汉江武汉段“水华”的形成分析及其防治建议(1)(精)

1、汉江武汉段“水华”的形成分析及其防治建议 （1）“水华”又称水体的富营养化，是由于水体中富含的营养物质导致藻类过量繁 殖的现象，它是水体衰老和水质恶化的一种表现。一般常见于湖泊、水库及近 地浅海湾，河流中发生“水华”则极其少见。汉江武汉段在2000年2月 28日发生了第三次“水华”现象，并一直持续到 4 月上旬，这次“水华”是继 92年 和 98 年初春发生的两次以来更为严重的一次。藻的繁殖速度异常迅猛，先后出 现两次藻系列高峰，含藻量分别为 7317 和 7223 万个 /L ，水体呈深褐色，们有 较明显的异味。而 92年和 98年含藻量峰值分别为 2600万个/L 和 2870万个 /L

2、。这表明汉江武汉段发生“水华”的严重程度在加剧，周期在缩短。“水 华”给自来水公司净水处理带来了巨大压力，同时给市民正常饮用水带来一定 影响。可见汉江水质逐年恶化的情况，分析了“水华”的成因及特点，并对预 测和防治“水华”作了一些研究和探讨。关键词：富营养化 水华 防治建议、汉江水质的变化情况汉江是长江的最大支流，是沿岸居民生活用水和工业用水的重水源，它沿 途经过 14个县市，同时每年接纳了工业废水和市政污水约 7 亿吨，其中 1.23 亿吨为生活用水，最后从武汉汇入长江；虽然污染物量大，但由于汉江水流量 大，污染物在江水稀释和自然生态作用下使水质得到了控制。 70-80 年代，汉 江水质一直

3、都符合地面水级标准，然而进入九十年代以后，随着工农业现代 化建设的发展，工业废水、农业化肥灌溉和生活用水排放量逐年递增，汉江部 分河段尤其是下游河段水质恶化已非常严重。（见图 1）从沿途水质的结果分 析来看，水体酸度下降（ PH值增高）， CODM、n氨氮（ NH3-N ）、硝酸盐氮 （ NO3-N）、总磷（ TP）均呈现增高趋势，亚硝酸盐氮（ NO2-N）也有明显增 高，氮磷负荷最大，诱发“水华”发生的几率最大。从汉江流域的浮游植物 （主是藻类）的调查情况分析（见图 2），汉江藻类总细胞密度呈现明显的增 高趋热，至武汉江段，藻的总细胞密度达到最高，说明水体藻类很活跃，其中 以硅或所占比例最高

4、，其次为为绿藻。同时藻类的种类的多样性指数呈现减少 的趋势（藻类的种类多样性指数是评价水质的重指标之一 1 ，其数值越高，水 质越好）表明水体质量恶化，自净能力减弱。从 92年至 99年汉江武汉宗关段 水源水质调查表来看（见图 3），标志水体污染的几种重的指标如 CODM、n 氨 氮、总磷都逐年增高，表明汉江武汉段水体有机污染越来越严重，水体营养成 分的增加为藻类的生长提供了良好的物质条件，而硝酸盐氮的年平均值逐的减 小，这表明江水的自净能力在减弱，污染在加剧。、汉江硅藻“水华”的形成分析前述的三次“水华”均发生于汉江的枯水季节，时间大约都在2 月至 3月早春期间，主表现为硅藻繁殖。作者对 2

5、000年 2 月至 3 月发生的“水华”进行 了跟踪调查，根据对水质分析数据的统计，对影响汉江“水华”的形成的主因 素列出如下：1、日照和水温： 研究表明，光强对硅藻的生长有明显的影响。硅藻含有的叶绿素吸收入太 阳光，供给自身能量和生长繁殖需。在枯水季节，汉江水位低，河水浅，透光 度好，近水面的藻能够充分吸收入太阳光进行光合作用，而阴雨天气则不利于 硅藻的系列生长。日照同时提或了气温和水温，图 4 表明，水温在 9以上， 硅藻繁殖活跃起来， 10- 17硅藻最为适宜，高于 17以上，繁殖速度减慢， 而逐步由喜好较高水温的绿的绿藻取代，冬末春初，天气转暖，阳光充足，适 宜的日照和水温容易诱发硅藻

