九龙江北溪干流甲藻爆发的污染成因分析及防治对策

陈建发，黄慧珍



九龙江北溪干流甲藻爆发的污染成因分析及防治对策

陈建发，黄慧珍

（漳州职业技术学院 食品与生物工程系，福建 漳州 363000）

通过对福建省第二大河流­­­九龙江北溪甲藻爆发进行现场水质应急监测及调查，结合当地水文、气象、污染源调查资料，综合分析其污染成因，认为甲藻爆发是流域内大量生猪等养殖废水污染、异常旱情水量剧减和梯级电站建设引发水体自净能力大大降低等多因素导致水体的富营养化造成的。通过采取养殖业全面整顿、放水稀释、生态修复措施等综合措施，有效地消除了甲藻污染和改善水质。总结其治理经验，并提出污染防治对策，为今后河流的突发污染防治、水质保护与改善提供经验借鉴。

甲藻；富营养化；养殖废水；梯级电站；防治对策

引言

九龙江北溪是福建省第二大河流，发源于玳瑁山脉，上游称雁石溪，依次流经漳平市、华安县、芗城区、龙文区境内，至龙海市的郭洲斗分为南、北两港，最终一并注入厦门海域。北溪流域面积9640km2，河长272km，平均坡降2.4‰。北溪干流段有溪南溪、永福溪、温水溪和龙津溪等4条较大支流汇入。根据测定九龙江北溪多年平均流量294.50立方米/秒，最大流量8400立方米/秒（1960年6月9日），最小流量17.1立方米/秒（1963年5月27日）。北溪是龙岩、华安、漳州、龙海、厦门四百多万人的主要饮用水源。

2009年1月18日，福建省九龙江北溪干流龙岩段下游及华安段共100多公里长的河段甲藻爆发，河水不同程度呈黑褐色，河水的颜色比排污口的污水反而深，事实表明九龙江北溪的水质受到前所未有的污染，已危及到沿江四百多万人的饮用水安全。

甲藻是一种有鞭毛的藻类，象动物一样可以在水中自由游动，但细胞内又含有叶绿素，能进行光合作用，具有植物的根本特征。大多数甲藻具有很厚的分辨的细胞壁，由许多小甲片组成，甲藻的名称就是这样得来的。甲藻分布很广，淡水、半咸水、海水中都有，为主要的浮游藻类之一，海生种类很多，尤以热带海洋最多，在寒带海洋中种类较少而数量较多。生活于淡水中的种类，多喜在酸性水中，当水中含腐殖质酸性时常有甲藻生存。在光照和水温适宜时，甲藻能够在短时期内大量繁殖，与硅藻一样为海洋动物的主要饵料，故有“海洋牧草”之称。但也时常由于突然死亡而造成毒害，常称为“赤潮”，引起鱼虾死亡。大量繁殖的甲藻会耗尽水中溶解的氧气，使海洋中的鱼虾成群的死亡，这也是赤潮。甲藻还能分泌一种毒素，使鱼虾中毒死亡。

1 污染成因分析

环保部门在北溪干流常规断面开展应急监测，通过环境应急监测表明，九龙江北溪的水质中NH3和TP的含量非常高，最高浓度分别为12.4和1.53mg∕L，最高超标分别为12.4和7.6倍，而其他监测因子正常。大量的水质监测数据权威说明，甲藻爆发的直接原因是河水的N、P含量严重超标，导致干流的富营养化造成的。

寻找河水中大量的N、P的来源成为有关部门的头等大事。对沿江企业加大排查力度，紧急寻找污染源。北溪流域干流及各支流共设28个断面同时开展应急监测。大量的监测数据及调查结果表明，造成河水的N、P含量严重超标的主要原因是：1.1 流域内大量的养殖废水排放的NH3和TP造成的。据调查，北溪流域内生猪养殖高达近1000万头，根据《禽畜养殖业污染物排放标准》（GB18596-2001）对规模化禽畜养殖场废水排放量以及同类养殖场的考察情况，确定每百头成年猪每天产生废水2.5t，由此计算出流域内生猪养殖废水排放量高达25万t∕d，COD300 t∕d，NH350 t∕d和TP1.9 t∕d。养殖废水大部分简易处理甚至没有处理就直接外排，无法满足环保达标排放。北溪流域内生猪养殖废水及主要水污染物排放情况详见表1。

