南湖荡水体富营养化防治对策探讨

2015-08-15许惠良

江苏水利 2015年2期

许惠良

（常熟市水利局，江苏苏州 215500）

0 引言

水体富营养化是指在人类活动的影响下，氮、磷等营养物质大量进入湖泊、水库、海湾等缓流水体，引起澡类及其它浮游生物迅速繁殖，水体溶解氧含量下降，水质恶化，鱼类及其它生物大量死亡的现象。

南湖荡位于常熟市西南部阳澄片区，是常熟市第三大自然湖泊，目前水域面积2.3 km2，湖岸线长34.3 km，外围围垦鱼塘面积近4 km2。湖面最宽处约500 m，最窄处仅10 m左右。由于湖边农田使用化肥农药，附近有化工小区和垃圾填埋场，湖面大量围网高密度水产养殖，再加上湖区水体交换速度慢，滞留时间长，因而容易产生水体富营养化问题。

1 现状评价

南湖荡的重要功能是水产养殖、涵养水源以及水质净化。作为城乡结合部的天然湿地，南湖荡同时具备水生植物生产、调洪削峰、土壤形成与保护、生物栖息地和文化娱乐等功能。

1.1 水产养殖功能

很长一段时间，水产养殖功能被认为是南湖荡区域的唯一功能。水产养殖作为一种比较直接的物质生产，由于能够为人们提供直接的物质产品和经济来源，历来极受重视。

1.2 调蓄功能

南湖荡属于圩区控制，常年控制水位为2.1～2.3 m（吴淞标高），较外围水位要低1.0 m，目前仅有与望虞河相连的南湖套闸、与元和塘相连的启南套闸及一座排涝泵站在使用，调蓄功能较弱。

1.3 水质净化功能

南湖荡湿地生态系统因为多年的围垦养殖，造成湖面和湿地面积急剧减少，加上南湖荡受周边恶劣环境影响，现今仅存的几处零星湿地，生长着以芦苇为主的植物，生物多样性单一，导致荡区只能维持有限的自身水质净化功能。

2 富营养化成因分析

总的来说，各类污染源的污染程度加重和水体自净能力的退化是水体富营养化形成的主要原因。而造成水体富营养化的污染源分为外源和内源，水体自净能力退化主要为自净面积和生物多样性降低。

2.1 外源污染

南湖荡周边化工企业排放的废水中氮磷的含量较高。荡区东南建有垃圾焚烧填埋场，填埋垃圾污水渗漏及垃圾焚烧产生的氮氧化物废气均不同程度影响着南湖荡的水质和周边环境。

我国农业生产中对化肥的利用率仅为30%～50%，南湖荡周围约有133 hm2耕地，大量的氮磷元素随着农田径流进入荡区水体。同时，快速发展的蓄禽养殖和高密度的水产养殖加速了南湖荡水体的富营养化进程。

2.2 内源污染

内源污染底泥是江河湖库的沉积物，是自然水域的重要组成部分。当水体外界污染物的排放减少或停止后，一定条件下，底泥不再作为污染物的“汇”，而成为“源”。此时底泥中的污染物释放出来，对水体造成二次污染，成为内源污染并加速水体的富营养化。由于南湖荡长期受到各类污染物污染，其底泥对氮磷营养物质吸附及固定能力基本达到极限，不仅无法达到削减水体氮磷的作用，反而成为污染源之一。

2.3 自净能力退化

自净能力是保持湖泊健康的重要方式。自20 世纪60年代开始，由于血防工作的需要而围垦筑圩，荡区水位降低，湖滩小岛垦种成田，原有的湿地生态结构被破坏；湖边建办窑厂，取土烧砖，土坑则变成鱼塘，在湖边随意堆放废弃物挤占了湖荡空间；渔民实施围网高密度养殖，大大减弱了水体的流动性，使水体交换能力下降。无序的围垦、取土、开挖、占用，导致湖面不断缩小，大量生物失去生存空间，生物多样性受到严重破坏，湖荡单位面积自净能力下降严重。

3 对策与措施

湖泊富营养化的治理是一项复杂的工程，任何单一措施都难以达到彻底根治的目的。针对南湖荡水域、水质特征、污染源分布特点，应从多方面入手，有重点、有步骤、分部门落实各项治理措施。治理措施应坚持预防为主，防治结合；外源治理与内源治理并举；集中治理为主，分散治理为辅；工程措施、生态措施、管理措施并举的原则。

3.1 工程措施

3.1.1 外源治理

一是集中治理。对南湖荡周边化工企业的废水排放进行排查，并设置相应的废水处理设施集中处理，做到达标排放；垃圾填埋场做好防渗和截污渠道，防止污水渗溢；垃圾焚烧厂加大脱硝设施工程的建设力度，减少氮氧化物排放，有效缓解工业生产对南湖荡造成的环境压力。

