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饮用水水源地保护与管理

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饮用水水源地保护与管理

北京饮用水水源地保护与管理研究
刘培斌
(北京市水务局)
摘要:北京市饮用水水源地保护与管理的经验,在于有明确的思路、系统的规划和具体的实践举措,针对北京水源地现状及问题,介绍了北京形成水源地保护与管理的思路、原则和措施。
关健词:饮用水;水源地保护;管理
做好饮用水水源地安全保障工作,是确保饮水安全和健康生活质量的首要条件,是落实科学发展观,实现首都经济社会又好又快发展和构建社会主义和谐社会首善之区的必要前提。近几年来,因水源污染导致群众健康受到危害的事件时有发生,饮用水源地的保护与管理受到全社会的普遍关注。随着经济社会的快速增长,排污总量与环境容量间的矛盾更加突出,环境事件增多,水源安全面临巨大挑战。
一 、北京市饮用水水源地基本情况及问题
北京的饮用水水源有密云水库、怀柔水库、官厅水库、永定河、京密引水渠等地表水源和地下水源。饮用水水源以地下水为主。根据供水对象分为城区供水和郊区供水,供水的重点在城区,郊区是城市供水的主要水源地,也是水源保护的重点和难点。截至2005年,用作农村饮用水水源的机井5099眼,大口井587眼,小型水库2座,截泉截流130处。饮用水水源保护管理主要存在以下问题:
一 是水源保护力度有待进一步加大。水源保护区上游农田化肥、农药使用量大,养殖粪污大量排放,水源保护区内水源涵养能力不足,面源污染较严重。
二是基础设施建设滞后。农村污水和雨水排放系统还不完善,村庄排水多为地表漫流,生活污水随意排放,水冲厕所普及率不足20%,垃圾随意堆放、就地填埋。水源防护区内902个村庄3.5万m3/d污水没有处理,污水处理率低,未经处理的污水就近排人沟渠、河道、渗坑、渗井,对地表水源和地下水源造成影响。
三是农村水源区域管理缺位。在水源保护区附近存在非法开矿、建厂、建度假村、挖沙取石等现象。农村企业污染缺乏有效治理,租赁农村土地的企业,管理比较混乱,村庄难以对其进行有效管理,部分企业急功近利,污染严重。
四 是饮用水水源地立法工作滞后,监督管理和执法力度不够。仍存在向水源保护区随意倾倒垃圾、排放污水等现象,有的污水处理设施因不想多支付运行成本而间断运行,甚至有的污水不加处理就直接排出,违法成本远低于处理成本,缺乏严格管理制度、保护措施和责任追究制度。
五 是需进一步完善水源地保护与管理的长效管理机制。建立水源区污染治理的生态、环境与经济补偿机制。农村地区多为单村供水,在本村打井取水,长期的卫生习惯及基础设施的缺失,对饮用水水质造成威胁。
另外部分污水处理设施不能正常运行,建设与运行管护资金不足。
六 是干部群众的环保意识和守法意识有待进一步提高。
二 、水源地保护的总体思路与原则
1.总体思路
以科学发展观为指导,坚持以小流域污染综合防治为重点,统筹污染源、地表水和地下水管理,统筹区域与流域管理,统筹污染治理与经济发展,统筹流域上下游,依靠科技进步,完善环境法制,强化监管制度,综合运用法律、经济、技术、宣传和必要的行政手段解决水源地保护问题。大力发展循环水务,建设资源节约型、环境友好型社会,确保水源地水质安全,让群众喝上干净的水。
2.水源地保护原则
① 污染 治 理与经济发展协调,统筹规划、突出重点。在全面普查饮用水水源地状况的基础上,制定水源地保护规划。坚持节约、清洁、安全发展,在发展中落实保护,在保护中促进发展,实现可持续的科学发展。
②水 源 地 优先原则。优先治理地表水源保护区、城市水源地保护区、城市、规划新城及村镇地下饮用水水源保护区内的污染。保护水源地水质,确保供水安全。
③ 防治 并 重,建管并举。预防为主,综合治理,运用法律、行政、技术和宣传等手段,注重源头控制,强化管理,全过程防洽污染,解决水源地保护问题。
④ 改革创新,加强监管。充分发挥政府的引导、指导作用,强化水源地监管。坚持政策创新、制度创新、科技创新,探索水源地监管新思路。运用现代科技手段实施监控,提供决策的科学依据,突出环境规划,抓好总量控制,加强环境评价,强化执法监督,严格环境标准,确保水源地安全。
⑤统筹污染源与水源地管理、地表水与地下水管理,统筹区域与流域管理,污水治理与再生水回用,统筹法律、制度与机制建设,因地制宜,分步分类实施。针对不同地区、不同规模、不同产业类型的村庄,确定不同的治理标准和治理管理模式。以小流域为单元,按照“三道防线”建设生态清洁小流域。充分运用市场机制,建立多元化投融资机制和运行有效的水源地保护补偿机制,调动企业、社会组织和公众参与生态建设与水源保护的积极性。坚持分级负责,规范管理,农民参与,政府指导与社会共同参与相结合的原则。建立市级相关部门联动工作机制、政策集成,资金支持。实行专业化队伍运营和农民参与管理相结合。
三 、北京市水源地保护管理实践与措施建议
近年来 ,北京市水源地保护与管理工作取得显著成效。一是水源保护遵循“总体规划、突出重点,建管并举、综合治理”的原则。二是坚持“预防为主”的方针,努力抓好基础工作,排除老情况,查找新问题,提高应急处置能力。三是不断完善水源保护的相关法律制度,建立相关部门的联动工作机制和污染治理及设施运行的长效机制。四是落实政府的监督职责,切实把安全责任落实到作为责任主体。五是进一步加大宣传教育和培训力度,不断强化群众的环保意识。
具体做法上,在水库上游山区构筑“生态修复、生态治理、生态保护”三道防线,实施水源区污水、垃圾、厕所、环境、河道五项同步治理,采取多种措施建设生态清洁小流域。密云水库拆除网箱养鱼和库岸违章建筑,保护区实行封闭管理,库区上游退耕还林还草,建设生态湿地和库滨生态过滤带,净化水体。水库上游实施“稻改旱”,进行节水改造,建设雨洪利用工程,增加人库水量。目前城区集中供水水源地已基本划定保护范围,并制定了有关保护办法。此外,市科委已立项开展“京郊农村安全饮水及污水处理技术研究与示范”,在13个郊区县组织开展饮水安全及污水处理示范工作,研发一批适合农村特点的技术,创新运行管理机制,并引人商业化模式。
有关区县也在水源保护与管理方面进行了有益的探索。如通州区推广应用生物农药20 余种,推广生物防治、物理防治0.3万h耐,举办农民技术和技能培训141 期。石景山区全面启动污染源监测工作,利用GPS对10 多个重点污染物排放口进行重新定位,建立健全污染源台账,开展环境安全隐患排查,对不达标单位提出限期整改要求。朝阳区聘请环境整治特约社会监督员,广泛接受社会监督。
总结分析北京市水源地保护与管理经验,提出以下措施建议:
1.完善饮用水水源保护区规划
郊区饮用水水源地以地下水为主,目前还有很大一部分水源地未划定保护区,应进一步开展饮用水水源保护区普查,科学合理地划定和调整饮用水水源保护区。
开展土壤和地下水污染现状、污染成因调查和评价,建立污染源台账,制定环境质量监测制度,明确污染优先控制区域及控制对象,进行污染风险评价、安全区划及污染防治规划,制定城市和农村水源地保护规划。
2.加强污染综合防治,开展流域综合治理
以小流域为单元,强化水源地、涵养区以及山区丘陵等自然生态系统的保护与建设,构筑“三道防线”,建设生态清洁小流域,实施污水、垃圾、厕所、河道、环境5项同步治理。
加强农村污水治理,建设农村污水处理设施。优先考虑再生水回用于农业灌溉。
引导农民科学使用化肥、农药,禁止使用高毒、高残留化学农药,大力发展生态农业和有机农业。
推广测土配方施肥、节水灌溉技术及病虫害生物防治技术。
鼓 励秸秆还田和秸秆气化、青贮氨化、发电、养畜等综合利用。实施规模化畜禽养殖场的废水废物处理,推进乡村工业结构调整,推广清洁生产技术。加快污染治理和工业企业调整搬迁,优化产业结构。
加强垃圾管理,对垃圾及废物进行收集、运输、储存和处理。
大力推 进农村改水、改厕、改圈、改厨,解决“脏、乱、差”,改善农村环境卫生条件。
开发整理土地,实施绿化造林,修复废弃矿山生态,封山育林。
3.完善水源地保护制度,加强水源地监管
完善地方法规标准体系,建立水源地保护与执法监督管理制度,强化监管能力建设,加大执法监管力度。
建立水源地管理机构,可由乡镇水务站、农村水管员或聘请特约监督员开展监督检查。
严把环境准人关,强化环境影响评价制度。加快实施排污许可证制度,依法规范取水和排水行为。制订禁止类、限制类、鼓励类产业发展名录。依据环境容量科学确定污染物总量控制指标,落实污染物总量削减计划,将总量削减指标分解落实到重点排污单位。实施最严格的总量控制制度、定期考核、公布制度和“三同时”制度。进 一 步 强化排污许可证的发证与管理工作。排污企业必须申请领取排污许可证并按照规定进行排污申报登记。
建立健全环境执法与监督管理体系,依法追究责任,加大执法力度。坚决惩处各类违法排污行为,严格清理整顿违法排污企业。坚决取缔水源地一级保护区内的工业排污口,关闭饮用水水源地二级保护区内的直接排污口。严防养殖业污染水源,禁止有毒有害物质进人饮用水水源保护区。加快 《北 京市排水管理办法》立法进程,加大对非法排污的处罚力度,从根本上解决违法成本低、守法和执法成本高的问题。
建立健全饮用水水源保护区突发污染事件预警体系和应急反应体系,定期检查掌握饮用水水源环境与供水水质状况,建立饮用水水源水质定期信息公告制度。开展农村供水水源地保护,设立饮水安全标志,依法查处涉及饮用水安全保障方面的案件。
建立健全饮用水安全保障体系和应急机制,在特殊情况下及时启动应急预案或城乡供水联合调度方案。
继续实行由市发改委、规划委、财政局、水务局、爱委会、环保局等多部门联动的工作机制,提高工作水平和效率。

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4.建立和完善水源地保护管理的长效机制
规范对饮用水水源保护区的环境管理,构建符合市场经济规律的水源保护和污染治理的长效机制。针对各类特点的农村,探索适合本地区水源保护与管理模式。
组建农村管水员队伍,对水源地和清洁小流域进行监管与维护,与农民就业结合起来,解决涉水事务的末端管理缺位问题。
探索建立生态与环境补偿机制,确定区域生态补偿的主体、对象、方式及补偿费等。重点解决下游对上游、开发区域对保护区域、受益地区对受损地区、受益人群对受损人群以及水源保护区内外的利益补偿问题。通过明确固定的资金渠道对位于重要水源保护区域给予财政支持。谁受益、谁补偿,谁污染、谁治理。建立生态恢复治理责任机制,实行矿业企业环境恢复治理保证金制度,加快生态恢复。
实 施农村污水、垃圾处理收费制度,推行污水、垃圾处理市场化运行机制。鼓励社会资本参与污水、垃圾处理等基础设施的建设和运营。依法、全面、足额征收排污费,运用经济杠杆促进排污单位治理污染。北京市正在研究阶梯式垃圾收费机制和环境与经济补偿机制。按照“污染者付费”的原则,探讨垃圾处理费用收取与分配,核定垃圾排放控制指标,实行垃圾排放总量控制,超限额部分实施加价收费,加快垃圾处理减量化、资源化和无害化,促进垃圾处理设施项目的市场化运作。城四区垃圾处理
设施,均建在其他远郊区县,需由垃圾产生区向处理设施所在区县支付合理的经济与环境补偿。
北 京山区大部分为饮用水水源保护区,污水处理出水标准要求高,但农民居住分散,经济基础较差,技术力量缺乏,污水处理设施建设和管理难度较大。按照城乡统筹发展、工业支持农业、城市支持农村的要求,政府应加大农村治污力度,以新农村建设为切人点,建立农村污水处理设施建设与管护的长效机制,提高农村污水处理率和再生水回用率。要对农村污水处理进行分类指导,对一般农村村落生活污水,建议由政府投资建设,并从排污费、水资源费等提出一部分资金用于污水处理设施运行维护补助。对于水源地地区农村村落生活污水,建议从排污费、水资源费等提出足额资金用于污水处理设施运行维护,采取专业化公司运营、乡镇水务站与当地环保部门依法进行监管,建立公众参与的管理机制。
规范水库湖泊的渔业养殖行为,划分环境功能,落实责任,确定水库发包方式和经营方式,防止开发不当造成水质恶化。
.5.建 立 健 全水源污染应急监测预警体系,提高对突发性事件的应急响应与处置能力
开 展 饮 用水水源水质的定期监测。构建污染源、水质安全和水厂三位一体的饮用水水源安全预警体系。实施饮用水水源地在线监测,建设并完善重点污染源在线监控、城市饮用水水源地的监测网络,加强饮用水水源地有毒有害污染物尤其是有机污染物的监控,科学、及时、有效地监控预警和应对突发性水污染事件。定期发布饮用水水源地水质监测信息。
制 定 应 对突发性水源污染事故预案。建设应急指挥中心和应急队伍,加强应急装备和物资储备,组织应急技术培训和应急处置演习,提高实战水平。
6采 取 科 技手段,保护水源地做 好 乡 村污水处理与再生水回用规划,优化污水处理与收集方式、处理规模、处理技术工艺和管理模式。将生活污水与工业废水收集系统分开建设,降低处理成本。有条件的地区建设蓄水池和生态湿地,力争在防洪、排水、污水治理、景观水利、生态水利与灌溉利用等的结合上取得突破。
大力 发 展 环保产业,积极开发推广农村新能源技术,遏制农村面源污染严重,提高植被对水源的涵养能力。
建 立 农 村饮用水水质及污染源数据库和信息管理系统,建设水污染监测与预警系统,增强环境监管的科技支撑能力。
开 展 地 下水普查及地下水污染防治关键技术研究,对地下水进行脆弱性分区,科学划定水源保护区。加强水源地安全、生态补偿机制、水环境容量与承载力等方面的研究。
7.加 强 宣 传、教育和培训加强 宣 传 教育,完善公众参与机
制,营造节约资源和保护环境的舆论氛围。加强环境文化建设,倡导生态文明,提倡科学文明的生活方式,改变各种不文明的环境行为和不合理的消费模式。
加强 舆 论 监督,利用报纸、广播、电视等新闻媒体,抓住典型进行剖析,开展警示教育,发挥新闻舆论的引导和监督作用。
加强 对 领 导干部、排污企业负责人的环保培训。推广有机农业和生态农业,生产有机食品和绿色食品,指导农民科学施肥,提高化肥的利用率。
完善 环 境 信息公开渠道,实行环境质量公告制度。.

