二龙湖水源地污染变化趋势及富营养化防治措施研究

王晓娜，尹华，吴小来

（吉林省水文水资源局，长春 130022）

二龙湖是四平市重要供水水源地，而四平市又是全国50个重点缺水城市之一，二龙湖水质的优劣，直接关系到四平市60余万人口饮水健康的大问题。水库富营养化程度，又是水质优劣的一项重要指标。因此，适时掌握二龙湖水体富营养化变化趋势及其污染状况，则显得尤为重要。

二龙湖位于吉林省四平市境内东辽河上游，地处北纬43°12'，东经124°47'，是东辽河中游一座以防洪、供水、灌溉为主的大型水库，控制流域面积3799km2。沿库周边有石岭、龙山、靠山、三道、小孤山、甲山、中心和天德8个乡镇、24个村、150多个自然屯。二龙湖始建于1943年，1960年扩建，2002年进行除险加固，兴利库容 7.1×108m3，死库容 2.4×108m3，总库容 17.62×108m3，设计综合供水量2.6650×108m3/年，其中1998年以后每年为四平市城市供水 0.2650×108m3。

1 二龙湖水质评价

评价标准采用的是国标《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）。评价参数选取 pH值、溶解氧、氨氮、化学需氧量、高锰酸盐指数、五日生化需氧量、氰化物、砷、挥发酚、六价铬、汞、铜、铅、锌、镉、总氮、总磷、氟化物、粪大肠菌群等19个参数。评价方法采用的是地图叠加法，监测值超过Ⅲ类标准值视为超标。

根据评价结果，二龙湖除2000年、2001年和2007年度为Ⅳ类水外，其它年份均为劣Ⅴ类水质，表明二龙湖多年来，一直受到较为严重的污染，水质类别始终处于Ⅳ～劣Ⅴ类之间。污染物种类最多、污染程度最重的年份为2003年，其主要污染物为氨氮、化学需氧量、高锰酸盐指数、五日生化需氧量以及总氮和总磷等指标，其中，总氮、总磷指标多数年份超标，是导致水库水体富营养化产生的主要因素。评价结果见表1。

表1 二龙湖2000-2009年水质类别评价表Tab.1 Erlong lake water quality assessment form in 2000-2009

2 水体富营养化评价

根据水利部《地表水资源质量评价技术规程》（SL395-2007）中规定的湖泊（水库）富营养化状态评价标准及分级方法，采用通过国家计量认证的吉林省水环境监测中心数据，对2000年～2009年监测资料进行评价，结果见表2。

表2 二龙湖2000-2009年富营养化评价表Tab.2 Erlong lake eutrophication evaluation form in 2000-2009

从表中可以看出，2000年～2007年其营养状态指数EI在62.5～75.3范围之间波动，水库营养状态分级结果均为中度富营养，2008年、2009年营养状态指数EI降至55以下，但仍然处于轻度富营养状态，营养状态指数EI最高值为2003年度的75.3，这与表1水质类别评价的结果也相吻合。

总体上看，二龙湖近十年营养状态指数 EI值呈下降趋势，但是下降幅度比较缓慢，由2000年的63.5降至2009年的54.4，期间数值上下有所波动，富营养化状况变化趋势见图1。

图1 富营养化状况变化趋势Fig.1 Trends of eutrophication conditions

3 富营养化成因分析

水体富营养化主要是因为水体中氮、磷等营养元素含量过高，使部分藻类营养物质过多而大量繁殖造成的。而氮、磷等元素既来自点源污染又来自面源污染，既有内源的原因又有外源的作用。国内外研究资料表明：无论营养物质来源于哪里，水库富营养化的形成是受多种因素共同影响的，这其中既有人为因素的作用，也有自然因素的作用［1］。

对于二龙湖而言，其水质污染主要来自两方面：一是水库上游及周边城镇排放的工业及生活废水，二是库区周围因水土流失而带入的化肥、农药及农村牲畜粪便等面源污染物。

3.1 点源污染

据调查，二龙湖每年大约接纳废水1.52×107m3，其中工业废水4.8×106m3，生活污水1.04×107m3。废污水中主要污染物COD排放总量为1.77×104t，在工业废水中有2.1×106m3达标排放。上游向水库排污的城镇主要有：辽源市、白泉镇、辽河源镇、安石镇、寿山镇、渭津镇、凌云乡、安恕镇、平岗镇、泉太镇、云顶镇、建安镇、甲山乡、金州乡、足民乡以及伊通县的大孤山镇、小孤山镇和靠山镇等 20 多个城镇［2］。

“十五”期间，仅辽源市排放废水就达2.72×105m3，而达标排放量仅占41.16%。辽源市污水处理厂自2002年9月投入运行以来，一直处于非正常运行状态，大量污染物排入东辽河后直接进入二龙湖，对水库水质造成了严重污染。以2007年为例，辽源市所排放废水中主要污染物排放量：COD为15324t，氨氮1028.1t，挥发酚为0.49t，石油类为0.56t，其中主要污染物COD等标污染负荷比高达97.25%。

