武城水庫(kù)位于浙江省衢州市，于2009年開(kāi)始蓄水，總庫(kù)容12571萬(wàn)立方米，正常水位庫(kù)區(qū)水面面積為6400畝，集雨面積397平方公里，多年平均徑流總量4.49億立方米，水庫(kù)屬于飲用水水源。2022年4月下旬因庫(kù)區(qū)流域降雨較常年異常偏多且頻繁，流域內(nèi)面源及點(diǎn)源污染隨雨水夾帶超負(fù)荷匯入水庫(kù)，導(dǎo)致主要水質(zhì)指標(biāo)嚴(yán)重超限。據(jù)當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門(mén)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示：pH值9.235(pH值標(biāo)準(zhǔn)限為6~9)，高錳酸鹽指數(shù)3.963mg/L，總氮1.375mg/L。按《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》GB 3838-2002判定為劣Ⅴ類。為確保當(dāng)?shù)仫嬎踩?，?dāng)?shù)仡I(lǐng)導(dǎo)及主管部門(mén)高度重視，經(jīng)反復(fù)比較論證，最終選取成都三友生物工程有限公司“水生生態(tài)原位治理修復(fù)”方案進(jìn)行“水質(zhì)提升修復(fù)及維護(hù)”。
二、技術(shù)路線
1、通過(guò)有益微生物分解水環(huán)境中的氮、磷、COD等污染物，逐步釋放、消減各項(xiàng)污染指標(biāo);2、補(bǔ)充水環(huán)境中有益浮游生物的限制性養(yǎng)分，實(shí)現(xiàn)生態(tài)轉(zhuǎn)移及轉(zhuǎn)化的有效性，讓有益浮游生物形成優(yōu)勢(shì)種群;3、將超標(biāo)物質(zhì)通過(guò)食物鏈的轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)移為濾食性花鰱及相關(guān)水生生物的生物量而清除或移出水環(huán)境，修復(fù)水體自凈功能，達(dá)成治理目標(biāo)。
三、治理修復(fù)結(jié)果
2022年4月28日至5月21日按以上治理修復(fù)方案實(shí)施后(見(jiàn)圖一)，經(jīng)第三方機(jī)構(gòu)檢測(cè)，pH值下降至7.446，高錳酸鹽指數(shù)消減37.5%至2.477mg/L，總氮消減37.8%至0.856mg/L，水質(zhì)修復(fù)達(dá)到國(guó)家II類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，順利完成合同任務(wù)。
圖一 施工現(xiàn)場(chǎng)
四、極端氣候條件挑戰(zhàn)下“核心技術(shù)”的再驗(yàn)證
2022年進(jìn)入雨季汛期，尤其是6月上旬，當(dāng)?shù)剡B續(xù)多日的強(qiáng)降雨導(dǎo)致大量溢洪，粗略估算水庫(kù)庫(kù)容水交換量2~3次以上，導(dǎo)致相關(guān)指標(biāo)反彈，尤其進(jìn)入7月份，該水庫(kù)與國(guó)內(nèi)其他部分地區(qū)一樣，遭遇了數(shù)十年未見(jiàn)的極端高溫，40℃以上的高溫持續(xù)近兩個(gè)月，高溫加上同期發(fā)生的嚴(yán)重干旱導(dǎo)致相關(guān)指標(biāo)嚴(yán)重反彈，至7月中旬，相關(guān)指標(biāo)監(jiān)測(cè)顯示：pH值最高達(dá)9.888，高錳酸鹽指數(shù)5.565mg/L，氨氮0.132mg/L。當(dāng)時(shí)，水庫(kù)同一流域上游的水庫(kù)以及流經(jīng)該地區(qū)的衢江河段更是爆發(fā)了歷史以來(lái)嚴(yán)重的藍(lán)藻、裸、甲藻“水華”污染(見(jiàn)圖二)，面對(duì)如此嚴(yán)峻的現(xiàn)狀，應(yīng)當(dāng)?shù)厮畮?kù)管理部門(mén)的邀請(qǐng)，成都三友生物工程有限公司于2022年7月14日開(kāi)始再次啟動(dòng)對(duì)該水庫(kù)“水質(zhì)治理提升修復(fù)”工作，至8月中旬，水庫(kù)污染得到遏制，水質(zhì)得到了全面修復(fù)，pH值降到了8.750，高錳酸鹽指數(shù)降到了1.918mg/L，氨氮降到了0.075mg/L，總磷在0.042mg/L的基礎(chǔ)上降到了0.020mg/L。
圖二 武城水庫(kù)同流域上游的某電站水庫(kù)“水華”泛濫
隨著修復(fù)治理工作的順利推進(jìn)，9月、10月水質(zhì)持續(xù)穩(wěn)定向好，相關(guān)指標(biāo)穩(wěn)定在Ⅰ、Ⅱ類標(biāo)準(zhǔn)，截至10月12日，相較7月份數(shù)據(jù)，pH值從9.888最低降至6.673，高錳酸鹽指數(shù)消減82.4%降至0.982mg/L，總磷含量消減52.4%降至0.020mg/L。至此，該飲用水源水庫(kù)水質(zhì)再度修復(fù)提升為Ⅰ、Ⅱ類及以上水體(見(jiàn)圖三)。
