貴陽地區(qū)重要飲用水源地紅楓湖、百花湖水體污染事件調(diào)查

紅峰湖和白虎湖（以下簡稱“兩個湖”）是連接烏江水系和貓?zhí)拥牡谝粋€和第二個富松水庫。它集供水、發(fā)電、灌溉、水產(chǎn)養(yǎng)殖、防洪、旅游、自然生態(tài)等七個職能于一體。貴州省中部地區(qū)具有重要的經(jīng)濟戰(zhàn)略和經(jīng)濟貿(mào)易戰(zhàn)。1995年11月28日,貴州省第八屆人大常委會第十八次會議通過的《貴州省紅楓湖、百花湖水資源環(huán)境保護條例》規(guī)定:“兩湖的水資源首先滿足城鄉(xiāng)居民生活用水,統(tǒng)籌兼顧工業(yè)、農(nóng)業(yè)用水和旅游的需要?！边@進一步明確了兩湖的主要功能為生活飲用供水,是貴陽市兩城區(qū)、白云區(qū)及清鎮(zhèn)市的主要飲用水源地。自1994年9月以來,兩湖多次出現(xiàn)周期性的水質(zhì)惡化現(xiàn)象和重大污染事故,造成較大的經(jīng)濟損失,給人民生活造成了不利影響,巳成為社會和公眾頗為關(guān)注的問題。1水污染已經(jīng)發(fā)生多年，而且1.11直接經(jīng)濟效益自9月20日開始,紅楓湖、百花湖先后發(fā)生大面積水體變色,網(wǎng)箱死魚2.3×105kg,直接經(jīng)濟損失約3.80×106元。據(jù)有關(guān)調(diào)查結(jié)果表明:死魚區(qū)及其附近水域水色呈暗褐色,pH值下降,溶解氧含量降低,亞硝酸鹽氮濃度增高;死魚的主要原因是水體缺氧。1.21水質(zhì)標準的測定9月22日,紅楓湖周期性出現(xiàn)“黑水”,水質(zhì)情況與1994年同期相似,由于掄救及時而未造成重大損失。大壩處湖水的總磷為0.69mg/L,超當時執(zhí)行的GB3838—88《地面水環(huán)境質(zhì)量標準》Ⅲ類水質(zhì)標準12.8倍,(超現(xiàn)行的GB3838—2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》Ⅲ類水質(zhì)標準5.9倍),溶解氧為1.69mg/L,飽和率僅達11%。下泄黑水的過濾物為棕褐色,經(jīng)鏡檢主要由有機質(zhì)、細菌菌團、原生動物和藻類等浮游動、植物殘體組成。1.31紅楓湖水質(zhì)調(diào)查評價6月上、中旬,紅楓湖突然出現(xiàn)大面積藍、綠藻水華,總氮、總磷檢出值分別為2.41~3.46和0.137~0.143mg/L。7~8月,藻類生物細胞數(shù):紅楓湖南湖西郊水廠取水口水域達4.50×106個/L,北湖太陽島附近為2.00×106個/L;9月份葉綠素a均值:南湖西郊水廠取水點水域22.97mg/m3,北湖太陽島9.47mg/m3;透明度:南湖水廠取水口水域1.62m,北湖太陽島1.84m。6~10月的12次監(jiān)測數(shù)據(jù)表明:紅楓湖6個代表點位的總氮、總磷和溶解氧濃度超標,按當時執(zhí)行的GB3838—88衡量,水質(zhì)實達類別為Ⅳ、Ⅴ類或劣于Ⅴ類。綜合營養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)達60.2,屬富營養(yǎng)化水體。最嚴重的水域是南湖投餌水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)下游方向的西郊水廠取水口附近,其次是中湖區(qū)花魚洞和北湖的太陽島附近。1.41997年3~4月,紅楓湖南湖兩岔洞及其以北出現(xiàn)水華。9月18日,一夜之間湖水驟然變色。水華與1994、1995年湖水變色時雷同。1.51水藻細加過水3、4月上旬,紅楓湖出現(xiàn)罕見的大面積水華束絲藻水華,在兩岔洞(即三岔河)至南湖中心附近水域,水藻集中在表層,厚0.5m左右,幾成藻漿。