王曉雪，王毓丹，鐘成華，陳 龍

（1.重慶工商大學(xué)，重慶400067；2.重慶市環(huán)境科學(xué)研究院，重慶400020）

城市湖泊是我國水環(huán)境污染的重災(zāi)區(qū)，據(jù)我國5個城市湖泊近年來的水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測分析結(jié)果，只有北京昆明湖水質(zhì)為Ⅲ類，其它4個湖泊（南京玄武湖、杭州西湖、武漢東湖和濟南大明湖）均為劣V類水質(zhì)，主要污染指標是總氮和總磷［1－2］。據(jù)統(tǒng)計，我國主要湖泊處于因氮磷污染而導(dǎo)致富營養(yǎng)化的占統(tǒng)計湖泊的56%［3］。我國自六五期間就不斷加大對污染嚴重水域的集中整治，但迄今為止還并未實現(xiàn)水質(zhì)和生態(tài)環(huán)境的完全恢復(fù)。國內(nèi)外實踐證明單一的治理技術(shù)對污染水體的治理效果很不理想，本文介紹了對重慶寶圣湖水環(huán)境綜合治理的措施。

1 寶圣湖概況

寶圣湖（又名兩河口水庫），位于渝北區(qū)回興鎮(zhèn)街道辦事處境內(nèi)，屬于長江水系一小支流。該工程于1980年竣工，水庫積水面積5km2，河床長度2.8 km，平均水深為5m。水庫總庫容為250萬m3，正常水位375.968m，正常庫容156萬m3，可灌溉面積13 238畝，是渝北區(qū)最大的城區(qū)湖泊。寶圣湖蓄水量常年變化不大，補給水源主要靠城市地面雨水徑流的流入，水位通過溢洪道進行調(diào)節(jié)，是一座以防洪為主兼顧景觀用水的綜合性水庫。近年來，由于環(huán)寶圣湖周邊的大量開發(fā)，特別是受高密度人口及其高強度活動的影響，寶圣湖水體富營氧化現(xiàn)象極為嚴重。

根據(jù)渝北區(qū)環(huán)保局及重慶市環(huán)境監(jiān)測中心提供的環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)，寶圣湖2008年4月、2009年3月及2010年1月部分水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果及評價如下表所示。

表1 寶圣湖水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果表

監(jiān)測結(jié)果表明，寶圣湖水質(zhì)長期處于劣V類狀態(tài)，主要超標指標為TN、TP、CODCr，其中TN、TP的濃度已大大超出了湖泊發(fā)生富營養(yǎng)化的濃度。因此，對于寶圣湖水體的污染治理及修復(fù)已迫在眉睫。

2 寶圣湖污染成因分析

根據(jù)寶圣湖污染現(xiàn)狀調(diào)查，歸納起來造成寶圣湖污染的原因主要分為內(nèi)、外因兩個方面。

分析其污染的內(nèi)因是流速緩，水環(huán)境容量小，其補水水源僅是汛期的混合雨水及再生水（即經(jīng)過一定處理后的生活污水），水位通過溢洪道進行調(diào)節(jié)，換水也微乎其微，湖水基本可視為死水，加之從未清淤湖底，湖底平均淤泥約0.5m厚，雨水經(jīng)管道進入湖后，將湖底淤泥沖起，經(jīng)陽光照射后，加重水體污染。

外因一方面是由于寶圣湖受周邊高密度人口及其高強度活動的影響，周邊小區(qū)滲排、漏排進入寶圣湖補水系統(tǒng)的雨水管道，污水由此間接入湖。另一方面是城市尤其是中心城區(qū)不透水下墊面（屋面、路面等）的污染物比例都很高，人類活動產(chǎn)生的大量污染物集聚在這些下墊面上，經(jīng)大氣降水及其徑流沖刷并快速進入城市湖泊［2］。據(jù)有關(guān)研究報道，城市河湖納污負荷中大氣濕沉降約占5%～10%［4］。對于城市中心城區(qū)的地面雨水徑流的營養(yǎng)物質(zhì)，如TP、NH3－和COD的濃度均已遠遠超出了地表水Ⅴ類的水質(zhì)標準［5］，由此，作為補水的雨水也變成了污染源，因此針對寶圣湖兼具徑流調(diào)蓄功能，控制匯水區(qū)的污染治理十分重要。