圖三 武城水庫(kù)水質(zhì)污染治理效果
五、以“生物操縱為核心”的水生生態(tài)原位修復(fù)與治理技術(shù)的推廣應(yīng)用
近年來(lái)隨著生態(tài)文明建設(shè)的推進(jìn)，“綠水青山就是金山銀山”理論深入人心，水生生態(tài)環(huán)境顯著改善提升，但極個(gè)別地區(qū)的水庫(kù)由于流域集雨面積大，流域內(nèi)面源或點(diǎn)源污染復(fù)雜，水庫(kù)自身未清淤，數(shù)十年累積物在遭遇極端氣候條件下(如高溫、強(qiáng)降雨、干旱等)極易導(dǎo)致“水質(zhì)富營(yíng)養(yǎng)化”現(xiàn)象，主要表現(xiàn)在“氮、磷、COD、pH值”超標(biāo)，有毒有害藻類(水華)爆發(fā)，直接威脅到人畜飲水安全。成都三友生物工程有限公司致力于“水生生態(tài)修復(fù)與治理的生物質(zhì)提升轉(zhuǎn)化集成創(chuàng)新產(chǎn)品與技術(shù)”的推廣應(yīng)用。17年多以來(lái)，在全國(guó)水庫(kù)、湖泊、河道，特別是在池塘養(yǎng)殖用水的“水環(huán)境調(diào)控關(guān)鍵技術(shù)與產(chǎn)品”核心關(guān)鍵技術(shù)方面取得突破，并于2013年申請(qǐng)并獲得多項(xiàng)國(guó)家發(fā)明專利授權(quán)，在推廣應(yīng)用過(guò)程中取得顯著經(jīng)濟(jì)環(huán)保社會(huì)效益，且多次獲國(guó)家省部級(jí)及行業(yè)獎(jiǎng)勵(lì)。
六、生態(tài)環(huán)保經(jīng)濟(jì)效益解析
成都三友生物工程有限公司“生物質(zhì)提升轉(zhuǎn)化集成創(chuàng)新技術(shù)及產(chǎn)品的推廣與應(yīng)用”與國(guó)內(nèi)外目前的“物理、化學(xué)、生物、工程設(shè)施”等水環(huán)境治理修復(fù)技術(shù)或產(chǎn)品的最大差異化在于將“氮、磷、碳”等傳統(tǒng)意義上的污染物(源)作為寶貴的養(yǎng)分，即“變廢為寶”的理念。通過(guò)“生物操縱”的辦法，定向補(bǔ)充“有益微生物”及“有益藻類的限制性養(yǎng)分”，重構(gòu)、恢復(fù)水生生態(tài)系統(tǒng)的“自凈功能”，最終將“氮、磷、碳”作為優(yōu)質(zhì)的“有機(jī)或無(wú)機(jī)肥料”源，培養(yǎng)有益藻類和浮游動(dòng)物(底棲動(dòng)物)，后者作為優(yōu)質(zhì)的天然餌料通過(guò)食物鏈轉(zhuǎn)化為濾食性水生動(dòng)物(鰱、鳙魚(yú)、蝦、蟹、貝、蚌等)的生物量和產(chǎn)能，從而為社會(huì)提供優(yōu)質(zhì)的動(dòng)物食品而達(dá)到水生生態(tài)修復(fù)治理的經(jīng)濟(jì)社會(huì)環(huán)保綜合效益。據(jù)相關(guān)研究，有益微生物在厭氧環(huán)境條件下，每消減1噸“磷”可同時(shí)轉(zhuǎn)化5噸“氮”，減少200噸二氧化碳排放，而通過(guò)有益藻類的生長(zhǎng)繁殖，每消減1噸“磷”，可同時(shí)處理16噸“氮”，產(chǎn)生138噸“氧”，減排二氧化碳106噸。通過(guò)食物鏈來(lái)完成水體中物質(zhì)的轉(zhuǎn)化與流動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)生態(tài)修復(fù)與治理。以千島湖為例，每畝水面可生產(chǎn)2000～3000斤有益浮游植物，而每1斤白鰱可消耗掉40斤浮游植物，每1斤浮游動(dòng)物可消耗掉3～5斤浮游植物，每1斤鳙魚(yú)(花鰱)可消耗掉3～5斤浮游動(dòng)物。以海洋中水生生物(浮游生物、微生物、水草等)固碳能力為例，單位海域中生物固碳量是森林的10倍，是草原的290倍，所以浮游植物、微生物等在水生態(tài)系統(tǒng)中除轉(zhuǎn)化、消減“氮、磷”外，對(duì)“碳中和”“碳匯”“碳達(dá)峰”及“山水林田湖草”“綠水青山”等生態(tài)文明建設(shè)具有舉足輕重的意義。以今年武城水庫(kù)為例，通過(guò)測(cè)算：目前3斤/尾以上的花鰱20多萬(wàn)尾，3斤/尾以下的花鰱20多萬(wàn)尾，近三年共投放花鰱苗種80萬(wàn)尾，白鰱苗種10萬(wàn)尾。目前花鰱庫(kù)存100萬(wàn)斤以上，白鰱庫(kù)存10萬(wàn)斤以上。優(yōu)質(zhì)花鰱批發(fā)價(jià)可達(dá)12元/斤以上，僅此一項(xiàng)，產(chǎn)值上千萬(wàn)元。
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