原位生態反應池對安慶西小湖水質的修復效果

王 軍，匡 武

(安徽省環境科學研究院，安徽合肥)

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原位生態反應池對安慶西小湖水質的修復效果

王 軍，匡 武

(安徽省環境科學研究院，安徽合肥)

摘要[目的]探索原位生態修復技術在城市景觀湖治理中的應用效果。[方法]以安慶西小湖為原位生態修復試驗對象，共設置6個斷面(A、B、C、D、E、F)，于實施前(8月19日)和實施后(2015年9月24日和10月19日)監測氨氮、總磷、總氮濃度、高錳酸鹽指數和透明度。[結果] A點位氨氮濃度從處理前的5.600 mg/L下降到3.870 mg/L，下降率為30.89%。D點位總磷從處理前的0.413 mg/L下降到0.195 mg/L，下降率為52.78%。E點位高錳酸鹽指數從處理前的10.600 mg/L下降到7.470 mg/L，下降率為29.53%。E點位總氮濃度從處理前的7.800 mg/L降到6.660 mg/L，下降率為14.62%。各監測斷面的透明度在處理后均有明顯改善，從處理前為20 cm提高到28 cm。[結論]原位生態反應池對安慶西小湖的修復效果較好，各監測斷面氨氮、總磷、高錳酸鹽指數、總氮指標、透明度總體均有明顯改善。

關鍵詞原位生態修復；水污染；PGPR；城市景觀湖；安慶市

隨著城市化進程的加快和工業化程度的提高，城市景觀水體污染嚴重。城市湖泊水體受城市發展影響較大，水體流動性小，自凈能力弱，出現水質下降和富營養化等現象。嚴重富營養化湖泊水質惡劣，甚至出現季節性或常年黑臭現象，頻繁暴發藻華，湖內生物群落紊亂，水體生態系統遭到破壞，嚴重威脅居民的生活和健康[1]。因此，對城市景觀水體的治理勢在必行[2-3]。原位生態修復為湖泊原位治理結合生態修復法應用于實踐的產物，目前，國內外常見的污染水體原位治理技術主要有曝氣復氧、生物接觸氧化、河流濕地系統和生態浮床等[4]。然而，生態修復法主要采取塘、人工濕地、岸邊帶水生植被修復、水生生物系統恢復等技術，由于生態修復法的核心為生物吸收、降解技術，因此常與生物修復聯合使用[5-11]。

原位生態修復池是一種用于水凈化處理的生物反應池，是指在受損生態系統的基礎上，通過對水環境中原位PGPR微生物的選擇性激活，使得原位PGPR微生物在大量繁殖的過程中消耗水體中的氮磷等富營養物質，同時利用部分微生物的有氧反硝化作用和動植物的促生作用，對生態系統進行原位修復和提升，大幅增加生態系統的自凈功能，從而達到污染物原位降解轉移與水質提升的目的。同時，修復水生態系統，治理水體富營養化，改善水體環境，豐富群落種類，優化種群結構，維持水生態系統的穩定健康發展。筆者基于原位生態修復技術，采用原位生態反應池對安慶西小湖進行修復處理，研究了氮磷等富營養物質的變化情況，旨在為城市景觀湖的水質改善與治理提供借鑒。

1材料與方法

1.1研究區概況安慶西小湖位于安慶市菱湖公園，屬于市內風景湖，面積約30 hm2，成不規則矩形，南北長約700.0 m，東西寬約500.0 m，水深約0.5～2.5 m，庫容量約為875 000 m3，湖底淤泥約0.5 m以上。該湖位于安慶市中心居民區，周邊環境復雜，居民污水、生活垃圾等都匯集到西小湖。西小湖三面存在較多居民小區，還有安慶大酒店、安慶市黃花亭小學、石化第一中學、石化游泳館、街邊飯店、商鋪等，每次降雨周邊的陸上污染都會隨著雨水通過地表徑流匯入西小湖，湖水污染嚴重。

西小湖常年有生活污水、生活垃圾、城市徑流大量排入，水位不穩定，水體生態遭到嚴重破壞，透明度不到15 cm，長期處于惡臭狀態，水質為劣V類。每年4～8月暴雨多，污水集中流入，湖體富營養化加劇。每年入夏和夏末藍藻會集中暴發。秋冬季節水位下降，湖體平均水深1.0 m左右，魚蝦死亡，湖體生態難以持續。

1.2研究方法根據AC-8000生態反應池的設計處理半徑設為45.0 m，實際影響范圍與治理水域的形狀、水流情況等有關。安慶西小湖長700.0 m、寬520.0 m的矩形，設備臺數約為=700×520/(3.14×45×45)=57臺，綜合考慮水域形狀(東北、西北角有凹陷)及排污口位置，多設計3套，因此生態反應池的數量最終選定為60套。設備的位置設置是依據排污口的分布情況，從重點治理排污口，均勻治理湖水和湖底底泥的角度出發確定設備安裝位置。根據西小湖的面積及排污口位置等情況，共設置6個監測斷面(A、B、C、D、E、F)(圖2)。監測因子分別為氨氮、總磷、總氮、高錳酸鹽指數、透明度，監測時間為工程方案實施前(2015年8月19日)和工程方案實施后(2015年9月24日和10月19日)。

