坑口水庫藍藻水華治理應急措施

摘" 要：坑口水庫是福建省大田縣城區目前唯一的地表飲用水水源地。近年來，坑口水庫水質不斷下降，影響大田縣城區供水安全，對水體生態系統造成危害，尤其是2022年，該水體出現了大面積的藍藻水華。文章對該水體出現藻華的原因進行了分析，并在此基礎上，從水源地綜合治理角度提出了藻華治理的應急措施。

關鍵詞：坑口水庫；藍藻水華；處置措施；安全評價

中圖分類號：X37；S937 文獻標志碼：C

文章編號：1674-2419（2024）04-0498-04

作者簡介：林先充（2000.1- ），男，淡水養殖工程師。主要從事水庫漁業工作。E-mail：kkskbgs@sina.com。

坑口水庫是福建省大田縣城區目前唯一地表飲用水水源地，其水質狀況直接關系到大田縣城區十五萬人民的身體健康。近年來，坑口水庫水源一級保護區內禽畜養殖回潮，生活污水處理設施年久失修損毀，農田退水直排入庫，造成水庫水體富營養化。尤其是2022年，該水庫出現了大面積的藍藻水華，水質下降，嚴重影響大田縣城區供水安全，水體生態系統也遭到破壞。因此，開展水源地應急治理，確保城區供水安全，改善水體自然生態環境，成為當前重大課題之一。

1" 坑口水庫自然狀況

1.1" 坑口水庫概況

坑口水庫位于福建省大田縣城區上游18 km的謝洋鄉坑口村，在閩江水系支流尤溪的源頭屏山溪上，屬均溪河首級控制性水利樞紐工程?？涌趬问侵袊谝蛔雺夯炷翂?，是“七五”期間國家重點工業性試驗項目之一，施工工藝和科研成果達到當時國際領先水平，1988年獲國家科技進步一等獎。水庫壩址以上集雨面積84.5 km2，水庫設計正常蓄水位為614.5 m，相應庫容2540萬m3；死水位588.3 m，相應死庫容295萬m3；水域面積1.544 km2。水庫2010年以前以發電供水、水產養殖、城區防汛抗洪為主，2010年經福建省人民政府批準設立飲用水源保護區，保護區面積74.62 km2，其中一級保護區面積約7 km2，二級保護區約67.62 km2，涉及3個鄉鎮10個村。2015年12月開始向大田縣城區地表水廠供應原水，近期日供水3萬t。

1.2" 魚類群落結構特征

坑口水庫現有魚類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，另外還有一定數量的肉食性魚類烏鱧也不容忽視。38年來，坑口水庫魚類與建庫相比減少了65%，建庫初期十幾斤以上鰱在庫面“跳躍”的場景不見了，高等水生植物不斷滅絕，生物多樣性降低，生態功能明顯退化。

1.3" 污染源分布狀況

坑口水庫污染源主要包括：①保護區內居民畜禽養殖回潮、廢棄污水直排入庫。②居民生活污水收集、處理系統不完善，設施老化現象嚴重，污水收集處理效果差，造成生活源污染。③坑口水庫入庫支流上游沿河兩岸遍布農田，農業種植退水直接入河，形成農業面源種植污染。④保護區內存在一些裸露山體，自然生態遭受人為活動的影響，雨季時水土流失，大量泥沙被沖入河道，導致取水口攔水壩處泥沙堆積，水質下降。⑤ 坑口水庫保護區居民生活垃圾收儲轉運能力薄弱，垃圾入河入庫污染，造成水體惡化。⑥水庫庫底常年底泥淤積，沉積物中污染物釋放量加大。