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天津市水源地水质污染治理
张维‘,翟国勋’,张彩霞’,程丹丹’
(1.东北农业大学水利与建筑学院,哈尔滨150030; 2.黑龙江华睿国土资源勘测设计有限责任公司,哈尔滨150001; 3.天津市环境保护科学研究院工程二部,天津300191)
摘要:加强城市水源地保护是目前环境治理工作的重点。于桥水库作为天津市居民的饮用水源地,水质环境逐年恶化,污染源治理迫在眉睫。为此,从分析水质污染概况出发,得出水质参数、指标,确定污染治理重点。同时,结合中美合作项目的开展,实施“村庄综合管理规划( CVMP )"。具体实施中分为两个步骤:中期目标以村庄非点源污染治理为重点,以“沼气示范工程”为核心,开展治理工作,从而使水库周围向水库排放的水体中总磷和总氮负荷至少降低88%;远期目标以跨省、市合作为基础,加强上游污染治理,使水质达到III类标准。
关键词:环境工程学;水源地保护;理论研究;村庄综合管理规划;中期目标;远期目标
引言
非点源污染作为点源污染之后的又一重要环境污染方式而成为目前水环境治理的热点。与点源污染相比,其具有位置、途径、数量不确定,随机性大,发布范围广,防治难度大等特点。农村面源污染属于非点源污染的范畴,具体指农村地区在农业生产和居民生活过程中产生的、未经合理处置的污染物对水体、土壤和空气及农产品造成的污染。作为天津市城市居民饮用水源地的于桥水库,近些年来水质情况恶化,对市区安全引用水的输送构成威胁。本文以天津辖区内的流域为研究对象,提出针对库区周围农村主要非点源污染物的治理方案。
1 研究区域及其污染概况
1.1 研究区域
于桥水库 ,又名翠屏湖,位于天津北部蓟县燕山脚下,总流域面积2060km2。其中,424km2的区域位于天津境内,其它部分位于水库上游的河北省。水库是天津市区500万居民的主要饮用水源,也是水库下游地区工业用水的来源。于桥水库自1983年被纳人引滦工程后,由过去以农业灌溉、防汛抗旱功能为主转变为以城市供水为主,成为天津名副其实的“大水缸”。“引滦通水”20多年来,于桥水库累计向天津市区输送优质的滦河水180亿m3,是天津赖以生存和发展的生命线;而“引滦水”也成为天津市区生活用水的唯一水源。
1.2 库区水质污染概况
自1999年7月一2000年7月天津市环境监测中心对库区的水质情况进行了监测,并结合自20世纪80年代中期以来的历史数据,对采集样品进行了水质参数、沉积物和生物指标的分析,见表1所示。

分析结果显示:水库营养丰富,在夏季炎热月份和降雨季节生物产量较高,叶绿素a浓度也较高,而透明度则较低。结合天津市环境监测中心研究成果和实地考察,可以进一步明确库区水质污染的重点是富营养化和病原菌污染。富营养化是指水体中生物生产能力提高的状态,其水体特征表现为受高浓度营养物的刺激水生植物大量繁殖,如藻类和大型植物。大量的藻类会影响观感并导致水质问题,影响水体清澈度,抑制其它植物的生长,使水体发生恶臭问题,减少水中溶解氧含量从而致使鱼类死亡。水库的病原菌污染源于人类和动物粪便,是每年在洪水期发生的漫流和地表径流带入水库的。监测中心提供的数据显示水库中粪大肠菌群的水平相对较低,大多数样品质量都能满足游泳标准200MPN/l00mL粪大肠(MPN指在实验室分析结果中的最多生物量)
2.2污染源分析与对策
污染源利用径流模型估算5种土地利用形式(村庄、农业、混合林、灌木林、一裸地)的径流量,并结合采集样品及库区周围现场调查收集到的信息,确定营养物和病原菌的来源如下。
1) 村 庄 :包括公路、无封闭管理的动物粪便和其他生活垃圾,以及村庄周界和村内的农田等产生的径流。
2) 农田 :在水位较低时,低地区域有放牧活动,因此动物粪便被累积在这些地点;对地下水的监测数据也显示由于当地农田过量施用化肥,已造成高浓度氮的污染。
3) 旅馆和饭店:目前这方面对水库水质的影响较小,但随着当地旅游业的发展,也是潜在的污染源。
4) 内在营养负荷:现有资料显示于桥水库的内在营养负荷不是水质污染的主要因素。
2.2 治理对策
于桥水库的治理目标分为两个步骤:中期和远期。中期目标是要使水库周围向水库排放的水体中总磷和总氮负荷至少降低88%,工作重点在于桥水库周边地区。远期目标是通过与河北省和遵化市合作治理上游污染源,使湖泊和水库达到III类水质标准。湖库地表水质in类标准,如表2所示。

3.中期目标的实现途径
3.1 村落污染特征
水库周边蓟县境内有128个村庄,人口约15万,可耕种农田7000kM2。许多村民从事动物养殖,根据1999年的统计数字饲养规模如下:猪98000牛17000头,马2500匹,鸭174000只,鹅24000只羊22000只,鸡590000只。这些动物一般由个人在院内养殖或者在村内、周边养殖,每年产生的动物粪便量约为城市100万人口的排泄量。这些粪污通常是被堆放在坑里或者沿小院外的马路上堆成堆。这种传统的动物粪便处理方式和再利用方式是导致径流污染和地下水污染的重要原因,也是于桥水库人库营养物和病原菌的重要潜在来源。
3.2 治理方案
采用村庄综合管理规划(CUP)实现治理目标。该方案是建立在再利用粪便和农业废物、营养管理、消减农田径流污染和控制村庄公路径流污染等基础上的。其中,核心内容是将猪、鸡等感染性排泄物进行厌氧消化处理;将残留农作物进行生物气化;将营养管理方案与厌氧处理产物相结合,最大程度地减少径流污染。在项目的具体实施运行中,以建立示范工程为起点,逐步总结完善,最终形成在库区周围可推广施用的模式,达到治理污染的目的。
3.2.1 沼气工程
示范工程围绕建立集中式养殖厂为核心,配套建设厌氧消化系统来处理动物粪便。集中式养殖厂将生猪按年龄分区饲养,确保生物的安全性,提高存活率,从而提高产量。养殖规模和种类的集中,有利于发酵原料的收集,能够确保沼气的产量。气源可以作为厂区内的生产和生活用能,在冬季时引进沼气锅炉等相关设备,还可以满足供暖需求。根据示范单位的饲养规模和沼气产量经验值,预估池容的总产气量,从而确定沼气能源的使用范围。一般农村五口人的家庭,每天煮饭、烧水约需用气1. 5m3(每人每天生活所需的实际耗气量约为0. 2m3,最多不超过0.3m 3)[。因此,在气源充足的前提下,.可以考虑在全村范围内铺设输气管道,分输到户,逐步替代传统的生活用能一秸秆和煤炭,缓解目前用能紧张的形式。发酵终产物还有沼液和沼渣,液体部分含有无机氮化合物氨氮、亚硝酸盐和硝酸盐,可以作为肥料施用;沼渣可以作为混合肥料、饲料出售,或作为土壤的改良剂。这两种经过厌氧处理的流出物所含的营养与原粪便同等,但是在消化过程中将有机氮化合物矿化后形成的氮(氨氮、亚硝酸盐、硝酸盐)更容易被植物利用吸收。
3.2.2 生物质气化
农村生活用能以秸秆和薪柴为主,两者合占生活用能的70%。可见,农村能源的终端消费以煤炭和传统的生物质能为主,优质能源所占比重较小。
这种消费方式不仅降低了能源利用效率,还加剧了空气污染。生物质气化技术在提升能源品位,减少大气污染方面麦秸秆为原料,具有明显的优势。该项技术以稻,通过高温热解产生氢气、燃气体,并伴随裂解残渣的产生。其中,甲烷等可燃气体部分作为生活用能向农户输送,与沼气能源的利用相匹配;残渣作为较好的工业原料可以再利用。
目前 ,蓟县北汪庄和北擂鼓台村已经成功运行了这项技术,今后的工作是在总结经验、深化技术的基础上,进一步加大推广力度,保证CVMP的顺利实施。
3.2.3 其他措施
除上述两方面的内容,CVMP还包括营养管理规划等内容。营养管理规划是关于厌氧消化系统流出物和动物粪便的管理规划,实施后既要能够满足作物的需要,同时最大程度地减少过量营养物造成的径流污染或下渗引起的地下水污染。目前,营养管理规划正在美国推行实施,可以借助中美合作项目(中国可持续城市清洁用水研究)的开展,加强这方面的技术交流。
4 结论与建议
为了保证中期目标的顺利实现,沼气工程的运营实施是关键.厌氧消化系统及配套设施的完善是基础。此次中美合作项目的开展,要在遵循实地情况的前提下,借鉴学习外方先进技术,通过水源地保护工程的实施,探索出一条适合国情的农业沼气工程之路。
建立跨省 、市的流域管理合作体系,为远期目标的实施提供保证。远期目标要通过与河北省和遵化市合作治理上游污染源,使水质达到III类标准。流域管理体系的优点是能够把相关部门都聚集在一起进行讨论,在共同利益的基础上能够增加多方面的知识和经验,并有助于提出遵循可持续发展理念的框架和计划。

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黑龙江城镇水源地污染治理工程模式及环境问题探讨
于晓英1刘字红2冯玉春3
(1、黑龙江省环境保护科学研究院,黑龙江哈尔滨150056 2、内蒙古工业大学建筑工程学院,内蒙古呼和浩特0100513、五常市环境保护局,黑龙江五常150200)
摘要:黑龙江省小城镇本源地污染治理工程已经逐步开展.对其治理模式进行了介绍并提出了在治理中应注意的环境问题,以避免在治理污染的过程中发生二次污染。
关键词:水源地;污染治理;问题
根据国务院“以饮水安全和重点流域治理为重点,加强水污染防治”的环境政策,目前黑龙江省结合饮用水水源地环境现状情况,已陆续进行了多项水源地污染治理工程的前期工作并进入实施。就河流型饮用水、湖泊水库型饮用水、地下水饮用水这三类水源地的污染治理模式及在实施工作中应注意的环境问题作以简述。
l水源地污染原因
根据相关资料调查结果表明,造成黑龙江省城镇水源地污染的原因主要有:
(1)饮用永永源地保护区内存在工业污染源、城镇生活污染源、农业面源污染源等,这些点源与面源污染源直接排放或问接排放污染物而对水源地水质造成极大威胁。
(2)城市污水处理工程设施不完善。由于历史遗留问题及资金的缺乏,黑龙江省环境基础建设相对滞后,多数城镇没有污水处理厂.致使一些城市污水未经任何处理直接排入水体,污水的超标排放,对河流水库型饮用水源地水源水质产生较大影响。另外。有些城镇虽已建成污水处理厂。但由于污水厂运行费用过大、资金不足、管理同题等,尚有部分未能正常运行.或者与城市污水处理配套的截污及排污管网工程尚不完善,不能及时将污水进行收集进入污水处理厂进行处理,这也造成了大量未经处理的生活及工业废水进入水体而污染水源地水质。
(3)农药、化肥施用及养殖粪便等引起水源地面源污染。近年来,随着种植业调整、耕作方式的改变.以及农作物病虫害的发生和变化,使得农药、化肥的使用强度和使用蒸嘟呈上升趋势,水源地周围农田如过量不当使用和长期使用农药、化肥,均可造成其在土壤中残留.并随雨水渗入地下或随径流进人河流、湖泊,对水源地水质造成较大危害。另外.在水源地周边区域如牧业活动较多,如对牲畜粪便管理不到位,牲畜嘲舍未经防渗处理。粪便随意堆放,大部分牲畜排泄物及养殖擂水直接渗入地下或随雨水径流进入水体。引起水源地水质污染。
(4)城市垃圾渗滤液污染地下水型饮用水源地。由于过去缺乏合理规划.许多城市垃圾处理场未经合理选址.可能位于城市水源地的上游.且多数仅做简单填埋,仅有少数垃圾处置场有防渗措施。生活垃圾在没有任何防渗措施的条件下直接倾倒填埋,大气降水进入填埋场、地表水入侵以及垃圾自身分解则产生大量的垃圾渗滤液.含有包含有机物、重金属和病原微生物等三位—体的污染源.有害物质、重金属、病原物质的转化与迁移,将对下游地下水水源地水质造成巨大威胁。
(5)生态环境遭受破坏.影响烈水资源。黑龙江省内的河流型及湖泊水库型水源地主要靠森林、草原、湿地对其进行协调与保护,而城镇的密集化使森林、草原等面积域少或遭到破坏.直接或间接她影响到水源地水量和水质,共且影响烈依靠该水源地生活的居民。
(6)水库型水源地由于水土流失及农业地表径流携带污染物进入水体,沉积于底泥。这些污染物—部分稀释自净,另—部分在一定的水流条件下又释放于水体。由于长久不进行清淤整治,造成水库底泥较厚,使其中污染物质不断增加及重金属聚积,造亩冰源水质下降。
2污染治理工程模式及环境问题
目前.黑龙江陆续进行了多项水源地污染治理工程工作,根据不同水源地的类型及污染原因.采取了具有针对性的措施。
(1)对河流型水源地沿线污染源进行流域综合整治,针对未划定保护区的水源地,严格依法划定一、二级饮用水源地保护区.取缔保护区内污染企业,禁止—级保护区内一切排污行为和对水源地有影响的旅游、畜禽和水产养殖等活动,禁止在二级保护区内新增排污口。
在这类治理模式中,应注意污染企业搬迁过程的环境影响.主要来自拆迁扬尘、设备搬运以及物品的撒落,尤其是危险品的搬运.可能对水源取水口的水质造成影响.易引起水源地的二次污染,因此.要切实做好企业搬迁过程的污染防治工作。对水源地保护区及取水口应注意采取有效的防护措施。
(2)针对污水未经处理直排水体的情况,黑龙江省各城镇结合自身实际情况.实施建设了—批污水处理厂工程。污水处理厂建设工程尤其要注意污水厂选址的合理性,首先宦选择靠近河流水体的位置,以便于污水排放,且需设在防洪堤内,免受洪水威胁。其次选在水源地水体下游,以避免出现事故状态而导致对水源水质产生污染。另外要选择在城市夏季主导风向的下风向。并与周围居民区设置合理的卫生防护距离。
由于北方气候的特殊性,要注意选择适用北方气候条件的处理模式及工艺。另外,污水治理工程中的排水管阀建设会对地面土壤植被产生一定破坏.易产生水土流失.需加强施工监理,及时做好修复。
(3)对水源地周边的面源污染进行治理.清除周围面源.明确保护区范围,设定禁农禁牧区域,禁止有毒有害物质进^.饮用水源保护区,严防养殖业污染水源.加强生态功能保护区和自然保护区的建设和管理。
在治理农业面源污染中,应禁止高毒性、高残留农药化肥的使用,要求采用科学施肥.减少化肥农药使用量。
(4)根据各城镇垃圾处置情况,相应地采取建设无害化垃圾处理场、垃圾场封场治理等工程。建设城市垃圾无害化处理工程。是保证水源地水源免受污染的必要措施。如哈尔滨市已进行了四方台、朱顺屯水源地保护区污水治理、生活垃圾治理、程家岗垃圾堆放场封场工程及水源地生态恢复工程建设,其他—些小城镇也进行了无害化垃圾处理场建设的前期工作。
垃圾场建设工程一方面要注意垃圾场建设选址,如垃圾场宜选在水源地的下游、城市夏季主导风向的下风向.并与周围居民区设置合理的卫生防护距离.以避免工程本身增加的臭气污染及渗滤液造成的地下水污染.具俸应实际分析,并在施工中严格保证质量,目必须进行垃圾场封场后期跟踪管理,注意长期的监管及监测。
(5)进行了水源地周边水土流失治理和防护林建设工程,控制水源跑周边坡地的农业开发,逐步退耕还林还草。在水源地保护区外—定范围建设防护林带和生态缓冲带,减轻水土流失,充分发挥植被自我修复能力以改善水源地周边生态环境。
水土流失治理和防护林建设工程应注意整体设计.根据流域的自然条件,如地形、土壤、气候等特点并结合生物种群的利用优势.因地制宜进行综合治理。
(6)对水库型水源地进行清淤疏浚,对取水头周围库底进行清除杂质和淤泥。并由上至下铺砌块石、碎石、粗砂。
该类治理工程会产生一定量的淤泥,如不及时清运或存放位置不合理经雨水冲刷可能造成二次污染,因此要在施工中特别注意。
3结论与建议
(I)从改善水源地水源污染状况出发,黑龙江省在水源地污染治理工程中应严格执行环评制度、“三同时”制度,在确保污染防治措施全部实施并正常运行的目日提下,加强环境管理和环境监测,水源地污染治理工程质量才可得到有效保证。
(2)建议。划定村镇集中式饮用水源保护地,加强对农村应用水源地污染防治监管。建立城市饮用水水源污染应急顶案及饮用水源安全预警制度.定期发布饮甩水源地水质监测信息,高度重视饮用水源地的有毒、有害污染物的控制。

