(fù)荷壓力，依靠生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力與自組織能力使其向有序的方向進(jìn)行演化，或者利用生態(tài)系統(tǒng)的這種自我恢復(fù)能力，輔以人工措施，使遭到破壞的生態(tài)系統(tǒng)逐步恢復(fù)，或使生態(tài)系統(tǒng)向良性循環(huán)方向發(fā)展;主要指致力于那些在自然突變和人類活動影響下受到破壞的自然生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)與重建工作，恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)原本的面貌[2]。

2.2?生態(tài)修復(fù)的要求

生態(tài)修復(fù)要利用水庫容量大、水位可調(diào)節(jié)等特點(diǎn)，采用適當(dāng)?shù)姆绞?，促進(jìn)水庫水環(huán)境的自我調(diào)節(jié)、自我修復(fù)，保證水質(zhì)質(zhì)量。同時，水庫具有多種功能，在修復(fù)過程中，我們既要保證其主要功能的正常運(yùn)行，又要做到水庫功能與修復(fù)的協(xié)調(diào)性。在進(jìn)行生態(tài)修復(fù)時，由于不同時間、不同流域存在差異，因此我們要統(tǒng)籌考慮，根據(jù)生態(tài)學(xué)原理，遵循生物多樣性原則，在不破壞生境和引起物種入侵的情況下，培育本土生物，適當(dāng)引進(jìn)其他生物，做到短期利益和長期利益相統(tǒng)一，經(jīng)濟(jì)效益、社會效益和生態(tài)效益相協(xié)調(diào)。

3?生態(tài)修復(fù)方法

3.1?控制水庫源頭

水庫污染的主要原因之一為水庫上游的來水污染物超標(biāo)。由于上游工業(yè)企業(yè)廢水的排放，農(nóng)業(yè)上農(nóng)藥化肥過度施用，致使殘留的、未被利用的農(nóng)藥化肥隨雨水等各種方式的流入，還有生活污水的排入，導(dǎo)致水庫上游水質(zhì)中總氮、總磷和高錳酸鉀指數(shù)等相關(guān)理化指標(biāo)上升，水質(zhì)惡化，由此從水庫源頭入手成為關(guān)鍵。

水庫主管部門應(yīng)與環(huán)保部門加強(qiáng)合作，密切關(guān)注水質(zhì)的變化，從而為應(yīng)對水質(zhì)污染采取相應(yīng)措施提供保障。定期檢測水庫水質(zhì)指標(biāo)，觀察水質(zhì)變化趨勢。當(dāng)庫區(qū)水質(zhì)受到污染，水庫管理部門可以考慮實(shí)施截流或者停止相關(guān)水域流入水庫。

當(dāng)前最典型的方法為前置庫技術(shù)。前置庫技術(shù)即污水入庫前，憑借前置庫延長污水停留時間，促使污染物質(zhì)通過沉淀、降解和水體的自凈能力從而使水質(zhì)污染降到較低水平。

在工業(yè)方面，環(huán)保部門可以對工業(yè)企業(yè)進(jìn)行監(jiān)督管理，要求工業(yè)企業(yè)更新處理工藝及設(shè)備，提高污水處理能力，強(qiáng)化和穩(wěn)定其運(yùn)營效率及效果[3]。工業(yè)企業(yè)可利用微生物將廢水中的污染物降解轉(zhuǎn)化為某種不易分解的化合物。通過向土著菌群中投加具有特殊降解作用的微生物可以有效地改善難降解有機(jī)物的生物處理效果和污水處理設(shè)施在極端環(huán)境條件如低溫條件下的運(yùn)行穩(wěn)定性[4]。鄒東雷通過實(shí)驗(yàn)，將預(yù)處理后廢水經(jīng)稀釋后分別用厭氧ABR反應(yīng)器與好氧循環(huán)流化床反應(yīng)器進(jìn)行聯(lián)合處理后，出水CODcr小于100 mg/L，達(dá)到了國家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)[5]。

