云霄杜塘水库富营养化与蓝藻水华爆发前后控制与调查

1、2011年第2期 漳州师范学院学报(自然科学版 No. 2. 2011年（总第72期） Journal of Zhangzhou Normal University （Nat. Sci.） General No. 72文章编号:1008-7826(201102-0067-06云霄杜塘水库富营养化与蓝藻水华爆发前后控制与调查洪小谷（漳州市环境监测站，福建 漳州 363000）摘 要：水库因生态环境急剧恶化导致水体富营养氧化状态严重，蓝藻水华随之爆发，严重影响了人民正常的生活及经济发展. 本文介绍了蓝藻爆发的成因，通过一系列有效的水库富营养化改善措施，切断和控制污染源、开辟水源、实施生态修复、整治

2、周边环境，并且加强水库的水体水质监测，为有效的治理水库富营养化提供科学可靠的实时数据，以恢复水体功能，保障饮水安全和生态平衡.关键词：富营养化 ; 改善措施 ; 总氮 ; 总磷中图分类号: X524 文献标识码: AAn Investigation and Control for Before and After Water Eutrophicationand Cyanobacteria Break out of Du Tang Reservoir in YunxiaoHONG Xiao-gu(Zhangzhou Environmental Monitor Station, Zhangzhou

3、 Fujian 363000, China.Abstract: Reservoir due to rapid deterioration of ecological environment caused serious oxidation state ofwater eutrophication, then Cyanobacteria broke out, which seriously affecting people's normal life and economicdevelopment. This article describes the causes of the out

4、break of cyanobacteria, through a series of effective watereutrophication improvement measures; cutting and controling of pollution sources, opening water resource,carrying out ecological restoration, renovating surrounding environment and the reservoir water qualitysurveillance should also be stren

5、gthened. For the effective curbing reservoir eutrophication to provide scientificand reliable real-time data, to restore the water body functions, protect the safety of drinking water and ecologicalbalance.Key words: eutrophication ; improvement measures ; total nitrogen ; total phosphorus.1 引言云霄杜塘水

6、库是早期建成的中型水库，属漳江支流白银溪. 总库容1621万立方米，灌溉面积3.57万亩，是一座以灌溉为主结合发电、供水等综合利用的中型水库. 近年来，由于经济的突飞猛进，库区养殖业规模日趋扩大且农户对水库里鱼类过度捕捞导致了生态环境的急剧恶化, 水库不时因水体富营养化引发水华事件. 大量研究报道表明，富营养化是水体在自然因素和（或）人类活动影响下，因N 、P 等营养物质含量过多，造成水体生产力从低向高营养状态过渡的一种现象或趋势1 中华人民共和国国家标准为湖、库总氮（TN ）0.5mg/l，总磷（TP ）0.025mg/l. 而富营养化的最直接表现就是导致蓝藻水华现象的爆发. 蓝藻属于原核生

7、物，根据数十年的研究结果认为，蓝藻水华的形成一般是由蓝藻的繁殖方式和环境中的营养盐、温度、光照、PH 、其他生物等因素共同作用的结果2.由于生态环境连续的污染，2007年9月27日，云霄杜塘水库水质富营养化状态十分明显，水体中悬收稿日期: 2011-04-19作者简介: 洪小谷(1981-，男，福建省漳浦县人，助理工程师.                       

8、               漳州师范学院学报（自然科学版） 2011年 68 浮大量藻类使水中溶解氧浓度迅速下降导致水质恶化并伴有腥臭异味，因而爆发了迄今最为严重的蓝藻水华事件，严重影响了人们的正常生活3. 本文通过事件爆发时的实时监测的数据和结果, 分析了蓝藻水华的成因, 并提出有效的改善措施.2 蓝藻水华成因分析2007年9月蓝藻水华现象爆发后，经过对水库大坝表层局部水质的实时监测，发现水体富营养化状态十分明显，水体中悬浮大量绿藻

9、使水中溶解氧浓度迅速下降导致水质恶化，水体中总磷为40mg/l, 高锰酸盐指数浓度为50.26mg/l（以水库中心表层水质监测结果为例），各项常规指标均严重超标. 经初步分析，其成因如下：一是水库上游牛蛙养殖场高浓度养殖废水未经处理汇入库区，长期沉淀累积；二是周边山体巨尾桉和果树所施氮肥、磷肥，部分经雨水冲涮流入库区，加剧水体富营养化；三是当年19月库区降水量较去年同期减少近一半，活水注入量不足，水流缓慢，表层水交换、自净能力差；四是9月份以来适宜的光照和水温，诱发藻类大面积爆发4、5.3 改善措施及实时监测3.1 改善水体富营养化的措施为改善水库水体富营养化现状，控制并治理蓝藻继续生长，必须

