淺談中國(guó)湖泊水污染

PAGE2PAGE5淺談中國(guó)湖泊水污染一、中國(guó)主要湖泊中國(guó)湖泊眾多，統(tǒng)計(jì)顯示，面積在1平方公里以上的天然湖泊有2800多個(gè)；面積在100平方公里以上的大湖有130多個(gè)；此外，還有大大小小的人工湖（水庫(kù)）。這些湖泊由于含鹽量不同可分為咸水湖和淡水湖。中國(guó)的大湖主要集中在長(zhǎng)江中下游地區(qū)和青藏高原上。江西省北部、長(zhǎng)江南面的鄱陽湖是最大的淡水湖，青藏高原上的青海湖是最大的咸水湖。湖泊名稱所在?。▍^(qū)）水面面積(平方公里)湖面海拔（米）蓄水量(億立方米)湖水最深（米）湖水性質(zhì)青海湖青海45353196854.428.7咸鄱陽湖江西358321248.916淡洞庭湖湖南274033.5178.030.8淡太湖江蘇24203.1448.74.8淡呼倫湖內(nèi)蒙古2315545.5131.38淡洪澤湖江蘇206912.2533.35.5淡納木錯(cuò)西藏19404718768.035咸微山湖山東12683425.36淡博斯騰湖新疆1019104899.015.7淡巢湖安徽8201036.05淡二、中國(guó)湖泊底泥的重金屬污染湖泊是重要的可多功能利用的地表水資源，大湖泊還具有較高的灌溉、防洪、航運(yùn)、養(yǎng)殖等功能，對(duì)調(diào)節(jié)氣候有重要作用?？梢?，湖泊與人類生存和社會(huì)發(fā)展有密切的關(guān)系，臺(tái)理利用湖泊資源，保護(hù)湖泊生態(tài)環(huán)境是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重大課題。湖泊與人類生活息息相關(guān)，受到了人類活動(dòng)的影響，特別是在東部人口稠密地區(qū)，湖泊所受的污染越來越嚴(yán)重。中國(guó)湖泊的生態(tài)環(huán)境狀況普遍存在著七大問題：泥沙淤積、水面退縮、沼澤化、鹽化、富營(yíng)養(yǎng)化、酸化和由此引起的生態(tài)環(huán)境惡化和資源退縮。其中泥沙淤積、水面退縮、沼澤化屬于生態(tài)的范疇，而鹽化(重金屬化)、富營(yíng)養(yǎng)化和酸化則為環(huán)境污染。其中湖泊的重金屬污染問題較為嚴(yán)重。底泥作為湖泊生態(tài)環(huán)境的重要組成部分，在湖泊水體環(huán)境中具有特殊的重要性。一方面，底泥可以吸附水體中的污染物，降低水質(zhì)污染程度，一旦條件發(fā)生變化，污染物會(huì)重新釋放出來，影響上覆水體的水質(zhì)；另一方面，底泥又是底棲生物的主要生活場(chǎng)所和食物來源，其中的污染物質(zhì)可直接或間接地對(duì)水生生物產(chǎn)生致毒致害作用，并通過生物富集、食物鏈放大等過程進(jìn)一步影響陸地生物和人類。底泥的重金屬污染問題是我國(guó)水環(huán)境研究人員最早關(guān)注的重要問題之一。1、湖泊底泥重金屬含量主要湖泊底泥中重金屬元素含量平均值湖泊CuZnCrPbCdHgNi貴州紅楓湖32.0177.426.60.890.42云南洱海111.0127.0130.060.00.5980.0云南外草海100.0157.035.094.05.9289.0云南內(nèi)草海920.02208.055.0647.0164.85466.0江西潘陽湖22.064.451.728.7＜0.50.03浙江西湖20.688.668.50.431.50湖北東湖53.0240.045.02.63江蘇陽澄湖38.7132.0111.060.10.2837.7江蘇太湖97.5223.196.272.50