在農(nóng)業(yè)方面，要加大科技投入，在庫區(qū)上游要推廣生態(tài)農(nóng)業(yè)、有機(jī)農(nóng)業(yè)。根據(jù)土地情況，減少化肥、農(nóng)藥的施用;建設(shè)廢水池收集廢水，采用過濾、沉淀、曝氣、絮凝、絡(luò)合及微生物降解等物理、化學(xué)和生物手段，減少農(nóng)業(yè)廢水和污染物排入水庫，減輕水庫污染壓力。同時可借鑒和利用循環(huán)水系統(tǒng)等先進(jìn)技術(shù)手段，既有利于節(jié)水減排，又有利于減少農(nóng)業(yè)污水流入水庫，防止水質(zhì)惡化。

在生活方面，要推進(jìn)污水處理廠的建設(shè)，把城市和農(nóng)村的污水集中處理，減輕污水對水庫生境的影響。通過理化方法減少污水對庫區(qū)水質(zhì)的不利影響。通過絮凝、過濾等技術(shù)手段去除雜質(zhì)和懸浮物，然后運(yùn)用微生態(tài)制劑，在無氧或有氧狀態(tài)下相互轉(zhuǎn)化，降低水中污染物含量。王曙光等人對深圳4條河水進(jìn)行絮凝沉淀脫磷脫氮實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明通過相關(guān)技術(shù)的處理，河水水質(zhì)達(dá)國家地表Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)[6]。

3.2?加強(qiáng)庫區(qū)周圍生態(tài)環(huán)境建設(shè)

要加強(qiáng)在水庫周圍進(jìn)行植樹造林工作，增加當(dāng)?shù)刂脖桓采w率，這樣不僅有利于水土的保持，而且還對水質(zhì)修復(fù)也具有重要的作用。植被的擴(kuò)大，可以吸收土地中的氮磷元素，促進(jìn)植被的生長。植被吸收氮磷后、可以減少地表中的氮磷元素通過降水或其他形式流入庫區(qū)中，抑制總氮、氨氮等含氮物質(zhì)和總磷、磷酸鹽濃度的升高，保證水質(zhì)的清潔。不僅如此，擴(kuò)大庫區(qū)林地面積，在周邊形成有規(guī)模的植被，可以形成水質(zhì)保護(hù)一道天然屏障[3]。這樣可以減少懸浮物進(jìn)入水體，增強(qiáng)光的穿透力和促進(jìn)水體的自凈作用。

3.3?庫區(qū)內(nèi)水質(zhì)凈化

3.3.1?水生植物對水質(zhì)的凈化?水生植物在生態(tài)修復(fù)中扮演著重要的角色。水生植物可以遏制沉積物的動力懸浮過程，同時可以吸收水體與沉積物中的營養(yǎng)鹽.降低營養(yǎng)鹽負(fù)荷[7]。水生植物通過根莖等部分吸收水中營養(yǎng)元素，促進(jìn)自身生長，當(dāng)水生植物被移出水生生態(tài)系統(tǒng)時，被吸收的營養(yǎng)物質(zhì)和過量元素隨之從水體中輸出，從而實(shí)現(xiàn)了水體環(huán)境凈化、水生生態(tài)修復(fù)的目的[8]。此外，水生植物可以減少營養(yǎng)元素的溶出，并且可以促使庫區(qū)中懸浮物的沉積，降低水體濁度，提高透光率。光合作用也是水生植物必不可少的作用之一。水生植物可以在光照的基礎(chǔ)上，吸收水中的二氧化碳，增加水中的溶解氧。溶解氧的增加，更好地作用于好氧生物，它們通過分解有機(jī)物，更好地促進(jìn)庫區(qū)水質(zhì)質(zhì)量的提高。戚科美在趙牛河人工濕地通過設(shè)置人工水草，實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)2016年人工水草對COD、氨氮和總氮的平均去除率比2015年分別增加了8.1%、9.3%和 11.9%，DO平均濃度提高了21.3%[9]。

