水生植物總量控制對水資源地水質凈化的重要作用

王學歡 安會靜 李翔天 （天津市水利勘測設計院 天津300204）

水生植物總量控制對水資源地水質凈化的重要作用

王學歡 安會靜 李翔天 （天津市水利勘測設計院 天津300204）

以于橋水庫水資源地為例，闡述了水生植物在庫區水質凈化中的重要作用和維持適宜的水生植物總量以使植物體在水體富營養化治理中保持積極作用的觀點。

水資源地 于橋水庫 水生植物 富營養化 總量控制

0 引言

隨著當今社會工業化、城市化的程度不斷加大，資源能源消耗大幅度增加，我國城市污染物排放量遠遠超過受納水體環境容量。同時，我國人均擁有水資源量遠低于國際平均水平，水污染進一步加劇導致水資源嚴重緊缺，水源地水質惡化嚴重，并直接威脅到人們的身體健康。由于受到技術和經濟的限制，當前，在水源地水質被污染的情況下，缺乏有效手段確保飲用水達到規定的水質指標，因此存在嚴重的健康風險。同時，長期生活在受污染流域（區域）的人群將直接或間接的受到污染水體的影響，也存在一定的健康風險。嚴重的水源地污染問題，不僅造成經濟損失，破壞水源地環境，而且影響社會穩定，制約經濟社會的可持續發展。

于橋水庫位于天津市薊縣城東4 km2，水庫流域總面積2 060 km2，是引灤入津工程的調蓄水庫，也是天津市人民生活飲用及工農業用水的重要水源地。

于橋水庫夏季主要受納本流域內的徑流匯水，其他季節則主要收納來自潘家口水庫的灤河水，主要入庫河流有沙河、淋河，以及作為引灤輸水渠道的黎河。水庫周邊流域匯水面積為360 km2。

近年來，由于于橋水庫受到來自于入庫河道以及水庫周邊流域村鎮生活和工業排水、山地農田面源污染等影響，水體富營養化嚴重，并日趨惡化。依據2008年《天津市環境質量報告書》中數據顯示，于橋水庫總體水質為V類，主要污染物為TN，年均值為1.70 mg/L。TP在年內某些月份也經常出現超標現象。

1 水生植物對富營養化水體的凈化作用

于橋水庫現有水生植物31種，分屬于16科，20屬，按生態類型分類，有沉水植物（14種）、浮葉植物（4種）、漂浮植物（2種）、挺水植物（11種）。屬暖溫帶幼年期人工庫，湖水生植物、沉水植物發育旺盛，挺水植物尚未形成自然群落。

通過對水庫水質監測表明，于橋水庫上游大型水生植物區有明顯的降低氮、磷入庫負荷的作用，入庫水流、水質及水體生態結構都呈現明顯的沿水流方向梯度變化的特征。對水庫富營養化有重要作用的氮、磷營養鹽經過上游水庫草區時，在物理沉降、生物吸收、化學反應等綜合作用下，TN的去除率為4%～25%，TP的去除率為20.3%～32.8%，對泥沙顆粒物的去除率為14%～29%。水庫水質總磷含量年均值在0.03 mg/L左右，含量相對并不高，這主要是水庫草區對進入水庫的水流有一個凈化的作用。

水體中的營養鹽絕大部分是以顆粒態形式存在，80%左右吸附在入庫流的泥沙顆粒上，顆粒越細小，其所吸附的營養鹽的含量相對值越高。經X熒光分析，吸附物中含有大量的元素，其中Ca含量高達30%以上，N含量較少為0.002%，P含量為0.07%。水生植物對水質的凈化作用，是利用許多水生植物能夠大量吸收、吸附和攔截水體中的營養物質的特性，并通過植物自身的生命活動將部分污染物分解轉化或富集到體內，同時進行光合作用放出氧氣，增加水中溶解氧含量，從而達到恢復水域中的養分平衡，改善水質的目的。

水生植物的生長也對藻類有很好的抑制作用。在水草凈化水質模擬試驗中，有水草生長的池塘和沒有水草生長的對照池相比，在其他條件相一致的情況下，有水草的池塘清澈見底，透明度極高，而沒有水草的空白對照池則長滿藻類，藻類生物量最高。從前幾年對于橋水庫藻類生物量的調查中，東部有水生植物茂盛的地區藻類生物量始終低于無水生植物的西部區域。關于這方面的機理至今還不十分清楚。普遍認為：一是競爭機理，即水生植物在生長環境中與藻類對營養鹽相競爭，且由于能從土壤中吸收養分，所以競爭力強；二是水生植物在生長中，不但能起遮陽的作用，還由于新陳代謝過程中能產生一種克藻物質，從而抑制藻類的生長。

2 水生植物總量控制

對于橋水庫來說，水生植物在營養負荷中占有相當的比重。在七、八月份的水庫汛期，正是于橋水庫植物生長最茂盛、生物量最多的時期，草類吸收水體中N、P等營養物質大肆生長，將營養鹽轉化并儲存在體內，這時水生植物對水體中的營養鹽去除率最大；后植物死亡，固化的營養鹽經微生物分解腐蝕，重新釋放到水體中，造成沉積物營養鹽內源釋放，產生二次污染，反過來加劇了水體水質惡化，并為下一批植物的生長提供了營養源。

在水生植物生長最旺盛、生物總量達到最大時，對一些種類的水草進行打撈收割，可有效消減庫存營養鹽總量。從防治富營養角度分析，如果采取全部收割水草雖然可減輕庫內營養鹽負荷，對防治于橋水庫富營養化有利，但問題是過度的收割水草，消減庫區現存水生植物量，會使收割后一定時間段內庫區的營養負荷受到影響，反而很可能促使水質惡化，加大藻類爆發生長的危險性。所以，問題的關鍵是如何在減少庫存營養鹽總量的同時積極保持水生植物的凈化、固化作用。

如何選擇最適宜的水草生物量是一個極為復雜的問題，國內外許多專家學者，結合自己的研究工作進行過探討，一般都圍繞著某個水體水草的利用量來進行。但通常認為，水草生物量主要取決于基礎量和水體周圍的生態環境，只要保持一定的水草基礎量，正常的生態環境，我們認為水草的生長也將是正常的。一般在汛期過后，水草的去除能力最高。如果這時保持適宜的水草生物量，并定期對其進行部分打撈，對凈化汛期入庫流水，消減庫存營養鹽總量極為有利。

另外，利用生物操縱的方法也可有效地控制水生植物總量，即利用草食性魚類吞噬生長過剩的水草，不僅促進了魚類生產，創造一定的經濟效益，還可節省部分人力，省去打撈水草的后期處理問題。

3 結論

于橋水庫水源地的水質污染是一個復雜的環境問題，具有地理上的獨特性和時間上的持續性，需要制定長遠的治理目標和防治方法，逐漸改善水庫周邊生態環境，整治入庫水源，確保向天津清潔供水，最終達到人與水環境和諧相處的生態平衡目標?！?/p>

2010-11-07