.490.0940.3江蘇梅梁湖20.170.631.713.30.9030.3安徽巢湖52.843.00.460.24南京玄武湖56.6592.373.836.90.271.7752.1山東月湖13.117.336.16.70.15山東南四湖38.989.654.519.10.0940.3河北白洋淀32.2121.255.76.89北京未名湖12.0153.6104.026.0北京昆明湖66.528.71.900.06長(zhǎng)春南湖27.8239.715.80.59吉林長(zhǎng)白湖29.3196.035.750.02.0020.0吉林松花湖137.3224.185.634.30.822.10101.2黑龍江鏡泊湖22.484.682.812.10.480.1139..3這些湖泊主要分布在東部和南部沿海地區(qū)，從平均值分析，可以看出，滇池中Cu、Zn、Pb、Cd和Ni的濃度在這些湖泊中是最高的，分別為：920，2208，647，164．8和466mg/kg，底泥中Cr的最高濃度出現(xiàn)在洱海，為130mg/kg，Hg的最高濃度出現(xiàn)在松花江，為2．10mg/kg，As的最高濃度出現(xiàn)在太湖，為21．4mg/kg。Cu、Zn、Cr、Pb、Cd、Hg、Ni和As的最低濃度分別出現(xiàn)在北京未名湖12．0mg/kg、山東月湖l7．3mg/kg、吉林長(zhǎng)白湖35．7mg/kg、山東月湖6．7mg/kg、山東月湖0．15mg/kg、江西鄱陽湖0．03mg/kg、吉林長(zhǎng)白湖20．0mg/kg、黑龍江鏡泊湖7_3mg/kg。由此可以看出，滇池、太湖、松花湖底泥重金屬含量較高，污染（2）底層污泥以及河流底質(zhì)的再懸浮作用：城市河流污染的特點(diǎn)就是不僅其水質(zhì)受到嚴(yán)重污染，啟迪你的污染也非常嚴(yán)重。水體中的大量污染物承典并積累在河流底泥中，可以說，底泥是排入河流中各種污染物的主要?dú)w屬之一。但污染了的地你還會(huì)對(duì)河流造成二次污染。在物理、化學(xué)和生物等一次列作用下，吸附在底泥顆粒上的污染物與孔隙水發(fā)生交換，從而向河中釋放污染物質(zhì)，是河流發(fā)生二次污染。引起水體中的有機(jī)物含量增加，導(dǎo)致河流黑臭。在合適環(huán)境條件下，底泥中放線菌的大量繁殖是引起河流黑臭的一大因素。（3）水體熱污染：城市河流熱污染是指河流兩岸工廠向水體排放的高溫廢水，在25℃左右時(shí)放線菌的繁殖達(dá)到最高，河流的黑臭也達(dá)到最大。（4）重金屬污染：重金屬污染也是城市河流污染類型的一種，它對(duì)河流黑臭的貢獻(xiàn)主要在于水體中錳鐵的含量，如前所述，懸浮物質(zhì)中的鐵錳是重要的執(zhí)黑因子之一。河湖富營(yíng)養(yǎng)化水質(zhì)改善生物治理：（1）基本過程：初始階段——水體中營(yíng)養(yǎng)鹽比較少，溶解氧豐富，生物生產(chǎn)力水平低，水體呈現(xiàn)貧營(yíng)養(yǎng)性特征。隨著時(shí)間的推移，自外部進(jìn)入水體中的營(yíng)養(yǎng)鹽逐漸積累，水體中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)增多，河湖生物生產(chǎn)能力提高，生物量增加，水中溶解氧含量下降，水色發(fā)暗，透明度降低，水生生物種群組成逐步由適合富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)下的種群所代替，河湖相應(yīng)由貧養(yǎng)性發(fā)展為中營(yíng)養(yǎng)型，進(jìn)而演變?yōu)楦粻I(yíng)養(yǎng)型。