坑口水庫(kù)藍(lán)藻水華治理應(yīng)急措施

摘" 要：坑口水庫(kù)是福建省大田縣城區(qū)目前唯一的地表飲用水水源地。近年來(lái)，坑口水庫(kù)水質(zhì)不斷下降，影響大田縣城區(qū)供水安全，對(duì)水體生態(tài)系統(tǒng)造成危害，尤其是2022年，該水體出現(xiàn)了大面積的藍(lán)藻水華。文章對(duì)該水體出現(xiàn)藻華的原因進(jìn)行了分析，并在此基礎(chǔ)上，從水源地綜合治理角度提出了藻華治理的應(yīng)急措施。

關(guān)鍵詞：坑口水庫(kù)；藍(lán)藻水華；處置措施；安全評(píng)價(jià)

中圖分類號(hào)：X37；S937 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：C

文章編號(hào)：1674-2419（2024）04-0498-04

作者簡(jiǎn)介：林先充（2000.1- ），男，淡水養(yǎng)殖工程師。主要從事水庫(kù)漁業(yè)工作。E-mail：kkskbgs@sina.com。

坑口水庫(kù)是福建省大田縣城區(qū)目前唯一地表飲用水水源地，其水質(zhì)狀況直接關(guān)系到大田縣城區(qū)十五萬(wàn)人民的身體健康。近年來(lái)，坑口水庫(kù)水源一級(jí)保護(hù)區(qū)內(nèi)禽畜養(yǎng)殖回潮，生活污水處理設(shè)施年久失修損毀，農(nóng)田退水直排入庫(kù)，造成水庫(kù)水體富營(yíng)養(yǎng)化。尤其是2022年，該水庫(kù)出現(xiàn)了大面積的藍(lán)藻水華，水質(zhì)下降，嚴(yán)重影響大田縣城區(qū)供水安全，水體生態(tài)系統(tǒng)也遭到破壞。因此，開展水源地應(yīng)急治理，確保城區(qū)供水安全，改善水體自然生態(tài)環(huán)境，成為當(dāng)前重大課題之一。

1" 坑口水庫(kù)自然狀況

1.1" 坑口水庫(kù)概況

坑口水庫(kù)位于福建省大田縣城區(qū)上游18 km的謝洋鄉(xiāng)坑口村，在閩江水系支流尤溪的源頭屏山溪上，屬均溪河首級(jí)控制性水利樞紐工程?？涌趬问侵袊?guó)第一座碾壓混凝土壩，是“七五”期間國(guó)家重點(diǎn)工業(yè)性試驗(yàn)項(xiàng)目之一，施工工藝和科研成果達(dá)到當(dāng)時(shí)國(guó)際領(lǐng)先水平，1988年獲國(guó)家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。水庫(kù)壩址以上集雨面積84.5 km2，水庫(kù)設(shè)計(jì)正常蓄水位為614.5 m，相應(yīng)庫(kù)容2540萬(wàn)m3；死水位588.3 m，相應(yīng)死庫(kù)容295萬(wàn)m3；水域面積1.544 km2。水庫(kù)2010年以前以發(fā)電供水、水產(chǎn)養(yǎng)殖、城區(qū)防汛抗洪為主，2010年經(jīng)福建省人民政府批準(zhǔn)設(shè)立飲用水源保護(hù)區(qū)，保護(hù)區(qū)面積74.62 km2，其中一級(jí)保護(hù)區(qū)面積約7 km2，二級(jí)保護(hù)區(qū)約67.62 km2，涉及3個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)10個(gè)村。2015年12月開始向大田縣城區(qū)地表水廠供應(yīng)原水，近期日供水3萬(wàn)t。

1.2" 魚類群落結(jié)構(gòu)特征

坑口水庫(kù)現(xiàn)有魚類18種，隸屬于5科15屬，以人工投放濾食性魚類鰱、鳙為主，鰱占45%、鳙27%、羅非魚10%，其次是草魚、三角魴以及雜食性的鯉、鯽等，另外還有一定數(shù)量的肉食性魚類烏鱧也不容忽視。38年來(lái)，坑口水庫(kù)魚類與建庫(kù)相比減少了65%，建庫(kù)初期十幾斤以上鰱在庫(kù)面“跳躍”的場(chǎng)景不見了，高等水生植物不斷滅絕，生物多樣性降低，生態(tài)功能明顯退化。

