1.1 富营养化控制研究

更新于 2026年10月10日 版权声明
1.1 富营养化控制研究

余丽燕对滇池不同区域富营养化的特性进行了研究,通过滇池不同湖区沉积有机质组成及来源差异分析表明:滇池北部沉积有机质主要来自陆源有机质的人为源和内源植物;滇池南部沉积有机质主要来源于内源水生生物和陆源高等植物混源,滇池中部沉积有机质以菌藻类来源为主。昆明市GDP指标和昆明市人口数都与滇池不同湖区沉积物TOC含量均存在较好的相关性,均表现出随着GDP的增长,不同湖区沉积物TOC含量不断增加;随着人口的增加,沉积物TOC含量也随之增加。通过4条典型入湖河流水体营养盐输入状况,研究了滇池北部和滇池南部流域营养盐的输入特征,得到夏季入滇河流及滇池水体氮、磷营养盐空间输入特征,推测滇池富营养化的主要影响因素是内源释放。滇池大部分水样点TN∶TP质量浓度比值小于7,说明氮元素是滇池浮游植物生长的限制因子,因此对于氮素污染的控制更有利于滇池水体富营养化的控制。

李琳琳、孟伟等则认为外源输入是湖泊中营养盐的主要来源。而内源释放中滇池沉积物中为磷释放量较大,控制内源磷释放是控制富营养化的关键。黄俊、宁平采用氮磷比、叶绿素a及藻类繁殖对比试验,说明水体中以磷为主的污染物是导致滇池蓝藻水华暴发的一个主要原因,并初步说明作为滇池富营养化限制因子的总磷浓度限值为0.050mg/L。

朱欢迎介绍了磷在湖泊水体及其沉积物中的存在形态,阐述了磷在自然界、陆地生态系统,以及水生生态系统中的循环过程及方式。通过对有关磷与湖泊富营养化间关系研究得出:湖泊中的磷是浮游藻类生长的一个基本限制因子。以滇池草海富营养化变化趋势、水体功能、特征,以及区域环境综合分析基础上,确定出用于衡量滇池草海水质、评价或预测其营养状态水平或富营养化程度的关键变量为Chla、TP、TN、SD。并最终确定了滇池草海营养物总磷基准与控制标准值,其浓度分别为0.010mg/L,0.016mg/L。

滇池富营养化控制途径主要是外源削减与控制、内源削减与控制和水生生态系统恢复与重建。为了实现滇池生态由浊水—藻型向清水—草型演替,实现滇池水质持续性改善及清水稳态的总体目标。

刘永、郭怀成等人以流域水环境承载力方案及容量总量控制方案为基础,提出了滇池流域水污染防治中长期规划研究的方法体系,包括:问题驱动、调查诊断、规划基础、规划方案、评估调控、规划战略;提出了源头控制、工程控制和末端控制相结合的污染减排对策;通过构建3个尺度、8个分区及4个规划重点的流域污染减排集成体系及情景方案,来实现在2个规划期、3类水质目标、4种社会经济发展情景下的规划目标,在此基础上,提出了滇池富营养化控制的战略思路。

滇池水污染治理与富营养化控制的战略路线图是在战略目标与战略方案的基础上确立的,尽管与现有的滇池治理思路不同,但这个思路不排斥污染源的治理,而是需考虑在可行的目标前提下以污染源治理与有条件的湖泊生态修复并重;污染源治理是个长期的过程,一步期望达到水质目标的现实具有不可行性; “十一五”的研究证明,可以在流域控源与湖泊生态修复的基础上长期持续达到水质目标。也即,通过控制一定的条件,恢复滇池水生态系统,改善水体水动力条件,促进滇池外海从目前的“浊水—藻型”向“清水—草型”的方向演替,从而有效地控制蓝藻水华的暴发。这是控制滇池外海蓝藻水华暴发的一种行之有效的思路和途径。