3 寶圣湖綜合治理措施

城市湖泊富營養(yǎng)化的治理應(yīng)遵循就地處理、分層處理原則，有效利用系統(tǒng)中每一個可用的水單元。根據(jù)寶圣湖具體地理特性、污染狀況及投資效益情況，對其采取綜合治理措施，從污染源控制和湖區(qū)治理兩方面進行，整個整治工程可概括為污水截流工程、雨水凈化工程、生態(tài)清淤工程、湖水復(fù)氧工程、底層排水工程、湖區(qū)的生態(tài)治理工程及后期監(jiān)管措施六部分。本著治理措施與管理措施并重的原則，實行點源污染治理和面源控制相結(jié)合，常規(guī)手段和生態(tài)治理手段相配套。

3.1 污染源控制

生活污水和生產(chǎn)廢水集中排放是造成城市湖泊污染的最直接原因，由于所排放污染物的種類特性、濃度和排放時間相對穩(wěn)定，污染物集中在很小的范圍內(nèi)高強度排放，所以其對局部水域的影響較大［6］。因此需減少或者截斷這類污水的排入，將湖泊內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)的總量降到自然環(huán)境所能支持的范圍內(nèi)。寶圣湖污染源控制的工程性措施主要包括污水截流工程、排水口綜合治理工程及綠化護坡工程，實現(xiàn)了點源污染治理和面源控制相結(jié)合的綜合治理。

點源控制措施：①實施污水截流工程 ，將流量較大的9個污水排放口的污水完全截流。②對于局部量小、分散且難于集中處理的污染源排口采用生態(tài)綜合治理措施。在排污口附近（未被硬化區(qū)域）建立生態(tài)濾溝，種植濕生型植物如香根草、風(fēng)車草、美人蕉等3 000m2，利用植物的持留作用及其與根區(qū)微生物共生作用所產(chǎn)生的協(xié)同效應(yīng)來吸收水體中的營養(yǎng)物質(zhì)，以達到凈化入湖污水的目的。③在寶圣湖主要補水水源（再生水）入口處建立兩個梯級植物凈化床，單個面積800m2，將污水從兩側(cè)引向植物凈化床，將截流后的污水輸送至植物凈化床，經(jīng)凈化后補充水體。

面源控制措施：④實施綠化護坡工程，對寶圣湖周邊近岸裸露土質(zhì)的坡地進行植被的補充和強化，擴大沿岸植被面積，加強坡地的水土保持作用，有效地隔離和控制入湖污染物質(zhì)。此外，還應(yīng)加強湖內(nèi)及岸邊垃圾清除及水域環(huán)境的衛(wèi)生監(jiān)管力度，提高居民的環(huán)保意識，有效地控制外源性污染物進入湖體。

3.2 湖內(nèi)污染控制措施

寶圣湖湖內(nèi)的污染控制措施主要包括湖底生態(tài)清淤、水體曝氣、底層排水等工程性措施以及水生動物的放養(yǎng)，利用高等水生植物的生態(tài)凈化系統(tǒng)凈化湖水等的生態(tài)性措施這兩大方向。

工程性措施：①湖底生態(tài)清淤。湖泊沉積物清淤被認為是降低湖泊污染物負荷最有效、最直接的措施。瑞典Trummen湖通過疏浚工程降低90%總磷負荷，而美國的Lilly湖疏浚后總磷的消減率達到55%［7］。本方案采用YFCS－60生態(tài)清淤船進行清淤，并配備了YFFL－100泥沙分離器，通過清除湖泊的潛在污染源，斬斷湖泊污染的內(nèi)因，將大部分的污染物清除，使湖泊的環(huán)境容量增大，以達到改善水域生態(tài)環(huán)境的目的。清淤范圍為寶勝湖水庫面積26萬m2，淤泥平均厚度為0.5m，清淤時間在冬初至春末，即每年的11月至次年3月，該時期湖泊水位低、水體交換緩慢，沉積物基本處于相對靜止狀態(tài)。②水體人工曝氣。人工曝氣技術(shù)主要集中在污染水體的治理方面，有研究報道，曝氣能夠有效地改善水質(zhì)，可以增加DO、削減COD、改善透明度、消除臭味。本方案在湖灣處安裝充氧曝氣機13套，通過裝置運行時對水體產(chǎn)生的攪動作用 ，有利于加強水體的流動性，提高水體中的溶解氧濃度，改善魚類的生長環(huán)境以及在底泥界面產(chǎn)生的厭氧環(huán)境，降低水體中內(nèi)源性磷的污染負荷，從而達到防止水質(zhì)惡化目的；③底層排水。通常湖底沉積了大量的含N、P的泥沙、魚類糞便、殘料及其他有機碎屑，這些污染物會消耗湖水溶解氧并敗壞水質(zhì)。本方案采用3根φ200mm管道，運用虹吸原理，在泄洪時置換底層湖水，強化排水去污的效果。

