贵州红枫湖、白花湖富营养化评价

贵州红枫湖、白花湖富营养化评价

红峰湖流域位于贵州高原中部。长江第二支流猫跳河上游的第一个和第二个富源水库（红枫湖和白虎湖）面积为1596公里。它是贵州省经济最发达的地区之一，也是贵州省发展最快的地区之一。资源、人口、矿区和城市分布集中在贵州省中部地区，对贵州中部地区具有极其重要的经济战略。红枫湖1960年建成,是贵州最大的人工湖泊之一,于1988年被国务院批准为国家级风景名胜区。近40多年的发展使红枫湖从建库时单一的调蓄功能扩展为具有供水、发电、防洪、工农业用水、饮用水源、养殖、旅游、水上运动、调节自然生态环境等多种功能,特别是西郊水厂的建设,红枫湖又成为贵阳市的饮用水源地之一。在20世纪90年代中后期,由于工业废水、生活污水、旅游业、农田径流、暴雨径流、湖底沉积物释放的营养物质及有机物质。尤其是湖区内网箱数量的增加,使水体污染加剧,水质不断恶化,富营养化程度的加重;同时突发性的污染事故及水华现象经常发生,严重地制约了区域社会经济发展和水资源的的可持续发展利用。虽然政府已正式颁布并实施《贵州省红枫湖、百花湖水资源环境保护条例》、《贵州省红枫湖、百花湖水资源环境保护总体规划》,各级环保部门也逐年加大了环保监控及执法力度,但由于历史原因和该湖是多功能性水体,环境保护与社会经济建设之间日益突出的矛盾,至今仍未得到有效的治理。1湖库富营养化评价本文拟选用营养状态指数法、营养度指数法和评分法作为我省湖泊富营养化程度评价的基本方法。红枫湖、百花湖是两个人工湖库,与我国大多数的天然湖泊特点相同,但在湖盆形状和水动力学(湖水面积、水深和流速等受人工调节控制)等方面虽然与天然湖泊有差异,氮盐过剩而磷盐不足,氮磷比大于14,属磷控制性湖库,它们既符合我国推荐的上述评价法(仅限于磷控制湖库的前提条件)要求,同时也都是浮游植物类型的富营养化湖库;所以两湖采用能够比较全面、系统地反映湖泊营养状态的综合营养度指数(ComprehensiveTrophicLevelIndex,TLIc),即营养度指数法(AHP-PCA模式)进行富营养化综合评价。从表2看,红枫湖、百花湖的营养状态从轻度富营养降为中营养,这表明在撤除网箱养鱼后,水质趋于好转。2饵料组成网箱养鱼是近20年引进和逐渐发展起来的一项新兴的养鱼方式,但网箱养鱼的投饵饲养,又对水环境造成一定程度的污染(见表3)。据省农业厅资料表明,饵料主要由有机饲料(豆饼、玉米)、微量元素(钙、磷)、维生素等组成,其中含粗蛋白30%,含氮量占总量的4.5%,含磷量占总量的7%。目前,国内湖库区人工养殖的饵料系数达3.0～4.0,饵料利用率一般为40%～80%,最低剩余饵料散失率为15%,随着养殖业的发展,人工投放的未被鱼类食用的饵料以及鱼类的排泄物给水体带来了大量的氮、磷,成为水体富营养化的又一来源。3非点源和环保点源情况红枫湖、百花湖污染源排污情况分别见表3和表4,其污染源污染物入湖量排序如下:红枫湖——CODCr:非点源占84.3%(其中网箱养鱼排污量占非点源41.3%)>点源占15.7%;TN:非点源占51.0%(其中网箱养鱼排污量占非点源19.0%)>点源占49.0%;TP:非点源占79.6%(其中网箱养鱼排污量占非点源84.8%)>点源占20.4%。百花湖——CODCr:非点源占65.8%(其中网箱养鱼排污量占非点源9.8%)>点源占34.2%;TN:非点源占91.6%(其中网箱养鱼排污量占非点源4.3%)>点源占26.2%;TP:非点源占73.8%(其中网箱养鱼排污量占非点源62.7%)>点源占26.2%。由此可见,非点源及其中的网箱养鱼业所输入TN和TP对红枫湖、百花湖造成的污染影响最大。4两湖网箱养殖的污染源主要来源红枫湖、百花湖水面投饵养殖业从1987年开始出现,最初,在岸边进行。1990年,仅有几亩养鱼网箱。为了实施菜篮子工程,解决城市居民吃鱼困难,开始发展投饵养殖业。以后,陆续在清镇火电厂热水排水口以下建立了固定式温水养鱼场以及浮动式网箱,到1994年有20001m2(800箱),主要分布在北湖大坝以南至花鱼洞一带。1994年发生死鱼事件之后,红枫湖网箱主要集中到后五至后二、花鱼洞和大坝以西一带水面,但据不完全统计,网箱养鱼面积在1995年增加到34000m2(1360箱),年产鱼量0.2万t,1996年则达到40000m2(1600箱),年产鱼量达0.65万t,年投饵约1.5万t,产值约5000万元。在投饵养殖过程中,鱼体所排泄的粪便及投饵过程中所散失的饵料直接排入水体,其中含有大量的营养元素和有机物,是两湖发生局部地区富营养化的主要污染源之一。两湖网箱养鱼所产生的氮、磷负荷见表5。红枫湖、百花湖是贵阳市的饮用水源地,为确保两湖水质,我省于1996年就制定实施了《红枫湖百花湖水资源环境保护条例》。