库里泡富营养化现状分析及修复对策

曹文钟 孙玉凤

(东北石油大学，大庆，163318)

水体富营养化是指水体氮、磷等有机营养物质大量富集所引起的藻类等浮游生物异常增殖、水体溶解氧减少、水质恶化、鱼类及其他生物大量死亡的一种现象[1－3]。库里泡是大庆市重要的排污、泄洪河道——安肇新河上最终控制水体，大庆市区的大部分污水经过库里泡进入松花江。随着大庆市人口的不断增加，工业化、城市化以及农业现代化的快速推进，库里泡每年接纳各种污水6000×104t以上，库里泡水体富营养化现象日益加重。安肇新河入松花江闸口距离下游的哈尔滨四方台饮用水水源地仅128 km。库里泡水质不断恶化，不仅直接影响松花江水质，而且还对哈尔滨市城镇居民的饮用水安全构成威胁。所以加强对库里泡流域污水的治理，以及修复和改善其水域的生态系统和功能，势在必行，意义重大。

1 库里泡自然环境概况

库里泡位于大庆市大同区、肇州县、肇源县三地交界处，地处东经 124°46'至 125°54'，北纬 45°47'至46°58'之间，地势平坦、周边地区道路交通便利。水域呈“葫芦”状，南北长约16 km，东西最宽处约5 km，面积约为 81 km2，平均水深 1.0 ～1.2 m，最大库容量9100×104m3，多年平均降水量380～470 mm，年平均日照时数2840 h，年平均有效积温3000℃，年平均气温2.2～4.4℃，11月到次年3月为冰冻期，结冰深度0.86 m，结冰期160 d。

2 库里泡富营养化评价

2.1 评价方法

根据国家环保部制定的《湖泊(水库)富营养化评价方法及分级技术规定》，对库里泡富营养化进行评价。选取叶绿素a、总磷、总氮、透明度、高锰酸盐指数5个项目作为评价指标。

综合营养状态指数:

式中:T(∑)表示综合营养状态指数;T(j)代表第j种参数的营养状态指数;Wj为第j种参数的营养状态指数的相关权重，其中叶绿素a为0.2663，总磷为 0.1879，总氮为 0.1790，透明度为 0.1834，高锰酸盐指数为0.1834。

营养状态指数:

式中:Chla为叶绿素;SD为透明度;TP为总磷;TN为总氮;CMn为高锰酸盐指数。

采用0～100的一系列连续数字对湖泊(水库)富营状态进行分级:T(∑)＜30，贫营养;30≤T(∑)≤50，中营养;50＜T(∑)≤60，轻度富营养;60＜T(∑)≤70，中度富营养;T(∑)＞70，重度富营养。

2.2 评价数据

评价数据采用库里泡2012年5—8月的水质监测结果，在库里泡入口(1#)、最窄处(2#)、中心(3#)和出口(4#)设置4个监测点，具体监测点位如图1所示。

图1 库里泡水质监测点位示意图

3 评价数据与分析

各项评价指标监测值的平均值及各采样点富营养化评价结果见表2。从评价结果可以看出，4个监测点的水体均处于重度富营养状态，但同时也存在一定的差异性。入口处富营养化最为严重，由于进入库里泡的污水部分没有经过处理，导致大量营养物质富集在此，造成该区域的污染较为严重;库里泡最窄处由于水面狭小、水流缓慢，污染物质不能很快地稀释和降解，因此水质也较差;出口处水质相对入口水质较好，但没有太大变化，依然处于重度富营养状态，说明水体的自净能力极低，水体生态系统已失去平衡，污染非常严重。

4 库里泡富营养化成因

4.1 营养物质输入过剩

库里泡污染源主要分为外源污染和内源污染，外源污染主要包括库里泡周围城市生活污水、工业废水构成的点源污染和陆地地面雨水冲刷、湖面降水等构成的面源污染;内源污染主要由底泥中氮、磷的释放造成的，在外源性营养物质入湖减少之后，内源释放仍可维持水体继续保持富营养化水平[4－5]。

表2 库里泡水质监测数据及富营养化评价结果

近几年来，库里泡污染物排放持续超过了自身的水环境承载能力，造成了水体污染，且污染程度不断加剧，富营养化也随之发生。由于营养物质输入过剩，引起藻类大量繁殖，过多的消耗水中的氧，使鱼类、浮游生物缺氧死亡，它们的尸体腐烂又造成水质污染，近而导致了库里泡生态结构的失调[6－8]。

据统计2010年入河污水总量6016×104t，入河COD 13480 t、氨氮1517 t;其中工业废水3723×104t，COD 8167 t、氨氮 777 t;城市生活污水 2293 ×104t，COD 5313 t、氨氮 740 t。由此可见，多点源的污染物控制是库里泡水体修复的关键与重点，各点源排放的污水应达标处理后进入库里泡。

4.2 流域水资源匮乏，生态环境用水难以保证

库里泡流域的水源一部分来自雨水和大庆市的生活污水、工业废水以及一少部分的养殖业污水;另一部分是安达地区的工业废水和生活污水，通过兴隆干渠合并八里泡、铁路泡的工业废水，一起排入安肇新河进入库里泡。没有其它净化生态补水，全部依靠库里泡自净后的污水作为生态补水。由于得不到环境用水的补充，水体底泥的日积月累，环境容量越来越小，自净能力越来越差。

另外，大庆地势东北高、西南低，境内没有天然河流，排水不畅进一步加速了水污染进程。在枯水期地表径流、生活污水及工业废水在水体中流动性较差，河水置换周期长，流速缓慢，这就给氮、磷引起的水体富营养创造了条件，水体水质恶化是必然的。

