句容市水庫富營養化評價與分析

趙 莉，施 雨

（鎮江市句容生態環境局，江蘇 鎮江 212400）

關鍵字：水庫；富營養化；防治

隨著自然和人類生產生活等眾多因素干擾，進入湖泊水庫水體的氮磷營養物質不斷富集，水體中大量的氮磷營養物質促使浮游生物迅速大量繁殖，導致湖庫水質惡化，從而使湖庫產生了富營養化現象［1］。水體中藻類等微生物的滋生也對飲用水的安全產生一定影響，因為藻類是水體中總有機碳、五日生化需氧量和懸浮物最主要的來源［2-3］。

1 富營養化概述

富營養化是指受大自然正常遷徙過程及人類生產生活過程的影響，水體被排入過量的氮磷等營養物質，豐富的營養物質使得藻類和水生植物大量快速繁殖，導致水中的溶解氧被快速消耗，水生物在缺氧的環境下死亡，水中生態系統也會嚴重失調退化，最終使水體水質變差［4］。由于不同湖泊自生的屬性及營養鹽特征不盡相同，湖泊的富營養化表現也存在一定差異。經研究分析，富營養化的典型表現形式有草型、藻型、草藻結合型和非響應型［5］。

水體富營養化的表征最直觀地表現為暴發水華、水體透明度降低及水體有異味等，其水質經過檢測，表現為總氮、總磷等營養鹽超標。主要成因主要有人為干擾和自然原因兩種，比如人類直接向水體排放沒有經過處理的富含氮、磷及無機鹽的生活污水和工業廢水，使得水體中藻類在較短時間內呈爆發性生長，這就是人為干擾；在半干旱的區域環境中，水體富營養化的主要原因是受氣候影響，或者水體中存在繁殖快、生命期短的藻類，水體易產生富營養化，這就是自然原因。我國大部分的湖泊都是因為外源營養鹽負荷過重，湖泊生態系統發生改變，最終導致水體富營養化。

2 水庫概況

句容市境內水資源十分豐富，水域面積30余萬畝，境內有中型水庫6座，小型水庫53座，共有大小河道44條，境內水資源分屬秦淮河水系、太湖水系和長江水系。北山水庫位于句容市城北15公里處，為江蘇省重點中型水庫，水庫集水面積58.2平方公里，總庫容4 814萬立方米，是句容市范圍內水域面積最大的水庫，現為句容市市區水源地。句容水庫位于句容河上游，距離句容主城區4公里，屬丘陵型中型水庫，水庫集水面積45.8平方公里，總庫容2 859萬立方米，現為句容市備用水源地；二圣水庫位于句容市中部緩崗地區，秦淮河支流的北河上游，水庫集水面積103.5平方公里，總庫容5 720萬立方米，現為句容市二圣水庫水源地；侖山水庫位于句容市東北洛陽河上游的邊城鎮境內，屬山谷水庫，水庫集水面積24.5平方公里，總庫容2 704萬立方米；茅山水庫位于句容市東南部秦淮河支流中河上游的茅山鎮境內，水庫集水面積33.5平方公里，總庫容2 274萬立方米；墓東水庫位于茅山鎮墓東村西南，地處茅山北麓丘陵區，通濟河上游，水庫集水面積17.4平方公里，總庫容1 088萬立方米。

3 評價與分析

文章以2021年度句容市境內的北山、二圣、句容、侖山、茅山和墓東6座中型水庫水質監測數據為基礎，采用綜合營養狀態指數評價法，對水庫水體的營養化程度進行評價并分析。

3.1 評價方法

根據《湖泊（水庫）富營養化評價方法和分級技術規定》中規定［6］，湖泊（水庫）富營養化狀況評價采用葉綠素a（chla）、總磷（TP）、總氮（TN）、透明度（SD）、高錳酸鹽指數（CODMn）5項指標作為水體綜合營養狀態評價指標。計算方式是先計算各單項指標的營養狀態指數，再用單項指標營養狀態指數加權求和，得到綜合營養狀態指數。

單項指標營養狀態指數計算公式詳見表1。

表1 各因子單項指標營養狀態指數計算公式

綜合營養狀態指數計算公式為：TLI(∑)=∑Wj·TLI(j)

式中：TLI（∑）代表綜合營養狀態指數；Wj代表第j種參數的營養狀態指數的相關權重；TLI（j）代表第j種參數的營養狀態指數。

3.2 營養狀態的分級

為了了解水體營養物質的污染程度，根據綜合營養狀態指數由低到高將水體營養狀態分成貧營養、中營養和富營養，在同一等級營養狀態下，綜合營養狀態指數值越高，其營養程度越重，詳見表2。