3.2 面源污染

水库上游城镇密度大，农业人口多，农业生产过程中农药、化肥等残留物以及农村牲畜粪便、垃圾等污染物，随暴雨径流进入河道，最后进入二龙湖，所带来的面源污染，不容忽视。

另一方面，二龙湖库周边及上游地区土地利用开发强度过大，水土流失现象比较严重，据调查，东辽河集水区内水土流失面积为821.86km2，按照经验侵蚀模数3000t/km2.a计算，每年进入东辽河中的泥沙量达247万 t，按泥沙中有机质含量经验系数2%计算，每年有4.9万 t有机质进入东辽河水体，最终汇入到二龙湖中。因此，面源污染占较大贡献率，也是造成二龙湖水体污染乃至富营养化的因素之一。

3.3 内在污染源

经多年的淤积和污染，二龙湖淤泥中已经含有大量的有机质，是一个潜在的污染源，一旦条件具备，会源源不断地向水体中释放氮磷等营养元素，也会造成水体富营养化。

4 水库污染治理措施

4.1 控制污染源

造成水库污染以及发生富营养化的外在因素主要是点源污染和面源污染两方面，因此控制这两方面的污染源是解决问题的根本所在。

4.1.1 点源污染的控制

辽源市及周边城镇直接向二龙湖排污，导致水库受到污染，使其水质超标，以致发生富营养化，是根本原因。因此，严格控制点源污染，大幅度消减污染物排放量，做到达标排放，是解决问题的根本。

4.1.2 面源污染的控制

水库上游农业生产及村镇牲畜粪便、生活垃圾、水土流失等面源污染，也是造成水库污染以及产生富营养化的主要原因之一。根据吉林省水利厅2008年的《吉林省水资源保护规划报告》，吉林省面源中COD、氨氮、总氮、总磷等污染物的入河量分别占污染物入河总量的44.4%、53.4%、82.5%和78.0%。由此可知，总氮、总磷两项指标，占总入河排污量 80%，应提高认识，重视面源污染的防治，采取有效措施，消除面源污染所带来的严重影响。

面源污染的控制，包括农田建设、水土保持、合理施肥、村落综合整治、上游鱼塘改造、推广绿色农业等多方面，是一项系统工程，并非一蹴而就，需要全社会多个管理部门综合协调。

4.2 内源治理

多年污染，加之水土淤积，在水库底部已形成了一个源源不断排放污染物的内在污染源。水库富营养化的发生，与内源的污染也是息息相关的［3］。目前内源治理的方法也比较多，比如底泥机械清淤、投放药品抑制污染物排放、水库放流后阳光暴晒底泥等，每一种方法都有优缺点，不能一概而论，我们应该找到一个适宜的方法，去除底泥所造成的内源污染。

内源污染，不仅仅表现在底泥排放污染物方面，被污染的水体本身，也是一个污染源。因此，采用引水稀释、水体交换的方法治理水库水体富营养化，在国内外也经常被采用。

4.3 生物治理

利用生物治理的方法，如养殖一些虑食性鱼类及食藻微生物，如鲢鱼、草鱼等，利用其食藻治污去除氮磷，也是一种很好的治理方法，可以化害为利，达到去除污染的目的。实验证明，在武汉东湖采用生物治理的方法，湖水中鲢鱼和鳙鱼密度达到50g/m3时，可有效控制东湖“水华”现象产生［4］。

4.4 混凝除磷

美国和澳大利亚等国家采用投加混凝剂的方法，效果很理想。其原理是混凝剂与磷反应沉淀，使磷不被藻类所利用，从而抑制了藻类的生长。常用的混凝剂有铁、铝等盐类。但是该法也存在大量使用盐类时，可能与其它物质发生反应，具有一定的潜在风险，要慎重采用。

4.5 生态修复

生态修复所涉及到的领域较多，涉及到气象学、地理学、生物学、动力学、环境学等领域多个学科，应用生态学治理水库水体富营养化，目前在我国的太湖、巢湖、滇池及武汉东湖已经积累了丰富的经验，并取得了阶段性的科研成果。

5 结语

富营养化治理，是一项系统而复杂的工作，也是一项长期工作，同时也是全球性的难题之一。从国内外来看，富营养化治理措施也很多，具体采用什么方式和方法，不能一概而论，应进行大量实验研究并结合实际情况而定。由于导致富营养化的原因也比较复杂，既有外部原因也有内因，既有点源污染又有面源污染，因而富营养化的治理也比较棘手，一旦发生富营养化，治理起来代价比较昂贵，至今为止，国内外还没有任何单一的生物学、化学或物理措施能够彻底去除废水中的氮磷等营养物质。因此还需要我们科技人员和管理部门不断探索和深入研究，寻找到一套有效的解决水库水体富营养化的方法和措施。

［1］尹华，昌镜伟.新立城水库水体富营养化成因及治理对策［J］.东北师范大学学报：自然科学版，2010，42（1）：152-155.

［2］尹华，董晨阳.东辽河流域吉林省境内水环境污染现状及防治措施的研究［J］.长春理工大学学报：自然科学版，2010，33（3）：111-114

［3］昌镜伟.丰满水库氮磷含量变化趋势及其治理措施［J］.长春理工大学学报：自然科学版，2010，33（3）：107-110.

［4］周世良.水库富营养化成因分析和对策［J］.海峡科学：2008（7）：22-23.