表1 北溪流域内生猪养殖废水及主要水污染物排放情况

1.2 由于长达近120天的连续旱情造成北溪干流水量剧减，低至30 m3/s，接近历史最低流量，导致水环境容量剧减。

1.3 九龙江北溪干流八级梯级电站的建设与运营使九龙江北溪干流形成湖库型河流，导致水体自净能力的大大降低。梯级开发后，形成梯级水库，流速变缓，大气覆氧能力降低，水中溶解氧下降，水体自净能力减弱，对污染物的稀释、混合和降解能力减弱。流速变缓，水体的挟沙能力减弱，挟沙颗粒细化，降低了对金属粒子的吸附能力，造成沉淀，使氮、磷等元素及有机物和有毒、有害物质等沉积、富集于库底，影响了水质。这些物质的长期积累，形成了潜在的污染源[1]

以上三个因素造成河水的NH3和TP的含量非常高，为甲藻的爆发提供了营养源。另外，甲藻爆发时期虽为冬天，但1月18日前后几天气温高达近28℃，异常的高温为甲藻爆发提供了有利条件。

2 防治措施

2.1 应急措施

2.1.1 紧急临时禁止沿江所有养殖废水排放。要求养殖户用清粪车抽掉沼气池的沼液去灌溉农田、果园、菜园或茶园等应急措施使养殖废水临时实现零排放，大大缓解北溪的污染负荷。通过环境监测表明，此举迅速使水中NH3和TP的含量有效大大降低了，但只治标不能治本。

2.1.2 放水稀释：从九龙江北溪上游白沙水库、万安溪水库等紧急调水、放水，用水库里大量的库容水稀释北溪水，降低水中NH3和TP的含量，抑制甲藻的快速繁殖。监测表明：放水稀释后，水中NH3和TP的含量确实一定程度降低了，效果较好。

2.1.3 采取双层过滤措施，有效防止甲藻对饮用水的污染。由于甲藻爆发区域一般只在水面至水下2.5米深，首先用竹排固定彩条布形成双层过滤，有效保证饮用水源取水口水质的安全；其次加强自来水的处理，保证饮用水安全。实践证明，用彩条布双层过滤甲藻的效果很好。

2.1.4 全面叫停沿江采沙采石、竹凉席生产等产生废水的生产活动，直到水质达标稳定为止。

2.2 永久措施

2.2.1 养殖业全面整顿

斩断污染源才是根本解决办法。当前正面临着全球经济危机，国内经济形势亦不容乐观，全面整顿养殖业困难重重。政府痛定思痛，科学决策，在财政极为困难的情况下挤出大笔资金出台补偿措施对九龙江北溪干流1000米、支流500米内的养殖业，包括生猪养殖和其他规模养殖场进行全面整顿，限期实行关、停、并、转等综合措施。水质监测数据表明：效果甚好。

2.2.2 生态修复措施

河流生态修复——是指利用生态工程学或生态平衡、物质循环的原理和技术方法或手段，对受污染或受破坏、受胁迫环境下的生物（包括生物群体，下同）生存和发展状态的改善、改良或恢复、重现。其中包含对生物生存物理、化学环境的改善和对生物生存“邻里”、食物链环境的改善等。

河流生态修复措施主要包含：①工程措施。如生态河道、生态堤岸、人工湿地和人工产卵场、越冬场、育幼场、回游通道，以及河道内增氧曝气等等；②生物措施。如植物、动物修复的结合，微生物修复与生态河道、生态堤岸的结合，生态、生物修复与保育、管理措施的结合，河道内生态修复与河道外湿地修复的结合，陆地水土保持、生态修复与河流生态修复的结合等。

甲藻爆发后，有关部门经过科学分析，慎重地在八级梯级电站的水库分二次紧急放养300多万尾大小不一的鲢鱼、大头鲢和鳙鱼，改善了食物链环境，一定程度上有效消除爆发了的甲藻。

