干旱气候下河流藻华暴发成因及治理探讨

王波

（江西省鹰潭高新技术产业开发区白露街道办事处，江西 鹰潭335000）

蓝藻又称蓝细菌，为原核生物，大多数蓝藻的细胞壁外侧有胶质衣，在藻类中，蓝藻是最简单、最原始的单细胞生物。常见蓝藻水华优势种有微囊藻、鱼腥藻、平裂藻、颤藻等。蓝藻暴发会降低水体中的溶解氧（DO）含量，产生藻毒素、羟胺、硫化氢等有毒物质，诱发病原菌繁殖，恶化水体质量，危害鱼虾等水生生物的生存，导致大型动物产生疾病甚至死亡。全球六大洲71 个湖泊近三十年的卫星图像研究表明：超过68%的湖泊夏季水华强度明显增大，湖泊水华呈恶化趋势[1]。当前国内蓝藻水华研究多针对滇池、太湖、巢湖等重点湖泊系统，对中小河流关注度较低。近年来随着气候持续变暖、大气二氧化碳含量上升以及水体富营养化程度加剧，蓝藻水华的发生频率、强度、持续时间、危害性均呈上升趋势，并且发生区域呈现明显的扩张趋势。蓝藻水华作为当今全球范围内极为严峻的水环境问题之一，其防治依然面临巨大挑战。

1 干旱气候下藻华暴发加剧

在全球气候变暖背景下，受持续拉尼娜事件影响，2022 年七八月份，西太平洋出现大范围高强度的副热带高压，中国南方地区整体受下沉气流控制，导致天空晴朗少云，同时夏季日照辐射强烈，近地面加热迅速，热空气滞留地表，因此南方地区出现大范围持续性高温天气。

研究表明，1979 年—2008 年，大部分北半球中纬度地区的地面站年平均风速下降73%[2]，在干旱天气条件下，空气对流较弱，水表风速进一步削减，使得水表呈现静稳状态，而蓝藻菌落的垂直运动、水平迁移受到风力以及水动力的共同影响，干旱条件导致河流水量和水表风速下降，为夏季蓝藻在中小型河道内暴发提供了有利条件。

长江中下游在罕见的干旱气候条件下，部分江河支流出现一定范围的河流藻华现象。如近年来宁波市部分河道出现蓝藻蔓延现象，严重影响了河道观感，舆论压力日益突出；鹰潭市信江河出现的蓝藻水华现象也引起当地居民及媒体关注。

2 河流蓝藻水华成因分析

2.1 旱情导致河流补水不足

干旱气候下，河流水流量下降，水体流动性变弱，水团湍流强度降低，水-气交换效率下降，水体溶解氧含量降低，好氧微生物对水体中氮磷的利用效率受到影响，流速缓慢的水体相对快速流通的水体则更易加剧富营养化程度。与此同时，长江中下游流域降水量下降且上游江河来水减少显著，人为污染源排放总量却未显著减少，旱情“浓缩”了水体污染物质，加剧了水体富营养化程度。2022 年七八月份，长江流域降水较往年同期偏少近5 成，为1961年以来历史同期最低。长江干流、洞庭湖以及鄱阳湖水位较常年同期偏低4.85 ～6.13 m，长江流域地表径流量仅为往年的20%，导致水环境容量严重降低，水体自净能力严重不足。由此可见，长时间干旱导致河流湖泊水量下降是整体上影响水体氮、磷浓度的主要因素。

2.2 “双抢”期间大量使用化肥

水稻种植过程中需按阶段施用基肥、蘖肥、穗肥、粒肥，其科学施肥比例依次为5 ∶2 ∶2 ∶1，其中基肥中氮肥占总氮肥使用量的40%～50%，磷肥占总磷肥使用量的100%，钾肥占总钾肥使用量的50%。农村“双抢”时段主要集中在7 月底至8 月初，在晚稻种植之前最后一次耙田时施用基肥，每亩约25 kg，部分土壤肥力较弱区域，如鹰潭高新区白露街道，农村基肥使用甚至达到40～50 kg/亩，播种半个月后使用的分蘖肥一般占施肥总量20%左右，“双抢”时期的化肥使用，氮肥、磷肥、钾肥分别占晚稻施肥总量的70%、100%和50%，可以说七成以上水稻化肥的使用都集中在“双抢”时段。施入土壤中的化肥，一部分被当季作物吸收，一部分被土壤固定，一部分流失。一般情况下氮肥流失率在20%左右，磷肥和钾肥流失率较低。“双抢”期间大量使用化肥加剧了农业面源污染，对河流富营养化带来一定影响。