1.3" 污染源分布狀況

坑口水庫(kù)污染源主要包括：①保護(hù)區(qū)內(nèi)居民畜禽養(yǎng)殖回潮、廢棄污水直排入庫(kù)。②居民生活污水收集、處理系統(tǒng)不完善，設(shè)施老化現(xiàn)象嚴(yán)重，污水收集處理效果差，造成生活源污染。③坑口水庫(kù)入庫(kù)支流上游沿河兩岸遍布農(nóng)田，農(nóng)業(yè)種植退水直接入河，形成農(nóng)業(yè)面源種植污染。④保護(hù)區(qū)內(nèi)存在一些裸露山體，自然生態(tài)遭受人為活動(dòng)的影響，雨季時(shí)水土流失，大量泥沙被沖入河道，導(dǎo)致取水口攔水壩處泥沙堆積，水質(zhì)下降。⑤ 坑口水庫(kù)保護(hù)區(qū)居民生活垃圾收儲(chǔ)轉(zhuǎn)運(yùn)能力薄弱，垃圾入河入庫(kù)污染，造成水體惡化。⑥水庫(kù)庫(kù)底常年底泥淤積，沉積物中污染物釋放量加大。

2" 藍(lán)藻水華的危害

飲用水水庫(kù)藍(lán)藻水華暴發(fā)的危害主要體現(xiàn)在兩點(diǎn)：①藍(lán)藻異常繁殖后會(huì)產(chǎn)生大量藻毒素，藻毒素具有耐高溫和化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的特點(diǎn)，自然環(huán)境下降解十分緩慢，高溫加熱無(wú)法破壞去除，自來(lái)水廠常規(guī)過濾、消毒程序也無(wú)法去除或分解藻毒素，人體攝入過量藻毒素會(huì)引起腹瀉、神經(jīng)麻痹、肝損傷，嚴(yán)重者可發(fā)生中毒甚至死亡。②藻華暴發(fā)后消耗水體中大量的溶解氧，造成魚、蝦、貝類等水生動(dòng)物死亡，水體透明度降低，同時(shí)也會(huì)造成沉水植物死亡，水體生產(chǎn)功能退化，導(dǎo)致整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)失衡。

3" 庫(kù)區(qū)水環(huán)境問題的初步診斷

2022年3月份，福建大田氣候回暖，水溫上升，水庫(kù)大壩取水口水質(zhì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明，表層水 pH值和溶解氧呈顯著升高的趨勢(shì)，其中，pH值自3月初以來(lái)持續(xù)9.0以上，最高值2022年3月21日16：00達(dá)9.67（見表1），水庫(kù)原水超GB 3838-2002Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)權(quán)威生態(tài)環(huán)境部門診斷如下：

3.1" 庫(kù)區(qū)表層水呈現(xiàn)pH值和溶解氧顯著升高的誘因

高密度藻類光合作用大量產(chǎn)氧，且不斷消耗水中碳酸氫根離子，生成大量氫氧根離子，從而導(dǎo)致表層水呈現(xiàn)pH值和溶解氧顯著升高。

3.2" 分析結(jié)果

根據(jù)采樣結(jié)果分析，庫(kù)中和取水口藻類豐度較高（104個(gè)/mL～105個(gè)/mL），屬于中輕度藻華，其中，藍(lán)藻門微囊藻是絕對(duì)優(yōu)勢(shì)品種，但目前還未形成團(tuán)聚體，還有少量硅藻（直鏈藻等）和綠藻（小球藻等）。

4" 處置措施

4.1" 應(yīng)急處置材料

4.1.1" 試劑：次氯酸鈉、膨潤(rùn)土、醋酸、竹醋液，均符合飲用水源水質(zhì)安全標(biāo)準(zhǔn)。次氯酸鈉25 L/桶，冰醋酸25 L/桶，竹酸液25 L/桶，膨潤(rùn)土50 kg/袋，過氧化氫25 L/桶。

4.1.2" 設(shè)備：推車式噴灑設(shè)備2臺(tái)，機(jī)動(dòng)船2只。

4.2" 原理

4.2.1" 次氯酸鈉滅藻原理

（1）次氯酸鈉在水中水解成次氯酸：

NaClO+H2O=NaOH+HClO

2HClO =2HCl+O2↑

而后次氯酸分解生成新生態(tài)氧，生態(tài)氧的極強(qiáng)氧化性使菌體和病毒的蛋白質(zhì)變性，從而使藻類死亡。

（2）次氯酸不僅可與細(xì)胞壁發(fā)生作用，且因分子小，不帶電荷所以可以侵入細(xì)胞內(nèi)與蛋白質(zhì)發(fā)生氧化作用，破壞其磷酸脫氫酶，使得其糖代謝失調(diào)死亡。