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水源地农业面源污染防治研究进展
叶碎高。王帅
(浙江省水利河口研究院水土保持研究所,310020,杭州)
摘要:农业面源污染是目前导致水源地污染的主要原因。通过对农业面源污染影响因素的分析,回顾了模型研究进展.总结了通过调整景观格局控制农业面源污染的理论和实践方法,提出了下一步研究方向。
关键词:农业面源污染:水源地保护;景观生态学
面源污染是相对于点源污染的一种水环境污染类型。随着点源污染控制水平的不断提高,面源污染现已逐渐成为导致水体污染的主要原因.其中造成水源地污染的主要是农业面源污染。近年。饮用水水源地污染事件屡屡发生.严重影响了正常的社会生活、生产活动。控制农业面源污染.保护水源地,是提高水资源利用效率.保障供水安全的首要环节。本文对面源污染物的来源。迁移过程与形式,影响因素.模型模拟,防治理论和实践研究等方面的进展情况进行了介绍。提出了下一步研究方向。
一、关于农业面源污染
1.面源污染物来源
农业面源污染的主要来源可以归纳为化肥、农药、畜禽养殖和其他化肥营养元素的流失是农业面源污染最重要的部分,化肥使用存在量大、配比不合理和利用率低的特点。化肥使用量从1978年的884万t增至2006年的4800万t,目前远远超过国际上为防止水体污染而设置的225kg/hm2化肥使用安全上限。在肥料配比上,全国N:P:K比例为1:0.45:0.17.氮肥用量偏高,磷、钾肥偏低,重化肥、轻有机肥,造成了土壤酸化,地力下降。其中使用最多的氮肥平均利用率仅约35%,相当于发达国家的1/2。农药是后果最为严重的污染源之一。与化肥施用情况一样,我国农药使用也存在着量大、利用率不高和搭配不合理的特点。2006年。全国化学农药原药累计产量129.6万t.同比增长20.2%。但只有30%一40%可以被作物吸收。大部分都流失了,其中不乏高毒农药。
农业生产活动产生的有害废弃物。
畜禽养殖产生的污染也不容忽视。由于缺乏相关的处理和配套设施,目前我国每年牲畜排出的粪便多达25亿t,是工业固体废物的2倍多。畜禽养殖废弃物除造成同化肥农药一样的环境污染外,还极易传染和引发疾病。
其他农业生产活动产生的有害废弃物主要包括农膜、秸秆以及生活垃圾等固体污染物。目前我国塑料大棚及地膜覆盖面积已超过1333万hm2。
截至2002年.农膜和地膜年消费量达到153.9万t,居世界之首。这些废弃物具有种类多、降解难和危害严重等特点。
2.迁移过程与形式
农业面源污染的产生、迁移与转化过程实质上是污染物从土壤圈向其他圈层尤其是水圈扩散的过程。迁移过程主要包括两类:一是在降水、农田灌溉及排水过程中。污染物随水分向深层地下水下渗;二是当产生地表径流时,污染物向地表径流传递.并随径流和泥沙迁移进入受纳水体。研究表明,大多数的污染物是通过径流导致的土壤流失.随泥沙迁移进入水体的。因此。控制农业面源污染保护水源地,主要是防止地表土壤流失。
二、模型研究
面源污染具有面广和过程复杂等特点,很难用有限的田间测试和实验手段来评估。20世纪80年代以来。美国农业部首先开发了一系列面源污染模型。模型主要通过对整个流域系统及其内部发生的复杂过程进行定量描述.帮助分析面源污染产生的时间和空间特征.识别其主要来源和迁移路径,预报污染产生的负荷及其对水体的影响.也可以评估土地利用变化以及不同管理与技术措施对面源污染负荷和水质的影响.为流域水环境规划与管理提供决策依据。
完整的面源污染模型系统一般由4个子模型构成.即降雨径流模型、侵蚀和泥沙输移模型、污染物转化模型、受纳水体水质模型。整个模型化过程从简单到复杂大致经历了3个阶段。
即经验模型、机理模型和功能模型。美国农业部农业研究所开发的CREAMS模型就是一种功能模型.该模型的研发成为非点源模型发展的里程碑.它首次对非点源污染的水文、侵蚀和污染物迁移过程进行了系统的综合。目前关于国际上较成熟的农业非点源污
染模型主要有CREAMS、AGNPS、ANSWERS和SWAT等模型。
G1S是集空间信息处理、数据库技术擞学计算、可视化等功能于一身的先进手段。随着GIS和遥感技术的广泛应用,有效地提高了面源污染模型的模型质量和模拟精度。先后与AGNPsAVNIX3M
和ANSWERS等模型耦合.较好地提高了模型的可视化水平和可操作性。
三、防治理论与技术
景观格局对生态过程的影响一直是景观生态学的一项重要内容。通过合理配置空间要素,尤其是障碍、通道和高异质性区域等.可以提高系统的稳定性和改善其整体功能。根据源和汇的理论.在面源污染形成的过程中.农田等景观起到“源”的作用.人工湿地和缓冲带等景观可以滞蓄污染物而起到“汇”的作用.同时地表径流等景观起到了传输的作用。如果流域中“源”“汇”景观在空间分布上达到了平衡状态。形成合理的分布格局,流域会产生较少的污染物输出:反之。如果流域景观格局分布不合理,并有较多的“源”集中分布,而缺乏“汇”的滞蓄作用。流域将会有较多的污染物输出产生。通过优化景观格局,在源头减少非点源污染物的产生.在污染物运移过程中进行拦截并促进其向无害形态的转化.是面源污染管理和控制的重要手段。
常用的景观格局优化方法主要有两种:一是利用植被缓冲带对污染物进行阻截、吸收和转化。二是利用自然和人工湿地使污染物在其中沉淀、降解或被水生生物吸收。应该遵循的原则:一是去污力强,尽可能合理设计位置和规模.以达到最佳的去污效果:二是节约费用.主要指的是占用土地面积要少:三是兼顾效益.
在治理污染的同时。适当种植生产性作物.提高土地生产力。
1.植物缓冲带
植物缓冲带指在河道与陆地交界的一定区域内建设乔、灌、草相结合的立体植物带.在陆地与河道之间起到一定的缓冲作用。植被缓冲带主要通过以下过程截留和去除地表及地下径流中的污染物:①降低地表径流速度并对其中的颗粒态污染物起过滤和拦截作用;②缓冲区的植物吸收溶解态的污染物;(3)缓冲区的土壤吸附溶解态的污染物;④促进氮的反硝化。缓冲带建设主要考虑因素是宽度和植物配置。国外研究成果发现,植被缓冲区的去污效果随着带宽的增加而提高.但3—5m的带宽也能取得理想的效果。Haycock等根据前人研究成果总结了不同水质保护目的和目标所要求的缓冲区宽度.可以作为建立植被缓冲区的参考依据。至于植被选择.应该尽可能采用本土植物,同时需要注意.草本植物能够形成浓密的地表覆盖。有利于降低地表径流速度和过滤其中的颗粒态污染物。选用高大乔木可以增加缓冲区的产出效益。且林木采伐可以同时将区内的养分等污染物带走.防止缓冲区因污染物饱和而失去净化能力。但应选择树冠较稀疏的树种.以利于林下植被的生长。
2.人工湿地
人工湿地是指模拟自然湿地.由人工建造的可控制和工程化的湿地系统,通过对湿地生态系统中的物理、化学和微生物作用的优化组合来进行污水的处理。湿地中水体、基质、植物、微生物等4个基本要素共同作用,可以有效去除氮、磷等营养元素
和有机污染物等。人工湿地除氮过程(见图1):氮在生物作用下转化成氨(可能是好氧的。也可能是厌氧的),氨在有氧环境中通过硝化细菌生产硝酸盐。硝酸盐去除机理有两个:①植物的摄取。植物吸收的氮素主要是铵态象和硝态氮,也包括一些小分子含氮有机物如尿素和氨基酸等。植物摄取氮的潜在速度受其净生产量和植物组织中氮浓度的限制。国内外学者对植物氮含量和去氮能力进行了大量研究。研究表明湿地植物组织的氮浓度和储存量受植物类型、组织类型、进水浓度和季节的影响。(2)反硝化。反硝化被认为是长期的和主要的机制。影响反硝化的环境因素包括氧浓度、氧化还原电位、土壤湿度、温度、pH值、反硝化细菌、土壤类型、有机物质和有无存水等。不同条件,在异养微生物作用下将硝酸根还原.最终生成温室气体N20或者气态氮分子

N:释放到空气中。
人工湿地除磷过程(见图2):磷常以磷酸盐(p043-、HP043ˉ、H2P04-)、聚磷酸盐和有机磷存在。磷的去除有很多途径:污水中一部分磷可被植物直接吸收,通过收割得以去除:一部分被基质通过吸附或离子交换作用去除;一部分磷作为微生物正常代谢所需要物质被磷细菌转化成溶解性无机磷.有利于植物吸收:还有一部分磷被聚磷菌过量聚磷作用去除。通常情况下。沉积、吸附、沉淀、微生物的吸收与积累是湿地中最主要的磷去向。
有机污染物则在好氧区被分解为C02和水,在厌氧区被分解为CO2
和CH4.污水中的大部分有机物最终被异养生物转化为微生物体、C02、CH4和水、无机氮、无机磷。同时,湿地系统还可以通过机械过滤作用去除藻类.基质吸附与植物积累作用消除重金属污染等其他污染物。
湿地建设主要考虑因素是湿地规模和布局。Mitseh等总结了一些地区不同水质保护目的所要求的湿地面积比例。不同地区采取不同标准。但研究发现占流域5%左右的湿地就可以有效截留氮、磷等富营养化物质,湿地的布局对其净化能力有着很大的影响。目前主要靠设置沉淀池、湿地表面覆盖砂和砾石等材料来提高去污能力并减少护理成本。
四、结论与展望
面源污染是影响地表环境的主要污染方式之一.农业面源污染是导致水源地污染的重要污染源。其形成主要由降雨径流、泥沙搬运、地表溶质溶出和土壤溶质渗漏等4个过程组成,它们之间相互联系、相互作用。
目前已经对污染物来源.迁移过程与形式。模型模拟和防治理论研究等方面有了较深入的认识。但相对于农业面源污染的严重性和水源地保护的重要性,仍显不足,需要进一步研究。研究方向是:①深入研究面源污染物运移过程。水土流失是目前人们关注
的主要生态过程之一.也是面源污染的一种主要形式.但具体的流失机理和过程并不明确,这是防治面源污染扩散的基础。②加强模型模拟。模型模拟是面源污染防治、流域综合管理的决策支持系统.随着GIS和遥感等空间分析和数据管理手段的进步,需要研制适合各类条件下的面源污染模型.并不断提高模型的精度和适用性。(3)调整景观格局。防止面源污染产生和扩散.优化土地利用方式。合理布局污染物“源”和“汇”的景观,减少污染物扩散。保护水源地。

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基于大庆市大龙虎泡水源地保护工程建设的构思
冯艳华1,张亚娟1,刘永2
(1.杜蒙县水务局,黑龙江杜蒙166200;2.大庆市水利规划设计研究院,黑龙江大庆163000)
摘要:根据大庆市大龙虎泡水源地保护工程现状和存在的问题,分析了水源地保护工程建设必要性和保护措施,即采取工程措施和管理措施相结合对水源地进行有效保护,保障供水安全,改善人民生活水平,促进大庆市经济社会和谐永续地发展。
关键词:水源地;保护;必要性;措施;效果
2005年松花江发生特大水污染事件为水源保护提出了新的课题,根据《水污染防治法》和《水法》的要求,饮用水水源地应必须进行保护工程建设和管理,以保证城乡居民饮用水安全。
大庆市大龙虎泡是松花江流域大庆市的一重要水源地,正承担着大庆油田生产用水及大庆市西城区城市用水的水源保障任务。进行大龙虎泡饮用水源地污染防治工程建设是全面解决松花江水环境问题的需要。也是保障供水安全,促进大庆市经济社会发展和保障人民生活的最根本需要。
l大龙虎泡水库概况
大龙虎泡水库位于大庆市杜蒙县境内,是利用天然泡沼建成的蓄水水库。龙虎泡水体引自嫩江,自中引八支干引水。水库设计兴利水位为138.2m,相应库容为3.58亿m3,日供水能力为55万m3。库水经泵站提升通过30km管线进入龙虎泡水处理厂,处理后供给城市工业和居民生活用水。
2水库水质及污染现状
2.1水库水质现状
大龙虎泡水库水体引自嫩江。水质类型属重碳酸钠型水。多年水质监测分析表明,水库水质基本符合生活饮用水水源水质二级标准,并趋于稳定。但仍有部分项目超标,突出表现在总磷和总氮,总磷测定值为0.09mg/L,标准值为<O.05mg/L;总氮测定值为1.08mg/L,标准值为<1.0mg/L。分析水质超标的主要原因,除引嫩来水水质影响外,主要是生态破坏、面源污染、旅游开发污染和村屯人为污染等综合因素造成的。
2.2污染现状
2.2.1面源污染现状
大龙虎泡水源地是一座平原型引水水库,地势低洼,四周坡水极易汇人。每当雨季来临,雨水便携带残留农药、化肥、人畜粪便、生活垃圾等侵入水库,形成了较大面积的面源污染。面源污染是造成水库总磷、总氮超标的一个重要原因。
据调查,养殖1头牛产生并排放的废水超过22个人生活产生的废水,而养殖1头猪产生的污水相当于7个人生活产生的废水。
据调查,目前我国土地使用的化肥已经超过400kg/hm2,而化肥的利用率仅为40%,大量的化肥随着农田径流流入了江河湖泊。
2.2.2生态破坏现状
库区土壤多为砂壤土,由于历年干旱缺雨,大部分土壤已经沙化、碱化,草原严重退化。由于库区对植被的破坏,黑土层流失殆尽,黄沙侵袭的趋势十分严重,库区塌岸、崩岸现象时有发生。
现状龙虎泡水源地保护区内土地水土流失(特别是风蚀)严重,经调查,龙虎泡水源地保护区水土流失总面积6 550hm2。在《大庆市水土保持规划》“三区”中属重点预防保护区,区域土壤蚀侵类型为风蚀。
现状龙虎泡水源地周边岸蚀现象也相当严重,崩岸、塌岸、塌坡总长度23km,其中严重崩岸、塌岸段长度5.91km。因此对水源地周边进行生态保护建设已经刻不容缓。
2.2.3旅游业必须加以适度控制
近几年来到龙虎泡水库旅游的人数逐年增加,年接待游客近30万人,为此配套的餐饮、水上娱乐等等已对水源地构成威胁。因此,建议加以适度控制,并随时清除固体与废水污染。
2.2.4周边村屯对库区污染现状
现状龙虎泡水库周围分布着部分村屯,其中一级保护区内有村屯lO个、610户,现有村民2 500人,均分布在白音诺勒和一心两个乡。二级保护区内有村屯21个。保护区内村民的日常生活垃圾不经处理,无序堆放,如遇降雨等情况很容易使污染物排入水库,从而形成水质污染。所以要采取必要的保护措施,防止人为活动对水源水质产生影响。
3水源地保护工程建设的必要性
3.1 做好水源地保护是经济社会发展的根本需要
龙虎泡水厂供水的西城区是大庆市石油生产核心区域,大龙虎泡水库做为生活饮用水的水源地,应该按照《生活饮用水卫生标准》的要求来进行保护和管理,确保经济社会的健康发展。
3.2做好水源地保护是水资源可持续利用的必然要求
为了满足石油和石油化工生产需要,全市先后建设大量地下水源地,一度造成市区地下水局部超采,出现达4 000km2的地下水降落漏斗。近年,大庆市正实施地下水保护战略,科学利用地表水,有效保护地下水已经成为大庆市水资源可持续利用的必然选择。
3.3做好水源地保护是建设生态园林城市的基本要求
大龙虎泡水库是大庆市为数不多的洁净水源,从根本上改善水库周边农业生产条件和水生态环境,是全市生态城市战略的重要内容。通过对水库进行综合保护措施,使之达到“水清、面洁、岸绿”的目标,最终实现生态环境建设的良性循环。
4水源地保护主要措施
4.1面源污染防治’
①对龙虎泡周边的林地和耕地要推行绿色生产,号召农户减少化肥施用量,提倡施用有机肥和长效肥,尽量减轻面源污染造成的影响。②建设生态护坡:为防止污水进入库区,在水源地周围建设生态护坡,合计lOkm,采用石砌滤水结构,累计土方75×104m3,砌石8460m3。③要加快调整库区农业生产结构,进行劳动力转移。规划对当地农民逐步搬迁,改变以种植为主的生产方式。消除人畜活动形成的污染威胁。
4.2生态恢复措施
①种植水源涵养林草,建立乔、灌、草合理配置的水源涵养林生态复合系统,利用植物根系固结土壤、增强地表水入渗能力、提高土壤持水量,防止山地水土流失,恢复和保持土地肥力。本次拟在一级保护区内建设生态林2 100hm2。树种以小成黑杨和山杏为主,种植沙棘2 800hm2。同时要加强管理,坚决制止毁草开荒现象。②农作区采取生态保护措施,包括:等高带状耕作、间作套作以延长植物地表覆盖时间、改良土壤结构以增强土壤自身抗蚀能力等。③为保护植被,必须实行草地封育禁牧,在一级保护区周围建设护栏,防止家畜进入保护区以内。建设围栏长80.2km,同时在保护区边界设置界桩和告示牌。.
4.3旅游设施污染治理措施
库区沿岸四处旅游景点排放的污水及生活垃圾必须集中处理,保证污染物不入库。方法是建设统一的排水管线,距库岸200m以外建排水沉井,污水排入地下。
4.4筹划村屯搬迁
根据《水法》要求,禁止在地表水饮用水水源一级保护区内倾倒生活垃圾、粪便及其他废弃物。因此在龙虎泡一级保护区内的lO个村屯2 500多人口应规划搬迁至保护区外,彻底消除人为污染的威胁。在二级保护区的居民区建设垃圾集中存放点,垃圾定期运出,防止污染水源。
4.5加强水源保护工程管理
龙虎泡水库属大(2)型水库,担负着市区工业及生活供水,应成立县级以上级别管理单位。设工程管理、财务供应、综合经营、行政办公和水质化验等职能科室,加强水库的工程管理。
5水源地保护工程实施效果分析
水源地保护工程实施以后对预防水污染,保护水源地安全能够发挥重要作用,为全市的饮水安全提供可靠保障,对创建和谐社会具有很高的社会效益。
水库是一种湿地,亦为自然之肾,具有良化小区气候的功能,水库的保护建设对人们生产和生活的良好环境有百利而无一害。
同时水库保护工程的绿地面积大幅增加能够降低风速、增加土壤和空气湿度、减少地面蒸发、涵养水分,其环境效益亦十分突出

