四川省生态文明促进会

基本情况

武城水库位于浙江省衢州市，于2009年开始蓄水，总库容12571万立方米，正常水位库区水面面积为6400亩，集雨面积397平方公里，多年平均径流总量4.49亿立方米，水库属于饮用水水源。

2022年4月下旬因库区流域降雨较常年异常偏多且频繁，流域内面源及点源污染随雨水夹带超负荷汇入水库，导致主要水质指标严重超限。据当地环保部门监测数据显示：pH值9.235（pH值标准限为6~9），高锰酸盐指数3.963mg/L，总氮1.375mg/L。按《地表水环境质量标准》GB 3838-2002判定为劣Ⅴ类。

为确保当地饮水安全，当地领导及主管部门高度重视，经反复比较论证，最终选取四川省生态文明促进会常务理事单位——成都三友生物工程有限公司的“水生生态原位治理修复”方案进行“水质提升修复及维护”。

技术路线

1、通过有益微生物分解水环境中的氮、磷、COD等污染物，逐步释放、消减各项污染指标；

2、补充水环境中有益浮游生物的限制性养分，实现生态转移及转化的有效性，让有益浮游生物形成优势种群；

3、将超标物质通过食物链的转化、转移为滤食性花鲢及相关水生生物的生物量而清除或移出水环境，修复水体自净功能，达成治理目标。

治理修复结果

2022年4月28日至5月21日按以上治理修复方案实施后（见图一），经第三方机构检测，pH值下降至7.446，高锰酸盐指数消减37.5%至2.477mg/L，总氮消减37.8%至0.856mg/L，水质修复达到国家II类水质标准，顺利完成合同任务。

图一 施工现场

极端气候条件挑战下“核心技术”的再验证

2022年进入雨季汛期，尤其是6月上旬，当地连续多日的强降雨导致大量溢洪，粗略估算水库库容水交换量2~3次以上，导致相关指标反弹，尤其进入7月份，该水库与国内其他部分地区一样，遭遇了数十年未见的极端高温，40℃以上的高温持续近两个月，高温加上同期发生的严重干旱导致相关指标严重反弹，至7月中旬，相关指标监测显示：pH值最高达9.888，高锰酸盐指数5.565mg/L，氨氮0.132mg/L。

当时，水库同一流域上游的水库以及流经该地区的衢江河段更是爆发了历史以来严重的蓝藻、裸、甲藻“水华”污染（见图二），面对如此严峻的现状，应当地水库管理部门的邀请，成都三友生物工程有限公司于2022年7月14日开始再次启动对该水库“水质治理提升修复”工作，至8月中旬，水库污染得到遏制，水质得到了全面修复，pH值降到了8.750，高锰酸盐指数降到了1.918mg/L，氨氮降到了0.075mg/L，总磷在0.042mg/L的基础上降到了0.020mg/L。

图二 武城水库同流域上游的某电站水库“水华”泛滥

随着修复治理工作的顺利推进，9月、10月水质持续稳定向好，相关指标稳定在Ⅰ、Ⅱ类标准，截至10月12日，相较7月份数据，pH值从9.888最低降至6.673，高锰酸盐指数消减82.4%降至0.982mg/L，总磷含量消减52.4%降至0.020mg/L。

至此，该饮用水源水库水质再度修复提升为Ⅰ、Ⅱ类及以上水体（见图三）。

图三 武城水库水质污染治理效果

以“生物操纵为核心”的水生生态原位修复与治理技术的推广应用

近年来随着生态文明建设的推进，“绿水青山就是金山银山”理论深入人心，水生生态环境显著改善提升，但极个别地区的水库由于流域集雨面积大，流域内面源或点源污染复杂，水库自身未清淤，数十年累积物在遭遇极端气候条件下（如高温、强降雨、干旱等）极易导致“水质富营养化”现象，主要表现在“氮、磷、COD、pH值”超标，有毒有害藻类（水华）爆发，直接威胁到人畜饮水安全。

成都三友生物工程有限公司致力于“水生生态修复与治理的生物质提升转化集成创新产品与技术”的推广应用。17年多以来，在全国水库、湖泊、河道，特别是在池塘养殖用水的“水环境调控关键技术与产品”核心关键技术方面取得突破，并于2013年申请并获得多项国家发明专利授权，在推广应用过程中取得显著经济环保社会效益，且多次获国家省部级及行业奖励。

生态环保经济效益解析

成都三友生物工程有限公司“生物质提升转化集成创新技术及产品的推广与应用”与国内外目前的“物理、化学、生物、工程设施”等水环境治理修复技术或产品的最大差异化在于将“氮、磷、碳”等传统意义上的污染物（源）作为宝贵的养分，即“变废为宝”的理念。通过“生物操纵”的办法，定向补充“有益微生物”及“有益藻类的限制性养分”，重构、恢复水生生态系统的“自净功能”，最终将“氮、磷、碳”作为优质的“有机或无机肥料”源，培养有益藻类和浮游动物（底栖动物），后者作为优质的天然饵料通过食物链转化为滤食性水生动物（鲢、鳙鱼、虾、蟹、贝、蚌等）的生物量和产能，从而为社会提供优质的动物食品而达到水生生态修复治理的经济社会环保综合效益。

据相关研究，有益微生物在厌氧环境条件下，每消减1吨“磷”可同时转化5吨“氮”，减少200吨二氧化碳排放，而通过有益藻类的生长繁殖，每消减1吨“磷”，可同时处理16吨“氮”，产生138吨“氧”，减排二氧化碳106吨。

通过食物链来完成水体中物质的转化与流动来实现生态修复与治理。以千岛湖为例，每亩水面可生产2000～3000斤有益浮游植物，而每1斤白鲢可消耗掉40斤浮游植物，每1斤浮游动物可消耗掉3～5斤浮游植物，每1斤鳙鱼（花鲢）可消耗掉3～5斤浮游动物。

以海洋中水生生物（浮游生物、微生物、水草等）固碳能力为例，单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、微生物等在水生态系统中除转化、消减“氮、磷”外，对“碳中和”“碳汇”“碳达峰”及“山水林田湖草”“绿水青山”等生态文明建设具有举足轻重的意义。

以今年武城水库为例，通过测算：目前3斤/尾以上的花鲢20多万尾，3斤/尾以下的花鲢20多万尾，近三年共投放花鲢苗种80万尾，白鲢苗种10万尾。目前花鲢库存100万斤以上，白鲢库存10万斤以上。优质花鲢批发价可达12元/斤以上，仅此一项，产值上千万元。

图四 武城水库花白鲢增长情况