星云湖藍(lán)藻水華暴發(fā)原因及治理方法

張石文，聶菊芬，李明民

（云南省生態(tài)環(huán)境科學(xué)研究院 云南省高原湖泊流域污染過(guò)程與管理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，昆明 650034）

星云湖位于云南省玉溪市江川區(qū)，南北長(zhǎng)為9.09 km，東西寬為4.73 km，最大水深為10.81 m，平均水深為6.01 m。星云湖屬珠江流域南盤江水系的源頭湖泊，為滇中高原陷落型淺水湖[1]。2015年，星云湖未達(dá)到國(guó)家水環(huán)境功能要求（地表水Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)），全年水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)為劣Ⅴ類。如今，隨著當(dāng)?shù)爻擎?zhèn)化進(jìn)程的持續(xù)深入和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，星云湖生態(tài)問(wèn)題日益嚴(yán)峻，水體富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象十分突出，尤其是藍(lán)藻水華暴發(fā)給流域居民的生產(chǎn)生活用水帶來(lái)極大困擾。因此，有必要明確星云湖藍(lán)藻水華暴發(fā)原因，并采取切實(shí)有效的治理方法。

1 藍(lán)藻水華的危害

藍(lán)藻水華危害極大，不僅直接影響居民生產(chǎn)生活用水，也影響諸多行業(yè)的發(fā)展[2-4]。一是氧溶解度降低。藍(lán)藻會(huì)覆蓋水面，阻止氧氣在水面上溶解，并降低水體透明度。二是抑制其他藻類生長(zhǎng)。藍(lán)藻和其他藻類相互競(jìng)爭(zhēng)，它在藻類生境中占主導(dǎo)地位，而其他藻類的多樣性則大幅下降。三是影響魚類生長(zhǎng)。某些藍(lán)藻具有膠體殼，魚吃完后不能將其消化，反而會(huì)破壞其消化酶，這對(duì)魚類造成很大的傷害。四是毒性形成。藍(lán)藻死亡和分解產(chǎn)生有毒物質(zhì)，如羥胺和硫化氫，人體接觸后會(huì)出現(xiàn)一些不良反應(yīng)。五是造成生態(tài)失衡。藍(lán)藻水華會(huì)導(dǎo)致魚類死亡，打破物質(zhì)循環(huán)，造成水體功能退化[5-7]。六是影響供水。藍(lán)藻數(shù)量的顯著增加會(huì)降低水處理效率，提高用水費(fèi)用，影響人們的生產(chǎn)生活。七是影響服務(wù)業(yè)發(fā)展。大量藍(lán)藻集中在水面，將影響景觀水域，這對(duì)旅游、娛樂(lè)等活動(dòng)的開(kāi)展十分不利[8-10]。

2 星云湖藍(lán)藻水華暴發(fā)原因

星云湖為半封閉型淺水湖，受高原擾動(dòng)，流域面積較小，河水全年主要流入湖中，而湖上游已建壩。因此，入湖河水主要受人控制，水體交換頻率較低，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)大量沉淀，水體自凈能力降低，使星云湖富營(yíng)養(yǎng)化加重。

2.1 外源污染

2.1.1 點(diǎn)源污染

工業(yè)污染源和生活污染源是星云湖的主要污染源。隨著用水量的顯著增加，大量廢水排放造成二次污染。每年周邊地區(qū)向星云湖排入大量廢水，而污水處理效率偏低[4]。星云湖附近污水處理廠采用的污水處理技術(shù)相對(duì)落后，出水氮磷含量偏高[5]。污水處理速度遠(yuǎn)低于污染物增長(zhǎng)速度，大量氮磷廢水排入星云湖，為藍(lán)藻水華的暴發(fā)提供重要的營(yíng)養(yǎng)因子。

2.1.2 面源污染

面源污染時(shí)空變化較大，污染路徑復(fù)雜，不確定性高，難以控制[11-13]。雨季，大量氮磷污染物會(huì)隨地表徑流進(jìn)入星云湖，造成湖中污染物增加，導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，化肥和農(nóng)藥使用量逐年增加，但有效利用率不高，大量的化肥和農(nóng)藥殘留物隨地表徑流排入星云湖。另外，周邊地區(qū)水產(chǎn)養(yǎng)殖迅速發(fā)展，產(chǎn)生大量氮磷污染物，直接污染水體。