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辽宁省城市饮用水水源地保护及污染治理
孟繁盛,田凤玲
(辽宁省水利水电勘测设计研究院,辽宁沈阳110006)
I摘要】辽宁省人均水资源占有量仅为820m3,属于严重缺水地区,在用水结构中农业和农村用水比重较大。城市用水比重较小。城市与农村争水严重,更导致了城市用水的短缺。制约了社会经济的发展。本文主要对辽宁省城市饮用水水源地进行保护区划分.确定保护区的范围.时水源地保护区进行保护和污染治理,以保障城市饮用水源地的水质和水量安全。满足城市用水的需求。
【关键词】饮用水;水源保护区;污染治理;辽宁省
辽宁省人均水资源占有量仅为820 m3,属于严重缺水地区,在用水结构中农业和农村用水比重较大,城市用水比重较小,城市与农村争水严重。更导致了城市用水的短缺。制约了社会经济的发展。目前辽宁省31座城市和30座县级镇大部分都存在缺水问题。因此,合理科学的保护城市饮用水水源地,对水源地的污染进行综合治理,对保障辽宁省城市用水是十分必要和迫切的。
1饮用水水源地保护区划分
辽宁省城市饮用水水源地已划定保护区共56处。其中地下水源保护区50处,湖库型水源地保护区5处,河道型水源地保护区1处。
本次研究共划分城市饮用水水源地保护区207处,其中河道型水源20处,地下水水源145处,湖库型水源42处。水源地保护区划分为地表水水源地和地下水水源地。保护区的划分按保护区和准保护区两级体系划定。在保护区划分过程中,充分考虑了地表水与地下水不同类型水源的特点,以及开发利用与保护的关系,在水源地安全状况调查评价的基础上,结合水源地规模、污染程度、社会经济发展、供水人口等因素综合划定,共划分全省城市饮
用水水源地保护区面积为1 384.12 km2,准保护区面积为24 988.63 km2。
2污染物总量控制
污染物总量控制是实现水环境改善,防止水体污染,保证饮水安全的重要措施,即在一定水体功能要求和相应水质控制标准下,依据水体的纳污能力,在协调流域与区域、干支流上下游等相互关系基础上。提出污染物总量控制意见。
按照相关法规,饮用水水源保护区禁止设置排污口,禁止一切排污行为。根据污染源现状调查结果,造成饮用水水源地保护区内水质不安全的因素主要为面源污染和上游干支流带来的污染物,为此,保护区内禁止新设排污口,对已有排污口进行限期拆迁改造。
饮用水源地准保护区内的面源污染是造成水源地水质氮、磷等指标超标的重要因素。由于目前对面源污染所产生的污染负荷估算还难以准确定量,使得污染物总量控制存在一定难度,主要依据区域内土地利用方式、人类活动方式等因素,提出农田径流污染控制、农业生态工程等措施,达到污染物总量控制的目的。饮用水源地准保护区内的点源应在达标排放的基础上,严格执行污染物总量控制,保证保护区水质达标,包括工业与生活点源的治理,城镇垃圾处理,小型污水处理站建设、人口搬迁、禽畜养殖污染控制等措施。对于准保护区内汇入饮用水源地的干支流,应依据所划定水功能区的水质目标要求,实施流域性的总量控制,通过饮用水水源地上游污染物的削减和控制,保证饮用水源地水质达标。
3饮用水水源地保护工程
饮用水水源地保护工程是在水源保护区划分、水源地水质和水量评价的基础上进行的。根据水源地的重要性和具体特点有针对性地制定保护工程方案,对于已经受到较严重污染的水源地采取全
面的保护和治理措施;对水质较好的水源地,根据需要采取隔离防护等措施。
3.1地表饮用水水源地
3.1.1隔离防护工程
在水质和水量评价较好的水源地设置围栏物理隔离并设立警示牌,在水质评价不达标或省内比较重要的水源除设置围栏以外,还设置宽50 m的防护林带。辽宁省地表水水源地有62处,沿着保护区边界设置防护设施或防护林带。
3.1.2污染源综合整治工程
饮用水源保护区内存在的点污染源要按照水源保护区有关规定进行清除,准保护区内的点污染源要严格按照准保护区水质目标实施污染物总量控制,同时对保护范围内对水源保护影响较大的矿山开发等项目按水源保护要求限期整治,严格控制在水源保护范围内的建设项目。
饮用水水源保护区内面源污染控制工程主要是农田径流污染控制工程。农田径流主要来自降水和灌溉,本次研究拟对部分受农田径流污染严重的地表水水源保护区通过采取规格的沟渠进行农田径流收集,依次流入缓冲调控系统和净化系统串联而成的人工湿地,净化后经出水口排入附近水体或回用。
水库水质受到污染后污染物和泥沙一起淤积在库底,吸附在底泥上的污染物向河流释放,形成对水质的二次污染。因此,本次对污染较重的乌金塘水库底泥进行清理。
3.1.3生态修复与保护工程
在污染较重的营口市石门水库入库河流,入库前规划建设生态滚水堰,形成一定的回水区域。增加水流停留时间,提高水体的含氧量。在生态滚水堰上游湿地和滩地种植土著的水生和陆生植物,提高水体的自净能力。
3.2地下水饮用水水源地
辽宁省145处地下水水源中有21处水质评价不达标,占地下水水源总数的14.6%。这些水源地采取污染治理、废弃水源井或用其他水源替代等方法。对于评价达标的地下水水源地采取隔离和污染控制等措施。
3.2.1隔离工程
对于重要的地下饮用水水源地保护区建设隔离工程,包括物理隔离工程(护栏、围网等)和生物隔离工程(如防护林),防止人类不合理活动对水量水质造成影响。根据保护区的大小、周边污染情况等因素合理确定隔离工程的范围。目前全省部分地下水源地已设置了围墙等隔离措施,按照本次研究确定的地下水源地保护区范围,应完善隔离措施。
3.2.2地下水水源地污染控制工程
(1)建立卫生防护带。地下水饮用水源地保护区建立卫生防护带,加强对地下水饮用水源地的保护。在城市地下水水源地保护区内禁止污水灌溉,禁止使用化肥、农药;准保护区严格控制污水灌溉及化肥、农药使用量。
(2)加强污水灌溉管理。加强污灌水管理,实施科学灌溉,停止不合理的污水灌溉,减缓土壤和地下水的污染。
(3)利用地表水人工回灌,缓解地下水污染。采取人工回灌和拦蓄等工程措施。增加地下水储量,改善被污染的地下水水质。
(4)防止地下污染扩散。发现地下水污染时,特别是在水源保护区内。应立即查明污染源,及时采取临时性措施,用抽水井和注水井相结合的方法改变地下水位形态,防止继续污染,限制污染带扩散。当污染一时难以清除时,应采用构筑暗坝的方法将污染源或含水层污染带封闭起来,以阻止污染进一步扩散. (5)利用地下水环境防污能力,合理调整工业布局。根据含水层结构和含水层防污性能,合理调整工业布局。禁止在地下水容易被污染而又难于净化的区域内建立污染较重的工矿企业,已建立的,要进行关、停、并、转、迁;新建项目必须严格进行地下水环境影响评价论证。
(6)营造水源涵养防护林。植树造林涵养水源,在水源地保护区内的城镇、农村尽可能扩大绿地区面积。
(7)防止海水入侵对地下水源地的污染。辽宁省有较长的海岸线,随着地下水的开采,海水入侵呈加重趋势。目前已形成20多处海侵区,对地下水水质构成威胁,应采取地下水限采、人工回灌、隔离等多种措施,遏制海侵趋势,保护地下水水质。
4泥沙和面源污染控制工程
水源地泥沙主要来源有4个方面:坡耕地、荒山荒坡、沟道和开发建设项目,对前3个方面要采取工程措施和植物措施相结合的综合治理措施,以及自然修复措施,对开发建设项目要编制并落实水土保持方案。
面源污染主要来源有两个方面:农田化肥和农药、农村生活垃圾和分散养殖污水等,采取控制耕园地数量、建设沼气池、对生活污水和垃圾集中收集处理、加强监测和管理措旅等。
本次研究的主要对象是供水达5万人口以上的20座水库。根据各地的具体情况,分别采取自然修复、坡面治理、种植水保林及农村面源污染防治等措施。
4.1自然修复措施
在自然修复区域内采取的措施主要为修建铁丝网围栏、建封禁标志牌、牲畜圈养、建沼气池等。
4.2综合治理措施
规划区主要采取的综合治理措施有:针对坡面水土流失采取坡治理措施,并配合营造水土保持林草措施。其中坡面治理措施主要包括梯田工程和水平槽.林草措施主要为水保林。
(1)梯田工程。梯田是改造坡地,保持水土,全面发展山区农业生产的一项重要措施。兴修梯田不仅是水土保持坡耕地治理的主要措施,而且对于规划区内入均耕地不足0.2 hm2的地区,是提高粮食产量,解决群众温饱,治理坡耕地的重要工程。
(2)水平槽。干旱和土壤贫瘠是影响造林成活和林木生长的主要因素。水平槽整地可以改变产生水土流失的局部地形,提高土壤含水量,同时又可以起到消灭杂草,改善土壤养分和通气条件的作用,可以有效地提高造林成活率,促进林木生长。
(3)水保林。水保林具有控制水土流失、涵养水源、改良土壤、改善生态环境和农牧业生产条件,并生产一定数量的木材和林副产品的作用。
4.3农村面源污染防治措施
对农村生活垃圾和污水采取集中堆放、收集和处理,结合新农村建设,建设小型污水净化处理设施和农村生活垃圾集中处理场,减少降雨冲刷造成污染物的流失。
5实施效益
水源保护区划分后,可明确各级水源保护区范围和管理要求,保护区内的直接排污口将限期整改,并禁止新建与水源保护无关的建设项目,可有效保护水源保护区水质;准保护区内通过落实污染物总量控制和实施水源地保护措施进入水源地的污染物量将明显减少,同时通过采取面源防治措施后,也可有效减少水源地上游来沙量及污染物量,经初步估算水库上游可减少入库泥沙量约200万t,从而减少氮流失量约300 t,磷流失量约60 t。进入水体的氮、磷减少后,水源水库水质将向好的趋势发展。

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太湖梅梁湾水源地示范区水质改善初探
史龙新1,张运林2,秦伯强2.
(1.无锡市太湖湖泊治理有限责任公司,江苏无锡215100;2.中国科学院南京地理与湖泊研究所,江苏南京210008)
摘 要:基于改善环境、恢复生态系统的思路,在太湖梅梁湾水源地实施了旨在恢复水生植物的环境改善和生态修复工程。通过2003年8月开展的本底调查及2003年9月~2004年11月的水质监测资料,对太湖梅梁湾水源地水质改善示范区水质的时空变化趋势和质量状况进行了研究与评价。结果表明,工程实施前示范区内各点位的透明度、总氮、氨氮、总磷、叶绿素a等指标均超标,水质为Ⅳ-V类,表现为富营养化水平;各项工程措施实施后水质有了明显改善,溶解氧明显升高,全年较2003年8月份升高34%,夏季较2003年8月也升高了17%,10个点透明度平均由0.29m提高到0.35m,增加了21%,强化净化区较外围区提高0.05m。但是,上述水质改善仅是生态工程物理效应的结果,由于水生植物尚未恢复,因此,有些指标的改善并不明显,如叶绿素等。但在可以预见的将来,在水生植物得到恢复后,其水质改善的趋势将更加明显。
关键词:太湖;示范区;水质;透明度
湖泊生态修复是一项系统工程,受物理、化学、生物以及人类活动等多种因素干扰,难度很大。国外早在20世纪60年代就开始湖泊富营养化治理和生态修复工作,但由于对浅水湖泊富营养化机制认识不足,鲜有成功的案例,如美国佛罗里达州的Apopka湖历经40余年的治理工作,其生态修复效果仍不够理想。我国在无锡太湖马山、五里湖、南京玄武湖、莫愁湖、贵州红枫湖也进行过一些湖泊生态修复和富营养化治理的实践,但由于这些工作往往缺乏连续性,短期内水质得到改善,长期效果并不理想。
《太湖梅梁湾水源地水质改善技术》为科技部重大专项《太湖水污染控制与水体修复技术及工程》的第一子课题。课题目标为“在太湖梅梁湾牵龙口水厂与充山水厂附近实施综合生态工程。综合消浪、控藻、去除微量有机污染物、改造底质、提高透明度、恢复水生植被、修复湖滨湿地以及构建长效管理等一系列技术,创建并优化水源区生态系统结构,消除示范区藻类水华,降解微量有机物,确保水源区原水的供水质量及安全,形成太湖饮用水水源地水质改善的成套技术。通过不同技术模块的组装,可以广泛应用于其它湖泊水源地水质净化工程”。2003年8月课题正式启动,自2003年下半年开始,示范区内各项示范工程(消浪工程、围隔工程、水生植被恢复工程、滨岸带生态系统构建工程、滤食性鱼类控藻工程等)在完成研究报告、设计论证后,相继通过招投标进入实施阶段。截止到2004年底,各项示范工程建设基本完成。在这个项目中,强调了环境改善的重要性,并把环境改善作为生态修复实施的首要条件。上述一系列工程,实际上都是环境改善的基础工作。2003年8月无锡市环境科学研究所在项目实施前对示范区水质进行了本底调查,之后从2003年9月起进行每月一次水质监测。目的是对上述环境改善工程的生态环境效应进行监控。本研究主要基于2003年9月~2004年9月部分水质监测资料,对示范区水质的时空分布趋势和质量状况进行研究评价,并在此基础上对这种新的思路及其实施效果进行评价。
1 材料与方法
本项目示范区位于太湖北部的梅梁湾,是无锡市的主要水源地(图1)。该湾湖面开阔,南面与太湖相通,面积125km2。太湖863项目“太湖梅梁湾水源地水质改善技术”就在位于梅梁湾的东北角牵龙口水厂和冲山水厂附近实施以水质净化为目的的生态工程。示范区位于北纬31.456o以北和31.519o以南,东经120.186o以东和120.231o以西的非封闭水域(图1)。按外边第二道围隔所围面积计,示范区面积约为7km2。该区域绝大部分水域水深超过2.5m,仅离岸20~50m内水深不足2.5m。整个示范区由内外两道围隔组成。里边的围隔(即第三道围隔)所围区域为强化净化区,面积约为2km2。在里圈围隔与外圈围隔(即第二道围隔)之间的水域为生态净化区,面积约为5km2。二道围隔均有进水口,外道围隔的进水口位于围隔南端,而里圈围隔的进水口位于围隔北端(见图1)。其设计目的,一是增加水体进入示范区后的流程长度,从而延长在示范区的停留时间,使得各种生物净化方案能够发挥效益;其次,由于梅梁湾南端水质优于北端,因此该设计能够最大限度地保证所获得的湖水水质较好,减轻示范区水质净化的压力。原计划设置由水泥桩和渔网组成的第一道围隔,第一道围隔所辖面积为20km2,但由于涉及渔民的搬迁安置等问题而最终没有实施,但其名称仍然保留使用。第三道围隔的外侧,建有水泥桩组成的消浪工程。整个示范区内共布设10个采样点,编号分别为T1M1、T1M2、T1M3、T1M4、T1M5、T1M6、T1M7、T1M8、T1M9、T1M10(图1)。T1M1、T1M2、T1M3位于第三道围隔内的强化净化区内,T1M4

