宝丰湿地水质净化效果及机制研究

孙丽萍

（昆明市官渡区水务局，云南 昆明 650200）

湿地被誉为“地球之肾”，是重要的生态系统，湿地在涵养水源、净化水质、蓄洪抗旱、调节气候和维护生物多样性等方面发挥着重要功能。人工湿地是由一些浮水或潜水性植物以及处于水饱和状态的基质层和生物组成的复合体，通过一系列生物、物理、化学过程实现对污水的净化。对氮、磷等营养物质去除能力强，耐冲击负荷强，污水处理效果好，生态效益好等特点。

宝丰湿地于2019年12月开始建设，2021年9月全面完工，占地面积108.92 hm2，湿地以新宝象河为界，分为东西2个区，占地面积分别为61.8 hm2和47.07 hm2。宝丰湿地为2020年全球生物多样性公约第15次缔约方大会生物多样性展示基地之一。以生态环境复育为核心，水质净化为基础，主要是营造滇池具有代表性的植物群落展示点，形成水生-湿生-陆生复合生态带，恢复和保护滇池湖滨生物多样性。通过构建自然生态湿地，体现联合国生物多样性公约第15次缔约方大会（COP15）主题为“生态文明：共建地球生命共同体”把山、水、林、田、湖、草作为生命共同体，打通宝丰湿地“关节”与“经脉”打造生态湿地、田园风光，营造自然栖息地、人与自然和谐共生的自然湿地。

宝丰湿地是一个人工湿地区域，按照湿地对污染物的去除效果，将其分为表流人工湿地、水平潜流人工湿地、垂直潜流人工湿地、高级生物滤池等。其中表流人工湿地是在水流流通的过程中，将水中微生物通过表面吸附与降解的方式去除；水平潜流人工湿地可以防止污染物向下渗流，污染地下水；垂直潜流人工湿地可以溶解微生物，并为植物提供氧气，创建湿地较好的生态环境；高级生物滤池通过布设水管，将该区域的水资源进行均匀分布，使水体在生态介质内的下渗过程，可以通过介质吸附、降解等形式去除污染物，减少水质污染。水环境是大部分鱼类的栖息环境，水中的含氧量、盐碱度、悬浮物含量等有害物质的存在，对鱼类的生存具有较大的影响。由于湿地会滋生出大量的藻类，为了防止藻类的泛滥，宝丰湿地通过放养一定数量鱼类，如花鲢鱼来控制藻类生长，使鱼、藻类、水质净化形成一个循环，为该地区提供更加优质的生活环境。通过采集宝丰湿地水样进行分析，对该地区的藻类对水质净化效果与机制进行研究，通过分析水质存在的问题，减少湿地污染情况，为水质环境的净化提供发展方向。

1 研究区域概况

宝丰湿地坐落在滇池东岸湖滨，在新宝象河之间滇池泊岸向内延伸的200～250 m带状湖滨湿地区域。鱼塘、树林、芦苇荡、荒地等区域由于水系未连通，原居住房改建后，遗留了大量的建筑垃圾与废弃排污系统，影响该地区动物栖息，在全国提倡生态文明建设，在COP15生物多样性缔约方大会设在宝丰湿地的机遇下，宝丰湿地利用湿地现状，在专家指导下提升改造水系统，为生物提供优质水路生活环境。同时，宝丰湿地配置底栖软体动物，减少湿地截留陆域污染物的产生，充分发挥其治污功能，营造出深水湿地、浅水湿地、乔木区和水生森林等生活环境，为该地区生态环境提供稳定的生态带。目前，宝丰湿地、海东湿地的现场及采样点图片（见图1）。

图1 海东湿地采样点

选取老海东湿地的A1、A2、A3、A4四个关键节点进行湿地水样采集。其中，A1节点为该湿地的进口处，A2节点为该湿地中较大的水源，A3节点处的水源是A1节点水源的分支，A4节点为海东湿地的水质净化出口区。水样采集过程按照《全国湿地保护工程规划》与《云南省滇池保护条例》的标准方法进行，并将采集到的水样进行处理。

2 研究方法

将采水器放在A1节点处约50 cm深处采样，并将水质分析仪带到水质采样节点处，避免水样发生水质变化。测量水样的温度、酸碱度、ORP、DO等参数，并记录测量数据与测定时间。采用同样的方式测定A2、A3、A4节点的水样情况（见图2）。

图2 湿地节点采样

水样采集完成后，采用化学调节方法，在节点水样中加入酸性溶液，使其pH值＜2，测量该节点处水质金属元素浓度。在此基础上，节点水样中再加入浓硫酸后静置，测量水中等浓度。

