清溪河富营养化现状及其防治方法

周 扬 王 凡 徐亚同

摘要池州市清溪河的富营养化现象日渐严重，列举了富营养化的危害，并分析了清溪河富营养化产生的原田，在此基础上提出了利用水生高等植物来恢复清溪河的生态结构，以期达到彻底杜绝富营养化的目的。

关键词清溪河；富营养化；植物修复

中图分类号X522

文献标识码A

文章编号1007－5739(2009)16－0233－02

清溪河是贯穿池州市城区的一条通江河流，20世纪60年代末。由于河流改道、围垦、大量城市生产生活污水和垃圾的直接排入，城区河道有5处被堵，美丽的清溪河变成一个死水塘。2003年底，池州市政府投资3亿元开始了清溪河环境进行综合整治工程。到2006年底已基本实现引水、贯通、截污和景观4项工程，使清溪河又恢复了活力，居民的生活环境得到极大的改善。然而在整治工程完成后的这2年多中，清溪河水的富营养化问题日渐突显。每到春末夏初，局部河面便会出现厚厚的一层绿色、云斑状或带状的覆盖物，俗称水华。随着温度升高，水华出现的频率越来越高，范围也越来越大，影响了水体环境，因此富营化的防治迫在眉睫。

1富营养化的概念

富营养化现象是指湖泊、水库、缓慢流动的河流以及某些近海水体中的氮、磷等植物营养物质过剩，引起某些特征性藻类(主要是蓝藻、绿藻)及其他浮游生物的迅速繁殖。水体生产能力异常提高，使水体溶解氧含量和透明度下降。造成其他水生动植物的衰亡甚至绝迹的水质恶化污染现象。

2水体富营养化的危害

2.1破坏水体的生态环境

藻类的过度繁殖破坏了水体原有生态系统的平衡，导致水生生物多样性降低。首先，由于水面被藻类覆盖，影响了大气的复氧作用。此外，水体中藻类大量繁殖，会阻塞鱼鳃和贝类的进出水孔，使之不能呼吸而死亡。死亡后的有机体被微生物分解。大量消耗水中溶解氧。使河流处于缺氧状态，植物的营养素氨氮，在缺氧条件下会转化为亚硝酸盐，这是合成“三致物质”亚硝胺的前体。而且藻类本身是一种致臭微生物，如鱼腥藻、微囊藻、束丝藻、角藻可产生腐臭味，而星杆藻、子淮囊藻、黄群藻、平板藻、团藻可产生鱼腥味等。增殖的藻类还会分泌大量生物毒素，不仅威胁水生生物的生存，而且对人体健康也构成威胁，微囊藻毒素便是其中分布最广、最复杂的一种。

2.2水体感官性状恶化，丧失其社会服务功能

在富营养化的水体中，蓝藻、绿藻大量繁殖，水体色度增加，水质浑浊，透明度降低，并散发出腥臭味，大大降低其应有的美学价值，影响人们生活、娱乐、休闲，还会给水产养殖业和旅游业带来巨大的经济损失。池州市作为全国第一个生态经济示范区，近年来，凭借其优美的自然风光已使得旅游业成为该市的支柱产业。清溪河作为贯穿城区的河流。若是其日益严重的富营养化现象不能得到有效控制。必将影响到池州市作为生态旅游强市的形象。太湖、滇池等多个旅游景点就是由于水质富营养化而受到很大影响，因此应当引以为戒。

2.3加剧水资源危机，减短水体寿命

水体富营养化导致水质恶化。造成可利用的水资源量更加短缺，加剧水资源危机，严重影响工农业生产的可持续发展。另外，富营养化的水体含有大量营养物质。使得藻类和水生生物大量生长和繁殖，加速了水体沼泽化和陆地化的进程，缩短了水体的寿命。

3富营养化产生的原因

每条河流都是一个完整的生态系统，藻类和水生植物是其中的生产者，鱼虾等捕食动物是消费者，而细菌和一些原生动物则是分解者。在正常水体中，物质在这三者之间不断的循环，达到一种平衡稳定的状态。但由于人类的活动，使得大量的氮、磷等营养物质进入水体，当遇到适宜的光照与温度时，作为生产者的藻类便会暴发性增长，将水体中的生态平衡打破。

3.1生活污水与工业废水

生活污水中含有大量富含氮、磷的有机物。其中的磷主要来自洗涤剂。城区生活污水已经实现纳管，但当前的污水处理厂仅为2级处理工艺，氮的去除率为20％～40％，磷的去除率仅为5％～20％，尾水仍能造成水体富营养化。而且上游广大农村地区的生活污水还会直接排入河道。

多种行业的废水中氮和磷的含量都相当高。近年来。工业排放的废水逐年递增。据报道，由于技术与资金的原因，大部分工业废水只经简单处理。有些工厂的污水处理设备形同虚设，污水未经任何处理就直接排入清溪河中，其中所含的氮、磷等物质不断地在水体中累积。

3.2农业面源污染

现代农业生产中大量使用化肥、农药，人类在享受其带来农业丰收的同时，也在很大程度上污染了环境。施用的农药、化肥其中仅一小部分能被植物吸收利用，其余都残留在土壤中，并不断地被淋溶到周围环境，特别是水体中，其中所含的氮、磷就导致了水体富营养化。

3.3水产养殖业

近年来，池州市的水产养殖业蒸蒸日上，规模不断扩大，但人们为了追求经济效益的最大化，往往忽视了水体的可持续利用，而大量投入人工饲料，这些饲料中含有大量的氮磷等营养物，加养殖动物的粪便，更是加重了富营养化污染。