T1M5、T1M6、T1M7、T1M8分别位于第三道和第二道围隔间的沉水植物区、漂浮植物区、蚌类控藻区、鱼类控藻区、粘土控藻区内,T1M9、T1M10则位于第二道围隔外。实际上,由于第一道围隔没建,TIM9和TIM10 直接暴露在梅湾水域中,因此T1M9和T1M10代表了梅梁湾的水质。
水质监测的项目有水温、pH 值、电导率、溶解氧、透明度、悬浮物、总氮、氨态氮、总磷、高锰酸盐指数、生化需氧量、挥发酚、石油类、叶绿素a及藻类总密度。各项目测定分别参考国家标准和《湖泊富营养化调查规范》。监测的时间为2003年9月~
2004年9月。
2 结果与讨论
2.1 示范区水质本底及其评价
表1为2003年8月对示范区10个采样点背景调查得到的各参数值,与中国科学院太湖湖泊生态系统研究站1997~2001年6~9月在梅梁湾统计资料对比,各参数均较接近,仅总磷、叶绿素a、透明度偏低,而氨态氮偏高。其中透明度、悬浮物与1993~2001年夏季在该区域的统计结果也极为接近。按国家《地表水环境质量标准》GB3838-2002进行水质评价,参照国内部分湖泊富营养化评
价标准,示范区内主要污染物为总氮、氨氮、总磷,其中总氮在整个示范区10个站点均为劣V类,示范区营养状态为富营养化水平。
2.2 示范区水质改善状况
表3为示范区内10个站点2003~2004年春、夏、秋、冬四季以及全年平均部分水质参数值,以下分别加以阐述。
示范区10个站点周年调查pH 值的变化范围为6.41~9.60,年平均值为7.90,各站点以及春、夏、秋、冬四季pH 值变化很小,其中冬、春两季略大于夏、秋两季。电导率的变化范围为46.7~85.5
ms/m,年均值为59.73ms/m,其随季节变化与pH值相似,冬、春两季大于夏、秋两季,空间上整个示范区没有明显差异。溶解氧的变化范围为4.1~15.5mg/L,年均值为9.50mg/L,其随季节变化与pH值、电导率相似,冬、春两季大于夏、秋两季,区域上整个示范区没有明显差异。但相比2003年8月背景调查结果,整个示范区内溶解氧明显升高,较8月份升高34%。以2003~2004年夏季值与2003年8月背景值相比,溶解氧升高17%。在全年监测中,

透明度最低值为0.1m,最高值为0.8m,全年平均值为0.35m,比2003年8月本底调查的透明度增加0.06m,透明度的高值出现在冬季,低值出现在夏季,主要是由于夏季浮游植物生长茂盛,随着藻类的大量生长湖水透明度降低。从图3透明度与叶绿素a的关系来看,浮游植物对透明度有明显影响,因为在示范区内外面的消浪工程一定程度上降低了风浪对沉积物再悬浮的影响,使得水体中无机悬浮物浓度有所降低,而浮游植物对光的衰减则有所增加。从透明度的空间分布来看,位于第三道围栏强化净化区内T1M1、T1M2、T1M3的透明度年均值分别为0.38、0.37、0.37m,均高于外围各点,与最低T1M5、T1M9相差0.05m。根据张运林等在太湖的大量监测显示真光层深度与透明度存在如下关系:Zeu =2.46SD+0.11①,其中Zeu为PAR 真光层深度,SD 为透明度。因而强化净化区内透明度增加0.05m,其对应的真光层深度则增加了0.12m,这将有利于底层沉水植物进行光合作用。

整个示范区内监测到悬浮物浓度的变化范围为11~219mg/L,其中219mg/L为2004年8月份T1M7点蓝藻水华大量富集所为,明显高于第二高值74mg/L,可以认为是异常值,因而统计平均时将其去掉,全年悬浮物浓度34.04mg/L,略低于2003年8月本底调查值,全年冬、秋两季低于春、夏两季。强化净化区的悬浮物浓度最低,3站点的均值为27.78mg/L,其次是位于第二道、第三道围栏间的各类控藻区,5站点均值为36.32mg/L,其余2站点的均值为37.37mg/L。对悬浮物浓度与透明度进行相关分析发现,两者之间呈显著相关性,其中用指数函数拟合相关性最好(图2)。
根据2004年无锡市自来水厂的监测数据,尽管2004年水位低,气温高,蓝藻水华比往年严重,但实际上2004年6~8月的水质较2003年明显好转,根据其提供的监测数据,氨氮指数平均值2003年6、7、8月份分别为1.44、1.01、1.04mg/L,而2004年6、7、8月份分别为0.42、0.44、0.30mg/L;亚硝酸盐指数平均值2003年6、7、8月份分别为0.571、0.459、0.304mg/L,而2004年6、7、8月份分别为0.195、0.080、0.007mg/L。说明示范区的各项工程已经开始发挥作用。需要指出的是,尽管水质参数有改善迹象,但叶绿素浓度即蓝藻浓度并没有显著改善,表现为2003年本底值与2004年的监测数据不相上下,甚至有的月份较2003年的本底值还高。说明2004年是蓝藻水华较为严重的一年,同时也说明,随着生态工程的实施,虽然部分水质化学指标在改善,但水生植物尚未恢复,使得目前示范区的生态环境效益主要是工程的物理效应,诸如消除风浪后,水体中的悬浮物浓度下降,透明度得到提高(如果没有蓝藻水华的影响,其效果会更明显),而其生态效应尚未发挥出来,这需要水生植物在环境改善前提下,得到恢复后发挥作用。
3 结语
在示范区内一年的监测资料表明,随着各项工程的实施,2004年示范区水体水质较2003年有明显改善,其中溶解氧、透明度均有明显升高,而悬浮物则有不同程度下降,而且自工程区外向强化净化区水质呈逐级变好的趋势,强化净化区水体透明度较外围高0.05m左右,对应的PAR真光层深度则增加了0.12m。但是,叶绿素浓度仍然很高,一方面是由于2004年的蓝藻浓度较高,同时,由于目前水生植物恢复尚未达到,因此上述水质改善基本上是以工程的物理效应为主。在水生植物得到恢复的情况下,其生态效应将会更加明显,示范区的水质可望得到明显的改善,而这需要更长的时间才能实现

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谈吉林省沙河水库水源地污染防治措施
纪冬,宋艳娟,肖晶辉;
(吉林省沙河水库管理局,吉林舒兰132600)
[摘要] 沙河水库是舒兰市中心城区唯一的生活饮用水水源地,近年来沙河水库原术高往酸盐指数、总磷,氨氮等超标,水质趋向思化,已严重威胁供水安全.通过对污染现状分析,提出了水污染防治的一系列措施,来控制污染潭,尽快修复水环境。
[关键词] 沙河水库I水耀地,污染防治I措施
1水库水污染问题
沙河水库位于舒兰市中部,距离舒兰市城区7km总库容0.26×108ms,是一座向舒兰市供水为主、兼顾防洪、灌溉、养鱼的多年调节中型水库。工程始建于1958年,1985年扩建。设计年供水量700X 104m3,是舒兰市中心城区唯一的生活饮用水水源地,入库河流为沙河。水库控制流域面积109.4km2,河道长度为19.7km。沙河水库水源保护区作为城区人民的生活饮用水水源地,一级保护区内原水水体各项指标要求达到国家地表水环境质量Ⅱ类水体标准。但综合舒兰市环境保护监测站2003—2008年的监测结果分析,超标污染物主要为高锰酸盐指数、总磷、氨氮等,自来水取水点处高锰酸盐指数年均值分别为8.41mg/L、8.88mg/L、8.77mg/L、8.50mg/L、6.50mg/L、6.05 mg/L,水质无明显变化,多为Ⅳ类水质;总磷年均值在0.073—0.090mg/L,其中2007年总磷浓度达到0.223mg/L,为V类水质;氨氮年均值为0.41—1.29mg/L,多为Ⅳ类水质。水库水质污染属有机污染,其中总磷最高超标倍数为8.92倍,其污染尤以丰水期为重,达到重富营养。2004年10月暴发的剑水蚤事件和2005年春、秋季发生的摇蚊幼虫等浮游生物孳生现象就是水库污染、水体富营养化的直接后果。可见,水库水体污染相当严重,已危及到城市饮水安全。
沙河水库设南人口、东人口、库中心和库出口四个常规水质监测断面。地表水环境质量标准基本项目标准限值(GB3838—2002)如表1。2003—2008年主要污染物总磷、总氮检测值统计详见表2。

2污染源现状
水库的污染主要为面源污染,水库上游没有工业,面源污染物来自水库周围农业、林业、牧业区域,农田施用的化肥农药、生活污水、人畜粪便在天然降水、地面径流的冲刷和淋溶作用下,被带入沙河水库中。沙河水库水体污染源主要有以下几个方面:
1)生活污染源:由于历史原因,目前在划定的一级保护区范围内256户居民共1 123人、10户经营业户、6家生产企业(养猪场、托老院、磨坊、水井房、加工厂、孵化厂)。他们的生产、生活对沙河水库影响十分巨大,每年有大量的生活污水排入沙河水库。
2)禽畜养殖污染源:据不完全统计,在整个一级保护区内各类禽畜拥有量分别为120头牛、1 500头猪、100只羊、10 000只左右家禽,每年产生的约500t禽畜粪便大部分随雨水冲刷汇人地表径流流入水库水体,成为一个严重的污染源。
3)农业生产污染源:一级保护区内有耕地122.24hm2,施用的化肥及农药污染进入沙河水库,对水库造成了极大的有机污染,水库水体富营养化十分严重。
4)森林蓄水、保水能力极弱。森林林份低,林相单一,林龄以中、幼林龄为主,绝大部分采伐地常年得不到有效还林,导致森林净化水体和涵养水源的能力极弱,生态功能低下。
5)上游河道挖沙取土严重。沙河上游河道挖沙、山体取土的行为严重破坏了山体和河道的生态安全,使水库水体悬浮物、色度极高,能见度极低造成了极大污染。
3水污染防治措施
为了有效的进行水源地污染防治,结合沙河水库流域实际情况,计划采取以下污染防治措施。
1)一级保护区内居民、企业、经营业户搬迁及安置工程。将一级保护区内的266户居民、6户企业全部迁出水源地保护区外,并新建搬迁安置区,对这部分搬迁户进行生活安置。
2)垃圾清运工程。将一级保护区内的生产、生活垃圾约为5 200t及搬迁后的建筑垃圾9145m3清运至保护区外,避免对水库造成污染。
3)防护网及界碑、警示牌工程。在一级保护区边界设立防护网,对一级保护区进行封闭管理,保护一级保护区内的水体和陆地,避免游人和牲畜进入库区对水源造成污染。在水源保护区一、二级保护区边界分别设置界标或警示标志,明确一级保护区、二级保护区和准保护区的边界和保护内容,对进入保护区的公众进行警示。
4)一级保护区内耕地征用。由于水源地一级保护区内禁止从事一切生产经营活动,避免对水体造成污染,故对一级保护区内的122.24hm2耕地进行征用,征用后的耕地进行退耕还林,种植有利于涵养水源,净化水质的树木。主要采用快生杨、109无絮柳、白桦树等。
5)二级保护区村屯生活污染治理。为解决二级保护区内的居民生产生活垃圾对水库的污染,对二级保护区内的所有村屯统一新建屯内街路,统一按户新建畜舍、禽舍、猪舍、厕所和沼气池。这样把人畜禽粪便等污染物质集中起来制成沼气,既解决了污染,又为居民提供清洁能源,减少植被破坏。从而解决了二级保护区内的生活污染源、禽畜养殖污染源。
6)农业面源污染治理。在水源地二级保护区内,大力推广退耕还林,在保护基本农田的基础上,将毁坏的林地和超坡耕地全部退耕还林,从而可减少面源污染的40%。基本农田采取测土施肥,全面推广生态养殖,使用高效低毒低残留农药。减少残留的化肥及农药对水体造成的污染。在小沙河两岸栽植lOm宽灌木林带,吸纳面源污染物,减少对水体的污染。过样将有效地解决水源地二级保护区农业生产面源污染源的问题。
7)水库上游河道污染治理工程。对水库上游15km河道进行清淤筑堤,并采用干砌石压柳形式护坡,并对河道设置防护网。这项工程既解决了水库淤积问题,又保护河道卫生。
8)水库流域内水土保持治理。采用工程措施和植物措施相结合丁封水土流失进行综合治理。对荒山荒地植树造林、沟头防护、谷坊工程、截水沟等,达到净化水质,涵养水源,防止水土流失的目的。
9)“引细入沙”引水工程。为弥补流域内水源不足,库水自净能力差,水量难以保证舒兰市城市供水及农业灌溉要求,故lOkm外引细鳞河水入沙河水库,年引水量为2 100×104m3。这将有效的补充水库的水源,加强了水库的自净能力。
10)大力发展大库水产养殖,生物措施治理水生动植物。水体富营养化,浮游生物明显增多。孳生的藻类、剑水蚤和摇蚊幼虫等浮游生物是鱼类的理想饵料,科学合理确定鲢、鳙、鲤、草鱼的投放比例和数量,尽快恢复抑制浮游生物的生物链,在遏制其大量繁殖的势头的同时,又能得到渔业收益回报,一举两得。
4 结语
水源保护和污染治理不是单一措施可奏效的,需要多管齐下,综合治理。沙河水库水源地通过以上措施治理后,可实现水源功能的长效发挥,区域生态环境的和谐优美、生物多样性得到有效恢复、水体生态平衡持续稳定和农牧业生产良性循环,杜绝保护区内生态破坏和环境污染行为,使水库水质达到国家标准,才能保证沙河水库提供充足、清洁的原水。

