封閉內(nèi)湖水環(huán)境治理實(shí)例

通過向水體添加碳源，改變水體中的碳氮比，定向調(diào)節(jié)水體中的微生物群落，可有效降低水體的氨氮與亞硝酸鹽，保護(hù)水環(huán)境。本文以內(nèi)湖綜合治理工程為例，通過歷時(shí)4個(gè)月的水質(zhì)連續(xù)監(jiān)測，分析內(nèi)湖治理的作用及漁業(yè)增產(chǎn)效果，為同類湖泊治理提供參考。

一、概況

湖面面積約為30 000 米2，有效水深1.5～2 米。分為東湖和西湖兩個(gè)部分，西湖面積約為20 000米2，東湖面積約為10 000米2，通過橋底兩根內(nèi)徑為0.5米的涵管相連。自然情況下東湖與西湖水體交流較少，平時(shí)以收集流域內(nèi)雨水作為主要水源。

二、治理方案

我們?cè)趦?nèi)湖治理上，總結(jié)了一套“格義技術(shù)”。這套技術(shù)主要是通過“三素分離”，利用生物技術(shù)從秸稈中分離半纖維素、纖維素和木質(zhì)素，提取納米級(jí)全水溶的有機(jī)碳。這種有機(jī)碳源不僅可以補(bǔ)充有益菌及促進(jìn)藻類生長，而且有助于提高魚類生長速度與餌料利用率。

本實(shí)驗(yàn)中，將西湖作為實(shí)驗(yàn)組，東湖作為對(duì)照組。設(shè)置8個(gè)采樣點(diǎn)。分別位于東湖的前段、中段與后段；西湖的前段、中前段、中段、中后段與后段。將有機(jī)碳用湖水混勻后，按照80～100克/畝的標(biāo)準(zhǔn)在湖面均勻潑灑。5月17日、5月24 日、6 月 3 日、6 月 21 日、7 月 5 日、7 月 19 日 、8 月2 日和8 月16 日先取水樣，然后進(jìn)行潑灑。潑灑完成后，打開渦輪式增氧機(jī)充分?jǐn)噭?dòng)水體30 分鐘，使有機(jī)碳在湖內(nèi)混合均勻。實(shí)驗(yàn)中的水樣選取各個(gè)采樣點(diǎn)0.5米左右深處的亞表層水。每7天取一次水樣，取樣結(jié)束后將其放置于4℃保溫箱中保存，送至實(shí)驗(yàn)室檢測。水質(zhì)檢測指標(biāo)包括溶氧、pH、氨氮、總磷、化學(xué)需氧量、亞硝酸鹽與葉綠素a含量。

三、結(jié)果

整個(gè)實(shí)驗(yàn)期間內(nèi)湖水溫22～34℃、pH 7.4～7.8、溶氧7.1～8.6毫克/升，基本水質(zhì)狀況良好。

1.“格義技術(shù)”對(duì)內(nèi)湖水體氨氮濃度的影響

由圖1可知，整個(gè)實(shí)驗(yàn)期間，水體潑灑有機(jī)碳后，實(shí)驗(yàn)組氨氮含量均小于1.0 毫克/升，沒有在高溫季節(jié)出現(xiàn)明顯的上升趨勢。

圖1 水體潑灑有機(jī)碳對(duì)內(nèi)湖水體氨氮含量的影響

2.“格義技術(shù)”對(duì)內(nèi)湖水體中亞硝酸鹽含量的影響

由圖2 可知，進(jìn)入高溫季節(jié)8 月，對(duì)照組水體中亞硝酸鹽的含量急劇上升，潑灑有機(jī)碳的實(shí)驗(yàn)組的亞硝酸鹽含量明顯低于對(duì)照組。

圖2 水體潑灑有機(jī)碳對(duì)內(nèi)湖水體亞硝酸鹽含量的影響

3.“格義技術(shù)”對(duì)內(nèi)湖水體中葉綠素a含量的影響

由圖3可知，潑灑有機(jī)碳的實(shí)驗(yàn)組水體中葉綠素a 含量在高溫季節(jié)6－8 月均保持較低水平；然而，對(duì)照組水體中葉綠素a 含量在6－8 月出現(xiàn)明顯上升趨勢。

圖3 水體潑灑有機(jī)碳對(duì)內(nèi)湖水體葉綠素a含量的影響

四、實(shí)驗(yàn)小結(jié)

水體中葉綠素a含量越多，說明水體富營養(yǎng)化越嚴(yán)重，大于100 微克/升時(shí)說明水體已富營養(yǎng)化。本實(shí)驗(yàn)中，潑灑有機(jī)碳的實(shí)驗(yàn)組葉綠素a含量在7－8 月均低于100 微克/升。而對(duì)照組葉綠素a含量高于200 微克/升，表明對(duì)照組已出現(xiàn)富營養(yǎng)化。

本研究中，潑灑有機(jī)碳的實(shí)驗(yàn)組氨氮、亞硝酸鹽等指標(biāo)在高溫季節(jié)均低于對(duì)照組，同時(shí)穩(wěn)定在一定范圍之內(nèi)。而對(duì)照組的氨氮與亞硝酸鹽含量在高溫季節(jié)明顯上升，同時(shí)，葉綠素a含量急劇增加，存在暴發(fā)藍(lán)藻的風(fēng)險(xiǎn)；定期潑灑有機(jī)碳可以有效降低水體氮磷含量與水體中的葉綠素a 含量，減少水體富營養(yǎng)化的危險(xiǎn)。

五、結(jié)論

2019 年5－9 月的水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果顯示，定期潑灑有機(jī)碳對(duì)于封閉式河道治理有積極作用。整個(gè)實(shí)驗(yàn)期間，實(shí)驗(yàn)組湖水化學(xué)需氧量≤8毫克/升、氨氮低于1.0 毫克/升、亞硝酸鹽基本上低于0.08 毫克/升、總氮低于3.0 毫克/升、透明度60～120 厘米。尤其是6－8 月高溫季節(jié)，湖水各項(xiàng)指標(biāo)波動(dòng)較小，表明了定期潑灑有機(jī)碳對(duì)于湖水具有良好的處理效果，有助于維持內(nèi)湖生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定與菌藻平衡，水質(zhì)已基本滿足地表Ⅳ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。