6、“水华”2、河水水位和流速：汉汉水位在每年的 2 月处于低位，河床浅，与入口处不甘水水位落差小， 造成河水水流迟缓，局部形成了类似于湖泊环境水体流动稀释作用大大减弱， 造成营养物质停滞于固定区域，给营养物质的浓度累积形成了条件。另外河床 底泥中积累的磷（死亡的或类沉降至河床底部形成的淤泥层）缓慢释放作用显 著增强，为藻类提供了足够的磷营养物质，加速了“水华”的形成。 33、氮磷源： 氮和磷两类物质对藻类的生长和繁殖起着重作用，也是引进“水华”的主 因素。硅藻的细胞质含有 C、H、O、N、P 等元素， C、H、O通过光合作用获 得，从水体中吸收足够的氮和磷成为硅藻繁殖所必须途径。目前对水体富营养

7、 化的研究一致认为，恰当的氮磷比是导致藻类繁殖旺盛的一个重参数。如当水 体中总氮与总磷的浓度之比在 11.8:1-15.5:1 范围内时，水体富营养化过程 明显加剧 3 ，氮磷的来源主有工业的废水，尤其是汉江上、中游的氮肥厂和磷 肥厂向河中排放超标废水，以及大量的生活用水的排放。尤其应注意的是，家 用洗衣粉和合成洗涤剂大量生生和使用，其配方中大都含有17%的三聚磷酸钠（含磷量为 4%） 4 ，沿岸大量的洗涤放心水随同生活污水直接排放到汉江 中，造成了河流的营养（磷）负荷，这也是近 10 年来汉江富营养化进程加快的 原因之一。“水华”发生期间，经测定，汉江水体中总氮和总磷之比平均为12.5 ，正

8、好处于水体富营养化的最佳氮磷比范围之内，加之其他条件均已具备，因此汉 发生此次“水华”成为必然。、汉江“水华”的特征及其预测1、色度和浊度明显增高。“水华”发生期间，硅藻过繁殖，形成肉眼可见的褐色颗粒悬浮于江水 中，使江水呈现黄褐色，色度呈现明显变化规律（见图4）。由于水中颗粒物的增加，给水厂滤池带来沉重负担，耗矾量增加。2、明显的藻腥味 由于藻的新陈代谢旺盛，死亡的藻悬浮于水体中，缓慢被分解，散发出臭 味。而且在水厂中由于加氯消毒杀死了大量的藻，藻残体分解的异味并不能被 絮凝剂有效除去，造成用户水中仍携带有较明显的藻腥味。3、水体 PH上升。河水 PH值由原来的 7.7 上升为 8.2 最高

9、达到 8.4 。（见图 5）这是因为藻 的大量繁殖和生长通过光合作用消耗了水中的 CO2，影响了水中的碳酸盐平 衡，导致水体酸度降低。因此，水体 PH值上升是“水华”发生的重特征。摘“水华”又称水体的富营养化，是由于水体中富含的营养物质导致藻类过量 繁殖的现象，它是水体衰老和水质恶本篇论文是由 3COME文档频道的网友为您在网络上收集整理饼投稿至本站 的，论文版权属原作者，请不用于商业用途或者抄袭，仅供参考学习之用，否 者后果自负，如果此文侵犯您的合法权益，请联系我们。4、氮和磷的浓度变化。“水华”发生之前，汉江武汉宗关段水源水的氨氮平均值在 0.4mg/L ，总 磷平均值在 0.13mg/L