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无锡太湖水源地藻类爆发应急管理与处置体系研究
徐冉,王梓,陈诗泓
(同济大学环境科学与工程学院,污染控制与资源化研究国家重点实验室,上海200092)
摘要:本文通过对太湖蓝藻爆发事件的分析,揭示了我国水源地藻类爆发应急管理和处置体系存在预警、预案机制不完善,监测机制与预警机制脱节,公众信息系统不健全、公开透明程度欠缺等不足,并设计出一套水源地藻类爆发应急处理体系,包括监测检测、应急处理、长效治理和管理体系,以应对该类事件的再次发生。
关键词:蓝藻爆发;水源地;应急体系
太湖是我国第三大淡水湖,面积2 400 km2,流域面积36 895 km2,是上海和苏锡常、杭嘉湖地区最重要的水源。太湖流域人口密度达每平方公里1 000人左右,是世界上人口高密度地区之一,也是我国经济社会最发达的地区之一,GDP总量占全国GDP的11.6%。但是经济的发展也带来了环境的破坏,1990年以来,太湖几乎年年出现蓝藻暴发,水体异常腥臭,严重阻碍无锡市自来水厂的正常运行,85%的供水量受到威胁。
2007年5月,全球变暖导致的高温、少雨,使太湖水位急剧下降,富营养化严重,原本在夏季生长的蓝藻提前暴发,加之风向、酸雨和地理原因,导致江苏省无锡市区域内的太湖水严重富营养化,蓝藻提前暴发。5月16日,梅梁湖水质变黑;5月22日,小湾里水厂停止供水;5月28日,太湖无锡水域水源恶臭,水质发黑,溶解氧从2.2 mg/L下降到O mg/L(正常情况下应大于4 mg/L),氨氮指标从1.98 mg/L上升到12.7 mg/L。全市仅剩下锡东水厂水质尚可承担20%无锡市民用水,未经处理的臭水进入自来水供水系统,严重影响了饮用水源地水质,使无锡市自来水感官性质显著恶化。从5月29日开始,无锡大批城区居民家中自来水臭味严重,无法正常饮用,至少l00多万市民的生活用水被污染。
2008年5月,蓝藻又一次呈增长趋势,全湖平均水质仍然劣于V类,总体处于中富营养水平,太湖水源地依然存在藻类爆发的可能。因此,只有总结2007年事件的经验和教训,建立相应的应急处理体系,才能从容应对随时到来的危机。
本文旨在找出我国水源地危机管理与处置体系存在的不足,有针对性地设计出一套水源地藻类爆发应急管理与处置体系,包括监测检测、应急处理、长效治理和管理体系,以应对该类事件的再次发生。
1 水源地蓝藻爆发应急处理体系存在的问题从无锡太湖蓝藻水危机的案例可以看出,我国的水源地危机管理手段存在着显著的问题:
1.1预警、预案机制不完善
在无锡饮用水危机中,尽管地方政府采取一系列应对措施,但这些都只能算应急措施,或者叫应急机制的启动,并非一套完整的、预先设计好的,针对饮用水源安全而制备的科学预案。事实上,太湖污染问题由来已久,其流域的富营养化面积高达86.8%。近邻苏州市在2004年就启用“引江济太”工程净化太湖水质。太湖蓝藻爆发为每年规律性的发生,早在2007年4月,无锡市政府就已经得知本年度太湖蓝藻暴发严重程度将高于往年水平,对此也采取了相应的处理措施,比如打捞、从长江向太湖引水等等。然而,没有人预料到蓝藻的爆发会影响到无锡市百万民众的用水问题。所以,当危机发生时,无锡市并没有除太湖以外的应急水源地,甚至连解决自来水黑臭的专家也是临时从北京请过来的。
1.2监测机制与预警机制脱节
近年来蓝藻频繁暴发,就在无锡水危机暴发的前3周,当地主要媒体已经报道了无锡鼋头渚风景区蓝藻疯长的消息。早在4月初太湖西北部宜兴段就暴发了大规模蓝藻,5月初梅梁湖暴发大规模蓝藻。5月29日凌晨2点左右,无锡最大水源厂贡湖水源厂化验员应该已经得到了“源水变臭”的监测结果。但是,5月29日,从自来水变臭到自来水变成黄绿色恶臭的液体,其间未见任何来自自来水公司及政府相关部门发出的预警。这就是无锡水危机开始1~2 d时间里出现短时间的哄抢纯净水、面包,纯净水价疯涨的原因。
1.3公众信息系统不健全,公开透明程度欠缺
危机发生时,民众不能从相关权威部门获知危机发展近况的正确信息,以至于谣言四起,严重影响了社会治安。直到2007年6月2日自来水水质恢复后,不少市民依旧不敢饮用自来水,于是市领导带头喝自来水打消市民疑虑。“除了有臭味之外,其它指标完全符合国家饮用水标准”是在水危机中对自来水水质的描述。
实际上,公众需要的、相信的是科学的解释。此次事件自始至终对自来水臭味的来源没有一个权威的说法。
2水源地藻类爆发应急处理体系的建立
2.1 建立健全水源地应急预警系统(基于GIS的太湖藻类预警系统)
2.1.1影响因子
(1)N/P比。根据无锡市环境监测中心站十几年来对蓝藻爆发情况的研究,太湖水体中氮磷含量的比值是引发蓝藻爆发的重要条件之一。湖水中的氮含量是磷含量的15~20倍时,是蓝藻大量繁殖的最佳条件。其主要原因是含磷生活污水和工业污水大量流入太湖湖体。
(2)温度。蓝藻为喜温性生物,温度是影响蓝藻生命活动的一个重要因子,它与生物的生命过程密切相关。
(3)风向与湖流。太湖平均水深约2 m,表层风扰动后动量能很快通过水体向下传递,引起沉积物的再悬浮和输送,因此,其水动力作用与蓝藻生长密切相关。
2.1.2设计思路
以太湖历年来的连续监测资料为基础,运用多元逐步回归统计方法,选择水温等多项环境理化因素与叶绿素a,藻类生物量、蓝藻生物量等生物因素进行逐步回归分析,找出与蓝藻因素显著相关的环境因子。建立多元逐步回归方程并用有关环境因子的实测值进行检验,利用预测方程预测太湖藻类生物量的变化情况,进行太湖藻类水华的预测预报。
2.1.3预警流程
把监测数据和相关的气象水文数据通过数据导人数据库,再通过预警模型计算,将预警结果存储,G1S平台将结果与采样点空间分布的空间数据相连,就可以提取预瞀信息,并得出预警结果

2.2成立专门的应急队伍
成立专门的应对水源地水藻爆发的处置应急队伍,包括一般的工作人员和相关领域的专家,形成有效的应急措施,建立反应迅速、组织科学、高效运转的应急机制,成立专门的突然性水污染应急处理专家小组,遇到突发事件才能有条不紊的进行处置。同时也要建立联动机制,使各个部门能够在短时间内信息共享,争取在最短时间、最大限度、最有效地遏制污染事故的蔓延扩大,将危害程度降到最低。
2.3完善相关的法律法规
制定相关法律法规,制定水源地饮用水保护相关条例。对水源地污染事故的预防和处理应有充分的法律依据,对应急准备、应急机构、应急资金、应急状态终止和善后处理,以及物质保证等应做出明确规定,将应急系统纳入法制化轨道,为管理提供法律依据。
2.4完善藻类爆发监测系统
加强水源地藻类监测技术储备,完善监测系统,实施动态监测,对取水口水质进行日常监测,提高对藻类爆发引起水污染事故的快速反应和应急处理能力,为污染事故处理提供科学依据。藻类爆发监测流程包括:(1)物理监测,对影响水华的一系列因素(如水面面积,水深,营养物质状况,温度以及水体扰动状况等)进行监测;(2)原水和处理出水的采样;(3)对原水和处理出水的分析(微囊藻素);(4)原水中微囊藻素>1.Oug/L时。应把检测结果通知取样单位和水源水体管理单位。
2.5藻类爆发应急处理系统
目前,国内外在湖泊蓝藻的治理方法上,大体可归结为物理法、化学法和生物法。治理蓝藻,要根据严重程度,有目的地分几个阶段进行。第一阶段:化学一物理法(在蓝藻疯长后治理水体的必然选择);第二阶段:生物抑藻;第三阶段:生态治藻,前两个阶段可以用作应急处理,第三个阶段为长效治理。
2.5.1化学——物理法杀藻、除藻
物理防治包括换水通过引水、换水、过滤、吸附、曝气和机械除藻等。化学防治包括化学药剂法、电化学法和光催化降解法。投放化学制剂可能会对水体产生二次污染,因此实际应用中不提倡使用此法。物理化学防治可通过添加混凝剂对藻类进行沉淀,或通过流动循环曝气、喷泉曝气充氧及化学加药气浮工艺去除水中的藻类、其他固体杂质和磷酸盐,从而使整个水体保持良好状态。
2.5.2生物抑藻
采取生物措施对蓝藻进行去除。在太湖暴发蓝藻危机不久,上海水产大学给出了新的除藻生物方案,用驯化的一种食藻虫专门对付蓝藻。食藻虫是一种低等咸淡水甲壳浮游动物,身长仅5毫米,生存周期为45天,既可吞食蓝绿藻,还可转化蓝藻毒素。
2.6建立长效藻类控制机制
上述应急手段只是爆发时的权宜之计,解决藻类爆发的根本是找到其根源加以整治。要长时期地恢复太湖水体生态环境,就需要控制污染源,减少入湖外源性营养负荷,加强对湖泊内源营养负荷的控制。外源污染控制技术的主要目标是阻止外来的营养物质进入水体,从而使藻类不能得到足够的营养而变成水华。要达到这个目的,有两个主要的营养源需要密切关注,即城市生活污水和农业地表径流,前者是点源污染,而后者是非点源污染,这两个污染源会带来大量的氮磷污染。
太湖属浅水的富营养化湖泊,内源营养盐释放的控制是湖内治理的关键。因此,应该采取长效引水、沉积物处理和流域生态技术控制湖泊内源营养负荷。
3 结论
总之,蓝藻爆发危机的解决不是一个简单的问题,它涉及到危机管理的方方面面。没有一个应急战略可以应对各种危机情境的需要,因此,建立一个立体覆盖的管理系统非常重要。它可以帮助管理者在城市规划时考虑应急防备措施,在危机发生时选择合适的处理方法,协调相关部门的工作,在灾难结束后组织修复工作。

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加强水库环境综合治理保障饮用水安全
林治宝’ 周云建2胡志平, 韩学洋3
(山东省威海市所前泊水库管理处.山东威海264200, z威海市郭格庄水库管理处;3威海市岗山水库管理处)
摘要 随着国民经济的迅速发展,城市用水全与日俱增,水库在城市供水中的地位者发显得重要如柯保障水潭地术库的水质安全,为广大居民提供优质安全饮用水源,为构建和谙社会发挥重要作用已成为重要译题。通过对山东威海市水库管理经脸的介绍分析,提出进一步针对水源地水库水质安全管理的意见。
关盆 词 水库水源地;治理;山东威海
威海 市 位 于山东半岛最东端,辖荣成、文登、乳山3个县级市和环翠区及高技术产业开发区、经济技术开发区2个国家级开发区,总面积5 436km2,人口249万人,为我国首批沿侮开放城市。全市现有大中型水库15座,小型水库423座,全市人均水资源量564m3,为全国平均水平的1/4,属水资源较为紧缺地区。20世纪90年代.随着对外开放的不断扩大和国民经济的迅速发展,城镇用水需求激增,大多数水库的功能发生重大转变,由单纯向农业供水转为主要向城市供水。目前全市有10座大中型水库及5座小型水库已经开始向城市(镇)供水,占大中型水库总数的2/3。可以说,大中型水库已成为全市城市(镇)生活和工业的重要水源地,它们担负着全市工业生产生活用水量的80%以上。因此,如何利用好、保护好水库水源地就显得十分重要。为防止出现有水不能喝的现象发生,在水源地开发利用过程中,威海布按照科学开发、可持续利用的方针,各有关部门通力协作,各负其责,采取一系列积极有效的措施,探索出一条适合自身特点的水库水源地保护方法。
1 确立水库水源地名单,明确各级保护区范围
1996年以来,威海市政府划定了威海市区水库水源地保护区名单.分别确定了米山水库(大型).周山水库、所前泊水库、郭格庄水库(中型)、冶口水库(小型)为市区水源地,其中米山水库、尚山水库为主要水源地,其他水库为调节水源地,随后荣成、文登、乳山市也相继分别公布了本辖区水库水源地保护区名单。在此基础上,完成了水源地划界立标工作明确划分一级、二级保护区,完善了水源地保护执法依据。
2 加强水源地监测,依法控制水污染
水库水源地与江河、湖泊水源地有着明显不同。威海市水源地水库除2座大型水库外,多为中型及小型水库。因这些水库集雨面积偏小,加之年降雨量偏少,造成水库水交换率偏低,一旦发生水源污染,极易造成水环境破坏,而想恢复,则十分困难。因此,搞好水库水源地保护显得十分必要。为此,威海市在水源地水库保护工作中始终坚持预防为主.加强水源地保护,采取了一系列切实可行的保护措施。
(I) 加强水源地水库保护的法制宣传,强化全民水资源保护意识,发挥社会舆论的监督作用,在全社会形成一种关心水 资源、爱护水资源、保护水资源的良好氛围。
(2) 加强水库水源地的监测。建立水库水源地水质监测制度 ,及时发现突发性原水水质污染事件,采取有力措施控制污 染源。对水库水源地流域内能影响水质的各类企业,坚决实 行关、停、并、转,决不姑息。环保、水文、卫生防疫等部门定 期和不定期对各个水源地水质进行检测.并对社会公布 ,接受社会监督。
3 水源地水库流域内禁止毁林开荒、破坏植被和开采矿石等破 坏水环境生态平衡的行为
各市区水保部门对水源地水库流域内进行集中治理,大力开展封山育林、退耕还林、培育植被、涵养水源,开展小流域治理共治理水土流失面积336km2。同时严格控制采矿活动 ,防止造成水土流失。
4 加快水库流域内污水处理厂建设,切实搞好点硕污染治理
据调查 ,我市部分水源地水库存在点源污染现象,如者山水库上游的啤酒厂、鱼竿厂,坤龙水库上游的淀粉厂、味精厂 等,对这部分可能造成污染的重点企业,由环保部门牵头 ,对有关企业下达整改通知,要求限期进行污水处理改造 ,禁止不达标污水排放进入水库,到期仍不能达标的企业,坚决实行关、停,如影响坤龙水库水质的淀粉厂就是因长期 不达标被实行停产。同时,水库流域内新上项目必须经过环 保部门的审批,若是有可能造成污染的项目,无论投资额多大,也坚决不予审批。另外,对靠近水源地水库的乡镇加快进行垃圾收集处理系统建设。以减少生活污水和生活垃圾 对水源地的污染。
5 加强农村农药、化肥、除草剂的使用管理,尽,控制面源污染
由于威海市属半岛果品主产区,水库流域内水果栽种面积较大,年施用农药、化肥数量较大,因此如何减少农药残留 ,防止肥料直接污染就显得十分重要。为此,一是向广大农 民宣传禁止销售使用国家禁用的不合标准的剧毒农药 、除草剂等,尽量选择高效、低毒、低残留、易降解的农药;
二是 加强对肥料生产销售管理,防止含有重金属等有害物质污 染土壤;三是大力推广生物防治技术采用生物防治虫害 ,减少农药用量,推广使用新型营养肥料,改善农田生态环 境。

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8月18日,市十三届人大常委会十三次会议进入第二天议程。上午,和本市居民生活息息相关的《上海市饮用水水源保护条例(草案)》(以下简称《条例(草案)》,提请大会审议。

70余个饮用水源纳入保护范围

记者在《条例(草案)》中看到,其中首先明确了饮用水水源,指的是“本市行政区域范围内向供水企业生产饮用水提供原水的水源”。具体主要包括“黄浦江上游饮用水水源、青草沙饮用水水源、陈行水库饮用水水源、崇明东风西沙饮用水水源”4个市级重点饮用水水源及其他饮用水水源。

