庫里泡富營養化現狀分析及修復對策

曹文鐘 孫玉鳳

(東北石油大學，大慶，163318)

水體富營養化是指水體氮、磷等有機營養物質大量富集所引起的藻類等浮游生物異常增殖、水體溶解氧減少、水質惡化、魚類及其他生物大量死亡的一種現象[1－3]。庫里泡是大慶市重要的排污、泄洪河道——安肇新河上最終控制水體，大慶市區的大部分污水經過庫里泡進入松花江。隨著大慶市人口的不斷增加，工業化、城市化以及農業現代化的快速推進，庫里泡每年接納各種污水6000×104t以上，庫里泡水體富營養化現象日益加重。安肇新河入松花江閘口距離下游的哈爾濱四方臺飲用水水源地僅128 km。庫里泡水質不斷惡化，不僅直接影響松花江水質，而且還對哈爾濱市城鎮居民的飲用水安全構成威脅。所以加強對庫里泡流域污水的治理，以及修復和改善其水域的生態系統和功能，勢在必行，意義重大。

1 庫里泡自然環境概況

庫里泡位于大慶市大同區、肇州縣、肇源縣三地交界處，地處東經 124°46'至 125°54'，北緯 45°47'至46°58'之間，地勢平坦、周邊地區道路交通便利。水域呈“葫蘆”狀，南北長約16 km，東西最寬處約5 km，面積約為 81 km2，平均水深 1.0 ～1.2 m，最大庫容量9100×104m3，多年平均降水量380～470 mm，年平均日照時數2840 h，年平均有效積溫3000℃，年平均氣溫2.2～4.4℃，11月到次年3月為冰凍期，結冰深度0.86 m，結冰期160 d。

2 庫里泡富營養化評價

2.1 評價方法

根據國家環保部制定的《湖泊(水庫)富營養化評價方法及分級技術規定》，對庫里泡富營養化進行評價。選取葉綠素a、總磷、總氮、透明度、高錳酸鹽指數5個項目作為評價指標。

綜合營養狀態指數:

式中:T(∑)表示綜合營養狀態指數;T(j)代表第j種參數的營養狀態指數;Wj為第j種參數的營養狀態指數的相關權重，其中葉綠素a為0.2663，總磷為 0.1879，總氮為 0.1790，透明度為 0.1834，高錳酸鹽指數為0.1834。

營養狀態指數:

式中:Chla為葉綠素;SD為透明度;TP為總磷;TN為總氮;CMn為高錳酸鹽指數。

采用0～100的一系列連續數字對湖泊(水庫)富營狀態進行分級:T(∑)＜30，貧營養;30≤T(∑)≤50，中營養;50＜T(∑)≤60，輕度富營養;60＜T(∑)≤70，中度富營養;T(∑)＞70，重度富營養。

2.2 評價數據

評價數據采用庫里泡2012年5—8月的水質監測結果，在庫里泡入口(1#)、最窄處(2#)、中心(3#)和出口(4#)設置4個監測點，具體監測點位如圖1所示。

圖1 庫里泡水質監測點位示意圖

3 評價數據與分析

各項評價指標監測值的平均值及各采樣點富營養化評價結果見表2。從評價結果可以看出，4個監測點的水體均處于重度富營養狀態，但同時也存在一定的差異性。入口處富營養化最為嚴重，由于進入庫里泡的污水部分沒有經過處理，導致大量營養物質富集在此，造成該區域的污染較為嚴重;庫里泡最窄處由于水面狹小、水流緩慢，污染物質不能很快地稀釋和降解，因此水質也較差;出口處水質相對入口水質較好，但沒有太大變化，依然處于重度富營養狀態，說明水體的自凈能力極低，水體生態系統已失去平衡，污染非常嚴重。

