抚仙湖富营养化与入湖河水处理研究_侯长定

收稿日期:2004-10-20抚仙湖富营养化与入湖河水处理研究侯长定1,2,莫绍周3,陈怀芬4,杨晓春5,黄琼丽5(1.中国科学院南京地理与湖泊研究所,江苏南京210008;2.玉溪市环境科学研究所,云南玉溪653100;3.玉溪市抚仙湖管理局,云南玉溪653100;4.玉溪师范学院,云南玉溪653100;5.澄江县污水处理厂,云南澄江653100)摘要:在探讨了抚仙湖富营养化治理思路和综述了湖泊富营养化治理研究现状的基础上,对入湖河道治理工艺进行了研究,认为复合型湿地工艺较为适应入湖河水的处理。关键词:入湖河水;处理;抚仙湖中图分类号:X52文献标识码:A文章编号:1006-947X(2004)增刊1-0098-031抚仙湖富营养化治理思路探讨抚仙湖位于滇中玉溪市境内,是我国目前已探明的第二深水湖泊。近20年来,上层水体中有机营养物质含量逐年升高,浮游藻类数量增加了2.6倍,Chla含量增加了3倍,透明度减小了将近一半,综合营养状态指数呈急剧上升态势。抚仙湖生态系统结构极为简单和脆弱,换水周期长达167年,已经面临着富营养化的威胁,一旦发生富营养化将无法治愈。考察抚仙湖富营养化防治的工程思路,一般内源性污染所采取的清淤挖泥、营养盐钝化、底层暴气、稀释冲刷、调节湖水氮磷化、覆盖底部沉积物及絮凝沉降等一系措施[1],对于平均水深达87.0m的Ⅰ类水体而言显然是不可行的。恢复水生高等植物已成为浅水湖泊富营养化生态调控和内源控制的重要手段[2-3]。然而,作为断陷型深水湖,抚仙湖90%以上的湖岸为岩石,十分陡峭,缺少岸带浅滩,并受风浪及水深等外因的严格控制,水生植物的分布面积较小(约20hm2左右,不到全湖面积的0.1%),生物量仅400t(鲜重),与草型浅水湖泊相比,水生植物的生物量极低,其对湖泊有机物的积累作用很小、输出能力有限,在全湖富营养化治理中不可能起到根本性的作用。抚仙湖每年输入湖泊的总氮、总磷污染负荷分别达到338.3t和43.7t,入湖总氮、总磷的滞留率高达91.8%和97.4%,外源污染加剧是引起湖泊富营养化加速发展的根本原因。目前,澄江县城和沿岸主要景区的污水处理厂(站)已经建成运行,上游星云湖对抚仙湖的污染,也将通过山入道工程得以治理。以上工程预计年削减总氮、总磷37.1t/a和3.16/a,与全湖总入湖污染负荷量相比,仍不足以从根本上扭转全湖富营养化发展的趋势。监测统计结果,抚仙湖的主要污染来自地表径流和生活污水构成的面源污染,其总氮、总磷分别占全流域陆源总氮、总磷污染负荷的99%和98%,而且主要经北岸和南岸河流输入湖泊。其中,仅北岸的5条入湖河流,其年入湖总氮、总磷的污染负荷量分别占到了全湖总氮、总磷负荷量的56.8%和48.2%。因此,在面源污染难以快速根治的情况下,集中治理和削减主要入湖河流污染已成为控制抚仙湖富营养化发展的关键措施。2湖泊富营养化治理研究现状湖泊众多污染中,非占源污染物所占比例往往超过点源污染,对富营养化的贡献也愈显突出。在欧美等发达国家,由于基本实现了对工业和城镇生活污水等点源污染的有效治理,非点源营养物质已成为水环境的最大污染源[4],而来自农田的氮、磷在非点源污染中占有最大份额[5],水体中的总磷与流域内农业用地的比例呈正相关关系[6]。我国对工业和生活污水的治理尚处于起步阶段,但非点源污染的贡献仍然占有较大的比重,以滇池为例,面源入湖的总氮和总磷分别占全湖总入湖负荷量的33%和41%。在众多入湖污染途径中,入湖河道是湖泊的“咽喉”,很多污染物从入湖河道流入湖—98—云南环境科学2004,23(增刊1):98-100CN53-1093/XISSN1006-947XDOI:10.13623/j.cnki.hkdk.2004.s2.032泊。经地表径流汇集后,入湖河流可以携带湖泊流域地区的各种工业废水、居民生活污水和湖区周围土壤中残留的化肥、农药、垃圾杂物等污染物形成入湖污染[7]。针对非点源入湖污染,美国科学家利用湿地生态系统作为湖泊周边流域和湖区之间化学和水文缓冲器,提出了保护湖区水质的湿地生态工程[1]。国外曾以引入自然湿地的方式进行污染河水的治理。由于天然湿地污水净化的容量和效率较差,排入过量的污水,会破坏长期以来形成的生态结构,具有不可预测的潜在威胁,现在并不鼓励采用天然湿地处理污水。近十几年来,美国只建造了一座自然湿地污水处理系统。大量建成的是构建湿地[8]。我国学者对于入湖河流的污染治理,金相灿等[9]提出了非点源前置库和非点源污染河流控制工程模式,戴全裕[10]等对太湖入湖河道污染物的控制作了生态工程动态模拟试验研究。刘文祥等[11]用滇池边的低洼弃耕地改建了1257m2的人工湿地,该湿地正常运行时,对总氮、总磷去除率为60%、50%。但是该工程占地面积较大,实际应