水生植物修復(fù)技術(shù)由于費(fèi)用低，對周圍環(huán)境影響小等優(yōu)點(diǎn)在近年來得到迅速發(fā)展[10]。

3.3.2?微生態(tài)制劑對水質(zhì)的凈化?庫區(qū)水體中原本存在一定數(shù)量的菌群，維持原有的菌群平衡。當(dāng)人為施用微生態(tài)制劑，培養(yǎng)新的優(yōu)勢種群，并促使其發(fā)揮應(yīng)有的功效，改變原有的群落狀態(tài)，形成新的菌群平衡系統(tǒng)，改善水質(zhì)生態(tài)系統(tǒng)。目前微生態(tài)制劑主要分為兩大類：一類為異養(yǎng)菌中的腐生菌，主要作用為分解水中有機(jī)物;另一類為自養(yǎng)型細(xì)菌，主要作用為將氨、硫化氫等有毒物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無毒物質(zhì)[11]。兩大類菌類可有效改善水質(zhì)，降低水中有害物質(zhì)毒性。微生態(tài)制劑可將水中有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化為一些營養(yǎng)鹽，促進(jìn)水生植物或者其他水生生物的利用，構(gòu)成一個良性、穩(wěn)定的水質(zhì)生態(tài)環(huán)境。蓋建軍等人選取四種微生態(tài)制劑對養(yǎng)殖水質(zhì)的影響進(jìn)行研究，結(jié)果表明：幾種微生態(tài)制劑對不同水質(zhì)指標(biāo)具有良好調(diào)控效果[12]。

3.3.3?水生動物對水質(zhì)的凈化?首先要對水庫進(jìn)行水生生物資源調(diào)查，根據(jù)浮游生物的生物量計算水庫漁業(yè)生產(chǎn)力，然后據(jù)水庫水體生態(tài)情況，依照“以漁保水，以水養(yǎng)魚”的原則，按比例、按規(guī)格投放不同種類的水生動物。水生動物對水質(zhì)的凈化，主要是以食物鏈（網(wǎng)）的形式出現(xiàn)。根據(jù)水體實(shí)際情況，并借鑒其他地方的養(yǎng)護(hù)經(jīng)驗(yàn)，篩選出需要養(yǎng)護(hù)的水生生物，如濾食性魚類可以濾食水中浮游生物，保證浮游生物在合理范圍，提高水體透明度。雜食性魚類可以攝食有機(jī)物和碎屑，保證底部水質(zhì)的穩(wěn)定。肉食性魚類，可以攝食水體中的病魚死魚，防止水質(zhì)惡化和病菌的擴(kuò)散。

通常淡水水質(zhì)凈化的魚類主要為鰱和鳙。鰱攝食浮游植物，鳙則攝食枝角類和橈足類等浮游動物。這種搭配不僅促進(jìn)魚類的生長，還可以有效控制水中浮游生物的數(shù)量，防止水體富營養(yǎng)化。同時，鰱、鳙等濾食性魚類的糞便可以作為肥料肥水，不僅實(shí)現(xiàn)了水體中物質(zhì)內(nèi)循環(huán)，還可以促進(jìn)氮磷元素的互相轉(zhuǎn)化利用，保證了水質(zhì)的穩(wěn)定。

柴方營等的研究結(jié)果顯示，2010年西泉眼水庫共捕撈濾食性魚類50萬kg，相當(dāng)于每年清除流域內(nèi)面源污染的氮肥6 000 t，磷肥4 200 t，從大氣中吸收二氧化碳20 500 t。而且每年魚產(chǎn)量在不斷增長，污染物去除效果十分明顯[13]。李元鵬等的研究發(fā)現(xiàn)，在3∶1的投放比例下，鰱、鳙對水中的CODMn、NH3-N、TN、TP等有一定的去除效果，且投放的魚類密度越大，去除的效果越好[14]。

4?建議

4.1?栽植水生植物，發(fā)揮凈水作用

水生植物對水質(zhì)凈化具有重要作用。水生植物可以減緩庫區(qū)水流流速，減少懸浮物含量，還可以吸收水中氮磷等營養(yǎng)鹽，促進(jìn)自身的生長。在光合作用下，向水體中釋放氧氣，減少二氧化碳含量。