生態(tài)性措施：⑤一是采用非經(jīng)典的生物操縱（Nontraditional Biomanipulation），通過控制兇猛魚類及放養(yǎng)食浮游生物的濾食性魚類（鰱、鳙）來直接牧食藍藻水華的生物操縱方法，達到有效預(yù)防或延緩“水華”發(fā)生［8］。直接放養(yǎng)濾食性鰱魚、鳙魚（50g／尾），每立方水體為46～50g。二是移植螺類和蚌類，依靠其在水中產(chǎn)生巨大的過濾作用，濾食環(huán)境中大部分的浮游植物。水生動物的放養(yǎng)是以清水養(yǎng)殖的方式，通過水生動物的濾食作用來降低浮游植物的數(shù)量，控制水體中藻類的生物量，以達到改善水質(zhì)的目的。⑥建立高等水生植物的生態(tài)凈化系統(tǒng)。利用許多水生植物特別是水生維管束植物能夠大量吸收營養(yǎng)物質(zhì)，或降解轉(zhuǎn)化有毒有害物質(zhì)為無毒物質(zhì)的性質(zhì)，在廢水或受到污染的天然水體中種植大量耐污染凈化較強的水生高等植物，使其通過自身的生命活動將水中的污染物質(zhì)分解轉(zhuǎn)化或富集到體內(nèi)，然后除去，恢復(fù)水域中的養(yǎng)分平衡；同時通過水生植物的光合作用放出氧氣，增加水中溶解氧含量，從而改善水質(zhì)，減輕或消除水污染［9］。針對寶圣湖的具體情況，本方案一是進行了生態(tài)帶的重塑，在寶圣湖沿岸每隔300m向湖中心依次種植錯落有致的濕生植物（蘆葦、風(fēng)車草、美人蕉）、挺水植物（千屈菜、菖蒲、水蔥、再力花等）、浮葉植物（睡蓮、菱角等）、沉水植物（狐尾藻、苦草等），既凈化了水質(zhì)、改善了生態(tài)環(huán)境，也增加了寶圣湖旅游的新景點。二是在寶圣湖公共醒目水面和重要休閑區(qū)水面布設(shè)景觀植物一體化浮島14 300m2，其他水域適度布設(shè)簡易水生植物浮床8 390m2，以美化水面景觀，凈化水質(zhì)。

3.3 后期監(jiān)管措施

（1）逐步對未進入市政管網(wǎng)的生活污水，收集使其進入市政污水處理廠；

（2）每天定時開放曝氣設(shè)施，尤其在4～6月期間增加開放次數(shù)；

（3）每年對水庫中的大魚捕撈1～2次，并放入魚苗，加速魚類對水體中營養(yǎng)鹽的去除率；定期對水體中漂浮物進行打撈，并將打撈物及時運走；

（4）定期對生態(tài)濾溝上的植物收割，定期清除濾料上的泥土，間隔2～3年對濾料進行更換，將產(chǎn)生廢棄物及時運走；

（5）定期對人工濕地、浮島上植物進行收割，采取間隔收割的方式收割，防止因植物大量減少，而對處理效果的影響，并將收割植物及時運走，須注意的是植物收割不宜太頻繁，雖然重復(fù)收割可以加快營養(yǎng)物從濕地的去除，但頻繁收割可能會使植物營養(yǎng)缺乏，使其正常生長受到破壞；

（6）此外，解決富營養(yǎng)化的問題是系統(tǒng)性的難題，涉及社會生活的多個方面。為此，除了要加強日常的管理與維護，及時清理染物、換水、定期清淤，嚴格執(zhí)法的同時提高游人的素質(zhì)，倡導(dǎo)文明的出游行為也是非常必要的。要通過廣泛的環(huán)?？破战逃岣呷竦乃h(huán)境保護意識，讓全民參與環(huán)保。

4 結(jié)束語

隨著人們對周圍環(huán)境的日益重視和環(huán)保意識的不斷增強，對于城市湖泊水處理的重要性及必要性必將有更深入的認識。對于水環(huán)境的保護和改善不是一勞永逸的，建議成立區(qū)級專門的管理班子，全面負責寶圣湖的環(huán)境管理和協(xié)調(diào)；工作整治涉及多種技術(shù)、多個部門，要統(tǒng)籌兼顧，協(xié)調(diào)一致；要加強環(huán)境監(jiān)測和環(huán)境科研，對新問題及時研究，采取措施，防范于未然。

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