三峡库区富营养化水体的生物修复初探

第32卷第3期·178·2006年2月山西建筑SHANXIARCHITECTUREVl01．32No．3Feb．2006文章编号：1009．6825{2006103-0178-02三峡库区富营养化水体的生物修复初探邱立莉钟成华熊强摘要：描述了三峡库区水体富营养化现状，根据其特点指出了利用生物修复技术防治Z-峡库区水体富营养化的几种技术途径，并探讨了浮床水稻技术在三峡库区富营养化水体防治的可行性。关键词：三峡库区，富营养化，生物修复，浮床水稻中圈分类号：TU991，27文献标识码：A1问题的提出三峡工程是一项规模宏大的多目标水资源开发利用工程，三峡工程的兴建对三峡库区的生态环境产生了一定程度的影响，三峡水库蓄水至175m时，形成一个长约670km，平均宽约1．1km，平均水深901TI，库容393亿m3的水库。成库后，库区内的河流水情发生了根本性的转变，水面加宽，水深加大，水流速度减缓，泥沙大量沉积，于流库尾流速不足0．5m／s，库首和库心区流速一般只有0．05m／s左右。库周次级支流因受干流水位顶托影响，回水段流速也将十分缓慢(大多在0．01m／s以下)，在支流回水末端已出现了富营养化现象，且日趋严重1j，所以研究防治库区水体富营养化的措施有着非常重要的意义。生物修复技术用于湖?自富营养化污染治理的成功实例，国内外都已有相关报道，但关于三峡库区这样庞大而又复杂水体的生物修复措施的研究还很少，下面旨在探索一条利用生物修复来防治库区富营养化水体的技术途径。2三峡库区水体富营养化状况2003年6月长江三峡水库正式蓄水达135m，蓄水后不久，大宁河即发现水质异常，经调查大宁河回水段出现了不同程度的富营养化现象[；2004年朱衣河、梅溪河、大溪河、抱龙河、小江、花溪河和神女溪七条河流回水段出现不同程度的富营养化现象，大宁河回水段总体营养级别比2003年的调查结果有加重的趋势【；2005年三峡库区27座水库染上“富贵病”，出现富营养化现象，黔小南海等8座水库即将迈进“富贵”行列；目前，专家指出2005年前长江干流除主城区段处于中营养状态以外，其余各江段均处于中～富营养状态。2010年蓄水175m时，有些江段会接近富营养，且岸边出现富营养化是必然的【2J。三峡库区水体富营养化日趋严重，水体富营养化的防治工作已成当务之急。3富营养化水体的生物修复3．1微生物修复技术微生物修复技术是一种以应用微生物为主体的生物修复技术，对环境的修复主要是靠微生物的降解、吸收与转化等途径。微生物不仅可处理污染水体，还可以维护水体生态平衡在局部区域，特别是城市内河治理中不乏有成功的例子。沈士德等[41研究表明利用基因工程菌处理水体富营养化，可消灭水藻，去除异味，降解含有大量氮磷营养盐积累的底泥，净化水质。对于三峡库区富营养化水体，微生物修复技术可局部用于死水区或滞水区的富营养化防治，随着水流速度的增加，其处理效率显著降低。3．2基于“食物链”原理的生物操纵技术生物操纵技术指应用罗非鱼、鲢鱼、鳙鱼及贝类等滤食性动物的放养及水体生物群落结构的优化，控制富营养化水体暴发水华。鱼类及浮游动物对藻类的摄食，对水生生物种群和群落结构有重要的调节作用，对水华的形成与消失的影响是巨大的。武汉东湖围湖试验结果显示，放养鲢、鳙使水华在很短时间内消失_5】。对于三峡库区富营养化水体，由于各干支流均属于开放水系，所以可以在富营养化的一些水面开阔，水流缓慢的水域中适当开展网箱生态放养某些特种鱼类，严禁投放饵料。在养殖对象上要以摄食浮游生物的鲢、鳙和草食性的草鱼为主，建立渔业生态工程，同时也要控制过度养殖，适度利用水体。3'3水生植被修复技术水生植被修复技术是应用高等植物为主体的植物一生态修复技术，适用于大面积、低浓度的污染位点，水生植物能够不同程度地清除被污染水体的氮、磷、重金属及有机污染物，并在污水治理中得到了广泛的应用。对于三峡库区富营养化水体，该技术有广泛的应用前景。应根据富营养化河段水力水文条件、污染特征及程度的不同选择不同的水生植物及其组合，还可通过控制水生植物的数量来调控净化能力的大小。死水区或滞水区在没有航运要求的河段可种植漂浮植物如凤眼莲、水浮莲、紫萍等，栽种方便，生长繁殖快，迅速覆盖水面，净化效果好；在流速稍大有航运要求的河段可以种植沉水植物如伊乐藻，菹草等，也可在岸边栽种亲水植物如芦苇等，这种植物可抵抗风浪且栽种收割方便。可以在次级河流两岸、水库岸边和污水厂排放口下游分别建立多层次的水生植被净化带，实现长效生态调控。值得注意的是，采用该技术要对水生植物进行科学的管理和转化利用，要适时进行打捞收割等，以避免造成二次污染。3．4生态浮床技术生态浮床技术足运用无土栽培技术原理，以高分子材料为载体和基质，采用现代农艺和生态工程措施综合集成的水面无土种植植物技术。采用该技术可将原