总之,在滇池湖泊治理中,一步期望达到水质目标在现实中具有不可行性;即便水质达到较高的标准(Ⅲ类、Ⅳ类),并不一定能有效地控制蓝藻水华的暴发。因此,需要同时考虑控源减排与生态修复,以长期持续达到水质目标,实现水质有限改善基础上的生态恢复;同时,还需注意滇池生态修复与生态系统健康恢复的长期性和复杂性。

外源削减与控制技术主要是“控源—减排—截污—治污”,贾璐颖对减排技术提出了“结构—工程—生态—管理”集成减排框架,其中:

(1)结构减排技术

调整产业布局,从根本上减少排入湖泊的氮磷总量,实现源头控制,属于政策性减排技术工具。其具体步骤为对湖区所在地产业进行调研,研究治理区域产业发展模式,经济发展状况,通过政策性工具,引导产业向环境友好型、资源节约型、智能科技型发展。结构减排技术属于上层减排措施,可以从根本上解决湖泊富营养化问题,结构减排技术属于半定量减排技术。

(2)工程减排技术

工程减排属于终端治理技术。对于一些污染严重,影响当地人民生产生活的湖泊可以起到立竿见影效果。但是该种治理技术花费成本较高,对环境可能产生二次污染危害,这些不足使得在使用工程减排技术时应当谨慎小心。工程减排技术能够迅速达到治理效果,但是其终端治理技术的性质决定了其只是一时的权宜之计,属于定量化减排措施。

(3)管理减排技术

针对湖泊富营养化的治理,管理减排技术主要是控制非点源农业污染,其次控制城市面源。其实际为结构减排的细化与优化,通过管理手段,达到农业产业升级,促使湖区的农业由粗犷式农业向高新现代化农业发展,管理技术手段多体现在对农业化肥使用量控制,通过教育引导使得居民生活向低碳方式转变,管理减排属于半定量性质的辅助性控制措施。

(4)生态减排

生态减排技术是以上三种技术的补充。主要生态环境构建,湖泊生境重塑等方面。生态减排技术是在湖泊治理达到一定阶段性目标之后,合理利用现有自然资源条件,人工构建具有一定容污、纳污、排污、降污功能的生态缓冲带,为最终实现湖泊生态功能恢复,促进湖泊生态系统健康发展。

以上四种技术在集成体系内的相互作用关系参见下图所示。主要技术包括:

(1)常用点源、非点源治理措施(https://www.daowen.com)

①点源污染、控源减排:污染源搬迁、企业清洁生产、生态工业园区建设、生活污水中水回用技术、生活污水深度处理技术等。

②农业非点源污染:保护性耕作、等高耕作、条状种植、植被覆盖、保护性作物轮作、营养物管理、植草水道和综合有害物质管理等。

③城市非点源污染:管网系统的完善、雨水资源化技术,以及最佳管理措施(BMP)等。

图示

图1-1 “结构—工程—生态—管理”集成减排体系

(2)常用截污措施

①滨岸缓冲带:介于河溪和陆域之间设置缓冲带。

②泥沙滞留工程:改善原有的开发和耕作方式;拓宽和合理规划修缮道路;完善排水系统。

③前置库工程:受保护的湖泊和水库水体上游支流处建立前置库。

(3)常用水动力措施

引水稀释、深层水抽取、深水曝气技术和水动力学循环技术等。

(4)营养盐治理

通过在湖泊入水口直接添加化学药品或向湖水中直接投洒混凝剂以钝化、沉淀湖水中的营养盐(主要是磷),使其不能被藻类利用。

(5)常用蓝藻控制与资源化技术

化学除藻、机械除藻、生物除藻、蓝藻资源化。

(6)常用生态修复技术

湖滨湿地工程技术、水生植被恢复工程技术、防护林或草林复合系统工程技术、人工浮岛工程技术、人工介质岸边生态净化工程技术、林基鱼塘系统工程技术、仿自然堤坝工程技术、环保底泥疏浚技术。

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