賀海戰(zhàn)， 馬 超， 張清清， 惠 筠＊

（河南省水產(chǎn)科學研究院， 鄭州 450044）

河南省共有各類型水庫2355座。 其中大型水庫27座，中型水庫98座，其余為小型Ⅰ類、小型Ⅱ類水庫，水面面積約1093 km2。 目前，由于水資源短缺，河南省大、中型水庫除防洪、灌溉功能外，更為重要的是城市供水水源，社會影響很大。 大多數(shù)大、中型水庫建成年代久遠， 且年調節(jié)或多年調節(jié)的長期運行模式導致沉積物的淤積情況較為嚴重[1]。水庫底部沉積物中的氮、磷、有機物、Fe、Mn、重金屬等在厭氧環(huán)境條件下釋放進入水體可能會引發(fā)一系列問題，如水體富營養(yǎng)化嚴重，夏、秋季引發(fā)藻類爆發(fā)；底部水體出現(xiàn)季節(jié)性缺氧或無氧狀態(tài)；水質惡化，呈現(xiàn)出周期性的高強度污染等[1]。 另外，入庫支流沿河廢水與生活污水的排入，和沿線農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中農(nóng)藥、化肥等的流失，均會導致點源和面源的嚴重污染，使得庫區(qū)水體中的氮、磷營養(yǎng)鹽濃度升高，增大了水質保護的壓力[2]。 若不采取有效措施加以控制，局部庫灣水體將面臨富營養(yǎng)化的風險， 進而引發(fā)突發(fā)性水庫水質污染事件，可能嚴重威脅城市供水系統(tǒng)的安全[1,3]。 目前， 水庫水質污染與富營養(yǎng)控制已成為當前城市飲用水領域重要的研究課題[1,3]。 生物操控技術是控制水體富營養(yǎng)化和生態(tài)恢復常用的技術之一， 可以通過補充完善污染水體中缺失的食物鏈， 來達到調整失衡生態(tài)、重建和穩(wěn)定生態(tài)系統(tǒng)的目的[4,5]。

國外從20世紀80年代末期開始對上述問題進行研究，目前已有許多湖泊、水庫通過生物操縱達到生態(tài)恢復和水質改善的案例。 國內則是在近幾年才開始進行相關研究，尚未形成系統(tǒng)的研究成果，在水源水庫水質污染控制技術方面更是處于起步階段[1]。要保證城市供水安全， 就需采用科學的方法和技術來控制污染、改善水質，同時研發(fā)適應性強、效率高、見效快的控制技術與方法， 以期實現(xiàn)城市水源的可持續(xù)開發(fā)與利用[1]。因此，有序利用水體和漁業(yè)資源，增強其生態(tài)環(huán)境與生活服務功能， 是漁業(yè)工作者的重要任務。 本文從生物調控方面介紹水源地水庫富營養(yǎng)化的控制方法，以其為實際工作提供參考。

1 水生植物操控修復技術

水生植物在生長過程中能有效吸收水體中氮、磷等營養(yǎng)物質，抑制浮游藻類的生長；且能攔截外源污染物，有效控制底泥中污染物的釋放。 通過定期收獲水生植物帶走營養(yǎng)物質的方法對富營養(yǎng)化水體進行修復，具有成本低、能耗低、高凈化效果等特點。

1.1 挺水植物

挺水植物中的黃菖蒲、石菖蒲、黑三棱和常綠水生鳶尾，對水體中TN的去除率能達到40%以上，對TP的去除率能達到50%以上[6]。 徐秀玲等通過研究香蒲、鳶尾、菖蒲在不同程度的富營養(yǎng)化水體中的生長狀況和對氮磷的去除程度來判斷對水體的修復效果[7]。 在高濃度下，挺水植物對水體TN的去除率為香蒲(74%)＞鳶尾(69%)＞菖蒲(54%)；對TP的去除率為鳶尾＞香蒲＞菖蒲， 且鳶尾的處理效果在70%及以上[6]。研究得出， 鳶尾對不同程度富營養(yǎng)化水體中TN、TP的去除效果都較為明顯， 可以被廣泛應用于富營養(yǎng)化水體修復領域[6,7]。

