环境科学研究
RESEARCH OF ENUIRONMENTAL SCIENCES
1999年 第 12卷 第5期 vol.12 No.5 1999



世博会期间滇池草海蓝藻清除应急措施
陈　静　郭慧光　张　涛　卢云涛　和丽萍
摘　要　为确保世博会期间滇池草海水体及旅游景观得到明显改善，对滇池敏感水域实施蓝藻清除应急措施。该项目在水资源调控措施、其他污染综合治理工程及行政管理措施的协同作用下，针对各应急区不同的污染特征，采用多种药剂净化、机械除藻、水域围隔、凤眼莲景观化等各种应急措施，以确保达到世博会期间滇池草海及外海北部敏感水域水体及旅游景观明显改善的目标。
关键词　滇池草海　蓝藻　清除　应急措施
Emergency Measures for Removal of Blue Algae in Caohai of
Dianchi Lake during 1999 International Horticultural Exposition
CHEN Jing GUO Huiguang ZHANG Tao LU Yuntao HE Liping
(Yunnan Institute of Environmental Science, Kunming 650034)
Abstract　In order to ensure the obvious improvement of the water body and tourism landscape in Caohai of Dianchi Lake during 1999 International Horticultural Exposition, emergency measures for the removal of blue algae in the sensitive water area of the lake were implemented. In view of the characteristic of different pollution, all kinds of measures including medicament purification, mechanical algae removal, water separation and landscaping of water hyacinth were taken. With the cooperation of water resource regulation measure, comprehensive pollution treatment engineering and administrative and management measures, the purpose of ensuring the obvious improvement of sensitive water area in Caohai and north of Waihai is expected to be achieved.
Keywords　Caohai of Dianchi Lake; Blue algae; Removal; Emergency measures
1　滇池草海蓝藻清除应急措施总体方案
1.1　应急水域规划
　　滇池总面积约300 km2，其中草海面积为7.5km2，仅占滇池总面积的2.5%，但草海却承纳了滇池入湖污染负荷总量的30%～40％，是滇池污染最严重的区域。内草海主要受城市纳污河流的影响，有机污染负荷高，局部区域处于严重的厌氧状态，水体发黑发臭，大部分水体处于严重富营养化状态，景观恶劣；外草海虽无厌氧现象，但水体营养物较为丰富，处于严重富营养化状态。滇池外海北部湖滨带水体，在每年的5～8月水华暴发期，受主导风西南风及湖流的影响，外海湖区生长繁殖的蓝藻被大量输送富集于此，严重时水华面积达16～20 km2，沿湖岸边浮藻厚度可达10～20 cm，水体中叶绿素a(chla)含量高达2 000～5 000 mg/m3，死亡藻体不断释放的腥臭气味，使水体景观相当恶劣。
　　滇池沿岸风景名胜较多，但景点较为集中和人文活动频繁的地区在草海湖滨和外海北岸海埂一带，包括大观公园、海埂民族村、海埂公园(含沙滩游泳场)、西山游览索道、大观楼—海埂旅游航线、海埂国家体育训练基地等，众多的度假疗养区沿草海东岸基本连成一片。因此，草海及外海北部为滇池环境最为敏感的水域。应急措施实施水域范围为7.5 km2的草海和2.5 km2的外海北部水域，合计约10 km2，根据各区域不同的污染特征将应急水域划分为Ⅰ区(内草海)、Ⅱ区(外草海大部)和Ⅲ区(外海北部及外草海东岸)3个部分。
　　Ⅰ区：主要包括大观河出口闸门至草海入湖口河道和内草海全部水域，面积约1.57 km2。
　　Ⅱ区：主要为外草海除船闸附近及东岸湖滨带以外的大部分水域，面积约5.68 km2。