3 研究结果与讨论

3.1 常规水质监测结果（表1）

各节点水质的温度、pH值、ORP、DO等均在正常值的范围内。

表1 各节点常规水质相关参数

3.2 金属元素浓度监测结果（表2）

各节点金属元素浓度中，Al的Ca2+、Na+、Al3+浓度较高，也是较难去除的金属，影响水质净化效果。

表2 各节点水样的金属元素浓度情况（mg/L）

3.3 水体离子浓度监测结果（表3）

各节点中HCO3-、Cl-、Ca2+、Mg2+浓度较高，水体中HCO3-、CO32-、SO42-、Cl-、Ca2+、Mg2+、K+等浓度偏高会造成水体高矿化度，影响生态环境建设。

表3 各节点水样的水体离子浓度（mg/L）

3.4 指标监测结果（表4）

对采集到的4份水样进行指标检测，各节点的COD、TOC、TSS、NH4+-N、TN、TP等指标在A1节点处较高，在A2、A3、A4节点处逐渐减降低，在A4节点处的COD、TOC、TSS、NH4+-N、TN、TP等指标均在标准范围内。

表4 各节点水样指标（mg/L）

在此条件下对A4节点水质相关参数进行检测。A4节点水样中，温度、pH值、ORP、DO均与常规水质相似，其中ORP与DO比常规水质还低，结果表明，宝丰湿地藻类对水质净化效果显著。

4 研究结果的应用

宝丰湿地采用藻类对水质净化，同时以鱼控藻的方式进行平衡生态环境；滇池水体中的底栖动物主要以腹足类和双壳类软体动物为主，两者结合可以达到增加水质透明度的目的。云南柳、灯芯草等植物群落可以净化水中的污染。湿地中大量的藻类容易造成泛滥，同样会引发较大的水质灾害。因此宝丰湿地采用以鱼控藻的形式进行环境平衡。培养鲢鱼、鳙鱼可以抑制蓝藻的生长，改善水质环境；小鱼小虾与水生昆虫可以抑制丝状藻的生长，具有较好的净化效果；云南鲴是滇池特有土著鱼类，多在水体的中下层活动，可以摄食浮游生物与藻类有机碎屑等，由此构建和恢复水体生态系统。因此，宝丰湿地用藻净水，以鱼控藻具有较高的净化作用。

为迎接COP15生物多样性缔约方大会第二阶段会议，根据宝丰湿地藻类对水质净化效果与机制，制定了湿地功能提升改造措施。

4.1 及时清理塘体

抽干塘体里的水，清除挺水植物的根系和底泥（见图3）。

图3 抽干塘水，清理根系及杂物

4.2 合理配置生态群落

选择适合滇池周边环境条件的生态群落配置，去除入侵物种等生物因子及人为干扰因子，人工配置本土植物群落（见图4）。

图4 人工配置的湿地植物群（吴杏红）

（1）滇池原生耐污沉水植物群落，如云南柳-灯芯草-马来眼子菜-微齿眼子菜-龙须眼子菜群落（耐污）。

（2）滇池原生海菜花群落，如菖蒲-两栖蓼-海菜花群落。海菜花是滇池水质污染的指示种，对水质极其敏感，自20世纪60年代以来，由于滇池水质污染严重濒临灭绝，具有极高的观赏价值被誉为水中仙子。

（3）滇池原生沉水植物群落，如菹草-聚草-黑藻-金鱼藻-狸藻群。湖滨湿地的建设，不仅扩大了滇池湖岸线水域面积，也为滇池湖岸线上筑就起一道“绿色屏障”极大地修复和提升了湖滨带生态环境，同时也显著拦截和削减了入滇污染物。

滇池周边海洪湿地一角

4.3 放养生态鱼，配植水草

依据食物链控藻的生物学原理，以投放滤食性鱼类为主要技术手段，在减少滇池水体中的蓝藻数量，降低滇池蓝藻爆发概率的同时，通过捕鱼带出滇池水体中的氮、磷，恢复滇池渔业资源与水生态环境，形成污染治理-生态恢复-经济效益相结合的发展模式。经专家论证，放流鱼类确定为鲢鱼、鳙鱼等滤食性鱼类和滇池高背鲫鱼、滇池金线鲃等土著鱼类。据科学测算，1尾长到1.5 kg左右的鲢鱼，其生长过程中大约能吃掉50 kg的蓝藻。放鱼配合种草，能有效控制蓝藻，改善水生态环境。用鱼控藻工艺将节约大量的人力、财力、物力。