（2）主要表現(xiàn)：富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象大戰(zhàn)到一定階段，表現(xiàn)為浮游藻類的異常增殖。以藍(lán)綠藻類為主的水藻泛浮水面，嚴(yán)重時(shí)形成“水華”或“湖靛”。在迎風(fēng)湖岸或湖灣處，糜集水面的藻類可成糊狀薄膜，水體呈暗綠色，透明度極低，可餐發(fā)出腥臭味。而且還會(huì)分泌出大量藻類毒素，一直魚類和其他生物的生長(zhǎng)，對(duì)人畜造成危害，并嚴(yán)重污染環(huán)境。水環(huán)境生態(tài)修復(fù)：人工浮島：經(jīng)過人工設(shè)計(jì)、建構(gòu)、設(shè)置漂浮于水面上的人工生態(tài)系統(tǒng)，該技術(shù)在水體污染治理中的作用越來越受到人們的關(guān)注。特別是近些年來城市環(huán)境景觀建設(shè)步伐的加快，人工浮島的水景景觀功能得以開發(fā)利用，使人工生物浮島技術(shù)真正成為了一項(xiàng)多功能的實(shí)用技術(shù)。人工生物浮島在水體凈化中起到的顯著作用與生動(dòng)和諧的環(huán)境景觀效果，隨著應(yīng)用的普及也得到了與來越多的證明。綠色護(hù)岸、生態(tài)邊坡：利用高強(qiáng)度、耐腐蝕、抗UV、反綠、透水不透土等優(yōu)異性能的聚丙烯土合成材料作為護(hù)岸，不但可以美化環(huán)境，而且有利于生態(tài)環(huán)境的恢復(fù)和小氣候調(diào)節(jié)，同時(shí)對(duì)雨污水有著很好的預(yù)處理。五、整治湖泊污染的技術(shù)內(nèi)容和缺點(diǎn)湖泊污染源可分為外源和內(nèi)源。從一開始，湖泊外源污染的控制和治理就引起人們的重視。經(jīng)過多年的研究和實(shí)踐，外源控制技術(shù)已取得了一定實(shí)效。但外源控制并沒有實(shí)質(zhì)性改變湖泊受污染的狀況，很多研究表明，這是由于湖泊沉積物中污染物的釋放造成的，特別是內(nèi)源磷釋放造成的湖泊富營(yíng)養(yǎng)化問題。因此，內(nèi)源控制技術(shù)逐漸引起人們的重視。不同污染物內(nèi)源釋放機(jī)制不同，如沉積物中氮釋放主要與沉積物中有機(jī)氮化合物的分解程度、速率以及隨后細(xì)菌參與的無機(jī)形態(tài)氮的相互轉(zhuǎn)化有關(guān)；沉積物中磷、重金屬元素與沉積環(huán)境的氧化——還原條件有關(guān)；生產(chǎn)力高的富營(yíng)養(yǎng)化湖泊表層有機(jī)質(zhì)分解的磷釋放可能是沉積磷活化更新的主要機(jī)制；而沉積物中的持久性有毒有機(jī)污染物則與底棲生物毒性暴露和食物鏈傳遞有關(guān)。不同類型湖泊中，污染物的影響方式和程度也不同，淺水湖泊中風(fēng)浪引起的懸浮作用是沉積物中污染物釋放的主要過程，而深水湖泊中污染物的釋放主要與物質(zhì)形態(tài)、湖泊季節(jié)性分層和理化性質(zhì)有關(guān)。因此，不同類型、主要污染因子不同的湖泊，其內(nèi)源控制技術(shù)及污染恢復(fù)技術(shù)也不同。根據(jù)近年來的研究和實(shí)踐，主要有以下幾種污染整治技術(shù)。（1）湖泊沉積物疏浚湖泊沉積物疏浚被認(rèn)為是降低湖泊污染物負(fù)荷最有效、直接的措施。瑞典一湖通過疏浚工程降低90%總磷負(fù)荷，而美國(guó)的Lilly湖疏浚后總磷的消減率達(dá)到55%。