2.2 內(nèi)源污染

星云湖屬高原陷落型淺水湖，水底淤泥含有大量的氮磷污染物。水底淤泥能促進(jìn)氮磷的釋放，為藍(lán)藻水華的暴發(fā)提供內(nèi)源物質(zhì)[14-17]。夏季溫度較高，陽(yáng)光充足，這為藍(lán)藻生長(zhǎng)提供良好條件。藍(lán)藻在星云湖中大量繁殖，迅速吸收水中的溶解氧，然后釋放藻毒素，導(dǎo)致水質(zhì)變差。

3 星云湖藍(lán)藻水華治理方法

3.1 化學(xué)法

化學(xué)法主要有化學(xué)藥劑法、電化學(xué)法和光化學(xué)法等[18-19]?；瘜W(xué)藥劑法是最常用的方法，它利用化學(xué)藥劑來(lái)抑制藻類的新陳代謝，快速殺死藍(lán)藻。生物堿是一種無(wú)公害的天然有機(jī)化合物，能有效地抑制銅綠微囊藻生長(zhǎng)。所以，星云湖可以利用生物堿抑制藍(lán)藻水華，減少其對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的危害。另外，可采用臭氧氧化法、Fenton試劑氧化法治理藍(lán)藻水華，產(chǎn)物大都無(wú)毒，對(duì)水體水質(zhì)沒(méi)有明顯影響。

3.2 生物法

溶藻微生物可控制藍(lán)藻生物量，而溶藻細(xì)菌能釋放細(xì)胞外物質(zhì)，抑制藍(lán)藻生長(zhǎng)[20-21]。在藍(lán)藻早期成巖過(guò)程中，微生物可以將其形態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)定形，這有助于增加脂質(zhì)成分，從而促進(jìn)烴類形成。星云湖內(nèi)投加硝化菌和反硝化菌等有益菌，能促進(jìn)氨氮高效分解，避免藍(lán)藻大量繁殖。高級(jí)植物會(huì)和藍(lán)藻爭(zhēng)奪營(yíng)養(yǎng)，部分可以釋放抑藻素，但高等植物生長(zhǎng)較慢，在短期內(nèi)難以對(duì)藍(lán)藻水華起到較好的抑制效果。另外，養(yǎng)殖羅非魚可以顯著降低水中氮磷含量，從而控制藍(lán)藻水華[8]，隨著羅非魚密度的增加，藍(lán)藻生物量明顯減少[9]。

3.3 物理法

除了化學(xué)法、生物法，還可以利用物理法控制水體氮磷含量，避免水體富營(yíng)養(yǎng)化，抑制藍(lán)藻水華暴發(fā)。當(dāng)前，星云湖可以采用原位覆蓋、底泥疏浚、引水稀釋等技術(shù)，有效削減和控制內(nèi)源污染，從而防止藍(lán)藻水華現(xiàn)象[22-23]。未污染的水轉(zhuǎn)移到受污染的水體中，可以改善受納水體水質(zhì)，減弱水體富營(yíng)養(yǎng)化程度。

4 結(jié)語(yǔ)

星云湖是發(fā)展水產(chǎn)養(yǎng)殖的優(yōu)良場(chǎng)所，但是水體存在嚴(yán)重的富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象，近年來(lái)頻繁出現(xiàn)藍(lán)藻水華，不僅嚴(yán)重危害水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)，也直接影響當(dāng)?shù)厣a(chǎn)生活用水和旅游業(yè)發(fā)展。經(jīng)分析，星云湖呈半封閉型，內(nèi)源污染與外源污染共同作用導(dǎo)致藍(lán)藻水華頻發(fā)。當(dāng)前，可綜合利用化學(xué)法、生物法和物理法進(jìn)行治理，以改善星云湖水質(zhì)和周邊生態(tài)環(huán)境。