巢湖水环境生态修复探讨

收稿日期22作者简介李如忠男安徽怀远人合肥工业大学资源与环境工程学院讲师河海大学博士生第卷第期合肥工业大学学报社会科学版∂年月ƒ∞ƒ∞∂∞≥×≠ƒ×∞≤≠≥≥巢湖水环境生态修复探讨李如忠合肥工业大学资源与环境工程学院安徽合肥摘要巢湖是我国/九五0/十五0期间重点治理的/三湖0之一∀日益严重的湖泊富营养化不仅降低了水体使用功能也使湖泊生态系统日趋退化从而制约了流域经济社会和环境的可持续发展∀文章在浅析巢湖水环境现状的基础上简要阐述了对巢湖水环境生态治理的基本认识提出了实现生态修复的几点具体措施∀关键词巢湖水环境生态修复富营养化中图分类号÷文献标识码文章编号222√∏∏2≥∏∏∞√√×≤Αβστραχτ≤∏∏/√20/√20≤∏∏∏∏≤∏∏∏×2∏√×∏√≤∏2√∏2√√∏Κεψωορδσ≤∏√∏巢湖位于安徽省中部为中国五大淡水湖泊之一水域面积汇水区面积∀作为流域主要水体巢湖具有调节洪水向城镇和工农业供水发展渔业和旅游等多种功能是流域水资源生态系统的主要基础∀近年来随着汇水区经济社会的不断发展!人口的快速增加巢湖水体富营养化和有机污染日趋加重制约了汇水区经济!社会的可持续发展∀改善巢湖水质实现巢湖水环境生态修复成为人们关注的一个焦点∀目前巢湖已被列为国家/九五0/十五0期间重点治理的/三河三湖0之一∀一!巢湖水环境现状及变化趋势水质日趋恶化世纪年代前巢湖曾是水质良好!生物多样性丰富的大型天然湖泊∀年代初巢湖建闸湖泊与长江水体交换能力大大减弱吞吐功能丧失昀终演变成人工调节的半封闭水体∀由于水利工程建设改变了原湖泊生态环境加上汇水区经济!社会的快速发展致使湖泊水质日趋恶化∀到年代巢湖的水质已超出国家地面水环境®类标准)下同×!×°及≤⁄已分别达到Ù!Ù和Ù∀时至年代湖泊富营养化进一步加剧甚至出现全湖水质超°类的严重状况×!×°浓度分别达Ù!Ù∀据5年中国环境状况公报6在巢湖湖体的个监测点位中的点位为°类水质的点位为劣°类水质总氮!总磷超标严重属中富营养状态∀水生生物多样性破坏严重巢湖建闸使洄游鱼类的洄游通道完全阻塞纳苗期失去长江水倒灌机会而不能/灌江纳苗0使巢湖鱼类种群缺少补充群体造成鱼群结构简单化!鱼类个体小型化与食性单一化≈∀湖泊水质的日趋恶化使得鱼类资源尤其是优质鱼类面临枯竭之危∀如享誉全国的巢湖特产/三珍0之一))天然螃蟹已基本绝迹银鱼的产量也在逐年下降∀世纪年代巢湖还有水鸟种及亚种水生管束植物属种浮游植物属种∀如今种类!数量均呈下降趋势∀蓝藻异常增长巢湖流域充足的光热资源为藻类生长提供了良好的外部条件∀在植物生长季节随着温度的升高喜温性的蓝藻和绿藻等种类的数量激增群落结构发生明显演替夏!秋季节蓝藻数量分别较冬季增加倍和倍≈∀蓝藻因其具有较高的昀适温度和生态忍耐力在和其它藻类的生存竞争中容易获胜∀每年)月份蓝藻增长进入昀旺盛时期其数量几乎占藻类总量的以上整个巢湖水域形成蓝藻一统天下的局面∀其结果导致湖泊/水华0现象发生的频率和强度呈现明显增强趋势∀底泥污染严重年中国科学院南京湖泊与地理研究所对巢湖底泥状况进行了实地调查研究测得巢湖沉积物中有机质含量!×≤°!!≤!≤!和等有毒重金属均有不同程度的检出∀年中国环境科学院水所对巢湖清淤合肥项目区域污染底泥情况进行调查≈结果表明底泥表层有机质均值为!×!×°远高于湖泊富营养化发生的浓度∀二!对巢湖生态修复治理的几点基本认识巢湖水环境治理任重道远经验显示水环境问题特别是进入工业化之前流域水污染问题即使是在资金保证的条件下也需要十几年甚至更长时期才能得到根治∀到目前为止关于湖泊富营养化治理问题国内外尚没有很成功的经验可供借鉴∀即便是发达国家湖泊富营养化也是极为棘手的问题∀日本国琵琶湖治理过程就是一个典型的例子∀从)年日本政府实施了琵琶湖综合开发计划和水质保护规划投资万亿日元约合多亿人民币用于水质保护!洪水控制和水利用工程等措施∀他们采取了加强城市污水厂建设处理有机污染物!