济南市湖泊水库富营养化现状及污染防治对策
近年来,济南市区域经济快速发展,水资源的“小马拉大车”已使水环境日趋恶化,水体富营养已成为湖泊、水库污染的主要形式,目前部分湖库已呈富营养化状态。现就济南市湖泊、水库富营养化现状及应该采取的防治对策进行分析,并针对实际情况,提出相应的防治对策。
一、济南市湖泊、水库富营养化现状
(一) 水体富营养化的概念及评价标准
水体富营养化是指在人类活动的影响下,生物所需的氮、磷等营养物质大量进入湖泊、水库等缓流水体,导致某些特征性藻类(主要是蓝藻、绿藻等)的异常增殖,致使水体透明度下降、溶解氧降低、水质变坏、鱼类及其他生物大量死亡的现象。富营养化是水体有机污染的一种表现,严重的富营养化可造成合理水生生态结构的破坏,加快湖泊等水体的老化过程。由于水体中营养物质过多,水生生物(主要是藻类)大量繁殖。藻类的的呼吸作用及死亡藻类的分解作用消耗大量的氧,致使水体处于严重的缺氧状态,并分解出有毒物质,从而给水质造成严重的不良后果。
目前判断水体富营养化一般采用综合营养指数来度量:综合营养指数<30为贫营养,介于30与50之间为中营养,大于50为富营养,其中介于50与60之间为轻度富营养,介于60与70之间为中度富营养,大于70为重度富营养。在同一营养状态下,指数越高,其营养程度越重。
(二) 济南市湖泊、水库富营养化现状![]()
目前,济南市共有鹊山水库、玉清湖水库、卧虎山水库、锦绣川水库、狼猫山水库和大明湖等几大湿地生态系统,库容分别为0.485亿立方米、0.46亿立方米、0.67亿立方米、0.41亿立方米、0.156亿立方米和0.01亿立方米。
2008年济南市对上述水体分别进行叶绿素a、总氮、总磷等项目测定,结果显示5座水库的叶绿素年均值在9.87mg/m3—20.58mg/m3之间;总氮年均浓度范围在2.53-5.19mg/L,总氮均超过国家地表水环境质量Ⅱ标准;总磷年均浓度范围在0.025-0.035mg/L。大明湖叶绿素a年均值为89.4 mg/m3,总氮年均浓度为5.29毫克/升,超过国家地表水环境质量Ⅳ标准,总磷年均浓度为0.066毫克/升。根据综合营养指数评价法,2008年济南市鹊山、玉清湖、卧虎山、锦绣川、狼猫山水库综合营养状态指数在44.3-48.9之间,水体呈中营养状态;大明湖综合营养状态指数为59.5,为轻度富营养,比2007年增加6.3%,已接近中度富营养化。
(三)富营养化对水质的影响和危害
在正常情况下,水体中的各种生物处于相对平衡状态。当水体进入富营养化状态后,某些种类生物明显减少,以蓝藻、绿藻为优势种的大量藻类则显著增加。这种生物种类的演替会导致水生生物的稳定性和多样性降低,破坏了湖泊、水库的生态平衡。而且这些水藻在水面上形成一层“绿色浮渣”,大大降低了水体的透明度,水体变得浑浊,从而使湖水的感官性下降。同时,有部分藻类能够散发腥味异臭,直接影响人们的日常生活,也使水味难闻,降低了水质质量。某些藻类还能分泌、释放有毒性的物质,这些物质进入水体后若被牲畜或者人饮入会引起消化道炎症,有害人畜的健康。处于富营养化污染的水体作为供水水源时,会给净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。另外,遭受富营养化污染的水体在给水处理过程中增加相当的技术难度。同时,富营养化的水体会由于藻类释放的毒素和溶解氧稀缺减少鱼类种类和数量,并直接影响鱼类质量,导致经济效益大大降低。
二、水体富营养化的成因分析
水体富营养化成因比较复杂,可分为天然富营养化和人为富营养化,天然富营养化要经过几千年甚至几万年才能完成,而人为富营养化则是在人类活动影响下,大量氮、磷等植物性营养物质连续地进入缓流水体,在短时间内就可以导致富营养化。目前湖库的富营养化主要是由人为活动引起的。
水体中的氮磷等营养物质来源很多,主要包括从外部进入水体的氮磷以及水体内部自身底泥等沉积物释放进入水中的氮磷。外源性氮磷有面源污染和点源污染,常见的面污染源主要有: 包括饲养业、水产养殖、农药化肥等方面的污染、城市雨水径流污染、气载污染物污染等造成的污染;点污染源主要来自生活污水及工业废水的直接排放或经处理后的尾水排放等两方面造成的污染。内源氮磷也是水体污染并导致富营养化不可忽视的潜在二次污染源。