1.2 漂浮植物

在水體富營養(yǎng)化治理中應用最多的漂游植物是黃花水龍和風眼蓮[6]。 夏季，黃花水龍對水體中TN的去除率可達60%，對TP的去除率達25%；冬季對TN、TP的去除率均能達到20%以上。 潘保原等對鳳眼蓮、水芙蓉和蓮花竹對水體凈化效果的研究表明，30 d后鳳眼蓮對TN、TP的去除率最高可達80%～90%左右，在三種漂浮植物中凈化效果最好[8]。 鳳眼蓮不僅是一種理想的水體修復植物，還是重要的觀賞植物，因此在處理富營養(yǎng)化水體中被廣泛應用[8]。

1.3 沉水植物

對富營養(yǎng)化水體中N、P具有凈化作用的沉水植物有苦草、黑藻、金魚藻、伊樂藻、狐尾藻、菹草等[6,9]。金魚藻和伊樂藻對富營養(yǎng)化水體的中氮、 磷的去除較為明顯，可達60%以上；苦草、黑藻、狐尾藻、菹草對氮的去除率均達到40%以上， 對總磷的去除率達45%以上；其余沉水植物在20%以下[6,9]。 高鏡清等研究了五種沉水植物對東湖富營養(yǎng)化水體的處理程度，其中金魚藻春、夏的增長率分別達125%和55%以上，生長狀況最好，且對TP的春、夏兩季的去除率均達90%以上[10]。 研究表明，金魚藻是一種較有前景的修復型沉水植物， 其對富營養(yǎng)化水體的營養(yǎng)源有明顯的去除效果[6,10]。

2 水生動物操控修復技術

2.1 底棲動物操控修復技術

濾食性軟體動物如三角帆蚌、珍珠貝，在濾水的過程中能迅速積累多種污染物，如重金屬、營養(yǎng)鹽、有機氯殺蟲劑和碳氫化合物等[11]。 大型濾食性底棲動物如河蚌，對水體中有機顆粒的濾食效率較高，能在生長中大量攝食有害浮游植物， 從而直接降低水體中浮游植物的細胞密度； 河蚌代謝產(chǎn)生的排泄物可加速水體中有機顆粒的沉降, 快速提高水體透明度,增加下層水的溶解氧[12]。

2.2 鰱、鳙魚操控修復技術

通過直接攝食大型藻類(如微囊藻等)，鰱、鳙能有效控制藻類生物量[13,14]。劉其根對千島湖的研究表明， 在不控制外來污染源的前提下僅大量增加水體中的鰱、鳙，就可以成功預防千島湖水華的再發(fā)生，同時可以改善多項水質指標(透明度、 葉綠素a、pH值、TP和COD 等)和控制該水源地的藻類生物量[15]。因此， 水源地水庫的漁業(yè)發(fā)展模式應該在保護水質的前提下實施環(huán)境友好型的漁業(yè)發(fā)展模式[16]。 目前河南省水源地水庫均采用每年對鰱、鳙魚定時投放、定期捕撈，即“輪捕輪放”的漁業(yè)生產(chǎn)方式，利用鰱、鳙魚的濾食來控制水庫水體生態(tài)系統(tǒng)中浮游生物群落，達到改善修復水質的目的。

2.3 食魚性魚類操控修復技術

通過在水庫中投放食魚性魚類（兇猛性魚類）來減少水體中以浮游生物為食的魚類， 從而增加浮游動物數(shù)量來遏制水體中的藻類生長， 以起到提高水體透明度的作用[16]。 因為浮游動物只能控制細菌和小型藻類等，因此這種操控技術有一定的局限性，所以應結合鰱、 鳙魚操控技術來控制水體中的大型藻類（微囊藻）和絲狀藻，達到修復水庫水質的富營養(yǎng)化的目的[16]。

生物操縱技術在水源地水庫中應用較廣泛，對河南省富營養(yǎng)化水庫治理有重要意義。 在實際工作中應首先對水庫生態(tài)環(huán)境進行基礎調查以了解水庫水質狀況和營養(yǎng)水平， 然后根據(jù)水庫的富營養(yǎng)化程度有針對性的實施不同的生物操縱技術， 從而安全有效的防治水源地水庫富營養(yǎng)化。 在應用過程中還可以采用水生植物種群維護和鰱、 鳙放養(yǎng)相結合的能有效保持水源地水庫持續(xù)健康的發(fā)展[16]。