“饮用水水源保护,是保障市民饮用水卫生、安全的一项基础性环境保护工作,事关人民群众的生命和健康,也事关城市公共安全。”市环境保护局局长张全随后就《条例(草案)》制定的背景、过程作了相关说明。

据张全介绍,包括在建、拟建的饮用水水源在内,目前本市共有饮用水水源约70余个,“除了黄浦江上游、青草沙等4个重点饮用水水源外,还有60多个区县、乡镇级小型饮用水水源。”

现行《保护条例》 面临新问题

“随着社会经济的快速发展和市民生活水平的提高,市民环境保护意识和对饮用水质量的要求,也在不断提高。”

张全介绍,实际上,1985年,市人大常委会就审议通过了《上海市黄浦江上游水源保护条例》,并成为全国第一部有关水源保护的地方性法规,并在实施的20多年间,对加强本市主要饮用水水源,即黄浦江上游水源保护、确保市民饮水安全发挥了极其重要的作用。

然而,由于现行《保护条例》仅适用于黄浦江上游饮用水源的保护,而目前本市已确定从长江和黄浦江两江取水、并以长江取水为主的格局,“长江取水约占全市取水量的70%,但《保护条例》却对黄浦江上游以外的其他水源保护,尚无适用的具体规定。”

同时,作为本市水上交通要道,船舶污染威胁着长江、黄浦江饮用水水源的取水安全;而畜禽及水产养殖污染,也严重影响了饮用水水源水质,需要更加重视。

此外,现有《保护条例》部分内容,已与包括《水污染防治法》在内的国家一系列法律、行政法规有关规定不尽一致。

新情况、新问题的出现,让在现有《保护条例》基础上,根据实际情况,制定新的地方性法规势在必行。

历时两年《条例(草案)》提请审议

记者了解到,本市饮用水水源的保护、饮用水安全的保障问题,早在两年前就引起了人大代表们的注意:2007年,市十二届人大五次会议期间,沈红慧等11位代表就提出了关于制定《上海市饮用水水源保护条例》的议案。

2008年初,市环保局开始着手《条例》修订起草的准备工作,一方面对本市饮用水水源保护现状进行调研,并对饮用水水源保护法律制度进行了研究。

在总结了现有《保护条例》实施经验、借鉴外省市饮用水水源保护经验的基础上,保留了行之有效的制度规范,起草了《条例(草案)》。

随后,市政府法制办还组织听取了市发展改革、建设、规划、税务、交通港口、农业、海事等相关管理部门和区县政府对《条例(草案)》的意见,并征求了市高级人民法院的意见。

在此基础上,经过反复修改,《条例(草案)》终于在今日正式提交市人大常务会审议

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水库富营养化及综合防治
1.1水库富营养化
水库是介于河流和湖泊之间的半人工半自然水体,广泛分布于世界各地,尤其是天然湖泊分布比较少的地区(韩博平等,2003)。据统计,我国在2005年底,全国已建成各类水库85108座,总库容达5 624亿m3。水库的防洪、蓄水灌溉、供水、发电、养殖功能的发挥在我国工农业生产及人民生活中起着举足轻重的作用。近年来,全球气候变暖,环境恶化,水污染严重,水质资源退化,水资源短缺问题非常严重,世界各地水库普遍存在富营养化问题,而且水体富营养化有加剧的趋势(韩博平等,2006)。水库富营养化的发生主要是由于水库氮、磷等营养盐增加,藻类和其它水生植物出现大量的增殖,引起水质恶化,水生态系统发生变化。水体富营养化的最终表现是水体水华的发生。在适宜的光照、温度、pH和具备充分营养物质的条件下,天然水体中藻类进行光合作用,合成本身的原生质,其基本反应式为:
106C02+16N03。+HP042ˉ+122H20+18H++能量+微量元素→C106H2530110N16 Pl+138 02
从上述反应式我们可以看到,氮和磷是水库发生富营养化的限制因子,水库氮磷的含量直接影响着水库富营养化的趋势。通常认为总氮含量大于0.2 mg /L,正磷酸含量大于0.02 mg/L就可能引起水华发生(张锡辉,2002)。水库中氮磷营养盐物质的增加从污染源来看,包括内源污染和外源污染或面源污染和点源污染;从诱导因素来看,包括自然因素和人为因素两方面,而自然因素是水库富营养化发生的内在因素,而人为因素加剧了水库富营养化的发生。水库中氮磷营养盐物质的增加主要来源于农业化肥流失和工农业生活废水,其次是集约化养殖。农业化肥流失给水库带来了大量的氮磷等营养物质。流失的氮肥、磷肥随着地表径流直接流入水库或通过下渗到土壤再排入到水库。农田化肥中氮磷等营养物质随水土流失直接流入水库加速了水库富营养化的发生。工农业生活废水含有大量的氮磷营养物质,而氮磷营养物质主要来自生活垃圾、生活污水及一些与食品、饮食等有关的工业废水。深圳的深圳水库(韩博平,2003)、北京的密云水库(杜桂森,1991)等都由于这些地方工业发达,人口也相对集中,工业废水和生活污水有的未经处理直接或间接排入水库,使得水库氮磷含量相当高,水质较差。汕头的汤溪水库(赵孟绪,2005),湛江的鹤地水库(胡韧,2006),浙江的桥墩水库(陆开宏,2002),江苏的沙河水库(万成炎,2006)等由于水库周围工农业发达,农业生活污水直接排入水库,水库周围的工业废水有的未经处理也排入了水库,而且近年来对水库的过度开发,水质严重恶化,水库富营养化的程度加剧。水库一个最重大的功能就是水库渔业。近年来由于盲目的追求经济效益,过度的开发水库,水库网箱的水产养殖及库区水产养殖非常发达,高密度网箱养殖向水库中投放大量饵料,其中一部分营养盐被水溶出而进入水体,促进水库的富营养化进程,一部分为鱼体所吸收,随着鱼体的捕出而被带出水体,另一部分则沉入水库,造成水体的二次污染。网箱养殖明显增加了水库中藻类密度、总氮、总磷的含量(张维,1999)。
1.2水库富营养化综合防治
水库富营养化的危害很大,它不仅在经济上造成损失,而且危害人类健康。富营养化的水体,正常的生态平衡被破坏,导致水生生物的稳定性和多样性降低。富营养化水体中,蓝、绿藻大量增殖,水体色度增加,水质浑浊,透明度降低,并散发出腥臭味,作为供水水源时,会给净化水厂的正常运行带来一系列问题,如增加水处理费用,降低处理效果和产水率等。加强富营养化水体综合防治的研究,遏制富营养化趋势势在必行。水库富营养化防治关键问题在于如何控制水库氮、磷的流入,如何降低水库氮、磷的含量;如何控制水库水华藻类及一些水生植物的爆发性增殖。水库富营养化防治方法很多,同湖泊、池塘的水体一样,包括物理防治、化学防治、生物防治等方面,但是水库不同于湖泊、河流等水体,在具体操作中又有不同(Gulati&Donk,2002;郭培章等,2003;李小平,2003)。
2浮游植物
浮游植物是水域生态系统的重要组成成分,也是生态系统中的初级生产者(Reynolds,1984)。浮游植物的动态变化直接影响着水体的水质变化,富营养化水体最直接的表现是水体中浮游植物繁殖迅速,出现水华。在不同的地区,不同水域中,浮游植物季节变化不同,而且引起浮游植物群落结构变化的环境因子也不相同。
2.1浮游植物季节动态
在温带地区,浮游植物的周期变化有典型的季节性(Sommer,1986;Reynolds,1984)。Sommer在研究Constance湖泊发现,春季水体分层时,藻类数量的增加开始,隐藻和小型的中心硅藻是春季水华最主要的藻类,由于浮游动物的牧食作用,到6月以隐藻为主要的优势藻,在营养盐浓度较高时以隐藻门藻类为主要优势种,但是随着可溶性磷的浓度降低,逐渐以羽纹和丝状的中心硅藻为主,当硅的含量缺少时,飞燕角甲藻(Ceratium hirundinell)代替硅藻,而在晚夏则是以蓝藻和金藻为主,在8月水体的浊度和硅的含量增加时,硅藻再次成为主要的优势藻,但是在秋冬季则是形成以转板藻(Mougeotia)优势种的浮游植物结构(Sommer,1986)。Petrova在研究了Ladoga和Onega湖泊的硅藻门中直链藻的周期性变化指出在温带地区硅藻门中的直链藻的周期变化主要是由于春季和秋季湖水因水体温度分层,春季水温的升高和秋季水温降低而发生周期紊动引起的(Petrova,1986)。Hecky等对加拿大Winnipeg湖泊和南印第安湖泊浮游植物周期研究,硅藻类的直链藻动态变化主要紧跟着溶解性硅季节变化一致(Hecky et al,1986)。
在热带亚热带地区,目前对浮游植物的动态变化研究相对较少。Kalff等对比研究了热带和温带的两座水库,热带地区的水体浮游植物的季节性变化没有温带水体有规律(Kalff&Watson,1986)。Zafar对南印度的水体研究指出,在热带水体浮游植物的季节变化受温度和季风的变化影响比水体水化变化明显和密切,浮游植物有两个生长高峰,一个是夏季(2~5月),一个是季风过后(10--11月),浮游植物的生长还随温度变化同步(Zafar,1986)。Pollonghel"研究Kinneret湖泊时,发现该湖泊以甲藻.绿藻型水体,有时伴随着蓝藻,在水体混合均匀的冬春季节,在浮游植物组成上以甲藻为主,而且还发生甲藻的水华,但是在水体分层的夏季,甲藻的数量较少,在连续的几年中浮游植物都出现了相似的季节动态变化(Pollonghel,1986)。
Tailing对非洲的湖泊研究指出,在高纬度地区,浮游植物的季节变化主要是由于温度的变化引起浮游植物的变化,但是在低纬度地区,浮游植物的季节变化主要与水文特征(水体的流入和流出)和水文地理(水柱的结构和循环)有关,硅藻的丰度季节变化随水体的垂直混合和水体的滞留时间的变化而变化。但是,浮游植物的水平季节变化主要是受水体的形态影响(Tailing,1986)。Kotut对肯尼亚的Turkwel Gorge水库研究指出,水库在丰水期主要以硅藻为主要的优势藻类,而甲藻、绿藻和蓝藻在其它时期成为优势藻类(Kotutetal,1998)。
2.2影响浮游植物的环境因子
2.2.1气候对浮游植物的影响
气候因素的变化影响着水库营养盐的动态变化,从而影响着水库浮游植物的动态变化,通过控制水库磷的含量来避免水华的发t_-L(Munawar&Tailing,1986;Lehman,2000)。在受营养盐限制的水库,水文因子的变化也将影响着水库浮游植物的动态变化(Horn,2003)。气候条件的改变尤其是降雨作为一个干扰因子对浮游植物群落多样性和种类的丰富度季节性改变非常重要(Figueredo,2001;Alan et al,2002;Salmaso,2005)。气候也影响着浮游植物群落的生物量(RenneUa&Ouir6s,2006),季风(monsoon)是韩国Tacchung水库以蓝藻为优势藻种的主要因素,pH值,光是次要因素(An,2000)。风直接影响着浮游植物的生物量和组成(Caicket al,1993),水滞留时间会明显影响初级生产力,高滞留时间导致高初级生产力(Calijuri,2001)。温度的季节性变化影响藻类的生长率和分布,同时也影响着水体对藻类的选择,水体的深度和水体的流向也影响着浮游植物的生物量和群落结构,在水流的上游一般是偶然性浮游植物种类(Tychoplanktonic speciecs)(Leland,2003)。温度和N:P比率影响着蓝藻的水华(Plinski&J6zwiak,1999)。温度和水体的混合模式影响着水体浮游植物中的蓝藻和硅藻丰度,而磷的浓度主要影响着水库总的浮游植物的生物量(Zhang&Prepas,1996)。光和温度条件主要影响着浮游植物种类的演替和浮游植物生长率(Mayer et al,1997;Koch et al,2004)。
Salmaso研究指出冬季空气的温度,春季水体的温度以及水体的交换和表层的营养盐浓度都是