10、果断地采取有效的应急措施，切断污染源、控制污染物入库量，开辟水源、恢复生态、整治环境.在水库饮水源的保护范围内，坚决切断污染物质即营养源进入水库. 依法将水库保护区内所有的牛蛙养殖场永久关闭，并加强监督防止水体富营养现象改善后这些非法作坊死灰复燃. 此外，提高水库周边林地管理，建立生态农业、林业工程，科学作业，严格控制农药以及化肥的施用，防止新的污染产生.根据藻类的趋光性特点，在10月3日至5日，选择每天上午10时至下午3时藻类生长旺盛、表层藻类密度较大的时段，进行集中放泄表层水，并结合漳江口潮汛时间将水直接排入海域（蓝藻在海水环境下死亡），减少杜塘水库表层藻类数量，降低库区氮、磷浓度，抑制藻

11、类生长. 在放泄期间，加强沿途河道和河口滩涂养殖监管，防止群众盲目引水产生污染扩散.在杜塘水库增设6台增氧机进行加氧，不断激活库区水体. 根据鲢鱼每增长1公斤体重能消食40-50公斤蓝藻的特点，组织投放10.3万条半斤以上鲢鱼，加快恢复库区生态链，增强消化蓝藻的能力. 在坝头蓝藻集中区进行局部试验，铺洒去除根叶的水葫芦干草，利用水葫芦茎内海绵体状孔隙吸收水体中氮、磷等营养物质，降低表层水质的营养化.在实施放泄，水质经监测有所好转后，再从杜塘水库外流域的泮坑水库、坪水水库引水，补充杜塘水库水量，用以稀释水体中的总氮量，激活水体，抑制藻类生长.3.2 加强水质监测为及时掌握云霄杜塘水库水华事件影响

12、范围和程度，分析事件成因，并为水库富营养化的治理提供科学有效的实时数据，明确职责分工，采取有效措施，恢复水体功能，保障饮水安全，特制定以下监测方案.第2期 洪小谷：云霄杜塘水库富营养化与蓝藻水华爆发前后控制与调查69杜塘水库：水库坝前10m 中垂线、水库中心中垂线、距库头边沿100m 中垂线；布设3条垂线；其中水库坝前10m 处，采表、中、底3层水样，水库中心与库头处采表、底2层水样.p 、水温、透明度、总氮（TN 值）、总磷（TP 值）、溶解氧（DO 值）、高锰酸盐指数（COD 值）.从10月3日起至10月12日，每天2次，上午10点，下午5点各采1个样. 从10月13日至10月22日，每天

13、1次.4 监测结果由于此次水库蓝藻水华事件从爆发到基本恢复常态历时27天，而且自从采取相应的改善富营养化状况的措施后每天两次的采样以便实时监测水质改良效果，所有监测结果经最后统计后形成一个相对庞大的数据汇总，单以表格显示数据不利于各项指标的观察，故本文特别将具有代表性的水库中心表层所监测的各项数据分别绘制成随时间变化的趋势图，使水库的水体水质随着相应措施的实施所改善的情况一目了然.为了使以上结果更具有科学性和真实性，在此特别列出水质改善变化比较具有代表性的日子里所监测的所有点位的数据以供参考. 图1 水库中心表层PH 值变化趋势图表1：水库个点位部分时段PH 值监测结果列表监测时间 3日上午

14、5日下午 9日上午 9日下午 11下午 16日 22日样品序号 1 6 13 14 18 24 30坝前表层 9.71 9.60 6.6 6.61 6.68 7.13 6.92坝前中层 6.27 5.67 6.31 6.45 6.6 6.87 6.63坝前底层 6.32 5.98 6.35 6.42 6.5 6.78 6.87中心表层 8.58 10.15 8.89 7.77 7.07 7.12 7中心底层 6.68 6.34 6.49 6.59 6.62 6.94 6.9库头表层 9.74 9.44 6.93 7.78 8.53 7.87 8.04库头底层 6.55 6.35 6.82 6.

15、91 7.03 8.37 7.08                                      漳州师范学院学报（自然科学版） 2011年 70 由以上趋势图以及部分数据列表显示可知，自从采取了相

16、应的水质改善措施之后，水库的水体质量有了明显的改善，单从比较具有代表性的水库中心表层水体的PH 值变化趋势来看，水质从蓝藻暴发时所呈现的弱碱性，经过断源、排污、引水等有效措施，蓝藻的数量大量减少，并经一周的自然生态恢复，PH值最终恢复到中性偏弱酸的正常状态. 图2 水库中心表层DO 值（mg/l）变化趋势图表2：水库个点位部分时段DO 值（mg/l）监测结果列表监测时间 3日下午 6日下午 7日下午8日下午 9日上午 13日 17日样品序号 2 8 10 12 13 21 25坝前表层 9.46 7.75 4.88 7.4 4.16 4.1 5.3坝前中层 4.02 3.29 2.81 3.9