R-NH-R+HClO=RNC+H2O

4.2.2" 膨潤(rùn)土作用原理

市場(chǎng)上適用于水華治理的膨潤(rùn)土林林總總，其主要作用有三：一是對(duì)藻類有抑制生長(zhǎng)作用；二是對(duì)經(jīng)化學(xué)試劑滅活的藻細(xì)胞具有吸附沉降作用；三是改性膨潤(rùn)土具有除磷作用。

4.2.3" 醋酸和竹醋液作用原理

醋酸和竹醋液一方面起到殺毒作用，另一方面通過化學(xué)中合法，用弱酸改變水體pH值。

4.2.4" 過氧化氫的作用原理

實(shí)驗(yàn)表明， H2O2對(duì)藍(lán)藻門微囊藻生長(zhǎng)最大抑制率達(dá)到93.4%，與同類化學(xué)劑對(duì)比效果最高。H2O2能夠影響藍(lán)藻生命代謝的節(jié)律，并對(duì)細(xì)胞造成氧化損傷，有效抑制藍(lán)藻生長(zhǎng)，且對(duì)藻類生長(zhǎng)和微囊藻毒素合成抑制效果顯著。由于H2O2易分解，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，從抑藻效果和生態(tài)安全方面考慮，H2O2為主要成分的滅藻劑可以作為一種優(yōu)選“綠色除藻劑”被廣泛應(yīng)用。

4.3" 操作過程

第一階段：自動(dòng)站取水點(diǎn)用次氯酸鈉氧化殺藻、醋酸和竹醋液噴灑1～2次，迅速降低表層水體 pH值，構(gòu)建微生態(tài)平衡。實(shí)施后該位點(diǎn) pH值和溶氧顯著下降。維持時(shí)間1～2 周，具體時(shí)間受現(xiàn)場(chǎng)水質(zhì)及水動(dòng)力條件的影響。

第二階段：入庫(kù)口回水區(qū)采用次氯酸鈉和膨潤(rùn)土氧化混凝作用方法，噴灑1～2 次， 高效去除藻細(xì)胞，維持2～8周，具體時(shí)間受現(xiàn)場(chǎng)水質(zhì)及水動(dòng)力條件的影響。拼裝式膨潤(rùn)土噴灑除藻工作平臺(tái)技術(shù)參數(shù)如下：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)噴灑面積為每小時(shí)噴灑面積為12000 m2；噴灑濃度為100 g/m2；噴灑流量為50 t/h。

第三階段：庫(kù)中抑藻。次氯酸鈉氧化殺藻和膨潤(rùn)土混凝使用，噴灑1～2次；醋酸或竹醋液噴灑1～2次，使用劑量根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)藻類密度確定，具體時(shí)間受現(xiàn)場(chǎng)水質(zhì)及水動(dòng)力條件的影響。

第四階段：全庫(kù)區(qū)噴灑竹醋液，構(gòu)建表層水體微生態(tài)平衡。

5" 控藻效能和水質(zhì)安全評(píng)價(jià)

5.1" 控藻方法

應(yīng)急處置首次對(duì)全庫(kù)區(qū)進(jìn)行全面的水處理。其主要步驟如下：

1）對(duì)上游入庫(kù)口回水區(qū)的表層水體進(jìn)行處理，采用次氯酸鈉氧化滅活藻細(xì)胞，且對(duì)水華藻類表面結(jié)構(gòu)以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)（例如氣囊）進(jìn)行破壞從而強(qiáng)化后續(xù)的混凝沉降。再噴灑膨潤(rùn)土吸附至藻細(xì)胞表面，從而誘導(dǎo)水華藻類細(xì)胞的沉降，達(dá)到水華藻類去除的效果。此外，由于水華藻類細(xì)胞被次氧酸鈉氧化損傷，因此該應(yīng)急處置也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)水華藻類細(xì)胞的生長(zhǎng)抑制，從而有效控制庫(kù)區(qū)大面積藻華的暴發(fā)。

2）進(jìn)一步對(duì)庫(kù)中開放水域的表層水體也進(jìn)行了相應(yīng)的水處理，但因其使用劑量低于回水區(qū)，主要是由于回水區(qū)一般是水華藻類的聚集區(qū)，為下游水域提供源源不斷的藻種，通過控制這些區(qū)域的藻類生長(zhǎng)，可以有效緩解或控制該庫(kù)區(qū)下游的藻類生長(zhǎng)。

3）針對(duì)庫(kù)區(qū)重點(diǎn)區(qū)域大壩取水口及附近上游水域的表層水體開展全面應(yīng)急處置，本區(qū)域增加竹醋液和醋酸兩種藥劑，其目的是在控藻的基礎(chǔ)上，快速有效降低水體pH，以及通過構(gòu)建水體微生態(tài)健康，提高該水體的自凈作用。

