南四湖污染物排放对南水北调东线水质的影响及治理措施

赵群群,杨凯

摘要：南四湖是我国即将实施的南水北调东线工程中衔接南北的主要调蓄枢纽，具有重要的战略意义。南水北调东线工程面临的最重要的问题就是沿线的污染问题，建设成功与否直接取决于污水治理的成效。作为对南四湖的污染现状进行全面、系统深入的研究探讨，其研究结果对南四湖水环境污染综合治理和南水北调东线工程的实施有着极其重要的现实意义，并为南四湖入湖污染物排放控制和未来湖泊环境整治提供对策和决策依据。

关键词：南四湖；污染物排放；南水北调；治理

中图分类号：X524文献标识码：A文章编号：1006-4311（2010）08-0105-02

1区域环境状况

南四湖位于山东省西南部，是我国东部平原著名的浅水湖泊。作为华北地区最大的淡水湖泊，该湖泊总面积1097.6km2，流域面积达30453km2，平均水深1.46m，最大水深2.76m，湖泊容积为16.06亿立方米，湖岸线周长316.2km。湖泊的东西北三面承纳鲁、苏、豫、皖四省三十二县市的来水，入湖大小河流53条，皆属淮河水系。1960年在中部昭阳湖建立将南四湖一分为二的二级坝，形成了具有不同特征的两个湖域。至此，南四湖已成为具有很强水资源调蓄功能的水库型湖泊，并成为山东省重要的水源地。

自70年代以来，湖区工农业迅速发展，南四湖周边地区已成为华东地区重要的能源基地和农产品基地，排入南四湖的污染物逐年增多，生活污水、工业废水和农田灌溉回流水（含农药、化肥污染物）使湖中的有毒有害物质快速积累，水质污染严重。有关统计资料表明，目前南四湖大部分水域的水质低于国家地表水三级标准，有机物超标率达60%以上，湖泊富营养化程度严重，且有不断恶化趋势。靠近纳污河口的湖水水质大大超过五级标准，鱼虾绝迹，水生生物无法生长。水质恶化已对沿湖居民身体健康带来严重威胁，并影响到湖泊水资源的开发利用。

南四湖是我国即将实施的南水北调东线工程中衔接南北的主要调蓄枢纽，具有重要的战略意义。南水北调东线工程面临的最重要的问题就是沿线的污染问题，建设成功与否直接取决于污水治理的成效。南四湖是南水北调东线最重要的中间湖泊，为此对南四湖的污染现状进行全面、系统、深入的研究，其研究结果对南四湖水环境污染综合治理和南水北调东线工程的实施有着极其重要的现实意义和应用于社会经济建设的重大价值，并为南四湖入湖污染物排放控制和未来湖泊环境整治提供对策和决策依据。

2南四湖污染源

长期监测资料表明，南四湖主要13条入湖河流均呈程度不等的有机类型污染，化学耗养量超标率达92.3%，生化耗养量超标率为83.3%（济宁市环境质量年报1990-1995）。据1994年调查结果，济宁、枣庄、荷泽三地排放的污水总量为28.752×104万吨。这些废水大多未经处理直接排入河流最终汇入南四湖上级湖，这是导致上级湖水体整体恶化的重要原因。

河道污染物的输出实际上是流域点源和面源的表观产生量。根据分析比较有以下几个特点：①排污口排列密集，且多集中在城市区段，工业废水和生活污水混合排放，废水中污染物的种类多且浓度大；②排污口大多利用沟渠和河道，而城区重要污染源则利用地下管道；③排污口位置不当，设置混乱，其排放的废水已经严重影响水功能区的水质；④南四湖绝大部分乡镇企业污废水无正规排水出路，大多通过沟塘蒸发、渗入地下。

水体底泥污染，是世界范围内的一个重要环境问题：其污染物主要通过大气沉降、废水排放、水土流失、雨水淋冲与冲刷进入水体，最后沉积到底泥中并逐渐富集。此外，底泥又是底栖生物的主要生活场所和食物来源，污染物质可直接或间接对底栖生物或上覆水生物产生致毒致害作用。并通过生物富集、食物链放大等过程，进一步影响陆地生物和人类健康。

近二十年来，随着我国国民经济迅猛发展、城市化规模扩大，工农业污染物和生活污水排放量不断增加，水体污染日益严重。湖泊作为流域物质输移的归宿地，汇集了流域内大量污染物质，特别是众多的城郊湖泊，受人类活动影响剧烈，污染程度尤为严重。我国正在实施南水北调工程以缓解华北地区水资源紧张局势。山东南四湖作为南水北调东线工程的输水干线和调蓄站，其水质状况成为东线调水工程成败的关键。由于南四湖目前污染严重，底泥中氮、磷等污染物蓄积深度达10～15cm，而这一层沉积物与水体间存在频繁的物质交换，因此，将来东线调水工程实施后，即使外源污染被控制，底泥势必成为水体的污染源。为此山东省政府提出进行南四湖疏浚工程。

3南四湖水域污染控制与治理对策

根据多年来对南四湖水质的监测结果和前人研究，南四湖水域污染主要是有机物污染和富营养化问题。在过去的研究和实践中发现，由于污染源的复杂性，导致水质富营养化的氮磷营养物质既有天然源，又有人为源；既有外源性，又有内源性，又有面源等。此外，防治措施的经济效益和防治效果等都是解决湖泊富营养化需要考虑的问题。因此，对于南四湖水域环境的污染防治，从长远观点看，应在制定统一的水污染防治规划基础上，采用多种途径。

