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漳州市九龙江北溪藻类污染防治与对策

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摘 要:探讨漳州华安县境内九龙江北溪段的水环境状况和北溪流域的沿途现状对藻类污染的影响,针对华安县内北溪流域近年来发生的水华事件,提出适宜处置当地突发水华污染的应急措施和流域管理预防的各种措施。

关键词:九龙江北溪;富营养化;藻类污染;水电站;处理措施

九龙江北溪一直是沿岸城镇的饮用水来源,由漳平市进入漳州华安县境内,流经华安县全境,不仅是华安县的水源水,也是漳州和厦门的水源水,在漳州和厦门人民的自来水供应上占居着重要的地位,因此遏制北溪的富营养化和控制藻类的生物量,对保障城市供水和社会安定具有重大的现实意义。华安县内山多谷深,呈扇脉状,汇入北溪的支流多,水量充沛,无天然湖泊,水动力条件好,在周边经济快速发展的带动下大力开发水电站,利用水力资源服务经济增长。九龙江水系北溪华安段的水电站呈梯级开发,在福建省各水系开况中属于建设密度大,间隔距离短的河流段,形成了大小不一的水库。许多河段水流从湍急河流,变成了静止的湖面,生态环境和水动力条件发生了很大的变化,富营养化问题日益突出[1],近年爆发的水华事件,给沿途的居民生活带来了非常大的不便和危险,这在以前是从来没有的。

一、水库形成后的几种内因影响水华爆发

北溪河道拦水发电,形成了一个个的库湖,水系内生态环境发生了变化,形成以每个不同的湖库为单位的生态系统(如图1),在此从河道形成湖库以后造成的影响方面讨论北溪的水体变化。

图1显示水电站蓄水发电,造成河道水流变缓,形成若干的静水水域,为静水浮游生物的生长提供了很好的繁殖条件,此时水体处于相对的静止状态不能充分的上下混合,与空气的接触面相对固定,因此水体复氧速度变慢了[1],溶解氧含量降低,破坏了水体中的溶解氧平衡状态。在湖库接纳营养物的量不变情况下,环境所提供的溶解氧已不能满足水中微生物分解者分解营养物质所需,生物链上的分解者角色渐渐的失去了作用,营养物质不断积累,使得水体变成发黑发臭,沉水植物不能进行正常的光合作用而死亡,蓄水堤坝破坏了鱼类循环繁殖的自然规律,鱼类等水生生物不能在繁殖季节回游到河流的各个水域进行繁殖,再加上沿岸居民的无序捕捞也慢慢的绝迹,藻类等浮游生物的生长失去了消费者的限制,碰上合适的气候条件,必然引发水华和赤潮。

二、防治措施

藻类污染的治理是件十分棘手的问题,不仅代价昂贵,而且污染源复杂,既有内源性的,又有外源性的;既有天然的,又有人为的;既有点源,又有非点源。在具备足够的光照、适宜的水温,风、水流等条件时,富营养化的水体中藻类会迅速的繁殖,引起突发性的湖泊水库水华事件。经过阅读大量的著作材料,从应急处置和预防措施二方面畅述九龙江北溪的藻类治理,供相关人员参考。

1、应急处置水华

在藻类大量繁殖形成水华事件后,采用不同的措施将其消灭。

1.1 物理法

1.1.1 机械捞取 在蓝藻水华大量发生时,采用机械方法清除集中于湖库水面的藻类并加以综合利用,可以防止恶性增殖和二次污染[2],人工捞取水体中的藻类和其它漂浮物,或采用循环过滤的方法去除水藻,也可以选择性使用打捞工具,比如常州浩瀚新材料科技公司的“高能物理直接氧化蓝藻处理系统” 。大规模打捞藻类可避免死亡的藻类和其它动物成为后续营养盐,大幅度减少水体中氮、磷等营养盐。

1.1.2 曝气气浮 在爆发藻类水华的北溪水域,把潜水泵或增氧机放置在一定的深度,通过扬水技术,把深水层低温水提升到湖库表层,底、表层水交换使湖库表层水温降低,抑制藻类的快速增长,也可以使表层的藻类进入深水层后由于光照和温度的变化,生长受到限制而无法进行繁殖扩散[2]。此举不但打破水体的热分层现象保持冷水型渔业环境,同时也人为帮助提高水体的复氧功能,产生有利于铁和锰沉淀的化学条件,消除水体异味和颜色[3],促进湖库中水生植物的光合作用释放氧气,避免水中的鱼类因为呼吸困难而大量死亡,保障生物链的通畅。

1.2 化学法

1.2.1 原位絮凝 铝盐能在恶劣的生态环境中和有机磷紧密结合,包括溶解氧很低,甚至为零的状态下。所以水华爆况下,施用铝盐应急是常用的化学方法,可供使用的有聚合硫酸铝(PAS)、硫酸铝(AS)、聚合硫酸铁(PFS)、聚合氯化铝铁(PAFC)或者聚合氯化铝(PAC)[2]。通过一系列的实验和比较,当各药剂投量为2mg/L时,除藻效果如下(表1)

(表1)

以上结果显示几种药品中聚合氯化铝(PAC)的除藻效果最好,可用于九龙江北溪蓝藻水华的治理,使用过程中把聚合氯化铝(PAC)投药量提高到5mg/L能达到最佳的除藻率。 世称Liebig最小值定律认为:植物生长取决于外界供给它所需要的养料中最少的那一种。可见北溪藻类的生长也应该取决于水环境中藻类营养需要最少的元素-磷,当投入足够的铝盐量,可以使北溪河床表层覆盖上一层3-5cm的Al(OH)3,使底泥中的磷钝化,从而阻止磷进入水中,达到全面遏制消灭蓝藻的目的。使用过程中须注意铝盐的用量,防止有毒形态铝的出现[3]。

1.2.2 除藻剂 九龙江北溪是沿途城镇的引用水源,传统的除藻剂产生二次污染,不适宜用于北溪的除藻。采用钠工艺生产的次氯酸钙是一种无残毒、不产生二次污染的高效广谱灭藻药物,它能有效的杀灭绿藻、蓝藻和硅藻,适合应用于具有水源功能的北溪。据研究,有效氯含量达到或大于66.26ppm时,暴露96小时后,藻类死亡率可达92~100%,高浓度条件下(500ppm有效氯),绿藻,蓝藻和硅藻分别在几分钟和1小时内全部死亡[4],正常情况下不可采用高浓度有效氯除藻,以防二次破坏北溪的生态环境,在高温季节不可使用生石灰抑制蓝绿藻生长,防止增加水中钙质和pH值,促进蓝绿藻的生长繁殖。

2、预防措施

预防比治理具有更大的意义,在藻类大量繁殖前,采取各种措施把水体环境控制在正常的状态。针对北溪的现状从中挑选整理出几种最适合九龙江北溪漳州段的防治方法,希望能对北溪水源地藻类的预防起到作用。