1.61水華氧下降6月20日開始,在長時間晴朗暖熱天氣之后,驟然連降大到暴雨,移至紅楓湖南湖揚塘湖灣水面的132個養(yǎng)殖網(wǎng)箱,由于湖水突然變色,發(fā)生水華,溶解氧下降,網(wǎng)箱中喂養(yǎng)的大小魚兒幾乎全軍覆沒,死魚超過2.0×105kg,經(jīng)濟損失慘重,重蹈了1994年的覆轍。1.721000年10月2~3日百花湖水體變?yōu)榘底厣?.82001年10月3日,百花湖水體開始變色,至10月7日最為嚴重,直到10月13日才有所減輕。最嚴重的范圍是煤土灣至大壩一帶。1.92年至2002年年月,“水華”痕跡2002年10月7~8日百花湖蔣家鋪子一帶水面發(fā)生水華,不時延至11月中旬,當時上述地區(qū)仍可見到“水華”殘跡。爾后,又不時出現(xiàn)水華,至2003年元月,在上述地段還可見到“水華”蹤跡。據(jù)有關(guān)人士調(diào)查,2006年百花湖觀音山莊附近水域水的透明度僅1m左右。2水體污染事件的反思幾年來,為保護兩湖水體,政府已投資上千萬元,雖然在主觀上做出了很大的努力,投入了不少的人、財、物力,取得了一定成效,但始終未能遏止水體污染事件的連年發(fā)生,這不得不引起我們的反思,由此,做如下討論。2.1兩湖水體污染的進程兩湖水體污染事件的發(fā)生不是一個偶然現(xiàn)象,有其長期發(fā)生、發(fā)展的過程,這是一個漫長的歷史過程。根據(jù)對兩湖沉積物絕對年齡的測定及其污染物成分、特征的研究,從水庫建成之日起,污染就開始產(chǎn)生了,只是在初期階段,由于人類生產(chǎn)、生活活動的強度不大,對兩湖水體未造成明顯影響,水體水質(zhì)的變化難以察覺而已。但從20世紀80年代中、后期開始,在對兩湖水體的開發(fā)強度未進行科學規(guī)劃和論證的情況下逐年加大了開發(fā)力度,特別在1990年前后大力發(fā)展投餌養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè),結(jié)果加速了兩湖水體污染的進程,終于在1994年9~10月發(fā)生了嚴重的水污染事件。在貴州省環(huán)保局組織的專家會議上,絕大多數(shù)專家認為,這是長期污染的積累造成的:冰凍三尺,非一日之寒。2.2水體富營養(yǎng)化的意義兩湖的水環(huán)境質(zhì)量逐年惡化,是貴州水庫水環(huán)境質(zhì)量由好變差過程的典型演示。我們可以從中得到許多啟示,許多問題發(fā)人深省,總結(jié)其中的經(jīng)驗教訓,首先要提高認識,提高對環(huán)境客觀現(xiàn)實及其本質(zhì)而不是表面現(xiàn)象的認識.“人類控制自然,不是依靠力量,而是依靠認識。”客觀上,新的環(huán)境問題會不斷出現(xiàn),我們必須不斷地發(fā)現(xiàn)新問題,解決新問題。水體富營養(yǎng)化問題的產(chǎn)生,是緩流水體自然演變的結(jié)果,人類生產(chǎn)開發(fā)活動的影響是不可回避的事實。當河流上的水庫建成之時,原先奔騰咆哮的河流變成了平如鏡面、寬闊無比的水面,永遠失去了往日的喧嘩,此時水資源的可利用程度大大提高。但各類生產(chǎn)、生活、旅游設(shè)施在水庫水面及岸邊或近岸地帶卻蜂擁而至。由于人群大量聚集,排入水庫的各類污染物數(shù)量成倍增長,這是水庫水體加速發(fā)生富營養(yǎng)化的重要原因,也是大自然對人類生產(chǎn)開發(fā)活動的報復。水體富營養(yǎng)化是繼水體重金屬污染之后出現(xiàn)在人類面前的又一個新的重大的水環(huán)境問題,它是隨著社會經(jīng)濟的長足發(fā)展、城市的不斷擴張、人口的快速增長悄然而至的。它是長期的環(huán)境效應(yīng)造成的后果,在短期內(nèi)難以察覺,只有當人們驚回首時,才發(fā)現(xiàn)富營養(yǎng)化的災(zāi)難己經(jīng)降臨了人間。1994年9~10月水污染事故的發(fā)生給人們敲起了警鐘,1996年6月“水華”的出現(xiàn),人們不得不重新認識兩湖,發(fā)生富營養(yǎng)化的客觀現(xiàn)實使人們開始調(diào)整思路,兩湖的水環(huán)境保護及其研究進入了新的階段。