5.2" 水質(zhì)安全評(píng)價(jià)

應(yīng)急處置6月底結(jié)束后，上游入水口及水庫(kù)上游葉綠素a濃度顯著下降，說(shuō)明該處理可以有效抑制水華藻類的生長(zhǎng)，由于藻類的光合作用得到有效抑制，取水口附近表層水體溶解氧和pH值均呈現(xiàn)顯著下降趨勢(shì)，且兩項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)均保持在正常范圍內(nèi)，說(shuō)明應(yīng)急處置成功抑制了庫(kù)區(qū)表層水中藻類的生長(zhǎng)，改善了庫(kù)區(qū)水域表層水體的水質(zhì)。根據(jù)坑口水庫(kù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站取水口監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，溶解氧、pH均基本符合地表水III類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（見表2）。

6" 建議

6.1" 放養(yǎng)濾食性魚類

應(yīng)急處理后水質(zhì)穩(wěn)定的條件下，投放一定數(shù)量鰱和鳙，以投鰱為主，放養(yǎng)密度為25尾/畝～30尾/畝，鳙放養(yǎng)密度為15尾/畝～20尾/畝，用濾食性魚類攝食水體浮游生物，可有效防治藻類異常繁殖，增強(qiáng)水體自凈能力。

6.2" 調(diào)查庫(kù)區(qū)浮游生物和魚類資源

一是調(diào)查浮游植物和浮游動(dòng)物的群落結(jié)構(gòu)與多樣性；二是調(diào)查魚類群落結(jié)構(gòu)和多樣性；三是估算浮游植物和浮游動(dòng)物提供的魚產(chǎn)力；四是對(duì)水庫(kù)的生態(tài)系統(tǒng)現(xiàn)狀進(jìn)行分析并提出調(diào)控措施建議。通過開展庫(kù)區(qū)浮游生物和魚類種群結(jié)構(gòu)調(diào)查，為飲用水水源地魚類增殖放流工作及放流后續(xù)管理提供科學(xué)依據(jù)。

6.3" 監(jiān)測(cè)水質(zhì)

氮磷污染源是藻華暴發(fā)的誘因。經(jīng)權(quán)威生態(tài)環(huán)境部門檢測(cè)，2022年7月各個(gè)入河口入庫(kù)水的TP指標(biāo)超過了湖庫(kù)GB 3838-2002《地表水

環(huán)境質(zhì)量

標(biāo)準(zhǔn)》中Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（0.05 mg/L）（見表3），應(yīng)加快實(shí)施水源地保護(hù)區(qū)規(guī)范化建設(shè)及水質(zhì)安全保障工程，根據(jù)入庫(kù)水體流量以及污染狀況，設(shè)計(jì)生態(tài)池與生態(tài)河道，對(duì)水庫(kù)水外污染實(shí)現(xiàn)一定的有效控制，從而降低暴發(fā)藻華的風(fēng)險(xiǎn)。

6.4" 庫(kù)區(qū)底泥疏浚

坑口水庫(kù)因歷史原因，庫(kù)底可能堆積大量畜禽糞便，多年來(lái)均未開展過底泥疏浚，而底泥可能是該庫(kù)區(qū)水體富營(yíng)養(yǎng)化的重要來(lái)源之一，開展底泥疏浚會(huì)對(duì)地表飲用水源水質(zhì)有較好的改善作用。但是開展底泥疏浚會(huì)造成水體較大程度人為擾動(dòng)，促進(jìn)底泥內(nèi)營(yíng)養(yǎng)鹽及污染物的大量釋放，在一段時(shí)間內(nèi)影響供水水質(zhì)，目前備用水源下巖水庫(kù)未完工，因此開展底泥疏浚應(yīng)從長(zhǎng)計(jì)議，謹(jǐn)慎開展。

參考文獻(xiàn)：

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Emergency measures for controlling blue-green algae blooms in Kengkou Reservoir

LIN Xianchong

（Kengkou Reservoir Service Center， Datian， Fujian 366100， China）

Abstract：Kengkou Reservoir is currently the only surface drinking water source in the urban area of Datian County， Fujian Province. In recent years， the water quality of Kengkou Reservoir has been continuously declining， affecting the water supply safety in the urban area of Datian County and causing harm to the water ecosystem. Especially in 2022， a large area of blue-green algae blooms appeared in the water body. The article analyzes the reasons for the occurrence of algal blooms in the water body， and based on this， proposes emergency measures for algal blooms control from the perspective of comprehensive water source management.

Keywords： Kengkou Reservoir; blue-green algae blooms; disposal measures; safety evaluation