武城水庫位于浙江省衢州市，于2009年開始蓄水，總庫容12571萬立方米，正常水位庫區(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，水庫屬于飲用水水源。2022年4月下旬因庫區(qū)流域降雨較常年異常偏多且頻繁，流域內(nèi)面源及點源污染隨雨水夾帶超負荷匯入水庫，導致主要水質指標嚴重超限。據(jù)當?shù)丨h(huán)保部門監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示：pH值9.235(pH值標準限為6~9)，高錳酸鹽指數(shù)3.963mg/L，總氮1.375mg/L。按《地表水環(huán)境質量標準》GB 3838-2002判定為劣Ⅴ類。為確保當?shù)仫嬎踩?，當?shù)仡I導及主管部門高度重視，經(jīng)反復比較論證，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”方案進行“水質提升修復及維護”。
二、技術路線
1、通過有益微生物分解水環(huán)境中的氮、磷、COD等污染物，逐步釋放、消減各項污染指標;2、補充水環(huán)境中有益浮游生物的限制性養(yǎng)分，實現(xiàn)生態(tài)轉移及轉化的有效性，讓有益浮游生物形成優(yōu)勢種群;3、將超標物質通過食物鏈的轉化、轉移為濾食性花鰱及相關水生生物的生物量而清除或移出水環(huán)境，修復水體自凈功能，達成治理目標。
三、治理修復結果
2022年4月28日至5月21日按以上治理修復方案實施后(見圖一)，經(jīng)第三方機構檢測，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，水質修復達到國家II類水質標準，順利完成合同任務。
圖一 施工現(xiàn)場
四、極端氣候條件挑戰(zhàn)下“核心技術”的再驗證
2022年進入雨季汛期，尤其是6月上旬，當?shù)剡B續(xù)多日的強降雨導致大量溢洪，粗略估算水庫庫容水交換量2~3次以上，導致相關指標反彈，尤其進入7月份，該水庫與國內(nèi)其他部分地區(qū)一樣，遭遇了數(shù)十年未見的極端高溫，40℃以上的高溫持續(xù)近兩個月，高溫加上同期發(fā)生的嚴重干旱導致相關指標嚴重反彈，至7月中旬，相關指標監(jiān)測顯示：pH值最高達9.888，高錳酸鹽指數(shù)5.565mg/L，氨氮0.132mg/L。當時，水庫同一流域上游的水庫以及流經(jīng)該地區(qū)的衢江河段更是爆發(fā)了歷史以來嚴重的藍藻、裸、甲藻“水華”污染(見圖二)，面對如此嚴峻的現(xiàn)狀，應當?shù)厮畮旃芾聿块T的邀請，成都三友生物工程有限公司于2022年7月14日開始再次啟動對該水庫“水質治理提升修復”工作，至8月中旬，水庫污染得到遏制，水質得到了全面修復，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的基礎上降到了0.020mg/L。
圖二 武城水庫同流域上游的某電站水庫“水華”泛濫
隨著修復治理工作的順利推進，9月、10月水質持續(xù)穩(wěn)定向好，相關指標穩(wěn)定在Ⅰ、Ⅱ類標準，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，該飲用水源水庫水質再度修復提升為Ⅰ、Ⅱ類及以上水體(見圖三)。
圖三 武城水庫水質污染治理效果
五、以“生物操縱為核心”的水生生態(tài)原位修復與治理技術的推廣應用
近年來隨著生態(tài)文明建設的推進，“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，但極個別地區(qū)的水庫由于流域集雨面積大，流域內(nèi)面源或點源污染復雜，水庫自身未清淤，數(shù)十年累積物在遭遇極端氣候條件下(如高溫、強降雨、干旱等)極易導致“水質富營養(yǎng)化”現(xiàn)象，主要表現(xiàn)在“氮、磷、COD、pH值”超標，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)修復與治理的生物質提升轉化集成創(chuàng)新產(chǎn)品與技術”的推廣應用。17年多以來，在全國水庫、湖泊、河道，特別是在池塘養(yǎng)殖用水的“水環(huán)境調控關鍵技術與產(chǎn)品”核心關鍵技術方面取得突破，并于2013年申請并獲得多項國家發(fā)明專利授權，在推廣應用過程中取得顯著經(jīng)濟環(huán)保社會效益，且多次獲國家省部級及行業(yè)獎勵。
六、生態(tài)環(huán)保經(jīng)濟效益解析
成都三友生物工程有限公司“生物質提升轉化集成創(chuàng)新技術及產(chǎn)品的推廣與應用”與國內(nèi)外目前的“物理、化學、生物、工程設施”等水環(huán)境治理修復技術或產(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“生物操縱”的辦法，定向補充“有益微生物”及“有益藻類的限制性養(yǎng)分”，重構、恢復水生生態(tài)系統(tǒng)的“自凈功能”，最終將“氮、磷、碳”作為優(yōu)質的“有機或無機肥料”源，培養(yǎng)有益藻類和浮游動物(底棲動物)，后者作為優(yōu)質的天然餌料通過食物鏈轉化為濾食性水生動物(鰱、鳙魚、蝦、蟹、貝、蚌等)的生物量和產(chǎn)能，從而為社會提供優(yōu)質的動物食品而達到水生生態(tài)修復治理的經(jīng)濟社會環(huán)保綜合效益。據(jù)相關研究，有益微生物在厭氧環(huán)境條件下，每消減1噸“磷”可同時轉化5噸“氮”，減少200噸二氧化碳排放，而通過有益藻類的生長繁殖，每消減1噸“磷”，可同時處理16噸“氮”，產(chǎn)生138噸“氧”，減排二氧化碳106噸。通過食物鏈來完成水體中物質的轉化與流動來實現(xiàn)生態(tài)修復與治理。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斤浮游動物可消耗掉3～5斤浮游植物，每1斤鳙魚(花鰱)可消耗掉3～5斤浮游動物。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)中除轉化、消減“氮、磷”外，對“碳中和”“碳匯”“碳達峰”及“山水林田湖草”“綠水青山”等生態(tài)文明建設具有舉足輕重的意義。以今年武城水庫為例，通過測算：目前3斤/尾以上的花鰱20多萬尾，3斤/尾以下的花鰱20多萬尾，近三年共投放花鰱苗種80萬尾，白鰱苗種10萬尾。目前花鰱庫存100萬斤以上，白鰱庫存10萬斤以上。優(yōu)質花鰱批發(fā)價可達12元/斤以上，僅此一項，產(chǎn)值上千萬元。
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