3 对策与建议

3.1 科学规划，生态养殖，使生猪养殖走上无污染、零排放的可持续发展之路

3.1.1 正确决策，科学规划禁养区与非禁养区，引导养殖业走可持续发展道路

早日完成畜禽养殖禁养区与非禁养区的划分工作，以促进流域内畜禽养殖业的持续健康发展，改善环境质量，保障人民群众身体健康。禁养区应包含以下几个区域：重要生态功能区、生活饮用水水源保护区、风景名胜区、旅游度假区、森林公园、文物和历史遗迹保护区、自然保护区的核心区及缓冲区；城市和城镇居民区、文教科研区、医疗区等人口集中地区以及国家或地方法律、法规规定的需特殊保护的其他区域。禁养区内严禁新建、扩建各类畜禽养殖场，现有的各类养殖场要彻底实现关停转迁。而非禁养区的畜禽养殖场也必须符合城镇总体规划和环境功能区划的要求，合理布局，不得在城镇规划区及城镇上风向２公里范围内新建、扩建畜禽养殖场。同时，无论新建、改建和扩建畜禽养殖场都必须严格执行环境影响评价制度。

3.1.2 全面推广先进的生猪养殖技术，如采取“猪—沼—果（林、草）”等生态养殖模式和无污染、零排放的生物发酵床养猪法，生态养殖，环保高效，实现零排放

“生物发酵床养猪法”，它又称为生态养猪法、环保养猪法、零排放养猪法、懒汉养猪法等。与传统养猪法的根本区别就是生物发酵床养猪有一个能消纳分解猪粪尿的发酵床。发酵床的垫料中含有大量的有益菌群，负责分解猪粪尿，从而实现低污物、污水零排放；同时有益菌使粪尿中的营养成分转化为有益菌体蛋白质再供猪拱食，从而达到节省饲料的目的。发酵床中大量有益菌的生长繁殖，使整个发酵床始终保持良性环境，又起到抑制病害菌生长繁殖的作用，从而大大降低了疾病的发生。每次出栏后，发酵床的垫料清理后可以制成有机肥。所以，“生物发酵床养猪法”既具有节能减排、无污染、无臭味、保护环境，又具有省水、省电、省劳力、提高猪群抗病力、提高猪肉品质、增加养猪效益等一系列优点，是一种新的科学养猪方法。

3.1.3 严格执行《畜禽养殖业污染防治技术规范》等法律法规，依法规范病死猪及分娩废物的处理处置，实现无害化与资源化

病死猪及分娩废物的处置问题应根据我国《畜禽养殖业污染防治技术规范》（HJ/T81—2001）的规定采取焚烧炉焚烧或填埋的方法。养殖场集中的地方应采取焚烧法，不具备条件的应采取设置两个或以上的安全填埋井。严禁随意丢弃，更不能倾倒、抛入江河湖库。

3.2 加强梯级电站运行管理，严防湖库富营养化

3.2.1 利用泄洪时加强库底清淤，有效减少库底污染物沉积

流域梯级开发对泥沙的拦截率可以达到99%，累积效应显著。[1]大坝建成后，由于过水断面面积的扩大，水流流速锐减，挟沙能力剧减，挟带部分污染物的上游悬浮泥沙沉积库底，造成水库淤积，污染主要集中在库弯、库底和支流，主要污染物为氨氮、BOD5和总磷，可能引发了水库的富营养化。如“98.6”闽江特大洪水时，水口水库入库最大流量为36100m3∕s，最大洪峰悬浮沙量为36t∕s；水库泄洪时，水库出库最大流量为34500m3∕s，最大洪峰悬浮沙量为21t∕s，最大洪峰高锰酸盐指数排出量高达0.5t∕s[2]。可见，大坝将部分泥沙和污染物拦截下来，引起水库淤积及富营养化，同时使下游河道沙量失衡。考虑水库淤积的影响，应该采取蓄清排浑的调度方式。在汛期适当降低水位，排除泥沙含量较多的浑水，蓄水期尽可能安排在汛末蓄纳泥沙含量较少的清水。因而，利用泄洪可减轻淤积和有害物质的沉积，缓轻水体的富营养化[3]。