2.3 流域局部富营养化突出

本世纪初，我国部分河流水域如汉江、珠江、葛洲坝水库流域的黄柏河便出现了“水华”等水体富营养化现象的报道。河流水体富营养化主要由于沿河工业废水、生活污水、以及地表径流输入的大量含氮磷污染物大于水体自净能力。一般情况下水流湍急的河流富营养化程度相对湖泊、水库等静止水体更轻，“流水不腐，户枢不蠹”说明河水流动有助于涵养水体，同时河道周边及底部丰茂的水生植物生长也有助于提高自然水体的自净能力。但是在特定河段区域，因人为因素使得该河段周边氮磷污染物质排放显著高于其他河段，如大型磷矿生产基地、化工企业园区以及城市中心居民聚集区，会导致附近河流区间范围内出现较为严重的水体富营养化现象。

2.4 夏季高水温适宜蓝藻繁殖

河水温度不仅跟日照、季节、纬度有关，还跟河水深度相关，由于旱季河水流量小，深度下降，表层水升温较快，夏季部分水域表层温度可达30℃以上。研究表明，蓝藻中的铜绿微囊藻在30℃条件下生长最佳，细小平裂藻在高温条件下与铜绿微囊藻的生长情况基本相似[3]。由于蓝藻平时受其他水生藻种影响，常温下较少出现大规模暴发，当水温在17℃以下时,蓝藻水华不易大量产生,亦不会对鱼类产生危害，当水温达到25℃～35℃时，部分蓝藻种群如微囊藻的生长速度快于其他藻类，将成为优势种群并造成蓝藻暴发事件。

2.5 其他因素

水体中氮磷比、日光照强度、较高的pH 值、生态系统变化等因素也是影响蓝藻水华的重要条件。Redfield 定律指出，组成藻类细胞的碳氮磷原子比是C ∶N ∶P ＝106 ∶16 ∶1，当氮磷比大于16 时，磷是限制性元素，如果氮磷比小于 10，则氮是限制性元素。日本学者合田健提出，水体中总氮（TN）∶总磷（TP）的比值在12 ～13 之间时，最适合藻类增殖。2022 年夏季旱情信江鹰潭段水样中TN 浓度为1.26 mg/L，TP 浓度为0.092 mg/L，氮磷比为13.70，较利于蓝藻生长。并且随着光照强度上升，蓝藻水华的优势藻种也会呈现明显变化，以蓝藻中的土生伪鱼腥藻、细小平裂藻以及铜绿微囊藻为例，低光照强度的优势藻为土生伪鱼腥藻、中高光照强度的优势藻为细小平裂藻、高光照强度的优势藻则为铜绿微囊藻[3]。此外，人类活动产生的有害污染物以及过度捕捞也会导致水体中滤食性鱼类和水生植物生物量减少，造成生态系统破坏，加剧河流蓝藻水华事件的发生。

3 河流蓝藻水华治理策略

3.1 完善源头控污

深入推进减少排放污水中的氮磷总量。一要加强流域两岸工业废水管路建设，实行工业废水集中收集、集中治理，严厉打击污水直排现象。二要抓实生活污水处理厂排放标准，确保水质达标排放，将城郊居民生活污水并入城区污水管网，扩大污水治理范围。三要提升施肥效率，科学把握施肥节奏，增加有机肥使用，推进高标准农田建设，保障土壤肥力，降低农业面源污染。四要落实山塘水库渔业人放天养措施，降低农村水产养殖污染，加强企业水产养殖尾水达标监管。五要推进农村厕所革命，全面拆除露天旱厕，新建三格式化粪池，提高新农村建设标准，加大农村雨污分流设施建设力度，利用人工湿地、微动力污水处理设施集中处理农村污水，提升农村生活污水治理成效，防止农村污水横流。

3.2 强化蓝藻清理

对于突发蓝藻暴发事件，当地政府要积极稳妥快速采取应对措施，一要系统地完善蓝藻应急防控体系，利用自动监测、河长巡查、卫星遥感等手段，对蓝藻水华的产生、变化、消退进行全面监控，做好蓝藻发生发展趋势智能研判及重点沿岸区域预警预报，为精准、科学、快速打捞处置河流蓝藻提供有力支撑，同时针对城市居民饮用水重点水源地，要制定切实可行的应急预案，加强日常水质采样分析，提升水华事件应急物资储备。二要迅速围挡蓝藻水华区域，保障河水畅通且能阻断蓝藻扩散，同时为水下软体动物、鱼类等提供丰富的食物来源和正常的栖息环境，利用水势水流，设置拦截筛绢，引流集中水体中的藻华，固定蓝藻打捞重点区间，方便开展工作。三要科学部署打捞技术设施。做到蓝藻打捞部署早、启动早、打捞早，同时综合拦截、打捞、分离、治污力量，科学采取絮凝剂、双氧水等化学药剂辅助，根据现实需要采取合理的打捞方式，水面打捞作业通常使用专业蓝藻打捞船、长臂打捞船进行机械打捞，部分近岸水体实行人工打捞，在一些经常暴发藻华的河段可推广建设固定式蓝藻打捞站。

