水库水体污染综合治理方法优化初探

2010-04-14 10:07邢德龙
水利科学与寒区工程 2010年8期
关键词:水华防治法营养盐

□ 邢德龙

近年来,国内一些水库、湖泊水体富营养化造成严重的“蓝藻事件”,这给我们敲响了警钟。水库水质的恶化,一方面给城市的供水安全造成巨大隐患,给人民的生命安全和社会稳定带来威胁;另一方面也严重阻碍经济社会的发展,影响本地区的开发开放。解决水体富营养化,是改善水库水质、保护水环境、防止水污染的有效途径。

水库的富营养化水体综合治理方法包括:物理防治法,例如深层排放、循环抑制、人工捞藻等;化学防治法,例如投加杀藻剂杀藻除草等;生物防治法,例如植草、栽藕、无饵养鱼等。

一、物理技术去除

通过物理途径减弱甚至消除草(藻)类的繁殖条件或使草(藻)类沉淀于水底。主要有下述方法:

(一)分层作用。人为地使水体水层混合,消除热分层化及由此引起的利于草(藻)类繁殖的条件。如水库水面开阔,水底地形复杂,则该方法明显不适用。

(二)向水中加泥和粘土(高岭土、蒙脱土等)也是控制水体富营养化防止水中藻类生长的常用方法。泥、粘土在水中分散形成大量的悬浮颗粒,颗粒之间及颗粒与藻细胞之间通过重力差异性沉降、布朗运动、水流切应力等作用发生碰撞集聚,最后在重力的作用下沉降于水底,对消除水华、水中一些物质(如无机、有机化合物等)的分布和迁移转化及水生态系统的营养结构、生产力结构与食物链结构等都有重大影响。目前,国内的水库多处于草型富营养化状况,存在发生水华的危险。但在较大型水库采取该方法,存在土料来源、设备调度、实施时间等方面的困难。

其他物理灭草(藻)法还有,利用外力感应使作用力深入草(藻)细胞内,破坏其内部结构,导致其死亡。例如:电子灭草(藻)器的作用原理就是利用电磁波振动,使草(藻)细胞内结构混乱导致其死亡。此外,利用水位、光调节乃至避光、高压放电、超声波及疏浚底泥等方法也可破坏水源水中草(藻)类的生存条件。

二、化学技术去除

化学药剂通常采用合成化学试剂(统称杀藻剂)来控制水中藻类的繁殖。其机理是,一方面通过化学药品与藻细胞直接接触,发生氧化,抑制藻类的正常代谢,从而达到杀灭藻类的目的;另一方面通过金属离子的絮凝作用达到去除藻类的目的。常见的化学杀藻剂有:机溴杀藻剂、铜盐(包括络合铜、硫酸铜、氯化铜)、高锰酸钾、聚炳烯酰胺、聚合氯化铝等。

但是化学富营养化防治法多是单纯着眼于营养盐的减量或固定于底泥中,投资高,且缺乏系统化措施,不能建立长期有效的营养盐去除机制,还有可能因二次污染而给当地生态带来毁灭性灾害。

三、生物技术去除

生物防治法是利用生态学方法,从生态系统结构和功能的调整来治理富营养化。上世纪70年代以来有不少学者强调了生物的作用,提出了生物操纵这一概念,并举出了不少实际观察和试验事例,表明这是一个有潜力的、有生命力的措施。这种观点强调的是整个生态系统的管理,从营养缓解来控制富营养化,使营养物改变为人类需要的产品,而不是“水华”。这种方法投资少,收益大,管理得当,能够建立起营养盐去除和有效利用机制,是切实可行和有前途的方法。

措施之一是水生高等植物的适当保留、恢复和适当收获。水生高等植物和藻类在光能和营养物质上是竞争者,适量栽培可抑制浮游生物的生长,及时和适量的收获有经济价值,又可最终去除营养盐,防止其死亡、腐败后对湖泊的污染和填埋。水库上游区的大型水生植物对营养盐的拦截、吸附和生物吸作用,就制约了藻类生产力和富营养化的进程。不过这种方法不适合下游深水区采用,如不适当种植,可能会破坏水库内生态平衡。

措施之二是大水面无饵养鱼。鱼类直接吞食浮游植物和浮游动物,可直接控制藻类的生长,防止“水华”的发生。如武汉东湖上世纪80年代中期的“水华”消失,经试验证实是与东湖大面积养殖花白鲢有关。鱼的捕捞可最终去除营养盐,并带来一定的经济效益。

四、方案可行性研究

化学法是利用化学品对藻类的毒理作用,抑制藻类正常的生理活动,使其从水体中去除。由于有药剂残留,有时会造成慢性长期的毒副作用。为了避免二次污染产生的负面影响,本方案暂不考虑化学法去除水藻。

综上所述,库区水体水质治理方案应以采用生态修复措施为主,并结合物理方法中的打捞措施。生物措施包括鱼类种群放养及渔业捕捞管理、水生植物的种植与收割打捞管理等。为配合上述措施,应配置水草、藻类收割打捞设备,包括打捞水草的运输船、蓝藻专业围网、分离型蓝藻打捞船等。

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