二是分散处理。研究表明，建设氮磷流失生态拦截工程，可以有效拦截农田地表径流中氮磷等营养物质排入水体。充分利用氮磷拦截技术对荡区周围的农禽废水、生活废水进行分散治理，保证农业及生活源中氮磷削减效率。同时，积极将周围耕地改造为现代农业基地，实施节水灌溉，集约化管理，有效控制化肥、农药的使用量，提高其利用率。

3.1.2 内源治理

（1）底泥清理。底泥是湖泊营养盐的重要蓄积库，在入湖营养盐负荷减少或完全截污后，底泥中的营养盐会逐步释放出来，成为湖泊富营养化内源的主导因子。因此，在外源负荷得到控制后，实施底泥疏浚工程是治理湖泊富营养的方法之一。将南湖荡约227 hm2富含营养盐、有毒化学品及毒素细菌的表层沉积物适当去除，可以改善湖泊水体环境质量，促进水生态系统恢复。

（2）拆围工程。高密度养殖致使水体的流动性降低，且大量饵料和鱼药的投放，也引入了大量营养物质。因此，必须拆除整个南湖荡区域的围网，有效提高水域面积，扩展水体容积，增加湖泊水环境承载力，增强污染物的扩散与湖泊自净能力。

（3）生态引水。生态引水工程是利用水利工程来改善湖泊富营养化程度的新方法，通过合理配置水资源、恢复河湖相联体系来充分发挥水体自然净化能力，从而改善湖泊水体环境。南湖荡西入口为望虞河，望虞河作为“引江济太”的清水通道，水质优良，保证了南湖荡的引水条件，是较好的补水水源。同时，常熟已成功实施了昆承湖生态修复，其北侧大坝有效地隔离了张家港河污水对湖水的影响，保障了昆承湖水环境质量，但其补水水源亦被阻隔。南湖荡距昆承湖仅5 km，两湖相连，在空间上完全可以实现。这样两湖的生态互补既满足了昆承湖补水的要求，又能解决南湖荡换水问题，可同时提高两湖的自净能力。

3.2 生态措施

研究表明，重度富营养化的湖泊需要采取多重技术手段进行治理。因此，以降低水体营养盐为目标的截污、疏浚和引水等工程措施难以彻底治理富营养化。利用生态修复，构建完善生态系统，恢复湖泊的内在活力是治理湖泊富营养化的关键。生态修复虽不像截污工程对控制外源性营养物质那样明显、直接，但它是治污工程不可替代的一项去除内源性营养物质的有效措施。通过生态修复，可以增加南湖荡生物多样性，提高生态系统的稳定性，提高水体的自净能力。并且生态工程不会造成二次污染，可以保持湖泊的生态持续健康。

目前，南湖荡区域优势水生植物主要为水花生、水葫芦、绿萍等漂浮植物，沉水植物较少，水生植物群落不完整。根据生态学原理与方法，应加强生态工程措施，重建湖泊生态系统的关键群落——高等水生植物群落，逐步完善湖泊生态系统的结构，恢复其应有的生态功能，维持生态系统平衡，改善和维护湖泊水环境质量。水生植被的恢复与重建是南湖荡湖泊生态环境质量改善的核心与关键，构建以水生高等植物为优势群落的湖泊生态环境，不仅是优良水质的保障，也是建设优美景观、维持生物多样性的基础。南湖荡未来的功能定位对水质要求较高，为了强化生态修复对南湖荡水质的净化效果，应分别在望虞河入口处、北岸苏虞张公路两侧、垃圾填埋场外围及东部化工区修建四处生态湿地。在有效控制外源性污染的情况下，以人工湿地生态系统中物理、化学和生物方式共同作用，通过过滤、吸附、沉淀、离子交换、植物吸收和微生物分解等来实现对入湖面源污染的净化。

在南湖荡投放适当的水生动物，实施自然散养。水生动物的生长可有效去除水体中的有机物质和悬浮物质，并控制浮游植物生长。如：底栖动物、滤食性鱼类均可有效去除水体中的澡类，使水体透明度增加。利用不同类型的水生生物链接食物网的各个环节，完善生态系统结构，使南湖荡成为一个自我维持、良性循环、具有生命力的生态系统。利用在建的9 km环湖路建设景观带，沿岸种植水生植物及池杉、垂柳等喜水性植物，能在保持水土的同时吸附土壤和水体中的氮、磷及重金属等物质，有效防止水体富营养的发生。