表2 水庫水體營養狀態分級表

3.3 評價分析

運用綜合營養狀態指數評價6座中型水庫的營養狀態，如表3、圖1所示6座中型水庫中除了二圣水庫和句容水庫水體是處于輕度富營養化狀態外，另外4座水庫水體均處于中營養狀態，且經比較，綜合營養狀態指數無明顯差距。

表3 水庫營養狀態TLI和TLI（∑）指數值

分析富營養化水庫的月度營養化狀態，發現綜合營養狀態指數與月度變化規律基本一致。基本上是從4月份開始，富營養化狀態呈整體上升趨勢，9月份以后開始逐步下降至年初狀態，見圖2。

4 富營養化現象的危害

富營養化水體一般被認定是劣質水體，富營養化現象不僅影響水體的正常使用功能，而且對人類健康也會產生一定危害，它的危害主要體現在以下方面：

一是破壞了水體的生態體系。水體富營養化后，大量藍綠藻的生長繁殖，會使水體表面浮上一層綠色的浮渣，使水體變得渾濁，水體透明度顯著下降，導致深層植物不能正常進行光合作用，溶解氧濃度降低，水生動物會因為缺氧而死亡，正常的水體生態體系被擾亂，生物種群的種類和數量出現波動，導致生態體系的穩定性和水生生物的多樣性降低，最終水體的生態平衡被打破。

二是對人類身體的健康不利。水體中許多藻類大量繁殖，會不斷向水體分泌有毒代謝物質，引起魚蝦貝殼類等中毒，這類水產品流入消費市場后，會造成人體慢性中毒；藍綠藻快速繁殖，消耗水中大量氧氣，水體在缺氧狀態下引起有機物的嫌氣發酵，分解出惡臭氣體，致使空氣污濁，人類呼吸到這類氣體會影響身體健康。

三是會產生經濟損失。水體富營養化后，水體受污染，水質下降，水產品的質量和數量產出會大大降低，對水產養殖業收益造成一定影響。如果是飲用水源富營養化，會大大提高飲用水處理成本。由于藻類的物理、化學及生物特性，會腐蝕提水管路，增加管路的運維成本。要解決水體的富營養化，需要花費一定的資金和投入大量人力物力。

5 富營養化防治對策

句容市河流分屬秦淮河水系、太湖水系和長江水系，由于支流支浜交錯，河道四通八達，水資源十分充沛，輸入到水庫的營養物質在時空分布上非常復雜，這就給水庫富營養化防治帶來一定的難度。因為水體中氮、磷營養物質的來源方式，既有自然的，也有人為的，既存在外源性，又存在內源性。去除水體營養物質的難度也很大。經研究表明，目前，依然沒有找到一種單一的措施能夠徹底去除水體中的氮、磷物質，即使是用二級生化處理，最多也只能去除30%～50%［6］。如何對水體富營養化進行防控和治理，應該從兩個方面著手。

一是降低水體外源性營養物質的負荷。經調查，大多數水體是因為外界輸入的營養物質在水體中富集而造成富營養化［7］。嚴格控制外源輸入，要加強水庫周邊村鎮生活污水的集中處理，減少生活污水直排徑流，降低生活污水對地表徑流的污染。提倡農藥、化肥的科學合理使用，減少農藥化肥在土壤中的殘留隨著雨水流入河流湖庫。加強廢棄秸稈的管理，盡量進行綜合利用，嚴禁焚燒秸稈或丟棄到湖泊、河道中，因為焚燒留下的污染物或秸稈在水體中腐爛會污染水體，也會增加水體中氮、磷物質。科學規劃和合理利用土地資源，避免土壤中的氮、磷被暴雨沖刷后流入水體。加強湖庫管理，嚴格控制庫區開發，禁止網箱養殖、垂釣，減少人類活動對湖庫水質的影響。加強環保宣傳，提高群眾對水環境資源的保護意識。

二是降低水體內源性營養物質的負荷。如何降低內源性營養物負荷，有效控制湖庫內部氮磷富集，可以根據不同的情況采取不同的措施。比如對水庫進行清淤，減少甚至消除底泥氮磷的釋放；引入含氮磷濃度低的水，稀釋營養物質濃度；采用化學方法對水體中藻類進行消殺，對藻類腐爛分解放出的營養鹽類進行沉降；合理種植水生植物，通過直接吸收、微生物轉化、物理吸附和沉降等方法除去氮磷；合理規劃水庫生物鏈，放養鰱、鳙等濾食性魚類控制藻類生長，以減輕水體富營養化。