　　Ⅲ区：主要包括外草海东岸湖滨沿南北向长约2.7 km，宽约100 m，面积约0.32 km2的狭长水域区和外海北部海埂体育训练基地大门至西山山邑村长约3.45 km,宽约700 m，面积约2.5 km2的湖滨带。
1.2　应急时间范围
　　滇池草海蓝藻清除应急时间范围为1999年5月1日～10月31日。
1.3　应急预期目标
　　Ⅰ区：基本上消除该区域水体发黑发臭的污染问题，使水体和旅游景观明显改善。
　　Ⅱ区：基本上清除该区域蓝藻水华现象，明显降低水体中藻类含量 ，提高水体透明度，使水体和旅游景观明显改善。
　　Ⅲ区：大部分水域范围内基本上清除湖面蓝藻水华浮藻，使水体和旅游景观有明显改善。
1.4　应急措施总体实施方案
　　该实施方案：草海以水资源调控措施为主，药剂措施以凤眼莲景观化措施为辅；外海以机械除藻为主，药剂措施为辅的综合应急方案。
1.4.1　Ⅰ区(内草海)
　　该区水域污染以厌氧水体为其特征，主要采取水资源调控措施为主，药剂应急措施及河口凤眼莲景观化措施为辅的实施方案。
　　a. 水资源调控措施:1999年3～5月初利用现有水利设施，调昆明市二、三、四污水处理厂出水合计17万m3/d及部分外海水，通过大观河进入草海，进行水体置换。6月下旬至8月雨季主要利用松华坝水库弃水及盘龙江、大观河、运粮河、新河等区间来水，9～10月调各污水处理厂出水对内草海水体进行置换。
　　b. 药剂应急措施［1～3］：每年5月滇池水华开始暴发，5～6月中旬为枯水期，9～10月雨量明显减少，除各污水厂出水外，无其他水资源可以利用，为保证草海敏感水域水质，1999年4～6月中旬和9～10月在长约5.0 km，宽100 m的航道区投放混凝剂，在必要时辅以全区喷洒微生物制剂，每月投药1～2次。
　　c. 凤眼莲景观化措施；在该区域内2条主要排污河——新河及运粮河口各布设一个面积为0.05 km2的凤眼莲景观区，形成水生植物净化带，对入湖污染物进行拦截、减污，同时以其特定的造形提高草海旅游景观观赏效果。
1.4.2　Ⅱ区(外草海大部)
　　该区水域污染以厌氧水体和蓝藻暴发水体混合(过渡)为其特征，采取以水资源调控措施为主，药剂应急措施及入湖河口凤眼莲景观化措施为辅的实施方案。
　　a. 水资源调控措施：1999年4～5月初调昆明市二、三、四污水处理厂出水及4 000万m3外海水，通过大观河、内草海，对外草海进行水体置换。6月下旬至8月主要利用松华坝水库弃水及盘龙江、大观河、运粮河、新河、王家堆渠、西坝河、船房河等区间来水，9～10月调各污水处理厂出水对外草海水体进行置换。5～10月间因水华暴发，外海水体蓝藻浓度明显高于草海水体，不可再调外海水对草海进行水体置换。
　　b. 药剂应急措施［2～4］：1999年4～6月中旬和9～10月考虑整体水域投放微生物制剂来抑制藻类生长，同时根据实际需要在长约4 km，宽为100m的航道区域投放混凝剂来迅速改善局部敏感水域景观，每月投药1～2次。
　　c. 凤眼莲景观化措施；对该区域内的西坝河和船房河口的广阔水面布置一个半径为180～250 m的1999年世界园艺博览会会徽图案标志的凤眼莲景观区，在发挥其水质净化功能的同时，以旅游观赏为主要功能。在王家堆渠入湖口布置一个面积为0.1 km2的凤眼莲景观区，图案为弧形，以拦截和减污为主。
1.4.3　Ⅲ区(外海北部及外草海东岸)
　　该区水域污染以蓝藻水华暴发、水体呈油绿色为其特征，主要采取了以水域围隔措施、机械除藻措施及辅以安全杀藻剂的药剂应急措施相互配合的实施方案。
　　a. 水域围隔措施：主要是采用软性不透水材料将外海北部海埂公园湖滨带敏感水域封闭起来，将风力和湖流输入的浮藻、水华挡在围隔之外，并保证围隔内机械除藻及药剂措施的处理效果，为围隔内水体达应急预期目标创造条件。
　　b. 机械除藻措施：当水华暴发，浮藻堆积严重时，采用固定式除藻设施和除藻船对该区域内的浮藻层进行有效清除，为药剂措施的实施创造条件。
　　c. 药剂应急措施［5～6］：当机械除藻措施将该区域内浮藻基本上清理以后，对外草海东岸及外海北部围隔区内水体施用较为安全的杀藻剂来抑制藻类的大量繁殖和水华的形成，以保证沿岸水体感观质量， 每月投药1～2次。
2　设备及设施
2.1　药剂措施主要设备及设施
2.1.1　投药船
　　投药船是移动式药剂投药设备，是滇池蓝藻清除药剂措施的主体设备，担负着滇池应急区药剂投放任务。其主要由贮药系统、溶药系统、稀释混合装置、喷射装置、供电系统及电控系统等部分组成。其工作原理为，固体药剂由料仓下部的螺旋输送机定量送入水射器(液体药剂可用泵送入)，水泵将湖水注入水射器时形成负压，将1～2种药剂吸入，并在管道混合器内配制成浓度10%的混合液，最终经高压水泵对目标水域进行药剂喷洒。实际操作中，投药船将按浮漂标识划分的水域逐片投药，直至完成整个区域的药剂投放，药剂与湖水的混合主要依靠风浪的自然搅拌，必要时可由快艇完成。由于滇池蓝藻药剂应急区面积大，投药工作较为繁重，因此，药剂实施方案的投药船配置方案为：Ⅰ区(内草海)1艘，Ⅱ区(外草海大部)2艘，Ⅲ区(外草海东岸及外海北部)1艘，共计4艘。每只船航行速度为0.75～1.5 m/s，药剂喷洒宽度为20 m，处理湖面积为40～80 万m2／d，载重量约30～50 t。实际操作过程中，可将各区船只灵活统一调配使用。