3.4底泥中氮、磷的溶出

营养元素在水体及其底部沉积物间存在溶解一沉积的动态平衡。外源性营养物进入水体后，通过物理、化学和生物学作用，沉积到底泥中。而当水体营养物含量降到一定限度时，底泥中的营养物将释放到水体中。人们往往能控制外源营养物质的输入，但却无法阻止底泥中营养盐的溶出，从而造成富营养化的发生。

4富营养化的防治对策

4.1增强预防意识

水体富营养化的主因是外源性氮、磷和有机物大量输入。其恢复耗时长、技术难度大、代价昂贵，加上污染对旅游、养殖等产业和人民健康造成的损失，远高于污染行为产生的经济净收益和社会效益。因此，必须通过行政、教育等手段转变观念，强化水体富营养化的预防意识，科学制定、严格执行预防措施，大力推广清洁生产、发展生态农业，尽量从源头上削减污染物的输入。以提高治理效率。

4.2河流生态系统的修复

自然界水体的自净功能主要依靠水体中的生态系统来完成，在一定程度范围内，可以自动调节水体中的养分平衡。但是一旦超过系统的承载能力，水体生态系统的某些环节就会遭到破坏而丧失其功能，影响到水体自净过程，而水体自净能力的减弱又加速了生态系统的崩溃。在恶性循环之中，水体逐渐丧失了自净能力。恢复水体本身的生态结构可以恢复水体的自净能力，通过水体的自净功能达到水体的自我净化，并达到水体和水体内生态系统良性协调发展。

人们经常使用底泥疏浚、深水曝气、引水稀释、过滤、吸附除藻等物理方法以及化学药剂杀藻和凝聚沉降等化学方法来除藻。其中清淤挖泥操作起来成本高、技术难度大；深水曝气、引水稀释和过滤吸附都需要很高的成本。化学方法虽然见效快但维持时间短，而且这些方法都不能彻底解决

富营养化的问题，治标不治本。

水生高等植物在水生生态系统中起着不容忽视的作用。它不仅能够快速吸收水体和沉积物中的营养盐。分泌他感物质抑制浮游植物生长，而且对维持生态系统的完整性和稳定性都很重要。利用水生高等植物进行清溪河的生态修复不仅操作简便，成本低廉，而且能很好的修复水生生态系统的结构，彻底杜绝富营养化的发生。人工浮岛和种植沉水植物便是利用高等植物来修复水体的2种常用方法。

4.2.1人工浮岛技术。人工浮岛是运用无土栽培技术，以高分子材料为载体和基质，采用现代农艺和生态工程措施综合集成的水面无土种植植物技术。人工浮岛能支持许多植物的生长。从而可为鱼类、鸟类和两栖类等生物提供生境和避难所，在一定程度上恢复了河流生态系统的生物多样性。植物在生长过程中对水体中氮、磷等的吸收利用及植物根系和浮床基质等对水体中悬浮物、有害物质的吸附、富集，同时，植物根系为微生物的大量繁殖创造了条件。通过微生物对有机污染物、营养物的进一步分解，使水质得到改善。最终通过收获植物体的形式，将氮、磷等营养物质以及吸附积累在植物体内和根系表面的污染物搬离水体。使水体中的污染物大幅度减少，水质得到改善。浮岛上不同类型植物的生长能为城市增添美丽的景观，而且该技术适用于不同深度的水体，水位的变化不会对人工浮岛产生影响。浮床载体通常是利用毛竹或是PVC管等材料制作而成。成本低廉。

4.2.2种植沉水植被控制富营养化。沉水植物指根扎于底质中，茎叶飘浮生长在水气界面以下的高等水生植物(大型水生植物)类群，其可在浅水水体中大量繁育形成水下植被，即沉水植被。沉水植被在水体中可以发挥强大的环境生态功能。沉水植物既可以通过根吸收底质中的氮、磷营养。也可通过茎叶利用水中的营养物质，并且它们生活史较长，多为1～2年生，死亡后这些营养才会被逐渐释放出来。因此，当水体中沉水植被发育良好时，就会有大量的营养物质被长时间地固定在其体内，这样就减缓了营养物质在水中的循环速度。作为水体的初级生产者，沉水植物和藻类之间在营养物质、光照等方面存在竞争排斥。因此，若水体具有发育良好的沉水植被就可强烈地抑制藻类的生长。一些沉水植物种类，还可分泌针对藻类的生化他感物质杀死藻类或抑制其生长。而且沉水植被为大型浮游动物提供庞大的栖息表面积，从而抚育出高密度的浮游动物群落，大量捕食浮游藻类，也间接地控制藻类的群体数量。沉水植被的良好发育可以为其他水生生物提供多样化的生境，提高水生生态系统的生物多样性，如周围生物的生活基质，鱼类水生动物的栖息、避难和产卵场所等。

在清溪河中将人工浮岛与沉水植物的种植结合起来。能够很好地修复河流的生态系统，恢复其自净功能。而人工浮岛上种植的植物和沉水植物种类的选择则需遵循本土性原则并尽量选择繁殖、竞争能力较强，栽培管理容易，收获方便，具有很好的景观价值的种类。如浮岛上可以栽种黄菖蒲、宽叶香蒲、美人蕉等根系发达的挺水植物，而沉水植物则可以选择菹草、苦草和狐尾藻等常见种。

5小结

清溪河的富营养化现象越来越严重，应当引起人们高度重视，在减少外源性污染物输入的同时，利用人工浮岛和种植沉水植物来帮助河流恢复其本自身的生态结构，消除富营养化现象，让清溪河恢复“清溪清我心，水色异诸水”的美景，为池州这座美丽的生态城添彩。