4.3 人为干扰

自20世纪90年代后期，每年夏季，库里泡出现了大量的捞“鱼食”人员，每年捞取“鱼食”的质量(干质量)在千吨左右。所谓的“鱼食”，实际是水中的浮游动物。大约经过10年捕捞，库里泡水体中的浮游动物捕捞殆尽。

2012年5—8月对库里泡浮游动植物进行监测，共检出浮游动物25种，密度较小，为360～2187个·L－1，平均值为 1145个·L－1;春季以水螨为主要优势种，夏季以轮虫为主，1#、2#采样点分别以泡轮虫属(Pompholyx)、多肢轮虫属(Polyartha)占绝对优势，3#、4#采样点都以异尾轮虫属(Trichocerca)占绝对优势。共检出浮游藻类238种，密度为9.16×105～17.46 ×105个·L－1，平均值为 13.22×105个·L－1;以绿藻占绝对优势，1#、2#和 3#采样点主要优势种为四角十字藻(Crucigenia quadrata)、湖生卵囊藻(Oocystis lacustis)，4#采样点主要优势种为双对珊藻(Scenedenus bijuga)和短棘盘星藻(Pediastrum boryanum);其中湖生卵囊藻为水体污染指示种[9]，双对珊藻为中富营养型指示种，短棘盘星藻为中营养型指示种，说明库里泡富营养化现象已非常严重[10]。

从监测结果可以看出，目前库里泡水体中以细菌、浮游植物及有机碎屑为食的浮游动物数量很少，部分浮游植物数量迅速增加，水生食物链遭到破坏，生态系统营养级结构发生改变，原有生态系统的完整性和多样性被破坏，导致水生生态系统因失去平衡而崩溃，库里泡水体向富营养化的方向发展[11－12]。

5 库里泡富营养化治理对策研究

要改善库里泡的富营养化现状，必须采取综合措施，对污染源进行全面的控制，并从生态学的角度实施生态恢复措施，同时环保部门应加强库里泡水环境管理与监督工作。

5.1 削减污染物的输入量

库里泡的污染主要来源于点源和面源污染。应修建截污工程和城市污水处理厂削减点源污染，将直接排入库里泡的未经处理的废水，通过截污管道收集后引到污水处理厂，进行达标处理后排放入河。从根本上截断外部输入源，使水体失去营养物质富集的可能性。通过“清水入河”，改善库里泡水质。

沿河面源污染物主要来源于湖边农田施肥或者喷洒农药，应适当将部分农田退耕还林或者还草;控制氮肥施用量，平衡氮、磷、钾的比例;另外可推广有机肥还田、“微生物菌肥”和广滴灌技术等方式，在节约水资源、提高化肥使用效率的同时，控制农业径流，避免农田多余的水排入库里泡[13]。

5.2 引江补水

目前，调水改善水环境的方法在国内外有较多成功实例，如东华盛顿的Moses湖[14]、荷兰Veluwemeetr湖、西雅图Green湖都成功地进行过引水治理;国内太湖流域“引江济太”调水工程[15]、南京玄武湖[16]、杭州西湖[17]、昆明滇池[18]、武汉东湖[19]等，都采用了外流引水进行治理，取得了一定成效。

为了保证城市用水，改善松嫩平原西部生态环境，大庆市已先后建成了以嫩江为水源的“北引”、“中引”和“南引”三处主要引水工程，效果显著。因此，可以考虑引嫩江水入库里泡，补充生态用水，从而增大水环境容量;调整水体流态，缩短水体更新周期;促进水力交换，加快污染物扩散速度，降低含氮、磷污染物质向底泥沉积的速率，有效地控制水体内部氮、磷富集;同时增加水体中浮游动物的数量，修复水生食物链，恢复生态系统的完整性和多样性，从而提高库里泡的整体自净能力[20－21]。

5.3 生态修复

建立湿地保护带是我国绝大多数内陆湖泊水体修复工作最为积极有效的方法。湿地系统能有效阻滞、截留地表径流携带的悬浮物，降解营养物和其他有机物，是一种有效迁移、控制地表径流中营养物入河的方法。所以，可考虑将沿库里泡地势低洼、易涝、经济效益不高的农田、鱼塘等恢复为湿地，通过种植芦苇、香蒲、睡莲等植物，改造成人工湿地生态系统，发挥生物净化作用，去除水中的COD、氮、磷等污染物质。

5.4 管治结合、依法治湖

在湖泊的保护中，管理与治理同等重要，当前库里泡的管理仍比较薄弱，形成一面治理，一面又污染的局面。因此必须强化相关部门对库里泡的管理，取缔人为捕捞“鱼食”的行为，并加强对人为干扰的监督。从而保护水体中的浮游动物，恢复水生食物链，完善水生态系统的完整性和多样性，构建自净能力强、稳定性高的水生生态系统。使管理与治理同时并进，否则，只治理不管理，库里泡富营养化的程度还会加剧。

法制不健全也是造成库里泡富营养化的一个重要原因。要彻底改变库里泡污染现状，必须加强环境立法，同时要强化环境监督，早日将库里泡水污染防治工作纳入法制化的轨道，并制定相配套的政策措施和管理办法，在治理的同时坚决控制新污染源的产生。

6 结束语

现在的库里泡富营养化非常严重，因此如何治理库里泡，已经成为迫在眉睫的任务。库里泡生态环境的修复是一项长期而复杂的工作，在治理过程中中，任何单一的措施都很难有效地控制富营养化，有时甚至还会导致富营养化程度加剧。因此在实际工作中，通常综合多种治理措施，以期达到最佳效果。

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