脱氮和除磷加强农村生活污水厂建设要求人以上的农村都要建污水厂工业企业达标排放消减入湖污染负荷等措施∀这虽然取得了一定成效但仍未能实现水质的根本改变≈∀在国内作为国家/九五0/十五0期间环境治理重中之重的云南滇池几年来累计投资已超过多亿元人民币但湖泊富营养化状况依旧没有明显改善≈∀目前巢湖流域水污染治理工作刚刚起步面临资金不足!生产技术落后的现实状况而这些不利因素在较长时期内还难以克服∀因此巢湖水环境治理及其自然生态环境恢复将会/任重而道远0∀巢湖水体污染的根源在陆域湖泊本身不产生污染物仅为贮积蓄水空间缘由祸起地面污染≈∀在陆域污染源中有机污染物及氮!磷营养物主要来自工业废水!生活污水!农田径流!水产和畜禽养殖等∀因此巢湖水污染治理还应做好如下工作进一步强化工业点污染源治理加快城市污水处理厂和社区!集镇中小型污水处理设施建设抓紧集中式畜禽养殖场污水治理有效压缩湖体内围网养殖建立健全已建处理设施的运行监督!管理∀由于流域土壤中氮的流失是富营养化湖泊水体总氮的重要来源限制化肥使用量防止水土流失也是湖泊水资源污染控制的重要内容∀第期李如忠巢湖水环境生态修复探讨从整体生态学观点出发运用系统工程理论与方法加以治理流域水环境系统是一个复杂的巨系统∀在治理规划和管理决策上应从整体生态学观点出发运用系统工程理论与方法实行/全面规划分步实施内湖区外流域结合治管同步0的方针∀在治理技术上以生物手段为主坚持工程措施和生物手段相结合治理污染与恢复生态平衡相结合∀近期以治理氮!磷污染为主并从陆地生态系统和水域生态系统两方面进行整体调控立足保护和改善生态环境∀实施流域公众环境教育战略世纪年代以来国际环境教育迅速发展在提高公众环境意识!协调环境与发展关系方面发挥了积极作用∀5世纪议程6中指出/环境教育是一股强大力量可以根据公众所接受的环境教育采取简单的措施来管理和控制自己的环境∀0巢湖水环境问题的解决同样离不开公众的广泛参与∀加强环境教育提高公众对湖泊水资源!湖泊生态系统价值的认识尤其是提高决策层的水资源意识以及环境与发展综合决策能力是实现巢湖水资源可持续开发!利用战略的基础∀只有当公众自觉地参与到了环境保护中去巢湖水环境生态修复治理目标才可能得以实现∀三!巢湖生态修复治理工程巢湖底泥生态疏浚湖泊底泥是巢湖水生态系统的重要组成部分是湖泊营养物质循环的中心环节也是水土界面物质物理的!化学的和生物的积极交换带≈∀巢湖底泥中富积的营养物是湖泊主要营养内源是造成巢湖水体富营养化和藻类疯长的营养盐重要来源之一∀据分析巢湖沉积物中磷的年释放量达占全年入湖磷负荷量的氮的年释放量也达∀因此即便将外部入湖污染物全部控制湖内底泥释放和动力作用下的营养盐再悬浮溶出同样可能引起/水华0现象的发生∀底泥分布特征及其营养盐含量巢湖污染底泥的分布特征符合湖泊沉积学规律≈∀从垂直剖面看存在较为明显的分层现象从上向下依次为严重污染层!污染过渡层和正常湖泥层∀严重污染层多为黑色!深黑色淤泥上部呈稀浆状下部呈流塑状富含有机质是湖泊污染物内源的主要层污染过渡层多为灰色或黑色呈软塑状较上层紧密是湖泊污染物内源的次要层正常湖泥层多为黄色粉砂黏土胶结致密为母质层∀湖盆中严重污染层较厚的区域主要有两大片一是接纳合肥市污水的主要区域以合肥市第四自来水厂取水口附近昀厚平均在以上昀大厚度为≈二是巢湖市沿湖一带∀由于巢湖底泥主要源于周围河系水土流失形成的冲积湖积物因此底泥分布又受河口影响很大∀底泥生态疏浚区域的选择巢湖生态疏浚的目的在于清除高营养盐含量的表层沉积物质包括沉积在底泥表面的悬浮!半悬浮状的由营养盐形成的絮状胶体或休眠状态的活体藻类或藻类残骸!动植物残体等∀根据湖泊生态规律以及我国经济发展水平湖泊清淤一般由污染昀严重的区域向全湖展开≈∀就巢湖底泥分布情况看生态疏浚主要在两大区域进行一是巢湖接纳合肥市污水的主要区域即合肥市第四自来水厂南侧区域四水厂湖内取水口区域十五里河入湖区域及十五里河河道区域二是巢湖市沿湖一带即位于该市取水口及城市污水排放口附近所在区域∀底泥生态疏浚是治标之计底泥生态疏浚虽然可以去除沉积物中大量营养盐但实践证明在未消减外源负荷以前采用单一的底泥清除措施是无济于事的或只是短期有效的如南京玄武湖!