上海水葫芦氮磷污染初探

简介：针对水葫芦生长失控的问题，探讨其生长条件，展现其不良影响，提出相应的解决方法，如采取截污、打捞、疏浚、替种、引水、放虫等措施，抑制水葫芦的过度生长。

关键字：水葫芦，氮磷污染，考察结果，形成原因，营养物质，生长环境，影响，污染

1 引言

近年来，黄浦江上游及沿江中小河道的水葫芦呈失控疯长趋势，大片的水葫芦漂浮江面，顺流而下，连绵数十公里，成水生群落聚集。在水葫芦生长旺盛时期,有些江段水面的很大部分被水葫芦覆盖。越往上游，这种情况越趋严重。

水葫芦又名凤眼莲，是水生直立或漂浮草本植物，原产美洲热带。于20世纪30年代引入我国，60～70年代作为饲料加以推广。但从20世纪90年代初期开始，我国的环境污染日益严重，产生的大量氮、磷营养盐和有机污染物成为水葫芦疯狂繁殖的营养物质。特别是20世纪90年代末至21世纪初达到极点，华南、华东等地相继出现水葫芦爆发的情况。黄浦江及沿江中小河道水葫芦的失控生长，也是在这样的大背景下出现的，已经给黄浦江及上海市的环境造成了巨大压力。

2 考察结果

2001年11月24日，对黄浦江及沿江中小河道的水葫芦生长情况进行了初步考察。从松浦大桥开始，溯水而上，跨越奉贤、松江、青浦3个县，沿途考察叶榭港、园泄泾、大柳港、太浦河、斜塘等10条中小河道，经过地区包括城镇、农村、工厂、农田、养殖场等。观察发现，顺黄浦江而上，水葫芦的数量和密度呈增长趋势。在黄浦江干流上，水葫芦的覆盖密度要疏于中小河道，大多呈簇或零散状沿主航道漂流而下。这些水葫芦多数枝叶泛黄泛黑，有些开始萎缩腐败，死亡的水葫芦占了多数，越往下游，所占的比重就越大。而在中小河道上水葫芦普遍长得很旺盛，在有些狭窄江段，水葫芦阻塞整个河道。特别是沿岸分布有工厂、城镇、交通干道和养殖场的河道，水葫芦长得尤其好，江面上几乎看不见裸露的水面。而两岸是水稻田和旱地的小河道，水葫芦的数量、密度均比其他河道小得多。在这些中小河道流入黄浦江的汇入口处，源源不断地有新鲜的和衰亡的水葫芦注入黄浦江。在黄浦江入口处，大多有水闸控制，在水闸内侧堆积着密密麻麻的水葫芦，而在外侧就很少或没有。我们认为，沿江中小河道上的水葫芦是黄浦江干流水葫芦的主要贡献。

3 形成原因

水葫芦是一种繁殖快、产量高的水生植物。据推测，667m2水面约生长10余万株水葫芦，合干质量3500～4000kg，在污水中的生长速度是天然水体的2倍[1]。水葫芦生长应该具备2个条件。

3.1 充足的营养物质

水葫芦极易吸收水体中的氮、磷物质。在最适宜生长条件下，1hm水葫芦可以吸收800人每天排出的氮、磷元素。每年667 m2水葫芦吸收198kg氮、5.52kg磷[2]。由此可见，黄浦江及其周遍中小河道高负荷的氮、磷和有机污染，为水葫芦的泛滥提供了丰富的营养条件。

上海地处沿海经济发达地区，市郊工农业也相当发达，人口密度大，小城镇密集，工厂、养殖场数量繁多，产生的工业、农业和生活污染物很多，特别是农业和生活非点源污染已相当严重。尤其是近10年来，经济飞速发展，但环境恶化趋势加剧（见表1）[3]。

由于黄浦江沿岸大部分位于市郊，污染比较分散，范围广，但产生的污染并不轻于市区，尤其是农业非点源污染相当严重。1993年，上海市郊畜禽粪尿为非点源的首位，负荷占总量的39.23%。在市郊单位面积人畜禽粪尿理论负荷量为25.95t/hm2，有半数地区超过26.25 t/hm2的适宜用量，有11个乡已超过150 t/hm2，平均负荷居全国首位[5]。农村的基础设施不尽完善，缺少污水处理厂和处理设备，乡企和私企的规模小，设备陈旧，环保投入少，甚至没有。农村居民居住分散，养殖场靠近河道，产生的大部分污水只进行简单处理或没有处理就排入附近河道或在路面溢流，最终汇入周边中小河道，使这些河道水体的污染负荷加重，氮、磷和有机污染指标显著超标，水体呈严重富营养状态。上海市郊中小河道表层水TP的含量约是GB3838-2002《国家地表水环境质量标准》中规定V类水上限0.4mg/L的1～1.8倍；TN约为V类水上限2.0mg/L的2～3倍[4]。

水体中氮的主要化学形式是铵离子，当水体中的氧充足时，发生硝化反应，在亚硝化菌作用下氧化为亚硝酸根离子，继而在硝化菌的作用下氧化为硝酸根离子。由此产生的硝酸盐和亚硝酸盐以及未经硝化的铵离子，一部分被水葫芦大量吸收，使得水体表层的水葫芦大量增殖，另一部分在底泥沉积物中富集，使底泥成为接纳氮、磷污染物的“汇”。河道底泥成为又一大污染源。茂密的水葫芦枝叶铺满水面，隔绝与外界空气的交换，再加上硝化作用的大量耗氧，使得水体中的DO急剧减少，造成一个厌氧环境。市郊中小河道长期受纳污水污物，经常处在厌氧状态，底泥颜色已呈墨黑色。近年来很少作底泥处理，使得吸附于底泥的污染物质不断累积，在一定条件下由“汇”变成“源”，向上层水体缓慢释放，再次污染水体。

总体看，畜牧场周围是氮、磷的最严重污染区，以铵离子和磷污染为主。目前，养殖业的污染负荷已占上海全市污染总量的近1/3[4]。1993年，上海市郊共产生畜禽粪尿695.4万t，进入水体环境的粪尿量206.1万t。居民区附近也是污染的重灾区。1993年上海市郊农村人口为393.6万人，年产生生活污水2.98亿t，人粪尿204万t[5]。养殖场和居民区的排污量大，排污源难以控制，使得这些河道的水葫芦长得最为茂盛，有些小河道甚至可以全部为水葫芦所覆盖。而在非居民区的耕作区，铵离子和磷污染要明显小于居民区。

同时，黄浦江污染的加剧，也与邻近黄浦江上游的江、浙地区的污染源和来水水质有直接或间接的关系。太湖流域水资源保护局于1997年7月对太湖流域省界19个断面进行了监测。根

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