浙江粤西湿地水质状况评价及生物-生态治理对策

浙江粤西湿地水质状况评价及生物-生态治理对策

西溪湿地位于杭州西部，面积10.08公里。湿地自然生长，有集中的村庄，分散的房屋和森林。这是中国乃至世界上罕见的城市湿地。但近千年来的强度开发利用,城市规模的不断扩张和人类生产、生活活动的影响,使得湿地面积不断缩减,功能逐步退化,部分区域小生境恶化,环境保护难度较大。因此,对西溪湿地进行综合保护、恢复湿地生态特征的任务已迫在眉睫。湿地水体富营养化问题“西溪之胜独于水”。水不仅是西溪的灵魂和命脉,更是西溪湿地生态恢复和建设的基础,是提高生态环境质量的前提,是进行旅游开发成果可持续利用的关键。然而,目前西溪湿地水体富营养化问题较为严重。如果不采取一定的污染防治措施,将对保护区域的生态环境产生不利的影响。向北渗透的河流西溪水网属于运河水系。地域内主要河流由西向东为西溪、严家港,由南向北为五常港、蒋村港、紫金港,这些河流最终向北汇入余杭塘河。同时,区内河网密布,池塘众多,水面率高达50%,河流总长约100km,大小水塘1.1万多个,水网密度高达25km·km-2,地表水总量约500万m3,地下浅层水也十分丰富,具有典型的江南水乡和湿地特征。湿地区域水体污染现状几十年来,由于工业、生活污水直排,种植业、养殖业面源污染淋洗进入水体,从而使西溪湿地的水体环境质量水平大大下降,溶解氧严重偏低,高锰酸盐指数偏高,非离子氮含量较高,富营养化严重,自净和更新能力极差,湿地功能已大大退化。据浙江省环境保护科学设计研究院2004年对其水环境监测结果表明,西溪湿地区域内水体污染严重,各个断面均有指标超出Ⅴ类水体标准,其中秋雪庵和朝天莫港水质相对最优,上游沿山河和下游余杭塘河的水质相对最差,总体水环境质量超Ⅴ类标准,就水质指标而言,超标项目主要集中在石油类、总磷、总氮和氨氮(图1)。2006年7月,为调查西溪湿地水环境污染现状,对西溪湿地一期保护区域内的上游、下游及鱼塘水体进行了检测分析(表1)。由表1可知,保护区域内的水污染以有机物为主,氨氮、总磷、总氮严重超标,BOD5、CODMn不同程度污染,按照《地表水环境质量标准》,大部分检测值属劣Ⅴ类水质。表明西溪湿地经规划保护后,通过缩减人口、截污纳管等措施的环境综合治理,水质有所改善,但仍呈重度富营养化状态,与规划要求全部水体按Ⅲ类水标准执行尚有较大差距。湿地生态恢复服务的相关规定西溪湿地水体污染的防治,需要从整体上统筹考虑、综合配置。在加强设施建设、排污纳管工作,制定相关法律,加大宣传教育、监督管理力度的基础上,根据生态学原理,采用水体生物-生态修复技术来提高湿地自身水质净化能力,促进湿地生态恢复和建设进程,才能从根本上治理其水环境污染,并积极发挥城市湿地生态服务功能。水体净化技术生物-生态修复技术是指利用培育的植物或培养、接种的微生物的生命活动,对水中污染物进行转移、转化及降解,从而使水体得到净化的技术,主要包括生物膜法处理技术、人工湿地处理技术、土地处理技术、生态浮岛处理技术等。而依据西溪湿地的环境条件、水文状况及污染特征可选择人工湿地、生态浮岛及健康养殖为净化处理的主要技术,对西溪湿地的污染水体进行综合有效的生态治理。生态浮岛及湿地措施2007年1月,为了分析生物-生态修复技术对西溪湿地水体的净化作用,选择其望芦桥西北侧的4个鱼塘作为水体生态治理的试验示范区域,面积12414.1m2,(其中位于望芦桥东南侧的1个鱼塘作为对照塘)。在连通塘间水系、加强塘岸绿化的基础上,对其水体进行生物-生态净化处理,包括:(1)生态养殖———适量放养花鲢、白鲢、螺蛳、河蚌、青虾;(2)人工浮岛———布置以PVC管为框架的生态浮岛500m2,并栽植观赏性强的蔬菜、花卉等植物;(3)人工湿地———建造以袋装沸石为下层填料、散铺煤渣为上层填料,并栽植芦苇的潜流型人工湿地490m2,待整个系统构建完成并运行稳定后,于2007年7月17日开始,每隔15d定期进行水质检测。从监测结果分析,与同一检测日期的对照塘水体相比,处理塘的各个水质指标都有不同程度的提高,尤其是随着生态治理时间的延长,差异更加显著;同时还发现,对照塘的水质也有一定程度的改善,但其净化进程缓慢且易反复,大部分检测指标仍属Ⅳ、Ⅴ类地表水标准阈值;相反,虽然由于气温变化、采样操作等原因,处理塘的水质指标偶有反弹变劣现象,但其总体净化作用快速而较稳定,大部分检测指标均有明显的改良,其中CODMn、BOD5、氨氮的检测值已达到Ⅱ、Ⅲ类水标准,BOD5指标在2007年8月30日、9月15日2次检测时均达到Ⅰ类水标准,说明水体生物-生态修复技术成效良好(图2)。水体生物-生态修复技术西溪湿地经过规划整治、生态恢复,虽然水环境质量已有所提高,但因其本身水污染的严重程度及相邻污染源的存在,水质污染治理任务仍显艰巨。如果仅仅凭借湿地公园环境保护及生态系统自然恢复,很难在规划期限内达到退化湖滨带生态系统重建的要求和目标。本文借鉴西溪湿地水质监测资料及水体净化相关文献报道,提出了在加强各类配套设施建设、加大宣传教育力度的基础上,依据其水体污染特征及湿地功能属性,采用水体生物-生态修复技术以提高其水质的净化效果和速度。同时,在西溪湿地区域的相应试验亦取得了良好的示范效果,如果得以推广应用,不但可有效提高其水环境质量,更可因提高观赏程度及产出优质水产品而取得可观的经济效益,真正实现生态、社会、经济效益俱佳的目标。(1)要利用池塘来改造更成等驳岸来维护湿地外环境环境人工湿地具有建造成本较低、运行费用很低、出水水质良好、操作过程简便、周边环境美化等特点。可利用西溪湿地现有池塘,并辅以水流调节装置改建而成,主要用于强化面源污染治理功能,如鱼塘水净化。景观效果可根据需要种植观赏植物或鱼草饲料植物,也可生长自然乡土植物,用于保护生物多样性。(2)是用和重要意义生态养殖是渔业发展的必然趋势,对防治鱼类病害、提高水产品质量、净化池塘水质均有积极作用和重要意义。应根据西溪湿地水体污染特征及净化功能适量放养本地滤食性鱼类、摄食底栖动物的鱼类、刮食有机碎屑与固着藻类的鱼类及螺、蚌等软体动物,在基本封闭的水环境中布置一定的动物种群,形成复合立体化养殖,在有利于平衡的生态系统中进行养殖,降低水体污染程度。(3)水生植物系统优化人工浮岛因具有净化水质、创造生物的生息空间、改善景