水生植物不同種類對不同水體污染程度的治污能力各異[15]，由此要做到因水制宜。在水生植物的選擇上，水庫主管單位要根據(jù)庫區(qū)水體特點(diǎn)，選擇適合庫區(qū)溫度、水深的品種。蘆葦為最常見的水生植物，價格低廉，可考慮作為水庫的凈水植物。水溫是影響水生植物的存活和清污能力的重要因素。夏秋季節(jié)水生植物生長旺盛，水質(zhì)凈化能力較強(qiáng)，而冬春季節(jié)則因氣溫較低，許多水生植物會因低溫而死亡，失去凈水能力。有研究證明，氮去除的最適宜溫度為20～25 ℃[16]。與此同時，要防止枯死的水生植物對水質(zhì)造成不良影響。在日常管理上，要做到及時巡檢，將干枯、死亡的水生植物及時打撈上岸，防止敗壞庫區(qū)水質(zhì)。

通過載種庫區(qū)適宜的水生植物，充分調(diào)動水生植物的凈水能力，保證庫區(qū)水質(zhì)的穩(wěn)定。

4.2?合理利用微生態(tài)制劑，改善水質(zhì)

微生態(tài)制劑種類繁多，主要有EM菌、光合細(xì)菌、硝化細(xì)菌、枯草芽孢桿菌等。這些微生態(tài)制劑通過硝化作用、反硝化用、氨化固氮等作用，將水生動物的代謝產(chǎn)物快速分解，將水中氨氮、亞硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮等物質(zhì)，為浮游動物提供營養(yǎng)。在施用微生態(tài)制劑時，要根據(jù)水庫具體情況合理施用，確保庫區(qū)水體菌相平衡。

在投放微生態(tài)制劑時，要考慮投放的種類，不同的微生態(tài)制劑作用機(jī)理不同，效果上也各有千秋，因此在投放前選擇適宜的微生態(tài)制劑。投放時，要注意微生態(tài)制劑中益生菌的含量及活性。含量高，活性強(qiáng)，不僅節(jié)省成本，而且對庫區(qū)水質(zhì)產(chǎn)生積極的影響，達(dá)到事半功倍的效果。同時，也要注意，微生態(tài)制劑里的益生菌本質(zhì)上也是一種含氮物質(zhì)，因此在施用時要按說明嚴(yán)格投放，防止益生菌因各種因素導(dǎo)致失活，影響庫區(qū)水質(zhì)。

4.3?合理增放水生動物，發(fā)揮水庫資源優(yōu)勢

水庫要根據(jù)水質(zhì)和相關(guān)生態(tài)情況，按種類、比例和規(guī)格投放不同的水生動物。這樣有利于充分利用天然餌料，發(fā)揮魚類之間的互利作用，以減少餌料投放，改善水質(zhì)[17]。在水庫中，魚類是終極消費(fèi)者，對食物鏈起著決定性的作用，因此如何搭配魚種、如何確定數(shù)量則成為至關(guān)重要的一步。水庫作為一個相對獨(dú)立的生態(tài)單元，可以通過物質(zhì)內(nèi)循環(huán)的方式改善水質(zhì)。水庫中有大量的浮游生物，可以將其轉(zhuǎn)化為魚類特別是濾食性魚類的餌料，通過生物鏈（網(wǎng)）將水中的營養(yǎng)元素移出，從而降低庫區(qū)水質(zhì)中的營養(yǎng)鹽。這在保證水庫漁業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時，更有利于庫區(qū)保持良好的水質(zhì)，避免水質(zhì)惡化，做到了經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益與社會效益的統(tǒng)一，促進(jìn)水庫水質(zhì)資源的可持續(xù)發(fā)展。

5?小結(jié)

水庫水質(zhì)狀況對周邊水質(zhì)安全及整個庫區(qū)生態(tài)環(huán)境具有重要影響。通過生態(tài)修復(fù)技術(shù)改善庫區(qū)水質(zhì)，確保水質(zhì)的良好，維護(hù)庫區(qū)及周邊生態(tài)環(huán)境穩(wěn)定，促進(jìn)水庫的健康有序發(fā)展。

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（收稿日期：2020-05-27）