10、, “水华”期间的氨氮和总磷浓度均呈现下降趋势（见图 6），氨氮平均值降为 0.14mg/L ，总磷平均值降为 0.07mg/L 。作者在实验室模 拟了藻对氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮和总磷在“水华”期间的吸收的实验， 测定结果表明投加 0.6mg/L 的 NH4Cl 在 24 小时后 93%均被藻吸收，藻类数量增 加 34%，约 6%的转化成了亚硝酸盐氮，而硝酸盐氮的吸收入则很小。关于磷的 转化较为复杂，总磷包括可溶性磷和颗粒磷，可溶性磷中以无机磷如PO43-、HPO42-、H2PO4- 等形式被吸收为主。“水华”期间总磷的减少的原因主是两个方 面：一是因藻类和吸附物的沉降；二是因藻类和碎屑被

11、摄食而在食物链中传递 移出5 。实验时 3L江中投加的 0.6mg/L的KH2PO4在24小时后 1.5%被藻吸收， 而且藻的数量增加了 75%。这虽不能反映藻对各种磷的吸收情况，但动表明磷 是藻类增殖的主因素。因此控制汉江中磷的浓度是解决“水华”问题的关键。 这表明监测水体氨氮和总磷的浓度变化是预测“水华”的重手段。5、含藻量的明显变化由图 7 可以看出，水中含藻量的变化直接表征了“水华”现象的剧烈程 度，是监测“水华”的重指标。四、汉江“水华”的防治意见1、切实加强汉江水源水质的保护 呼吁有关部门加紧对沿岸主的污染源进行治理，严格限制高浓度污水排入 汉江。对于沿岸的磷肥厂和氮肥厂排放的污水

12、，应在环保部门的监督下进行污 水治理，达标后方能排入江内；同时对含磷洗衣粉及洗涤剂造成的加重汉江磷 负荷问题予以充分的敬惕和重视。总之，采取各基措施以切断引起藻类大量繁 殖的营养源，是解决汉江“水华”的根本途径。2、对制水工艺的改进 藻类大量繁殖给自来水厂的水处理带来了一定难度，高藻水的处理消耗大 量的混凝剂量，而且产生满目池的堵塞现象，缩短了滤池的运行周期。选择合 适的除藻工艺对自来水处理厂有很重的实用意义。目前自来水厂中常氯气作为消毒剂，对于杀藻也有明显的效果，但高藻期 消耗氯量大大增加，尤其是滤前预加氯对水中产生消毒副产物 THM有直接的促 进作用，据报道， O3 和 CLO2 等消毒剂

13、对藻类均有比较理想的杀藻效果，而且消 毒副产物少 6 。常见的除藻工艺如投加 CuSO4杀藻剂、加大絮凝剂投加量、加快 滤池反冲洗频率、增加气浮池等，对除藻效果也比较明显，但对藻腥味的去除 却不很理想。生物除藻 7是近年来发展起来的一项很有前途的技术。它采用生物膜对藻 类的絮凝和吸附作用，将藻从水中分离出来，藻类一部分沉降，另一部分吸附 后被微生物氧化，有的被原生动物吞噬。其特点是可以承受较大的藻负荷，降 柢水中的有机物含量，节省耗氯量，尤其是在与其他工艺相结合（如活性炭吸 附）时对除藻效果和嗅阈值的降低有比较明显的效果 6 。生物除藻可以考虑作 为一种防治“水华”的手段。结语通过对汉江流域水质的调查的，汉江水质在进一步恶化，尤其是下游，工 业废水和生活污水的大量排放是导致下游“水华”的重原因。对江水的色度、 PH值、氮磷含量（氮磷化）及含藻量监测是预测水华的主手段。自来水厂改进 除藻工艺，有条件，可以考虑生物除藻技术和增加活性炭滤床进一步消除“水 华”带来的影响。如何处理“水华”期间水源水，提高供水水质将是今后摆在 我们面前的重课题。参考文献1 彭近新，陈慧君水质富营养化及其防治，中国环境科学出版社，1988，46-582 况琪军等，汉江中下游江段藻类现状调查及水华'成因分析，长江流域资 源与环境， 2000，9（1）： 67-703