2.3水體富營養(yǎng)化效應(yīng)水體富營養(yǎng)化是兩湖當前及今后相當長時間內(nèi)存在的主要水環(huán)境問題,它是貓?zhí)痈闪魉畮旎?水環(huán)境質(zhì)量發(fā)生蛻變的必然趨勢。1994年以來,兩湖數(shù)次發(fā)生較大的所謂“黑水”及“缺氧反應(yīng)”事件,都是已經(jīng)富營養(yǎng)化的兩湖水體出現(xiàn)的“等溫對流”加沉積物的二次污染,造成水體耗氧、缺氧、變色、死魚等。由于整個流域區(qū)及湖濱周邊工業(yè)、生活、旅游帶來的污染以及湖面投餌養(yǎng)魚直接排污的疊加,加快、加重了兩湖水體的富營養(yǎng)化進程。截至2002年,兩湖水體的總磷、總氮、凱氏氮、透明度、溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、生化耗氧量、氨態(tài)氮等都有不同程度的超標,水質(zhì)達不到水域功能區(qū)規(guī)定的水質(zhì)類別,實達類別多為Ⅳ~Ⅴ類,甚至劣於Ⅴ類。投餌養(yǎng)殖(包括網(wǎng)箱、溫流水、圍欄、圍網(wǎng)養(yǎng)殖等)對兩湖水體的危害最大,較大的死魚事件都與投餌養(yǎng)殖有直接關(guān)系。投餌養(yǎng)殖是氮、磷污染物的排放首戶,且直接排入水體,危害程度高,現(xiàn)雖已全部拆除,但其造成的嚴重潛在影響仍然存在。水生生物調(diào)查結(jié)果:1997~1998年間,以藍藻占優(yōu)勢,而自1998年5月之后,湖中放養(yǎng)了鰱、鳙魚苗,大型的水華藻類數(shù)量趨于減少,但又出現(xiàn)了大量耐污小型藻類,預示著水體向富營養(yǎng)化更為嚴重的方向發(fā)展。按生物多樣性指數(shù)D值評價,屬重度富營養(yǎng)化;按水生生物綜合評價,兩湖總體已進入重度富營養(yǎng)化階段。兩湖富營養(yǎng)化氮、磷為控制因子,其中主控因子為磷。AGP(藻類增長潛力實驗)實驗結(jié)果表明,磷作為藻類生長限制因子的生長閾值濃度為0.025mg/L。參考國內(nèi)外研究報道,采用沉積物有機指數(shù)評價,沉積物的有機污染已達到嚴重程度;引用湖泊沉積物有機氮污染評價標準,兩湖表層沉積物中有機氮污染亦達到相當嚴重程度。實驗表明,紅楓湖、百花湖中干沉積物平均密度為2.41g/cm3,堆積速率平均0.17g/(cm2·a),到2002年,平均堆積總厚度分別為23~24cm和21~22cm。鮮沉積物堆積量分別為7.63×106m3和2.22×106m3,干沉積物分別為2.21×106t和6.5×105t。紅楓湖污染物累積量總磷約2600t,總氮約7300t,有機碳約82000t,百花湖污染物堆積量總磷約800t,總氮約2500t,有機碳約31000t。沉積物中總磷平均含量1300~1500mg/kg,表層最高可達2300~3040mg/kg,沉積層以上5.1cm厚的水體懸浮層,總磷含量最高可超過3390mg/L。與國內(nèi)10個富營養(yǎng)化嚴重的湖、庫總磷均值1792mg/L比較,兩湖沉積物具有較高的磷負荷。靜態(tài)下的釋放通量冬、春季最大,夏、秋季最小。沉積物中,磷主要以“活性”的形態(tài)存在,暗示兩湖沉積物磷的生物—地球化學循環(huán)可能對其水體富營養(yǎng)化水平造成重要影響。通過污染物收支計算,總磷、懸浮物、鐵、錳、氨態(tài)氮的滯留率超過80%或90%,總氮、高錳酸鹽指數(shù)、生化需氧量在50%~80%之間。由于主要污染物通過生物富集和沉降等作用大部分進入沉積相,故而有時在水體水相中污染物濃度不高,但這并不能說明水體的富營養(yǎng)化已得到有效控制,因為大部分或絕大部分污染物進入沉積物,形成了隨時都有可能爆發(fā)危險的二次污染源,成了環(huán)境隱患。由上可見,兩湖水體屬有機污染,己達富營養(yǎng)化程度,正向重度富營養(yǎng)化發(fā)展。