2" 藍藻水華的危害

飲用水水庫藍藻水華暴發的危害主要體現在兩點：①藍藻異常繁殖后會產生大量藻毒素，藻毒素具有耐高溫和化學性質穩定的特點，自然環境下降解十分緩慢，高溫加熱無法破壞去除，自來水廠常規過濾、消毒程序也無法去除或分解藻毒素，人體攝入過量藻毒素會引起腹瀉、神經麻痹、肝損傷，嚴重者可發生中毒甚至死亡。②藻華暴發后消耗水體中大量的溶解氧，造成魚、蝦、貝類等水生動物死亡，水體透明度降低，同時也會造成沉水植物死亡，水體生產功能退化，導致整個生態系統失衡。

3" 庫區水環境問題的初步診斷

2022年3月份，福建大田氣候回暖，水溫上升，水庫大壩取水口水質實時監測數據表明，表層水 pH值和溶解氧呈顯著升高的趨勢，其中，pH值自3月初以來持續9.0以上，最高值2022年3月21日16：00達9.67（見表1），水庫原水超GB 3838-2002Ⅲ類標準。經權威生態環境部門診斷如下：

3.1" 庫區表層水呈現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，從而導致表層水呈現pH值和溶解氧顯著升高。

3.2" 分析結果

根據采樣結果分析，庫中和取水口藻類豐度較高（104個/mL～105個/mL），屬于中輕度藻華，其中，藍藻門微囊藻是絕對優勢品種，但目前還未形成團聚體，還有少量硅藻（直鏈藻等）和綠藻（小球藻等）。

4" 處置措施

4.1" 應急處置材料

4.1.1" 試劑：次氯酸鈉、膨潤土、醋酸、竹醋液，均符合飲用水源水質安全標準。次氯酸鈉25 L/桶，冰醋酸25 L/桶，竹酸液25 L/桶，膨潤土50 kg/袋，過氧化氫25 L/桶。

4.1.2" 設備：推車式噴灑設備2臺，機動船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氧，生態氧的極強氧化性使菌體和病毒的蛋白質變性，從而使藻類死亡。

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

R-NH-R+HClO=RNC+H2O

4.2.2" 膨潤土作用原理

市場上適用于水華治理的膨潤土林林總總，其主要作用有三：一是對藻類有抑制生長作用；二是對經化學試劑滅活的藻細胞具有吸附沉降作用；三是改性膨潤土具有除磷作用。

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

實驗表明， H2O2對藍藻門微囊藻生長最大抑制率達到93.4%，與同類化學劑對比效果最高。H2O2能夠影響藍藻生命代謝的節律，并對細胞造成氧化損傷，有效抑制藍藻生長，且對藻類生長和微囊藻毒素合成抑制效果顯著。由于H2O2易分解，不會對環境造成污染，從抑藻效果和生態安全方面考慮，H2O2為主要成分的滅藻劑可以作為一種優選“綠色除藻劑”被廣泛應用。

4.3" 操作過程

第一階段：自動站取水點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，構建微生態平衡。實施后該位點 pH值和溶氧顯著下降。維持時間1～2 周，具體時間受現場水質及水動力條件的影響。

第二階段：入庫口回水區采用次氯酸鈉和膨潤土氧化混凝作用方法，噴灑1～2 次， 高效去除藻細胞，維持2～8周，具體時間受現場水質及水動力條件的影響。拼裝式膨潤土噴灑除藻工作平臺技術參數如下：單位時間內噴灑面積為每小時噴灑面積為12000 m2；噴灑濃度為100 g/m2；噴灑流量為50 t/h。

第三階段：庫中抑藻。次氯酸鈉氧化殺藻和膨潤土混凝使用，噴灑1～2次；醋酸或竹醋液噴灑1～2次，使用劑量根據現場藻類密度確定，具體時間受現場水質及水動力條件的影響。

第四階段：全庫區噴灑竹醋液，構建表層水體微生態平衡。

5" 控藻效能和水質安全評價

5.1" 控藻方法

應急處置首次對全庫區進行全面的水處理。其主要步驟如下：

1）對上游入庫口回水區的表層水體進行處理，采用次氯酸鈉氧化滅活藻細胞，且對水華藻類表面結構以及內部結構（例如氣囊）進行破壞從而強化后續的混凝沉降。再噴灑膨潤土吸附至藻細胞表面，從而誘導水華藻類細胞的沉降，達到水華藻類去除的效果。此外，由于水華藻類細胞被次氧酸鈉氧化損傷，因此該應急處置也可以實現對水華藻類細胞的生長抑制，從而有效控制庫區大面積藻華的暴發。