3.2.2 从工程型水利向资源型水利转变

在对水资源进行合理的开发、利用的同时，要重视对水资源的配置、节约、治理和保护。要改变原有单纯工程角度开发水利的做法，从水资源和社会、经济、环境发展协调统一的关系全面进行综合开发和科学管理。水库发电、洪水调度时，应与库区水质保护结合起来考虑。在泄洪时，利用泄洪冲刷库底的淤泥、积沙；枯水期蓄水时，须定流量均匀下放一定的生态用水，保证水的流动，增加水体冲刷率，减少库水的停留时间，加大水库污染负荷的输出量，这样通过梯级电站调节水量，从而达到控制水质的目的，使水库水质得到改善[4]。

在调节的同时，须保证下泄一定的生态流量。目前，各国政府对生态环境用水的研究越来越重视。美国联邦能源管制委员会（FERC）要求水电站只有释放相应流量才能获得运行执照，西班牙则要求电站放水量总量必须保证为年均径流总量的10%，非洲许多国家则以法律的形式将生态用水量的保持固定下来。我国《水利水电建设项目河道生态用水、低温水和过鱼设施环境影响评价技术指南（试行）》的发布也标志着我国对水电建设项目的生态用水技术已经进入规范化阶段[3]。

3.2.3 严格控制各库区水面养殖，防止养殖废水污染

据报道，近几年来，万安溪水库和白沙水库等网箱养殖发展迅速，为养殖户带来了巨大的经济效益。但是，由于网箱养殖无序发展，科学养殖技术推广力度不够，导致目前渔业发展水平偏低，库区水质迅速恶化，特别是万安水库多次发生死鱼事件，表层水质富营养化比较严重，不仅危害了库区渔业健康发展，也严重破坏库区生态环境，科学、合理规划流域内渔业生产迫在眉捷。要遵循“科学规划，合理布局，适度养殖，提高内涵”的原则，严格控制网箱养殖规模、建立科学的流域管理体制，加大科学养殖技术推广力度，把淡水养殖推广向水深流急、水体自净能力强的开放性水域，并在库底引入贝类等充当残饵和代谢物的清道夫[2]，优化养殖区的生态环境，避免水体的富营养化，确保北溪流域的生态安全。

3.2.4 加强库岸建设与管理，加强周边绿化，防止崩塌、滑坡，防止水土流失

水库蓄水后，水位抬高，水面扩大，改变了水文地质和工程地质条件，影响了库岸稳定，在局部库段可能引起库岸坍塌和山体滑坡，从而使大量泥沙淤积在库区，直接影响库区水质[5]。河岸带与河流密切相关，河岸带的健康将直接影响到河流。而河岸的植物群落是河岸带生态功能的主要维护者。影响河岸植被的主要因素是河流水文方面的干扰，维持河岸带植物群落的最佳管理方式是维持自然干扰体的存在。因此，电站建设后一方面是应用流量管理等方式保护河岸原有植被的正常生长，另一方面根据电站建设的情况实施植树种草等水土保持的措施。加强水库沿岸区的绿化，对水库区进行合理的规划设计，亦可开发其景观旅游资源。

3.3 严格执行环境保护法、环境影响评价法等环保法律法规，加大环境保护工作力度，严格环保执法，加强对生活污水、医疗废水、工业废水等处理力度，从源头把好污染关

据调查，流域内县级生活污水处理率非常低，大部分生活污水仅靠化粪池处理后就直接排放。必须加快生活污水处理设施建设步伐，提高生活污水处理率。严格实行排污许可证制度，医疗废水、工业废水等必须处理达标后才能排放。