广州东山湖等有过类似的教训∀目前巢湖流域农业非点源尚未得到有效控制城镇污水处理率!处理程度都还不高重点工业污染源仅仅实现浓度达标∀此种情形下进行底泥疏浚不可能带来多大成效云南滇池的治理就是很好的例证∀恢复和重建湖泊滨岸带生态系统由于巢湖建闸使水位抬高以及沿湖为防汛不断加固!加高湖堤巢湖沿岸滩涂!湿地已由建闸前的万公顷左右锐减到万公顷以下∀原有水生植物种类!数量和分布范围也大幅度下降∀巢湖沿岸合肥工业大学学报社会科学版年月湿地生态系统的丧失和滨岸高等植物的匮乏使得沿岸浅滩截留!利用入湖营养盐的植物缓冲作用大大减弱∀湖水生态系统中的藻类因缺乏与之争夺营养物质的水生植物得以异常增长加重了巢湖富营养化程度∀因此建立环湖湿地保护系统恢复和重建湖滨带水生植被是实现巢湖生态修复的重要措施∀建立环湖湿地保护带环湖湿地系统能有效阻滞!截留地表径流携带的悬浮物降解氮!磷营养物和其它有机物这是从迁移!转化途径上控制陆域地表径流或潜流营养物入湖的昀后一道防线∀为此考虑将沿湖地势低洼!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!莲藕!茭草等植物改造成人工湿地生态系统∀芦苇!香蒲等水生植物在我国分布广泛适应环境能力强对氮!磷营养物去除效果好又具有一定的经济价值是较理想的物种∀恢复和重建湖泊滨岸水生植物水生高等植被如芦苇!茭草等具有很好的物理阻滞作用通过消浪促使沉积降低沉积物的再悬浮并大量吸收水体和沉积物中的营养盐≈∀巢湖生态修复工程中可在水深小于的水域种植芦苇!茭草等挺水植物深度大于的水域种植苦草!黑藻!马来眼子菜等沉水植物∀并结合合肥市!巢湖市对巢湖景区的开发建设考虑在城镇沿湖或旅游区域种植莲藕等观赏性漂浮植物∀改造入湖河口生态环境入湖河流是巢湖营养盐的主要输入途径∀通过河道汇入巢湖的总磷占输入总磷量的总氮占输入总氮量的∀因此改造入湖河口生态系统充分发挥入湖河口的自然净化作用是从水域径流控制氮!磷入湖的主要措施∀根据各入湖河流对巢湖营养盐贡献率的不同考虑在丰乐河!南淝河)店埠河!白石山河等河流入湖河口一段距离内约)建造由不同生态类型水生植被构成的相互交错结构的植被群落达到去除上游水中氮!磷净化入湖水质的目的∀投放食藻鱼类减轻水体氮!磷负荷生物操纵渔业技术项目主要是通过放养鲢!鳙鱼类吞食各类水藻并增加氮!磷生物输出缓和水体富营养化∀从食性看鲢鱼主要以浮游植物为食鳙鱼则主要以浮游动物为食∀鲢鱼生性活跃耗氧量!抢食量均胜过同等大小的鳙鱼∀在进行鲢!鳙鱼混养时要注意鱼种比例搭配和放养总量的控制∀目前巢湖已处于中富营养水平浮游植物在湖泊生态系统中占绝对优势∀鱼种投放应以鲢鱼为主辅之以放养鳙鱼∀年和年春季巢湖市曾分别向湖区投放≅和≅食藻鱼∀夏季投放区域蓝藻对湖水的污染程度明显减轻湖水水质得到了较好改善达近年来的昀好水平∀因此在巢湖生态修复中放养食藻鱼类可能是一项重要措施∀四!结束语巢湖是全流域万人口赖以生存的基础∀因此保护和改善巢湖水环境治理富营养化是实现流域经济!社会可持续发展的关键∀从巢湖富营养化发生!发展的过程不难看出要控制或减轻富营养化乃至从根本上治理湖泊污染恢复其经济利用和美学价值就必须走综合治理的道路∀当前尤其要加强农业非点源营养盐控制和水土流失问题的研究并以流域为主体建立适合流域治理的管理体制∀在巢湖生态修复问题上要认清治理工作的长期性和复杂性树立解决水环境问题的长远观点∀从实际出发科学合理地制定水环境治理规划目标力争用)年实现巢湖水质的根本改善∀≈参考文献≈金相灿刘树坤章宗涉等中国湖泊环境第版≈北京海洋出版社)≈刘伟徐南妮刘振宇巢湖清淤合肥项目区域污染底泥调查研究≈环境导报)≈郭焕庭国外流域水污染治理经验及对我们的启示≈环境保护)≈张振克王苏民吴瑞金等中国湖泊水资源问题与优化调控战略≈自然资源学报)≈陈荷生浅谈梅梁湖治理≈江苏水利)≈陈荷生太湖生态修复治理工程≈长江流域资源与环