2.1.2　陆地药品供应站
　　因考虑现有可用的投药船尺寸较小，载重量仅为30～50 t，扣除船上所需各种设备重量外，所载药剂量仅能连续工作 2 h左右，就需要新补充药剂，因此有必要在适当地点设置陆地药品供应站，以便提高投药船的工作效率，本方案确定在航运公司码头、航政管理处码头、船闸及海埂公园4个地点各设置一个药品供应站，其主要设施为药品仓库(租用现有房屋)、叉车、溶药装置及输送设备等。
2.2　机械除藻主要设备、设施及材料
　　机械除藻设备［7］(含收藻船和固定式收藻设备)主要有浮藻收集装置、过滤装置、储存装置、脱水装置、供电系统及控制系统等部分组成。其工作原理为，水面浮藻经收集器收集后，经泵输送到旋转筛过滤器进行初步脱水，浓缩藻浆入集藻槽内储存，经槽车送到陆上脱水站用带式压滤机脱水处理后送堆场堆存。实际操作中，收藻船主要对外海北部及草海沿岩水华富集区作业，固定式收藻装置主要在外海北部围隔区内及船闸、中大沟及东大沟入湖口收集浮藻。机械除藻措施设备配置方案为，浮藻收集船6艘，每套处理能力为160 m3/h，固定式浮藻收集设备8套，每套处理能力为160 m3/h，藻浆脱水系统1套，处理能为41 m3／h。
3　风险因素分析
3.1　药剂措施的风险性
　　本方案的药剂措施是建立在室内静态实验及湖内现场试验之成功基础上的，无论是药剂的效果还是安全性，都具有较强的理论依据和应用保障。但由于试验的规模较小，是在水质水量交换很小的封闭水体中进行的，尽管实施方案的制定已考虑了一旦进入大规模开放水体实施的诸多不确定因素，但药剂措施的可靠性仍将面临考验和存在一定风险性。
3.2　外海应急治理的效果问题
　　受风力、湖流影响，外海北部是蓝藻的严重堆积区域，尤其在水华暴发高峰期，该区域浮藻面积最高可扩大至20 km2以上，表层堆积厚度最高可达20 cm以上，水中藻量达每升几亿个至几十亿个之多，其严重程度在国内外湖泊中当属首位，尽管应急方案已有针对性地考虑了围隔拦截、机械收藻、药剂杀藻等综合措施，也确能有效地清除湖面浮藻和大幅度抑制、降低水中藻量，但源源不断的蓝藻大量滋生及藻体堆积，要使这一区域水体感官指标达到十分理想的状态有很大难度，这是需要正视的实际问题。
4　结论
　　a. 滇池草海蓝藻清除应急措施是保证1999年世界园艺博览会外部环境质量的重要项目之一，项目的实施将明显改善届时滇池草海及部分外海敏感水域的水体景观，特别是在抑制藻量和控制水华，消除恶臭方面将发挥不可替代的作用。
　　b. 本综合应急实施方案是在充分利用水资源调控措施和相关污染治理工程及行政管理措施的配合下提出的综合性湖泊应急治理措施实施方案，其主要包括药剂措施、水域围隔及机械除藻措施、凤眼莲景观化措施。
　　c. 应急措施项目总投资估算约为5 000 万元。
　　d. 在水资源调控及其他滇池综合治理工程的配合下，应急措施的实施，基本能满足1999年世博会期间滇池草海及外海部分敏感水域藻量、水华、恶臭得到有效控制，明显提高水体透明度，水体及旅游景观明显改善，具有较好的环境效益和社会效益。
　　滇池草海蓝藻清除应急措施实施方案编制工作得到了各协作单位的有关专家学者的大力支持，在此一并表示衷心感谢。各主要协作单位如下：昆明大禹生物工程有限公司、北京田力宝研究所、兵器工业北方设计研究院、大理硅藻土有限公司、云南格瑞环保工程有限公司、北京环水联合体、北京新大禹精细化学品公司、昆明市环境科学研究所、中国科学院武汉水生生物研究所、昆明烟机集团环保设备厂、重庆中环环保产业有限公司。
作者简介：男，1958年生，工程师
作者单位：云南省环境科学研究所，昆明　650034
5　参考文献
1　朱天南，王庆中.硅藻土制剂安全性问题有关文件及检测报告.昆明：云南格瑞环境工程有限公司，1998.12～18.
2　张令玉，王以成，潭志钢，等.超级—CM (Super-CM)生物水净化系统——建立良性生态系统的方法.北京：北京新颖源生物工程研究中心，1998.15～20. 
3　韩志岩，饶汉东.韩永峰，等.PSB 光合菌制剂毒性试验检验报告及有关资料.兵器工业部北方设计院，1998.8～21.
4　袁华，杨斌，黄东宾.滇池蓝藻清除现场试验成果报告.昆明：昆明大禹生物工程有限公司，1998.9～15.
5　王静,曾宪强，王昌虎，等.355藻类复合抑制剂毒性分析报告.昆明：云南省环境科学研究所，1998.11～23.
6　周霖，黄文氢.BC－655杀藻剂毒性分析报告.北京：北京新大禹精细化学品公司，1998.7～23.
7　孙长春，林弘彦，何川.投药船技术方案设计.重庆：重庆中环环保产业有限公司,1998, 10～15.
收稿日期：1999－03－16　修回日期：1999－04－19