17、8 2.13 1.91 4.74坝前底层 4.52 2.91 1.59 2.96 1.94 2.71 4.57中心表层 3.68 10.17 5.06 12.12 6.29 2.43 5.75中心底层 4.81 2.95 2.86 3.89 6.94 2.01 5.19库头表层 3.51 6.83 4.5 7.5 6.94 1.87 7.11库头底层 4.02 3 3.19 6.66 3.89 2.05 6.54 图3：水库中心表层TN 值（mg/l）变化趋势图第2期 洪小谷：云霄杜塘水库富营养化与蓝藻水华爆发前后控制与调查71表3：水库个点位部分时段TN 值（mg/l）监测结果列表监测时间

18、3日上午 4日下午 9日下午11下午 15日 19日 22日样品序号 1 4 14 18 23 27 30坝前表层 1.34 1.46 0.27 0.725 0.725 1.55 1.27坝前中层 0.629 0.864 0.649 1.51 0.537 1.25 1.14坝前底层 0.588 0.844 0.566 0.864 0.576 1.25 0.97中心表层 1.04 1.42 0.37 1.49 0.557 1.25 1.04中心底层 0.994 0.507 0.27 0.824 0.487 1.18 1.01库头表层 1.512.1 0.401 0.934 0.805 2.08

19、1.33 库头底层 1.21 1.3 0.358 0.864 0.874 1.33 1.08 图4：水库个点位部分时段TP 值（mg/l）监测结果表4：水库个点位部分时段TP 值（mg/l）监测结果列表监测时间 4日上午 4日下午 5日上午9日上午 9日下午 10上午 22日样品序号 3 4 5 13 14 15 30坝前表层 0.073 0.049 0.053 0.014 0.025 0.011 0.023坝前中层 0.062 0.029 0.016 0.01 0.011 0.012 0.026坝前底层 0.045 0.011 0.031 0.015 0.01 0.02 0.033中心表层

20、0.062 0.136 0.055 0.036 0.282 0.025 0.027中心底层 0.049 0.055 0.053 0.024 0.038 0.028 0.03库头表层 0.177 0.111 0.101 0.046 0.094 0.043 0.068库头底层 0.106 0.096 0.039 0.095 0.085 0.107 0.082溶解氧含量可作为评价水体受有机物污染及其自净程度的间接指标. 从以上趋势图以及部分时段DO值监测数据列表可知，采取相应的水质改善措施之后，蓝藻数量的减少使水库中心表层的水体溶解氧（DO值）迅速恢复到48mg/l的范围内，除了6日至8日以及13日

21、由于气温使DO 值有些许起伏外，水体中的溶解氧值总体并最终处于正常状态.水中的总氮含量是衡量水质的重要指标之一，是水中各种形态无机和有机氮的总量，包括NO3-、NO2-和NH4+等无机氮和蛋白质、氨基酸和有机胺等有机氮. 由以上变化趋势图和部分时段TN 值监测结果数据列表可知，采取了有效的水质改善措施之后，水库中水体的总氮含量立刻有了明显的改善，并逐渐呈现稳定的状态. 水中磷其主要来源为生活污水、化肥、有机磷农药及近代洗涤剂所用的磷酸盐增洁剂等，水体中的磷72                   

22、0;                                                         漳州师范学院学报（自然科学版）   2011 年  是藻类生长需要的一种关键元素，过量磷是造成水体污秽异臭，使湖泊发生富营养化. 由以上趋势图以及 部分时段 TP 值监测结果列表可知

23、，水库经过有效措施处理之后，水体中的总磷含量迅速降低，已经从水 华爆发时的 40mg/l 有效减少至 4 日的 0.1mg/l 左右，并随着生态系统的改善逐渐降低至 0.05mg/l 以下，除 了 8 日由于气温原因导致 9 日 TP 值有所浮动之外，水库中水体的总磷含量已趋于稳定. 中心表层COD值 7 6.5 6 5.5 5 4.5 4 3.5 3 2.5 2 0 5 10 15 样品序号 20 25 30 COD值 mg/l 图 5：水库个点位部分时段 COD 值监测结果 表 5：水库个点位部分时段 COD 值（mg/l）监测结果列表 监测时间 样品序号 坝前表层 坝前中层 坝前底层 中

24、心表层 中心底层 库头表层 库头底层 5 日上午 5 8.5 3.56 5.05 6.94 3.52 8.35 2.58 6 日上午 7 4.62 2.99 4.2 4.51 2.1 5.36 3.26 7 日上午 9 4.05 1.98 2.34 6.16 2.53 3.97 2.57 8 日下午 12 4.98 2.43 2.2 3.75 2.59 5.45 3.13 10 上午 15 3.86 3.82 2.11 5.42 6.25 7.82 6.34 12 下午 20 4.41 3.8 2.93 3.5 3.04 5.1 2.62 22 日 30 3.08 2.62 2.74 2.66 2.66 3.74 3.16 化学需氧量（COD）往往作为衡量水中有机物质含量多少的指标，化学需