3.1南四湖水域主要污染物的总量控制随着南四湖区域经济的发展，人们生活水平日益提高，流域产生的污染物也呈现面广量大的特征，环境问题日益突出。为了使南四湖流域的经济和环境协调发展，控制入湖污染物，保护好南四湖的水质，根据我国其它大湖水域污染控制和治理经验，以及基于南四湖的实际情况，首先要做好南四湖水域主要污染物总量控制。因此，为保护南四湖水体质量，必须控制污染物入湖总量，使排入的污染物不超过水体的自然环境净化能力。要达到这一目标，首先要制订污染物控制的全面规划；其次根据确定的水质目标计算入湖污染物允许负荷量。在此基础上，对超标污染负荷进行削减分配并实行排污申报和排污许可证制度等一系列管理措施。

3.2水质富营养化控制对策

3.2.1控制外源性营养物质输入大量的研究和调查表明，绝大多数水体富营养化主要是外界输入的营养物质在水体中富集造成的。如果减少或者截断外部输入的营养物质，就使水体失去了营养物质富集的可能性。从长远的观点看，要想从根本上控制湖泊水体富营养化，首先应该减少或者截断外部营养物质的输入。天然性的外部营养物质难于控制，因此要控制外源性营养物质，只有从控制人为污染源着手。

3.2.2减少内源性营养物质负荷①生物性措施。生物性措施是指利用水生物吸收利用氮磷元素进行代谢活动这一自然过程。这一方法可以达到去除水体中氮磷营养物质的目的。它的最大特点是投资小、有利于建立合理的水生生态循环。在浅水型的富营养湖泊中，通常采用种植高等水生植物，如莲藉、薄草等，随着这些水生生物的收获，氮磷营养物质也就随水生生物体一道离开了湖泊水体。这种方法适用于底泥中营养物质积累丰富的浅水湖泊。是一项既有经济效益，又有明显环境效益的可行措施，利用养鱼去除氮磷也是一项化害为利的有效措施。各种不同的鱼类有着不同的食性，利用鱼类的食性不同，放养以浮游藻类为食饵的鱼种而不放养草食性鱼类，就有可能达到去除湖泊水体中氮磷的目的。②工程性措施。工程性措施又称机械措施，主要包括挖掘底泥沉积物、进行水体深层曝气、注水冲稀以及在底泥表面敷设塑料等。1）挖掘底泥。挖掘底泥对改善那些底泥营养物质含量过高的水体是一种有效手段。实施挖掘底泥时，应该特别注意挖掘底泥的地点和挖掘的深度。有时深层底泥中的可溶性磷以及氨氮可能高于表层底泥。因此，当挖掘表层底泥后，正好暴露出深层底泥高含量的可溶性磷和氨氮。使更多的磷和氮从底泥释放出来。这样不但不能降低水中氮磷负荷和浓度，反而增加了水体氮磷负荷和浓度，使水质进一步恶化。所以事先查清底泥营养物质在纵向剖面上的含量、形态和分布特征，有助于合理地发挥挖掘底泥去除内源性营养物质的效果。2）稀释和冲洗。在有条件的地方，用低浓度氮磷水体注入湖泊，可起到稀释营养物质浓度的效果。稀释作用使湖水营养物质浓度降低，减少了藻类生长的营养物质供给源，使蓝藻、绿藻生长受到抑制，对控制水华暴发，提高水体透明度等都有一定作用。别外一种选择是冲洗——换水。根据湖泊与附近江河的天然海拔差异和江河水位涨落的特点，或用电力控制，将附近江河内氮磷浓度很低的流动水体经一定的通道灌入富营养化湖泊，湖水从另一出口流出，从而直到江水取代湖水，以流动的贫营养水代替滞留的富营养水的目的。

3.3济宁市南水北调工程建设情况南水北调是优化我国水资源配置的特大型基础设施建设项目，也是世界迄今为止最大的水利工程。对缓解我国北方水资源严重短缺，推动经济结构战略性调整，改善生态环境，提高人民群众生活水平，增强综合国力，具有十分重大的意义。

3.4南四湖截污导流情况为落实国务院领导关于南水北调东线治污规划的重要指标精神，按照“先节水、后调水，先治污、后通水，先环保、后用水”的“三先三后”要求，结合我省“两湖一河”碧水行动计划和山东省南水北调东线工程治污工作情况，拟在我市规划建设七处截污导流工程。我市积极配合上级有关部门开展截污导流工程各项前期工作。

3.5人工湿地情况我市是南水北调东线工程建设的重点地区，水环境治理的进度将直接影响到东线工程的建设。调水水质问题是南水北调工程建设的关键。为此，我市在省环保部门的指导下对治污工作确定了“治、用、保”结合的综合治理措施。建设南四湖流域人工湿地就是其中一个重要环节，是减轻治污压力的一个缓冲措施，对确保南水北调水质以及我市经济社会的可持续发展、改善南四湖生态环境、发展南四湖生态旅游有十分重要的意义。

社会经济与环境协调发展是可持续发展的基本原则。水资源开发利用与生态环境建设是密切相关的。一方面，良性循环的生态系统是水资源可持续开发利用的基础；另一方面，生态系统的良性循环又必须消耗一定的水资源量，既生态环境用水量。所以要进一步合理开发利用水资源，充分满足生态环境保护与建设的需水要求。