2）進一步對庫中開放水域的表層水體也進行了相應的水處理，但因其使用劑量低于回水區，主要是由于回水區一般是水華藻類的聚集區，為下游水域提供源源不斷的藻種，通過控制這些區域的藻類生長，可以有效緩解或控制該庫區下游的藻類生長。

3）針對庫區重點區域大壩取水口及附近上游水域的表層水體開展全面應急處置，本區域增加竹醋液和醋酸兩種藥劑，其目的是在控藻的基礎上，快速有效降低水體pH，以及通過構建水體微生態健康，提高該水體的自凈作用。

5.2" 水質安全評價

應急處置6月底結束后，上游入水口及水庫上游葉綠素a濃度顯著下降，說明該處理可以有效抑制水華藻類的生長，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值均呈現顯著下降趨勢，且兩項水質指標均保持在正常范圍內，說明應急處置成功抑制了庫區表層水中藻類的生長，改善了庫區水域表層水體的水質。根據坑口水庫自動監測站取水口監測數據，溶解氧、pH均基本符合地表水III類水質標準（見表2）。

6" 建議

6.1" 放養濾食性魚類

應急處理后水質穩定的條件下，投放一定數量鰱和鳙，以投鰱為主，放養密度為25尾/畝～30尾/畝，鳙放養密度為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，增強水體自凈能力。

6.2" 調查庫區浮游生物和魚類資源

一是調查浮游植物和浮游動物的群落結構與多樣性；二是調查魚類群落結構和多樣性；三是估算浮游植物和浮游動物提供的魚產力；四是對水庫的生態系統現狀進行分析并提出調控措施建議。通過開展庫區浮游生物和魚類種群結構調查，為飲用水水源地魚類增殖放流工作及放流后續管理提供科學依據。

6.3" 監測水質

氮磷污染源是藻華暴發的誘因。經權威生態環境部門檢測，2022年7月各個入河口入庫水的TP指標超過了湖庫GB 3838-2002《地表水

環境質量

標準》中Ⅲ類水質標準（0.05 mg/L）（見表3），應加快實施水源地保護區規范化建設及水質安全保障工程，根據入庫水體流量以及污染狀況，設計生態池與生態河道，對水庫水外污染實現一定的有效控制，從而降低暴發藻華的風險。

6.4" 庫區底泥疏浚

坑口水庫因歷史原因，庫底可能堆積大量畜禽糞便，多年來均未開展過底泥疏浚，而底泥可能是該庫區水體富營養化的重要來源之一，開展底泥疏浚會對地表飲用水源水質有較好的改善作用。但是開展底泥疏浚會造成水體較大程度人為擾動，促進底泥內營養鹽及污染物的大量釋放，在一段時間內影響供水水質，目前備用水源下巖水庫未完工，因此開展底泥疏浚應從長計議，謹慎開展。

參考文獻：

黃連火.坑口碾壓混凝土壩二十年運行情況//中國水力發電工程學會碾壓混凝土筑壩專委會，中國水利學會碾壓混凝土筑壩專委會，龍灘水電開發有限公司，廣西壯族自治區水力發電工程學會.慶?？涌谀雺夯炷翂谓ǔ?0周年暨龍灘200m級碾壓混凝土壩技術交流會論文匯編.坑口水庫管理處，2006.

馬權清.小流域生態治理工程建設保障措施分析.農業開發與裝備，2020（6）：113-114.

黃國如，成國棟，冼卓雁，等.清遠市瑤安小流域山洪災害成因分析.水資源與水工程學報，2015，26（3）：136-141.

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