3.3 构建生态水体

首先，加强湿地生态系统修复以及人工湿地建设，促使污水流经湿地时被河道两岸及周边水体大型植物充分消耗掉污水中的氮磷，有效降低支流入河口整体的氮磷含量，南方地区可种植本土水生植物（茭白、菱角、荷花等）来强化湿地的净水功能。其次，利用生态清淤技术快速清除在表层底泥沉积的残存藻类，有效削减表层重污染底泥营养盐的释放。当前国内常见的河道清淤方式主要有陆地清淤和水下清淤。陆地清淤因雨季对施工影响较大，多在非汛期施工，且难应用于不宜断流的河道。水下清淤则以清淤船为载体，将清淤设备装载于船上，从水底挖出的淤泥由专门的管道输送至岸边堆场，水下清淤又有抓斗式清淤、普通绞吸式清淤、斗轮式清淤、环保绞吸式清淤等[4]。此外加大对本土滤食性水生动物的放养，如鲢鱼、花白鲢等，并定期实行河道禁捕禁捞管理，修复并稳固河流生态系统，综合利用生态手段实现水环境改善。

3.4 调水引清释污

调水引流修复水生态环境的最大优点是见效快[5]。在自然水体水量不足或出现极端旱灾的情况下利用水利工程动力调水，引清释污，冲刷河道内污染物质，缓解和消除城区河道黑臭现象，这是改善城区河道水环境的有效方法和途径。同时河道水体的水动力条件得到改善，水体的复氧量增加，有利于其他水生生物的生长并提高水体自净能力。“引江济太”便是利用望虞河等太湖流域骨干水利工程调引长江清水进入太湖及周边河网，维持太湖水位，保障数十万亩农田完成抗旱灌溉，也保障了无锡市生活、生产、生态用水，更保障了周边河网水体质量，降低了河流藻华事件发生概率。对于中小型河流调水引流，则可充分发挥当地及上游各级水库的作用，科学统筹夏秋季节水库蓄水和排水，在确保正常蓄水的同时，保证旱季有足够水量对下游河流进行补水释污。

3.5 提升环保意识

一要加强对企业的环保监管，促进企业担牢排污主体责任，严格落实工业企业污水排放标准，确保企业污水中氮磷的含量达标，通过项目环评审批、污染源源头替代、工程性治污措施及巡查检查等方式，推动企业污水处理设施设备的更新升级，助推企业环保工作跨入绿色发展快车道；二是要针对农民群体进行环保宣传，普及科学施用化肥技术，加强高标准农田建设并提升机械化种植水平，种植葡萄、药材等经济作物时，则可结合当地实际使用水肥一体化设施，提升化肥使用效率，降低化肥使用量，有效减少化肥中的氮磷物质随降雨流入河流湖泊的情形；三是要加强生态文明宣传，积极引导广大居民主动参与到当地政府开展的“河长制”工作中来，让群众成为环境污染治理的参与者和监督者，引导群众从身边做起，从点滴做起，提高节水、护水意识，积极响应禁渔休渔号召，主动保护河湖湿地生态环境。

4 结束语

河流水体富营养化及蓝藻水华问题，表征在水体，根源在陆地。短期水华治理可通过物理打捞、化学絮凝方式进行，调水引流也能快速有效地改变河道水环境，缓解藻华污染。而减少人为源氮磷总量排放，打造复杂稳固的河流生态系统，通过清淤改善水质环境则是从长期根本的角度解决现阶段水华问题的路径。同时，提升当地企业、居民的环保意识，充分发挥群众的主观能动性，能为蓝藻治理等具体工作提供重要的群众支撑。因此对于河流藻华治理工作，既要抓好蓝藻打捞、生化处理、引流清污等“一时”应急治理，也要做好污染物减量减排、湿地修复、河道清淤等“一贯”生态保护，还要凝聚广大干部群众、工人、农民的环保意识，做到环境保护万众一心形成合力。