条例明确规定,在两湖饮用水源保护区内禁止投饵养殖。[LL]自1999年7月,根据《贵州省红枫湖、百花湖水资源环境保护条例》,在两湖地区开展污染治理工程,重点整治两湖周边的污染源治理工程,由于目前已经实施了3期污染源限期治理工程,在一定程度上削减了氮、磷等污染物入湖负荷。据2000年调查,在红枫湖一级保护区水体中的DO、TP和TN等指标值略呈下降趋势(见图1),这说明两湖实施3期污染源限期治理工程后,两湖的水质在一定程度上得到了改善,但由于两湖目前尚未彻底拆除投饵养殖业,形势仍然十分严峻,水污染控制任重道远。省环境监测中心站2004年1～7月对两湖的水质监测结果见表6。从表6中的数据来看,2004年1,2,3,5,6,7月份,红枫湖水源一级保护区取水区(后午)的水质较差,均达不到规定水质类别(《地面水环境质量标准》(GB3838-2002)Ⅱ级标准),只有4月的水质能达到规定水质类别;而百花湖取水区贵铝泵房都达不到规定水质类别要求。由于水库网箱养鱼带来的水库水质的恶化,必然影响水库及其周边地区生态环境的平衡,将给整个地区经济的可持续发展造成长期的负面影响。这一点从红枫湖自1994年以来频发死鱼等事故就可知道投饵养殖的弊病。从表7可见,红枫湖、百花湖若把网箱全部撤除后,DODCr、TN、TP都呈下降趋势,其中主控污染因子TP的下降趋势特别明显。所以,红枫湖、百花湖只有彻底全部拆除投饵养殖设施,尽可能的治理两湖流域的重点污染源,其水质才可能有好转的希望。5微囊藻毒素微囊藻水华是世界各国湖泊、池塘中分布广,持续时间长的一种产毒藻类水华。这类藻类产生的微囊藻毒素(Microcystins)是结构为环状七肽的小分子,它们存在于蓝藻的微囊藻属(Microcystis)、鱼腥藻属(Anabaena)、颤藻属(Oscillatoria)及念珠藻属(Nostoc)的某些种或品系中。微囊藻毒素的毒性作用最常见的表现是引起急性肝中毒。微囊藻毒素进入生物体内对蛋白磷酸酶1和2A起抑制作用,从而被认为是促肝癌剂。最近几年的研究认为微囊藻、节球藻(Nodularia)等产毒藻类产生的微囊藻毒素和节球藻毒素(Nodularin)是现在促癌剂中促癌力较强的毒素。此类毒素化学结构较稳定,能够在浮游动物和鱼体内富集和残留,并能通过生态系统、食物链对人类造成潜在威胁,WHO暂定饮用水中微囊藻毒素的卫生标准为1ug/L。根据贵州省环科院2001～2003年的调查结果表明,红枫湖、百花湖存在一类毒性较高的有毒藻类Microcystis,其现存量为2.63×104群体/L,微囊藻毒素的总浓度为0.07988μg/L(将军洞),为RR微量毒素;百花湖茶饭寨处的微囊藻毒素总浓度为0.07148ug/L,因两湖(尤其是红枫湖)是贵阳市的饮用水源地,其水质的好坏直接影响人们的身体健康,应引起高度重视。投饵养殖使水体局部富营养化,藻类大量异常增殖,其产生的毒素会危害人类和动物的健康。6两湖环境质量方面6.1在网箱养鱼过程中,鱼体所排泄的粪便及投饵过程中所散失的饵料(含有大量的营养元素和有机物)直接进入水体,造成水体的污染,是两湖发生局部地区富营养化的主要污染源之一。6.2在依据《中华人民共和国水污染防治法》等有关法律法规划定的饮用水水源保护区,应全面纳入政府的法制轨道,依法按照相关的水资源环境保护条例进行管理。6.3对已划定为饮用水水源保护区的环境保护工作应纳入省、市、区、乡长环境目标责任制;同时,各级人民政府主管部门应协同做好有关监督管理工作,并对区域内涉及饮用水水源保护区的环境质量负责。6.4为了保护饮用水源地,在作为饮用水源功能的红枫湖和百花湖内,严禁网箱养鱼,并限制旅游业的发展。6.5开展区域环境治理,修复区域生态环境。6.6加强科技投入,依靠科学管理。(1)在做好流域内社会、经济发展规划的同时,也要进行环境保护规划工作,既要考虑区域社会、经济的发展,又要维护饮用水水源地生态环境的良性循环,以实现区域社会、经济、环境效益的协调统一。(2)加强饮用水水源保护区范围内的水质监测,及时了解饮用水水源地的水质状况及动态情况,了解饮用水水源保护区范围内的水环境质量和生态环境状况。(3)根据两湖的水环境容量,流域内全面推行排放水污染物总量核定制度。对超标排放水污染物的重点排污单位,应限期治理。对集约化畜禽养殖业、沿湖滨宾馆、饭店排放的污染物必须达到水环境容量的总量控制要求。(4)对于流域内的新、扩、改建设项目,按项目审批程序严格审批,按《建设项目环境保护管理办法》管理,但不能增加总量控制单元核定的污染物总量。(5)加强城镇污水处理厂的建设,控制生活污水的污染物入湖负荷。6.7在不作为饮用水源水源地的湖库区网箱养鱼和水库大水面渔业持续发展的思路。(1)把水库网箱养鱼和水库大水面渔业与水库生态作为一体,各物质