4 庫里泡富營養化成因

4.1 營養物質輸入過剩

庫里泡污染源主要分為外源污染和內源污染，外源污染主要包括庫里泡周圍城市生活污水、工業廢水構成的點源污染和陸地地面雨水沖刷、湖面降水等構成的面源污染;內源污染主要由底泥中氮、磷的釋放造成的，在外源性營養物質入湖減少之后，內源釋放仍可維持水體繼續保持富營養化水平[4－5]。

表2 庫里泡水質監測數據及富營養化評價結果

近幾年來，庫里泡污染物排放持續超過了自身的水環境承載能力，造成了水體污染，且污染程度不斷加劇，富營養化也隨之發生。由于營養物質輸入過剩，引起藻類大量繁殖，過多的消耗水中的氧，使魚類、浮游生物缺氧死亡，它們的尸體腐爛又造成水質污染，近而導致了庫里泡生態結構的失調[6－8]。

據統計2010年入河污水總量6016×104t，入河COD 13480 t、氨氮1517 t;其中工業廢水3723×104t，COD 8167 t、氨氮 777 t;城市生活污水 2293 ×104t，COD 5313 t、氨氮 740 t。由此可見，多點源的污染物控制是庫里泡水體修復的關鍵與重點，各點源排放的污水應達標處理后進入庫里泡。

4.2 流域水資源匱乏，生態環境用水難以保證

庫里泡流域的水源一部分來自雨水和大慶市的生活污水、工業廢水以及一少部分的養殖業污水;另一部分是安達地區的工業廢水和生活污水，通過興隆干渠合并八里泡、鐵路泡的工業廢水，一起排入安肇新河進入庫里泡。沒有其它凈化生態補水，全部依靠庫里泡自凈后的污水作為生態補水。由于得不到環境用水的補充，水體底泥的日積月累，環境容量越來越小，自凈能力越來越差。

另外，大慶地勢東北高、西南低，境內沒有天然河流，排水不暢進一步加速了水污染進程。在枯水期地表徑流、生活污水及工業廢水在水體中流動性較差，河水置換周期長，流速緩慢，這就給氮、磷引起的水體富營養創造了條件，水體水質惡化是必然的。

4.3 人為干擾

自20世紀90年代后期，每年夏季，庫里泡出現了大量的撈“魚食”人員，每年撈取“魚食”的質量(干質量)在千噸左右。所謂的“魚食”，實際是水中的浮游動物。大約經過10年捕撈，庫里泡水體中的浮游動物捕撈殆盡。

2012年5—8月對庫里泡浮游動植物進行監測，共檢出浮游動物25種，密度較小，為360～2187個·L－1，平均值為 1145個·L－1;春季以水螨為主要優勢種，夏季以輪蟲為主，1#、2#采樣點分別以泡輪蟲屬(Pompholyx)、多肢輪蟲屬(Polyartha)占絕對優勢，3#、4#采樣點都以異尾輪蟲屬(Trichocerca)占絕對優勢。共檢出浮游藻類238種，密度為9.16×105～17.46 ×105個·L－1，平均值為 13.22×105個·L－1;以綠藻占絕對優勢，1#、2#和 3#采樣點主要優勢種為四角十字藻(Crucigenia quadrata)、湖生卵囊藻(Oocystis lacustis)，4#采樣點主要優勢種為雙對珊藻(Scenedenus bijuga)和短棘盤星藻(Pediastrum boryanum);其中湖生卵囊藻為水體污染指示種[9]，雙對珊藻為中富營養型指示種，短棘盤星藻為中營養型指示種，說明庫里泡富營養化現象已非常嚴重[10]。

從監測結果可以看出，目前庫里泡水體中以細菌、浮游植物及有機碎屑為食的浮游動物數量很少，部分浮游植物數量迅速增加，水生食物鏈遭到破壞，生態系統營養級結構發生改變，原有生態系統的完整性和多樣性被破壞，導致水生生態系統因失去平衡而崩潰，庫里泡水體向富營養化的方向發展[11－12]。