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影响浮游植物群落结构和生物量的重要的环境因子。不同营养状态的天然和人工水体在相同的气候条件下,光、水位的波动、混合深度的改变引起浮游植物系统组成的结构不同(Naselli.Fores et al,2000)。Komfirkovfi通过典范对应分析(CCA),温度对浮游植物的种类有影响,微囊藻与较高的温度和高的Na+离子浓度有较强的关系,而脆杆藻和甲藻则是受夏季干扰有关,不同的温度有不同的影响(Komrkovet al,2003)。
2.2.2水位的波动对浮游植物的影响
水位变化与人类活动影响着水库的物理、化学和生物特征,尤其在无规则降雨和水位变化非常频繁地区的水库,水位变化对水库生态系统的影响更加明显(Geraldes&Boavida,2003)。水位变化还影响着水库水质和水库营养状态(Arfi,2003)以及水库浮游植物的动态(Naselli.Flores&Barone,1997:Ahn,2002)。水位的变化直接影响着水体溶解性的无机营养,在高水位时,硝氮浓度增加和磷酸盐的减少,水位的波动降低了水库生态系统的稳定性,当需求营养盐含量高的绿藻的丰度减少时,对营养要求较低的蓝藻的丰度增加(Kangur et al,2003)。洪水也会影响水库生态系统游植物的分布和种类组成的变化,洪水以后,水库的叶绿素浓度降(Godlewska&wierzowski,2003)。水库的分层影响浮游植物的悬浮,引起了藻类的分布,尤其是硅藻的垂直分布(Serra et al,2002)。目前,水位变化对水库生态系统影响的研究主要集中在注水对新建水库生态系统和再换水对水库生态系统的影响,而周期性水位的波动对水库影响研究较少,主要是对西西里岛水库的研究(Naselli.Fores,2000;Naselli.Flores&Barone, 2000)。
2.2.3水库形态对浮游植物的影响
水库浮游植物受库形的影响,不同地区库形对水库浮游植物的影响也不同(Salmaso,2000; Nicholls et al,2003)。水库的地形和水文条件与水库浮游植物的生物量有较强的相关性,水体的滞留时间的增加和水体交换率的减少都将有利于增加水体的浮游植物生物量(Gomes&Miranda,2001;Geraldes et al,2003)。Salmaso指出,营养盐浓度不是唯一决定水体营养特征的因子,水库的形态,水文因子及气候条件都是影响水体藻类生物量和浮游植物组成的重要的因素。水体的营养状态不仅依赖与水体的营养含量,而且还与水体的垂直混合及水体的滞留时间有关(Salmaso el al,2003)。在河流和湖泊的交界区的浮游植物比其它地区具有更高的多样性(Nogueira,2000)。
2.2.4营养盐对浮游植物的影响
不同的营养状况导致了不同的藻类(优势藻类不同)组成,不同的营养状况下浮游植物组成和生物量不同(Negro,2000;Negro,2003),通过控制营养盐浓度能够降低浮游植物生物量,从而导致浮游植物群落的变化(Tomasky,1999;Albay&Akcaalan,2003),丰富的营养物能够增加藻类种群数量和浮游植物的生物量(除甲藻外),浮游动物的排泄物也能够在一定程度上增加浮游植物的生物量和磷的浓度。在富营养化进程的初期阶段,浮游植物丰度和生物量增加,但浮游植物的群落结构变化不是十分明显。通过对磷的输入控制能够抑制水库富营养化进程(Gonzfilez,2000),通过限制营养盐的输入控制富营养化进程对改善水库水质是必要的(Beyruth,2000)。在营养程度高的水库,光对浮游植物的种群结构影响非常重要,尤其是在富营养化程度较高的水体;而在营养程度低或水力条件相对稳定的水库,营养盐对浮游植物群落的结构影响较大(Naselli—Flores,2000;Kangur et al,2003;Twomey et al,2005;Moustaka-Gouni el al,2007)。
2.2.5盐度与碱度对浮游植物的影响
盐度的不同,水体的pH值将会不同,从而浮游植物群落组成不同(Chapman el al,1998)。L6pez-Gonzfilez研究西班牙的盐湖指出,盐度、电导率和pH值是非常重要的因子,影响着浮游植物群落的季节变化(L6pez—gonzfilez et al,1998)。在特殊的水体中,温度和盐度作为最重要的指示因子影响着浮游植物种类的组成和季节性的变化(Cetinic,2006)。Negro指出,碱度是非常重要的参数,影响着硅藻的分布;pH值是重要的参数,影响着鼓藻的分布(Negro etal,2003)。
2.2.6浮游动物对浮游植物的影响
浮游动物的牧食对水库生物量有控制作用(Bailey.Watts,1986),Matveev通过围隔和实验室的培养实验发现,浮游动物的牧食控制着浮游植物的生物量(Matveev&Matveev,1997)。
浮游植物丰度及叶绿素a含量丰水期高于枯水期,而浮游动物丰度枯水期高于丰水期,这也说明除水库的营养状态抑制浮游植物生长外,浮游动物可能是控制浮游植物现存量的主要因子之一,“上行效应”和“下行效应”同时调节着浮游植物和浮游动物丰度的动态变化(Seda&Kubecka,1997;Gonzfilez,2000;Bernot et al,2004;Golgyn et al,1997;Mfityfis et al,2003:魏鹏等,2002)。浮游动物影响浮游植物组成,浮游植物的丰度又反过来影响着浮游动物的数量(Mayer et al,1997;George&Reynolds,1997;Pholpunthin&Chittapun,1998)。浮游动物的牧食以水体内在的环境因子影响着水体的富营养化(Geraldes&Boavida,2003)。通过对比研究,有潘类(Daphnia)的比没有涵类的能够明显的降低水体叶绿素的浓度(Karjalainen etal,1998;Wiackowski et al,2001)。Lewitus对盐碱沼泽研究表明,在夏季小型甲藻水华期间,小型浮游动物牧食是影响浮游植物种群生长非常重要的影响因子,而在冬季营养盐的含量则是限制硅藻生长的主要因子(Lewitus etal,1998)。
2.2.7干扰对浮游植物的影响
浮游植物的叶绿素、组成、多样性、生物量和初级生产力有时间周期的变化(Kotut,1998)。不同季节和不同的滞留时间,在不同的物理和化学条件的干扰下,浮游植物种间竞争可能较长时间形成稳念的组成(Komfirkov丘,2003)。干扰有利于浮游植物种类较少的水库发生演替序列,中度的干扰能够暂时增加浮游植物种类,而且可以增加罕见藻类的生物量。干扰对浮游植物的影响主要是降雨和水动力学条件变化(水位的变化)改变水体混合深度和富营养深度的比率,从而影响着浮游植物种类的组成、浮游植物的动态和多样性(Leitao,et al,2003;Descy,1993)。竞争排斥和物理干扰改变浮游植物的多样性,从长时期来看,相对低频度的干扰,高频度干扰维持高的多样性。干扰影响着浮游植物的生物量、组成和种类的多样性。大雨和暴雨的干扰对浮游植物有影响,能够改变浮游植物优势藻的种类,使得浮游植物组成有从K.选择型向r-选择型藻类转变(Jacobsen&Simonsen,1993)。适度的干扰引起了水位的变化和悬浮沉积物的浓度,从而影响着浮游植物(Carvajal.Chitty,1993)。
2.3浮游植物对环境的指示
浮游植物种类的组成有明显的季节性,而且浮游植物种类的组成与水体营养状况有关(Rojo,1998;Reynolds et al,2000:Reynolds,2000)。从贫营养水体到富营养水体营养盐由贫乏到饱和,酸碱度也由酸性过渡到碱性,水体由清澈到浑浊。不同的营养状况有着不同的浮游植物种类的组成。不同的浮游植物种类的组成变化反映出了水体环境梯度的变化(Reynolds,1986;Huszar&Reynolds,1997;Hall et al,2004)。浮游植物种类的组成也较好的反映了水体的营养状态。目前,浮游植物群落反映水体营养状态的研究较多。Dasi指出在西班牙的水库中,水体的硬度和营养状态影响着水库浮游植物的组成。在贫营养水体主要以大量的甲藻和少量的中心硅藻和单细胞的绿藻,而在富营养化的水体中则是群聚的蓝藻和带状藻类组成(Dasi et al,1998)。Trifonova通过逐步回归分析指出,营养状态对浮游植物的生物量有大的影响作用,尤其是对蓝藻、绿藻和裸藻的影响,而甲藻和金藻则是无机物的浓度影响比营养状态要强(Tdfonova,1998)。从表1可以看至lJ(Reynolds,1998),在富营养化水体中,以蓝藻和裸藻为主。蓝藻的生态位较宽,从贫营养的水体到富营养化的水体都能够生长,但是林氏藻(Planktothrix)、微囊藻(Microcystis)、湖丝藻(Limnothrix)和鱼腥藻(Pseudanabaena)都是富营养化水体的藻类,这些藻类都能够形成水华,而且这些藻类形成的稳态条件很难发生演替,对水质的恶化有显著的推动作用(Moustaka.Gouni et al,2007)。在贫营养水体,主要以金藻为主,甲藻中的飞燕角甲藻和多甲藻生长在贫.中营养的水体。

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组合型浮床生态系统的构建及其改善湖泊水源地水质的效果
    李先宁,宋海亮,朱光灿,李大成,吕锡武
         (东南大学环境科学与工程系)
摘要:研究开发了一种由水生植物、水生动物及微生物膜构建的组合型浮床生态系统.在野外条件下,考察了该浮床对富营养化湖泊水在静态条件下的净化效果.结果表明,20d内TN、TP的去除率分别为83.7%和90,7%,透明度也有大幅提高.而且,组合型浮床系统对有机物尤其是难降解有机物的去除能力较强,在25d内,对r–BHC、HE、DDE、DDD、DDT的去除率分别为25.2%、63.8%、42.1%、71.6%和27 6%,氯苯、阿特拉津的去除率达5.9%和72.1% 水生动物的代谢活动提高了有机物的生物可降解性和氮磷的植物可利用性.该新型浮床可用于水源地水质改善、污水净化生态工程、富营养水体的生态恢复等.
关键词:浮床;水生植物;水生动物;微生物膜;难降解有机物
生物浮床技术将水生植物或部分陆生植物固定在浮床上,通过植物对氮、磷等营养物的吸收作用,根系附着微生物对污染物的降解作用,达到去除氮、磷等营养物,有效控制水体富营养化的目的.生物浮床具有直接从水体中去除污染物,充分利用水面而无需占用土地等特点;能够在各种水深条件的水体中应用,且造价低廉,运行管理相对容易.目前,生物浮床技术在我国的研究与应用日益增多,规模也已由试验室研究开始走向规模性示范和应用.但大部分浮床的净化主体仍仅仅是植物,研究重点也主要是对比不同植物去除氮、磷等营养物的能力,但生物量的限制使得仅通过筛选植物种类已不可能使净化效果有根本性的提高,因此必须在浮床的构造形式上有所突破.“生物共生机制、生物多样性及食物链原理”是生态工程重要的基本原理,通过人工构筑共生生态机制和食物链的“加环”可以大幅度提高生态效应和生态净化功能.本研究在普通生物浮床的基础上,通过对水生植物水生动物及微生物生态系统的合理构建,开发出一种组合型新生态浮床,并研究了其改善富营养化湖泊水源地水质的功能.
1试验条件、材料、方法
1.1组合型生态浮床的设计
组合型生态浮床如图1所示,整体为lm(长)xlm(宽)xllm(高)的长方体构造,设计成上、中、下三层结构.上层区域(1)为水生植物区,种植水生经济植物,并通过合理设置根区空间使植物根系形成“毡垫”状构造,既不影响植物的吸收功能,又提高了根系截留颗粒性污染物和藻类的能力,该区域有效高为20cm.中层区域(n)为水生动物区,笼养滤食性水生动物贝类,利用贝类的滤食作用去除污染物,并通过贝类的消化作用大幅度提高有机污染物的生物可降解性.笼网采用渔网制作成双层结构,既能满足对贝类生物量需要,又避免了贝类过度堆积,保证其成活率,该区域高为30Cm.下层区域(1)为人工介质区,悬挂兼具软性及半软性特征的高效人工介质,大量富集微生物,形成高效生物膜净化区,该部分高为60 cm.

1.2试验条件与方法
为了研究组合型生态浮床对富营养化水体水质的净化效果,在无锡市太湖梅梁湾之滨,建设3.6m(长)x2m(宽)xl.5m(高)的水泥砖砌封底试验水池2个,在其中1个水池中部放置上述组合型生态浮床,浮床面积覆盖率13.6%;另1个水池则为空白对照池,湖水经提升水泵平行进人各个试验水池.
2005 年 5月中旬开始水生动物驯养、植物移栽和人工介质自然挂膜,同年7月开始相关试验研究.试验期间上层水生植物区种植空心菜(Ipnea aquatica),中层水生动物区养殖河规(Corbiculafluminea) 空心菜取自田间,清洗根系上附着的土壤,称重后按相同重量(3000g)移植于浮床,试验期间空心菜在浮床上已经生长良好.河蚌购于无锡贡湖湾茶场,清洗后放置于浮床内的河蚌笼内,每层笼高度10Cm,共放养河蚌350只,每层放养密度为175只/m2.河蚌笼与植物层之间的净空高度为10cm.浮床内共挂组合介质81串,每串上有盘片8片,填料盘片间隔为7cm.试验期间水池内水温较为稳定,在30一3℃,水池中pH值在7.6一8.4之间,与湖区基本一致.待生态浮床稳定运行后,将2个试验水池同时重新换水,浮床日处理水量为1.1m3,则空床水力停留时间为ld,进行静态试验.
1.3水质测定方法
每间隔5d取水样测定水质,取样时间均为上午10时左右.从水池四角和中央共5点各取500lm水样后混合,供水质分析使用.
TP、NH4+一 N、No-3一N、No2一N和高锰酸盐指数(CODMn)均按国家标准方法测定,TOC采用Toc一vcsH(日本岛津)测定,DO采用碘量法,pH值采用TOA一HM一14P仪(日本东亚)测定,chl.a采用丙酮提取一分光光度计测定法.
对水样中的有机氯类、氯苯和阿特拉津进行气相色谱分析.取IL混合水样经G/FC滤膜过滤后,以0.5L/h的速度通过预先活化的cls固相萃取柱(SuPelco公司,美国)进行富集,用选择性溶剂进行洗脱、定容后,有机氯类、氯苯采用GC一ECD测定,阿特拉津采用GC一NPD测定,气相色谱仪为Asilent6890(Hewlett-Packard公司,美国),色谱条件参照相关标准方法困.
2结果与分析
2.1氮的去除
图2分别表示了试验水池中TN、NH+4一N、NO3﹣一N浓度随时间的变化.
空白池与浮床池的进水TN浓度分别为7.35mg/L和8.06mg/L.在试验期的前20d浮床池中的TN浓度基本呈直线下降至1.3lmg/L,去除率为83.7%,单位浮床面积的TN去除速率为3.98g/(m2•d).当TN浓度低于lmg/L后,浓度变化梯度降低,表明当水中TN浓度小于lmg/L时,生态浮床的TN去除速率减小.在25d内的TN去除率为86.2% 空白池TN浓度也呈局部下降趋势,但下降幅度明显低于浮床池.
20d内的TN去除率为42.5%.空白池的TN去除主要缘于含氮颗粒物的自然沉降以及水体悬浮微生物的硝化与反硝化作用(图2a).

浮床 池 中 的NH4+一N浓度变化,同时受到植物吸收、有机物的氨化及硝化作用的影响.在前15dNH4+一N浓度下降缓慢,这是由于有机物氨化作用较强,有机氮转化为氨氮,造成表观NH4+一N浓度下降较缓慢;随着有机氮的降解及硝化作用的增强,后期NH4+一N急剧下降,25d内的去除率达到8.6%,而空白池NH4+一N去除率仅为10.7%(图2b).
浮床池与空白池的N0-3一N总去除率分别为47.3%和39%.在试验开始后的前15d两系统中的NO3﹣一N表观浓度均呈下降趋势,且下降速率接近,巧d后浮床池继续下降至0.17mg/L,而空白池则呈微小上升趋势。在浮床池中NO3-一N在生态浮床的各种净化作用(植物吸收,植物根系及人工介质附着微生物的硝化、反硝化作用等)下得到有效去除,而空白池中NO3﹣一N的浓度下降,主要依靠池中藻类和其他微生物增殖的同化吸收.NO2﹣一N浓度的变化情况基本与N03-一N基本一致,浮床池的去除率82.3%82.3%,空白池为8.1%(图2c).

2.2磷的去除
图3表示了试验水池中TP浓度随时间的变化,在试验开始的前20d,浮床池的去除率为90.7%,空白池为40.0%.可见浮床池的TP去除率达到了较高水平.同时如图所示,浮床池在TP为0.06mg/L以上这样的低浓度条件下其浓度下降仍然显著,表明组合型生态浮床对较低浓度的富营养水体可以取得良好的净化效果,单位浮床面积的TP去除速率为0.08g/(m2•d).
有关生物浮床去除氮、磷的相关研究报道中,宋祥甫等川采用水稻生物浮床,在覆盖率为20%,48d的试验条件下,取得了TKN净去除率为29.0%,TP净去除率为32.1%的结果(若不扣除空白对照,计算得TKN、TP去除率分别为31.4%、32.5%);经计算,单位浮床面积的TKN和TP去除速率分别为0.05mg/L(m2•d)和0.007mg/L(m2•d).邮旭文等叫应用美人蕉生物浮床净化富营养化池塘水,在覆盖率为20%的条件下,25d时TN去除率约为60%,TP去除率约为50%;经计算,单位浮床面积的TN和TP去除速率分别为1.6×10一4g/(m2•d)和1.lxl0一4g/(m2•d).马立珊等应用香根草生物浮床对城市河道水进行净化试验研究的结果表明,25d时TN去除率约小于20%,TP去除率小于30%;计算得到TN、TP单位去除速率分别为0.003g(m2•d)和0.009g/(m2•d).TN、TP的去除率和去除速率均小于本试验,因此组合型生态浮床对N、P的去除效果比以植物为主体的普通生物浮床有大幅提高.
2.3藻类的去除
Chla 是 估算浮游植物生物量(本文主要指藻类)的重要指标.图4表示了试验水池中Chla浓度随时间的变化.试验开始时浮床池及空白池的Chla初始浓度为24.23ug/L,试验开始5d内,浮床池的Chla浓度急剧下降至5.71ug/L,去除率为76.4.%,之后Chla浓度变化趋缓,在试验结束时第25d去除率可达89.5%.而空白池出现了Chla浓度的上升现象,在试验开始后的第20d上升至47.74ug/L,与初始值相比上升了约2倍.与空白池相比,一方面浮床的截留吸附作用去除了一部分藻类,另一方面浮床的综合作用使水体中的氮磷营养盐浓度大大降低,浮床植物在与藻类的竞争中也处于优势地位,此外植物化感作用
对藻类也有一定的抑制作用,导致藻类无法繁殖.因此几方面的原因使浮床池中的Chl.a浓度迅速降低并始终维持在较低水平.而空白池中,氮磷浓度缓慢下降,且维持在相对较高水平,在没有其他植物竞争的情况下藻类自然增殖,于是出现了Chi.a浓度升高的现象.可见,组合型生态浮床对于降低水体藻类含量具有良好的效果.

透明 度 是 表示各种水体能见程度的一个量度,也是水体混浊程度的标志.光是水体初级生产力的能源,水体透明度是光通量沿水深分布的量度,透明度下降可进一步引起水生生态系统破坏.图5表示了透明度随时间的变化,浮床池由于生态浮床的净化作用,在15d内将透明度由46cm提高到超过180cm,已经清澈见底.透明度的提高说明悬浮物、浮游植物得到了有效的去除,这一点与Chla的去除效果相吻合.
透明度的提高可改善水中浮游动物的生境,提高浮游动物生物量,丰富生物多样性,为沉水植物乃至水体自净能力的恢复提供了前提.
2.4有机物的去除

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