水生植物总量控制对水资源地水质净化的重要作用

2010-03-22王学欢安会静李翔天天津市水利勘测设计院天津300204

天津科技 2010年6期

关键词：营养盐水草入库

王学欢安会静李翔天（天津市水利勘测设计院天津300204）

王学欢安会静李翔天（天津市水利勘测设计院天津300204）

以于桥水库水资源地为例，阐述了水生植物在库区水质净化中的重要作用和维持适宜的水生植物总量以使植物体在水体富营养化治理中保持积极作用的观点。

水资源地于桥水库水生植物富营养化总量控制

0 引言

随着当今社会工业化、城市化的程度不断加大，资源能源消耗大幅度增加，我国城市污染物排放量远远超过受纳水体环境容量。同时，我国人均拥有水资源量远低于国际平均水平，水污染进一步加剧导致水资源严重紧缺，水源地水质恶化严重，并直接威胁到人们的身体健康。由于受到技术和经济的限制，当前，在水源地水质被污染的情况下，缺乏有效手段确保饮用水达到规定的水质指标，因此存在严重的健康风险。同时，长期生活在受污染流域（区域）的人群将直接或间接的受到污染水体的影响，也存在一定的健康风险。严重的水源地污染问题，不仅造成经济损失，破坏水源地环境，而且影响社会稳定，制约经济社会的可持续发展。

于桥水库位于天津市蓟县城东4 km2，水库流域总面积2 060 km2，是引滦入津工程的调蓄水库，也是天津市人民生活饮用及工农业用水的重要水源地。

于桥水库夏季主要受纳本流域内的径流汇水，其他季节则主要收纳来自潘家口水库的滦河水，主要入库河流有沙河、淋河，以及作为引滦输水渠道的黎河。水库周边流域汇水面积为360 km2。

近年来，由于于桥水库受到来自于入库河道以及水库周边流域村镇生活和工业排水、山地农田面源污染等影响，水体富营养化严重，并日趋恶化。依据2008年《天津市环境质量报告书》中数据显示，于桥水库总体水质为V类，主要污染物为TN，年均值为1.70 mg/L。TP在年内某些月份也经常出现超标现象。

1 水生植物对富营养化水体的净化作用

于桥水库现有水生植物31种，分属于16科，20属，按生态类型分类，有沉水植物（14种）、浮叶植物（4种）、漂浮植物（2种）、挺水植物（11种）。属暖温带幼年期人工库，湖水生植物、沉水植物发育旺盛，挺水植物尚未形成自然群落。

通过对水库水质监测表明，于桥水库上游大型水生植物区有明显的降低氮、磷入库负荷的作用，入库水流、水质及水体生态结构都呈现明显的沿水流方向梯度变化的特征。对水库富营养化有重要作用的氮、磷营养盐经过上游水库草区时，在物理沉降、生物吸收、化学反应等综合作用下，TN的去除率为4%～25%，TP的去除率为20.3%～32.8%，对泥沙颗粒物的去除率为14%～29%。水库水质总磷含量年均值在0.03 mg/L左右，含量相对并不高，这主要是水库草区对进入水库的水流有一个净化的作用。

水体中的营养盐绝大部分是以颗粒态形式存在，80%左右吸附在入库流的泥沙颗粒上，颗粒越细小，其所吸附的营养盐的含量相对值越高。经X荧光分析，吸附物中含有大量的元素，其中Ca含量高达30%以上，N含量较少为0.002%，P含量为0.07%。水生植物对水质的净化作用，是利用许多水生植物能够大量吸收、吸附和拦截水体中的营养物质的特性，并通过植物自身的生命活动将部分污染物分解转化或富集到体内，同时进行光合作用放出氧气，增加水中溶解氧含量，从而达到恢复水域中的养分平衡，改善水质的目的。

水生植物的生长也对藻类有很好的抑制作用。在水草净化水质模拟试验中，有水草生长的池塘和没有水草生长的对照池相比，在其他条件相一致的情况下，有水草的池塘清澈见底，透明度极高，而没有水草的空白对照池则长满藻类，藻类生物量最高。从前几年对于桥水库藻类生物量的调查中，东部有水生植物茂盛的地区藻类生物量始终低于无水生植物的西部区域。关于这方面的机理至今还不十分清楚。普遍认为：一是竞争机理，即水生植物在生长环境中与藻类对营养盐相竞争，且由于能从土壤中吸收养分，所以竞争力强；二是水生植物在生长中，不但能起遮阳的作用，还由于新陈代谢过程中能产生一种克藻物质，从而抑制藻类的生长。

2 水生植物总量控制

对于桥水库来说，水生植物在营养负荷中占有相当的比重。在七、八月份的水库汛期，正是于桥水库植物生长最茂盛、生物量最多的时期，草类吸收水体中N、P等营养物质大肆生长，将营养盐转化并储存在体内，这时水生植物对水体中的营养盐去除率最大；后植物死亡，固化的营养盐经微生物分解腐蚀，重新释放到水体中，造成沉积物营养盐内源释放，产生二次污染，反过来加剧了水体水质恶化，并为下一批植物的生长提供了营养源。

在水生植物生长最旺盛、生物总量达到最大时，对一些种类的水草进行打捞收割，可有效消减库存营养盐总量。从防治富营养角度分析，如果采取全部收割水草虽然可减轻库内营养盐负荷，对防治于桥水库富营养化有利，但问题是过度的收割水草，消减库区现存水生植物量，会使收割后一定时间段内库区的营养负荷受到影响，反而很可能促使水质恶化，加大藻类爆发生长的危险性。所以，问题的关键是如何在减少库存营养盐总量的同时积极保持水生植物的净化、固化作用。

如何选择最适宜的水草生物量是一个极为复杂的问题，国内外许多专家学者，结合自己的研究工作进行过探讨，一般都围绕着某个水体水草的利用量来进行。但通常认为，水草生物量主要取决于基础量和水体周围的生态环境，只要保持一定的水草基础量，正常的生态环境，我们认为水草的生长也将是正常的。一般在汛期过后，水草的去除能力最高。如果这时保持适宜的水草生物量，并定期对其进行部分打捞，对净化汛期入库流水，消减库存营养盐总量极为有利。

另外，利用生物操纵的方法也可有效地控制水生植物总量，即利用草食性鱼类吞噬生长过剩的水草，不仅促进了鱼类生产，创造一定的经济效益，还可节省部分人力，省去打捞水草的后期处理问题。