5 庫里泡富營養化治理對策研究

要改善庫里泡的富營養化現狀，必須采取綜合措施，對污染源進行全面的控制，并從生態學的角度實施生態恢復措施，同時環保部門應加強庫里泡水環境管理與監督工作。

5.1 削減污染物的輸入量

庫里泡的污染主要來源于點源和面源污染。應修建截污工程和城市污水處理廠削減點源污染，將直接排入庫里泡的未經處理的廢水，通過截污管道收集后引到污水處理廠，進行達標處理后排放入河。從根本上截斷外部輸入源，使水體失去營養物質富集的可能性。通過“清水入河”，改善庫里泡水質。

沿河面源污染物主要來源于湖邊農田施肥或者噴灑農藥，應適當將部分農田退耕還林或者還草;控制氮肥施用量，平衡氮、磷、鉀的比例;另外可推廣有機肥還田、“微生物菌肥”和廣滴灌技術等方式，在節約水資源、提高化肥使用效率的同時，控制農業徑流，避免農田多余的水排入庫里泡[13]。

5.2 引江補水

目前，調水改善水環境的方法在國內外有較多成功實例，如東華盛頓的Moses湖[14]、荷蘭Veluwemeetr湖、西雅圖Green湖都成功地進行過引水治理;國內太湖流域“引江濟太”調水工程[15]、南京玄武湖[16]、杭州西湖[17]、昆明滇池[18]、武漢東湖[19]等，都采用了外流引水進行治理，取得了一定成效。

為了保證城市用水，改善松嫩平原西部生態環境，大慶市已先后建成了以嫩江為水源的“北引”、“中引”和“南引”三處主要引水工程，效果顯著。因此，可以考慮引嫩江水入庫里泡，補充生態用水，從而增大水環境容量;調整水體流態，縮短水體更新周期;促進水力交換，加快污染物擴散速度，降低含氮、磷污染物質向底泥沉積的速率，有效地控制水體內部氮、磷富集;同時增加水體中浮游動物的數量，修復水生食物鏈，恢復生態系統的完整性和多樣性，從而提高庫里泡的整體自凈能力[20－21]。

5.3 生態修復

建立濕地保護帶是我國絕大多數內陸湖泊水體修復工作最為積極有效的方法。濕地系統能有效阻滯、截留地表徑流攜帶的懸浮物，降解營養物和其他有機物，是一種有效遷移、控制地表徑流中營養物入河的方法。所以，可考慮將沿庫里泡地勢低洼、易澇、經濟效益不高的農田、魚塘等恢復為濕地，通過種植蘆葦、香蒲、睡蓮等植物，改造成人工濕地生態系統，發揮生物凈化作用，去除水中的COD、氮、磷等污染物質。

5.4 管治結合、依法治湖

在湖泊的保護中，管理與治理同等重要，當前庫里泡的管理仍比較薄弱，形成一面治理，一面又污染的局面。因此必須強化相關部門對庫里泡的管理，取締人為捕撈“魚食”的行為，并加強對人為干擾的監督。從而保護水體中的浮游動物，恢復水生食物鏈，完善水生態系統的完整性和多樣性，構建自凈能力強、穩定性高的水生生態系統。使管理與治理同時并進，否則，只治理不管理，庫里泡富營養化的程度還會加劇。

法制不健全也是造成庫里泡富營養化的一個重要原因。要徹底改變庫里泡污染現狀，必須加強環境立法，同時要強化環境監督，早日將庫里泡水污染防治工作納入法制化的軌道，并制定相配套的政策措施和管理辦法，在治理的同時堅決控制新污染源的產生。

6 結束語

現在的庫里泡富營養化非常嚴重，因此如何治理庫里泡，已經成為迫在眉睫的任務。庫里泡生態環境的修復是一項長期而復雜的工作，在治理過程中中，任何單一的措施都很難有效地控制富營養化，有時甚至還會導致富營養化程度加劇。因此在實際工作中，通常綜合多種治理措施，以期達到最佳效果。

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