2.4文水水質(zhì)分析1994年死魚的直接原因是水體缺氧。水體缺氧與沉積層及其以上厚約5.1cm的懸浮層借水動力場的垂直交替,擴散至水體上層有關(guān)。1996年發(fā)生的水華,與投餌養(yǎng)殖有聯(lián)系,從水面漂浮物判斷水體流場發(fā)生了垂直交替運動。大面積水華,標志著兩湖水體的富營養(yǎng)化明朗化。1999年死魚的原因,網(wǎng)箱排布密度過大,加上天氣突降大雨,造成局部水域水體發(fā)生等溫對流(即垂直交替),水中溶解氧急劇下降,水體缺氧。綜合分析:每年9~10月或其他氣候突變時段為水污染事故多發(fā)期。事故發(fā)生時,因氣候原因水體上層水溫突然下降,造成水體上、下層水溫發(fā)生差異,導致溫度低、密度大的上層冷水團向下沉,致使水體動力場產(chǎn)生垂直交替,深色的含有大量有機質(zhì)及氮、磷污染物的表層沉積物隨著水溫高、密度小的下層水向上擴散,大量消耗水中溶解氧,造成水中溶解氧急劇降低,水色變黑,并有鐵、錳檢出。此時魚類就會大量死亡;而水華的發(fā)生則標志著富營養(yǎng)化達到了嚴重地步。2.5水體富營養(yǎng)化的治理對策國內(nèi)外的經(jīng)驗教訓告訴我們:治理富養(yǎng)化要有耐心,要有長期打算,不可能在很短的時間內(nèi)解決根本問題。過于急功近利,盲目樂觀,會走入誤區(qū)?？刂苾珊廴镜年P(guān)鍵是削減氮、磷入湖量,特別要削減磷的入湖量。要深刻汲取網(wǎng)箱養(yǎng)魚和溫流水養(yǎng)魚的嚴重教訓,對于所有形式的投餌養(yǎng)殖活動均應(yīng)及時、有效制止。兩湖漁業(yè)應(yīng)按照“自然放養(yǎng)、立體放養(yǎng)、適度放養(yǎng)”的三原則進行規(guī)劃、管理和發(fā)展。解決水庫水體富營養(yǎng)化的第二步,需對含氮、磷濃度高的沉積物進行清除,可按輕、重、緩、急的原則,量力而行。由于水庫建成時間較短,沉積物量小,目前還是易于清除的。對兩湖影響較大的重污染企業(yè),如在近期治理效果仍然較差,應(yīng)考慮實施關(guān)、停、并、轉(zhuǎn)、改、遷的措施。對于污染重,但一時很難實施關(guān)、停、并、轉(zhuǎn)的企業(yè),建議對其施工質(zhì)量低劣的越流排放管道進行改造,保證其能正常使用。有些把兩湖當作天然冷卻池的企業(yè),應(yīng)及早建設(shè)循環(huán)用水冷卻系統(tǒng),提高水的回用率。湖區(qū)周圍建立綠化隔離帶。在50~200m之內(nèi)不得再修建旅游、度假、培訓中心及各類生活設(shè)施。旅游配套設(shè)施的建設(shè)應(yīng)按“游覽在景區(qū)內(nèi)、吃住在景區(qū)外”的原則布局。流域內(nèi)特別靠近湖區(qū)的農(nóng)、牧場等農(nóng)業(yè)企業(yè)應(yīng)在結(jié)構(gòu)調(diào)整中進行改造,按生態(tài)學原理建設(shè)生態(tài)農(nóng)業(yè)、旅游農(nóng)業(yè)、觀光農(nóng)業(yè)、休閑農(nóng)業(yè)等。建設(shè)生態(tài)鄉(xiāng)(鎮(zhèn))和生態(tài)村。減少非點源對兩湖的污染負荷。分散旅游資源,應(yīng)按“誰保護、誰開發(fā)、誰投資、誰受益”的原則進行開發(fā)利用。3浮游動物環(huán)境變化監(jiān)測與分析在兩湖最寬水域適當增加監(jiān)測點位;根據(jù)兩湖水體富營養(yǎng)化特點調(diào)整監(jiān)測項目:常年監(jiān)測項目宜為水溫、氣溫、pH、透明度、溶解氧、葉綠素a、生化需氧量、總耗氧量、高錳酸鹽指數(shù)、氨態(tài)氮、亞硝酸鹽氮、凱氏氮,總氮、總磷、氟化物、糞大腸菌群。在1、4、7、10月份可適當加測氰化物、汞(百花湖)及某些重金屬等;有機碳(總耗氧量及高錳酸鹽指數(shù))、總氮、總磷為污染源必測項目。每隔4年左右,進行一次兩湖的有機碳、總氮、總