一是外源污染原因。济南市卧虎山水库、锦绣川水库库存水来源于大气降水,汇水区域主要包括锦阳川、锦云川、锦绣川三川流域,流域内农业生产使用的农药化肥产生的面源污染、餐饮废水以及部分未经处理的工业废水和生活污水造成两水库水体的营养化现象。由于济南市位于黄河下游,其所引玉清湖水库和鹊山水库水质直接受黄河干流上游来水影响,导致总氮超标,呈富营养化状态。大明湖园区内的生活污水未经处理直接排放湖体,会导致湖内有机物增高;同时市区河道截污整治工程尚未全部完工,入湖水是市区相关河道地表水和部分泉水的混合体,本身就有富营养化倾向。
二是内源污染原因。湖泊、水库发生富营养化后,底泥及沉积物中含有一定量的氮磷营养物质,济南市水库建成后,除卧虎山水库在2002年进行扩容清理底泥外,其余水库均未进行过底泥疏浚;大明湖自1998年彻底清淤后,自今已10多年未进行大规模的彻底清淤,多年积聚的底泥及沉积物中的营养盐逐步释放,在动力作用下再悬浮,就形成水体富营养化状态。
三、水体富营养化的防治对策
富营养化的防治是水污染治理中十分棘手的问题。济南市防治湖泊、水库水体富营养化,应考虑湖泊、水库的流动性相对缓慢的特殊性,以保持湖泊、水库适宜的水位和适宜的水体置换周期为重点,以恢复湖泊、水库生态系统为根本目标,根据湖库水域特征、污染源分布特点,结合湖库流域的自然条件差异,坚持污染源点源和面源治理与生态恢复相结合、内源治理和外源治理并重、工程措施和管理措施并举,建立富营养化的综合防治体系。
一是外源控制建立济南市湿地生态系统。湿地对抑制富营养化有很大的贡献,湿地基质可通过吸收、吸附、过滤、离子交换、络合等物理化学途径去除污水中的营养物;同时湿地水生植物也可以吸收水中的营养物质,其根区还可为微生物降解营养物质提供良好条件。
二是内源控制实施生态疏浚、引水工程。从截污、治污、减少入湖(库)污染物量入手,结合疏浚污染底泥,减少内源污染物释放,利于水质的改善和水生态的修复。对疏浚底泥可以作为农田林地以及果园的肥料,也可用于沼气池发酵实现底泥的资源化利用。探讨实施济南市人工引水工程,按近期和长远兼顾、因地制宜的原则,通过入湖(库)、出湖(库)及湖库水资源的合理调控,加大湖库水体的交换量,提高湖水流速,减轻内源污染。
三是利用水生植物净化水体。采用人工培植技术努力恢复济南市湖库水体原有生态系统,通过水生植物对底泥营养物质的吸收、植物叶冠遮光以及根区分泌物质杀伤藻类等途径,来控制藻类的快速繁殖,进而达到治理水体富营养化的目的。还要注意定期收集高等植物和收获物的后处理问题,对收获的植物用作饲料、堆肥或用于产生沼气、当成垃圾填埋等。
四是严格控制面源污染。加强畜禽、水产养殖的环境监督管理,指导群众合理施用化肥、农药、地膜,做好面源污染和土壤污染治理。采取工程措施、生态措施和农业垦耕相结合的方法治理水土流失,保持土壤养分,继续提高荒山植被覆盖率和林地生产率。抓好南部山区生态功能区、旅游观光区的综合治理,加快南部山区村镇生活垃圾收集及转运设施的建设,严格控制开发建设,逐步搬迁和关闭污染企业。针对农村地区的资源与环境条件,开发推广切实可行、因地制宜的较低成本的污水处理技术。加快小流域综合治理,抓好地下水渗漏区域特别是玉符河的环境综合整治,抓好被破坏山体的生态修复,逐步实施退耕还林、还草,尽快恢复和提高生态保障功能。及时调整、优化流域的产业结构,结合农业结构调整,发展生态农业和有机农业,间接降低营养物进入水体负荷。
五是继续强化点源污染治理。合理布设点污染源的排放口,对排放氮、磷等营养物质的工业污染源应采用先进生产工艺和技术,提高水的循环利用率,减少生产过程产生的污水量和污染物负荷。从严控制生活污水排放,污水处理厂采取脱氮除磷的处理工艺,努力做到生活污水不入湖库。湖库流域内严格控制规模化畜禽养殖场的建设,已建畜禽养殖场废水及禽畜粪便必须进行有效的治理和无害化利用。湖库流域严格实施“禁磷”措施。
四、有关建议
一是积极开展宣传教育。建议济南市大力宣传环境保护,增强全民对水体富营养化危害性的认识,特别要强化各级领导干部对保护水源重要性的认识,督促制定符合长远利益的经济与环境建设政策,确保相关环保政策和措施得到顺利实施。
二是完善有关法规体系。建议制定《济南市湿地保护条例》,分列有关富营养化专门条款,制定相应的行政法规和配套政策,严肃处理各类违法行为。继续增加资金投入,对机构建设、队伍建设、监督监测、科研培训、综合治理在经费上给予保障。
三是建立湖库环境管理信息系统。建议掌握气候、水文、水质以及水生生物的动态变化资料,为水环境评价、富营养化趋势预测、流域社会和经济可持续发展评价等,提供信息支持。