3.4 发展生态农业，实施配方施肥，合理施肥与科学施药，防止农业面源污染

2004年11月中国环境与发展国际合作委员会（国合会）年度会议上，多位中外著名专家、学者呼吁，过量施用化肥、农药导致的农村面源污染，已成为中国水环境污染的“元凶”，“寂静的春天”警钟仍在长鸣。由于氮肥施用过量、利用率过低，中国每年有超过1500万吨的废氮流失到了农田之外，并引发了一系列环保问题：污染地下水；使湖泊、池塘、河流和浅海水域生态系统营养化，导致水藻生长过盛、水体缺氧、水生生物死亡；施用的氮肥中约有一半挥发，以一氧化二氮气体形式逸失到空气里——一氧化二氮是对全球气候变化产生影响的温室气体之一。过量的氮肥形成了“从地下到空中”的立体污染。

实际上，中国不但是世界上最大的化肥使用国，也是最大的农药使用国。农药同样存在过度施用问题，目前中国农药的过量施用在水稻生产中达40%，在棉花生产中超过了50%。许多被禁止的农药依然在使用，不仅对环境造成损害，而且导致了在食品中的有害残留。

在未来几年里，工业和城市生活污水对水质污染的影响将逐渐减小，如果不采取有效措施，由作物种植和畜禽养殖业导致的面源污染，对水质和空气污染的“贡献率”将日益凸显。

必须加快推广先进适用技术，实施测土配方施肥，推广高效、低毒、低残留农药、生物农药和有机肥，沼气工程技术，畜禽和水产的生态养殖模式，农田灌溉水的循环利用，这些都是目前比较成熟可行的农业面源污染治理技术。测土配方施肥技术还写进了2006年的中央1号文件。关键是要加大推广力度。各级农业部门的广大干部和技术人员，要深入田间地头，手把手地教会农民，让群众真正受益，引导他们积极采用各项先进适用技术。

3.5 加强环境保护宣传，共同营造生态北溪

要建立环境保护宣传的长效机制，通过电视、广播、报纸、网络等媒体，以甲藻事件为鉴，深入持久地开展“立体型”的宣传教育，树立环境也是生产力的思想，形成人人遵守环保法律法规、自觉保护母亲河的良好风尚，维护环境这一人类公共福利，进而提高全民的水环境保护和可持续发展意识。只有引起群众和全社会的重视，特别是各级党政领导、企业业主的重视，人人参与，加强人大监督、群众监督、新闻媒体监督和网络监督等多种形式监督，九龙江北溪的水资源才能得到真正有效的保护。

[1] 钟华平，刘恒，耿雷华.澜沧江流域梯级开发的生态环境累积效应[J].水利学报，2007(10)：577－581.

[2] 张博庭.我国的水电开发与环境保护[J].水电及农村电气化，2007(6)：20－24.

[3] 李江华，王欢，等.水电开发下的河流生态系统管理[J].中国农村水利水电，2006(11)：51－54.

[4] 黄祖亚，蔡品彦.水口水电站对闽江水环境影响的研究[J].水文，2001(21)：4.

[5] 张锐，顾大钧.金沙江下游水质现状调查与研究[J].云南环境科学，2000(3)：31－32.

The Study and Treatment on The Dinoflagellate Pollution in North Creek of Zhangzhou Jiulongjiang River

CHEN Jian-fa，HUANG Hui-zhen

(Department of Food and Biotechnology，Zhangzhou Institute Of Technology, FuJian, Zhangzhou, 363000，China)

Based on the investigations and researches on dinoflagellate pollution in North Creek of Zhangzhou Jiulongjiang River,with the information of hydrological、weather and pollution sources in local area,theresults showed that water eutrophication is caused by the aquaculture wastewater 、drastic reduction of water and the decline in Self-purification ability of water because of the building of cascade hydropower stations.It can effectively eliminate dinoflagellate pollution and improve water quality by the management of aquaculture、dilution and ecological restoration.It can provide some experience for the sudden water pollution and water quality protection with the expriences and treatment.

Dinoflagellate; eutrophication; aquaculture wastewater; cascade hydropower stations; treatment

2010－08－16

漳州职业技术学院与漳州市环境保护局科学研究资助项目（ZZY0801）

陈建发（1971－），男，福建华安人，高级工程师。

Q949.24

A

1673-1417（2010）04-0030-05