但是，并不是所有的疏浚都能達(dá)到理想的效果，1998年南京玄武湖清淤，采取沿湖污水停止輸入、抽干水清淤的方法，清淤后半年內(nèi)湖水的透明度、COD和總磷基本不變。疏浚底泥的環(huán)境效果與疏浚方法有關(guān)，疏浚主要考慮降低沉積物中的污染負(fù)荷。因此，要對(duì)沉積物中的污染物種類、含量分布、剖面特征、沉積速率、化學(xué)及生態(tài)效應(yīng)有詳細(xì)的調(diào)查和分析，確定疏浚的范圍和深度。（2）沉積物覆蓋技術(shù)在污染沉積物表面覆蓋一層物質(zhì)，把沉積物和水體隔開，達(dá)到控制污染物釋放的目的。覆蓋物可以是低污染的沉積物、沙礫，或各種材料組成的復(fù)合層。起作用的機(jī)制主要是顆粒物對(duì)污染物的吸附作用，減少水動(dòng)力或生物擾動(dòng)，覆蓋層造成的無氧環(huán)境利于某些厭氧細(xì)菌對(duì)有機(jī)污染物的降解。覆蓋技術(shù)相比別的控制技術(shù)，花費(fèi)低，適用于有機(jī)、無機(jī)處理，對(duì)環(huán)境潛在的危害小；但其工作量大，需要大量的清潔泥沙，來源困難。同時(shí)覆蓋會(huì)增加底泥的量，使湖泊庫(kù)容變小，因而該技術(shù)不太適用于湖泊底泥污染的治理。（3）湖泊理化性質(zhì)改善湖泊的理化性質(zhì)影響著湖泊中各種物理、化學(xué)及生物過程，進(jìn)而影響各種污染物的內(nèi)源釋放。通過投加一些化學(xué)試劑以改善湖泊的理化性質(zhì)，如酸堿度和溶解氧含量，以達(dá)到控制內(nèi)源釋放的目的。向湖泊投加鐵鹽、鋁鹽，可以通過吸附或絮凝作用與水體中的無機(jī)磷酸鹽共沉淀；但沉淀的鐵磷化合物在還原條件下有可能重新活化再次釋放。而鋁鹽與磷酸鹽結(jié)合相對(duì)牢固，可在變化范圍較大的水環(huán)境中穩(wěn)定存在，甚至在完全氧化的環(huán)境中也較穩(wěn)定。如果鋁的加入量足夠大，氫氧化鋁可在沉積物表層形成“薄層”，從而阻止磷釋放。（4）污染湖泊的生態(tài)恢復(fù)①湖濱帶生態(tài)恢復(fù)。湖濱帶是湖泊水域與流域陸地生態(tài)系統(tǒng)間的過渡帶，是湖泊重要的天然屏障，不僅可以有效滯留陸源輸入的污染物，還有凈化湖水水質(zhì)的功能。湖濱帶生態(tài)恢復(fù)的目的是恢復(fù)湖泊的完整性，包括湖濱帶物理環(huán)境的修復(fù)、挺水植被的快速組建和水生群落的優(yōu)化三大方面。②水生生態(tài)恢復(fù)。湖泊水生植被是由生長(zhǎng)在湖泊淺水區(qū)和湖周灘地上的沉水植物群落、浮葉植物群落、漂浮植物群落、挺水植物群落及濕生植物群落共同組成。水生植被的演化隨湖泊環(huán)境的變遷而演化，同時(shí)也能反作用于湖泊環(huán)境，在一定程度上影響湖泊環(huán)境的演化方向和速度。因此，湖泊水生植被恢復(fù)是根據(jù)湖泊生態(tài)環(huán)境條件和需要，在生態(tài)系統(tǒng)受損的湖泊環(huán)境基礎(chǔ)上重構(gòu)良性的水生生態(tài)，包括湖泊環(huán)境的工程改造和水生植物恢復(fù)兩方面內(nèi)容。除了上述的很多種治理湖泊污染的方法外，針對(duì)管理上現(xiàn)有的不足，我們還可以結(jié)合中國(guó)的基本情況，提倡下列幾種整治技術(shù)。（1）進(jìn)行脫氮除磷，完善生態(tài)系統(tǒng)。湖泊污染的主要原因是生活污水和工農(nóng)業(yè)廢水導(dǎo)致的水體富營(yíng)養(yǎng)化。防治的關(guān)鍵在于嚴(yán)格控制工業(yè)廢水、生活污水及農(nóng)林業(yè)面源污水過量、無序、無處理排放。