2結果與分析

2.1各監測斷面氨氮濃度變化由表1可知，各監測斷面氨氮濃度在處理1個月后有所上升，原因可能是生態反應池在安裝和工作中增加了對底泥的擾動，導致底泥中氨氮的釋放。處理2個月后除F點位其余各監測斷面氨氮濃度明顯下降，特別是A點位從處理前的5.600 mg/L下降到3.870 mg/L，下降率為30.89%。F點位處理效果不明顯，原因可能是距排污口較近。

2.2各監測斷面總磷濃度變化由表2可知，各監測斷面的總磷濃度在處理后1個月、2個月均有較大幅度下降，處理效果明顯，特別是D點位從處理前的0.413 mg/L下降到0.195 mg/L，下降率為52.784%。

2.3各監測斷面高錳酸鹽指數變化由表3可知，各監測斷面高錳酸鹽指數在處理1個月后有所上升，原因可能是生態反應池在安裝和工作中增加了對底泥的擾動，導致底泥中污染物的釋放。處理2個月后各監測斷面高錳酸鹽指數均下降，特別是E點位從處理前的10.600 mg/L下降到7.470 mg/L，下降率為29.53%。

圖1　西小湖及監測斷面位置Fig.2　West Lake and monitoring section site

階段Phase監測時間Monitoringtime氨氮濃度Ammonianitrogenconcentration∥mg/LABCDEF實施前Beforeimplementation2015-08-195.6005.3405.1606.1006.0505.850實施后Afterimplementation2015-09-245.7906.5106.8706.5605.4206.4402015-10-193.8704.2504.3304.5404.8806.430

表2　西小湖各監測斷面總磷濃度的監測結果

表3　西小湖各監測斷面高錳酸鹽指數的監測結果

2.4各監測斷面總氮濃度變化由表4可知，各監測斷面總氮濃度在處理1個月后有所上升，處理2個月后，除F點位外其余各監測斷面總氮濃度均有所下降，特別是E點位從處理前的7.800 mg/L下降到6.660 mg/L，下降率為14.62%。F點

表4　西小湖各監測斷面總氮濃度的監測結果

位處理效果不明顯，原因可能是距排污口較近。

2.5各監測斷面透明度變化通過觀察可知，各監測斷面的透明度在處理后均有明顯改善，處理效果明顯，各點位都是從處理前為20 cm提高到28 cm。

3小結

該研究采用原位生態反應池對安慶西小湖水體處理2個月后，各監測斷面氨氮、總磷、高錳酸鹽指數、總氮指標總體均有明顯改善。今后根據PGPR微生物的生態位原理，進一步研究PGPR微生物對溫度、pH、水體污染程度、污染物種類等的適應性，受損生態系統修復的機理，以及被激活的PGPR微生物乃至修復的生態系統是否會影響原系統的生態安全。

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作者簡介王軍(1977- )，男，安徽肥東人，工程師，碩士，從事環境工程研究。

收稿日期2016-03-31

中圖分類號S 181

文獻標識碼A

文章編號0517-6611(2016)14-050-02

Restoration Effect of In-situ Ecological Reaction Pool on Water Quality of West Lake in Anqing

WANG Jun, KUANG Wu

(Anhui Institute of Environmental Science, Hefei, Anhui 230061)

Abstract[Objective] The aim was to explore the application effect of in-situ ecological restoration technology in urban landscape lake governance. [Method] Taking West Lake in Anqing as test object, setting up 6 sections (A,B,C,D,E,F), ammonia nitrogen, total phosphorus, total nitrogen, permanganate index and transparency before(Aug.19, 2015) and after(Sep.24, 2015 and Oct.19, 2015) implementation was monitored. [Result] Ammonia nitrogen concentration decreased from 5.600 mg/L to 3.870 mg/L, with the decreasing rate of 30.89% in A site. Total phosphorus decreased from 0.413 mg/L to 0.195 mg/L, with the decreasing rate of 52.78% in D site. Permanganate index decreased from 10.600 mg/L to 7.470 mg/L, with the decreasing rate of 29.53%, total nitrogen concentration decreased from 7.800 mg/L to 6.660 mg/L, with the decreasing rate of 14.62% in E site. The transparency of each monitoring section was significantly improved after treatment, increasing from 20 cm to 28 cm. [Conclusion] In-situ ecological reaction pool has good effect on restoration of West Lake in Anqing, ammonia nitrogen, total phosphorus, total nitrogen, permanganate index and transparency in each section is significantly improved in general.

Key wordsIn-situ ecological restoration; Water pollution; PGPR; Urban landscape lake; Anqing City