氮磷污染的主要來源是化肥施用、糧食生產(chǎn)等。從流域控制方面看，氮磷污染防治可分為點(diǎn)源污染防治和非點(diǎn)源污染防治。對(duì)現(xiàn)有的城市污水處理廠廣泛進(jìn)行脫氮除磷處理改造，加強(qiáng)對(duì)市政污水的脫氮除磷；通過合理施用農(nóng)藥和殺蟲劑、加強(qiáng)對(duì)畜禽養(yǎng)殖業(yè)污水的監(jiān)測(cè)和處理等措施控制農(nóng)業(yè)面源污染；對(duì)排放量較小的點(diǎn)源，如村鎮(zhèn)、集中住宅、餐館、酒店等，普及可高度脫氮除磷的合并式凈化槽等分散型污水處理設(shè)施；在一些沒有污水集中處理設(shè)施的農(nóng)村，向農(nóng)民推廣家庭污水處理措施或安裝小型的污水處理裝置。從污染控制方面看，氮磷污染防治可分為動(dòng)物污染防治和植物污染防治。如在水環(huán)境惡化的湖區(qū)，進(jìn)行特殊的湖濱帶恢復(fù)，包括建造人工濕地、生物操縱、水生植被恢復(fù)等。保護(hù)湖中的蘆葦叢和原生魚類，在湖的沿岸帶和淺水區(qū)種植多種本地水生植物，有利于減少湖岸侵蝕和完善生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。此外，解決富營(yíng)養(yǎng)化的問題是系統(tǒng)性的難題，涉及社會(huì)生活的多個(gè)方面。要以流域?yàn)閱挝贿M(jìn)行綜合管理和治理，科學(xué)測(cè)定環(huán)境承載能力，適當(dāng)調(diào)整流域內(nèi)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)，確保減排截污和保障治理工程順利推進(jìn)；要通過廣泛的環(huán)?？破战逃岣呷竦乃h(huán)境保護(hù)意識(shí)。（2）農(nóng)村生活污水，需要循環(huán)利用。農(nóng)村生活污水主要由洗浴、洗衣廢水、廚房洗滌以及沖廁廢水等幾部分組成，可細(xì)分為灰水和黑水等類型?；宜饕笍N房用水、沐浴用水和清洗水等，黑水指未經(jīng)分離的沖廁水，針對(duì)污水組成成分中的不同特點(diǎn)可分別對(duì)各種污物進(jìn)行分散處理?；宜脑倮幂^黑水容易，經(jīng)處理后可進(jìn)行農(nóng)業(yè)灌溉等；而黑水沖廁廢水則是更主要的廢水源。黑水的處理可采取真空廁所設(shè)備。經(jīng)測(cè)算，這一設(shè)備較傳統(tǒng)沖廁設(shè)備節(jié)水83％，可極大減少生活污水排放總量和容積，對(duì)防止和控制氮磷等面源污染發(fā)生均具有積極意義，也對(duì)農(nóng)村地區(qū)生活污水分散處理和循環(huán)利用體系的建立與完善有推廣價(jià)值。（3）建立生態(tài)模型，科學(xué)管理湖泊。湖泊污染治理和管理應(yīng)充分利用生態(tài)工程學(xué)理論和技術(shù)。我們應(yīng)通過建立科學(xué)的生態(tài)模型，作為進(jìn)行日常管理和湖泊生態(tài)環(huán)境管理與保護(hù)的基礎(chǔ)和依據(jù)。生態(tài)模型就像地圖一樣給我們指明方向。在湖泊治理中，我們可以根據(jù)不同湖泊治理和保護(hù)目的建立不同的模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)湖泊污染狀況、環(huán)境質(zhì)量、治理措施和最終目標(biāo)的量化。如何通過人為設(shè)計(jì)促進(jìn)湖泊治理目標(biāo)實(shí)現(xiàn)，這就是生態(tài)工