骆马湖水源地突发藻类污染及处置措施

周洁，石慧^*，王魁，杨红春，成荣文

（邳州粤海水务有限公司，江苏 徐州 221116）

摘 要：2023年8月17日，江苏省骆马湖藻类暴发，对邳州市第二地面水厂水处理工艺造成直接影响。邳州粤海水务有限公司通过事件上报、先期处理、调整工艺、加密检测、备用水源热备用等多项措施有效处理突发水质污染事件，保障人民群众饮水安全。

关键词：突发藻类污染；调整工艺；加密监测

0 引言

近年来，因水体富营养化而发生藻类水华现象已成为全球性环境问题^[1]，藻类水华现象屡见不鲜。2023年8月17日，江苏省骆马湖藻类暴发，对邳州市第二地面水厂水处理工艺造成直接影响。这次藻类暴发突然，而且暴发速度快，藻类含量高，对于属于深水湖的骆马湖是较为罕见的。邳州粤海水务有限公司通过事件上报、先期处理、调整工艺、加密检测、备用水源热备用等多项措施有效处理突发水质污染事件，保障人民群众饮水安全。

1 公司及水源概况

1.1 公司供水概况

邳州粤海水务有限公司经营范围除辽河路以南、陇海大道以西及中运河以东、以北的邳州市老城区以外的25个乡镇（街道），面积逾2000平方公里，涉及459个行政村、2151个自然村，供水人口约151万人。水源取自徐州市骆马湖原水管线和邳州水务趸售水，建有邳州市第二地面水厂一座，供水能力10万吨/天，采用“预臭氧+常规工艺+后臭氧活性炭深度处理”深度处理工艺，中途增压泵站83座（其中区域增压泵站6座、镇级增压泵站14座，村级增压泵站63座），新建管网约1044公里，存量管网约1.7万公里。

邳州市第二地面水厂位于邳州市土山镇，徐州市骆马湖水源地工程中途加压泵站（土山加压泵站）旁，骆马湖水源地到邳州市第二地面水厂的浑水管网29 km。

图1 项目特许经营范围示意图

Figure 1:Project Franchise Operation Scope Diagram

1.2 骆马湖水源地

骆马湖是我国第七大淡水湖，江苏省第四大淡水湖。作为南水北调东线工程重要的中转站，是宿迁、新沂两地饮用水源的核心调节枢纽，其位于淮河流域沂沭泗水系下游，汇集了沂河和中运河来水，水位落差大并且水体交换次数多，是典型的过水性湖泊，对淮河流域及东线沿岸的社会经济发展起着至关重要的作用。

2 藻类的影响

2.1 对生产工艺的影响

（1）原水中含有藻类，在进入净水厂后，藻类会在构筑物内繁殖，一定程度上影响现场环境，给人感官上带来影响，因此水厂需要消耗大量的人力、物力清洗构筑物，甚至会导致水资源的消耗、浪费。

（2）由于藻类的密度与水相近且胞外分泌物具有保护作用，混凝时难以形成稳定的絮体结构，需提高混凝剂投加量以改善混凝效果，导致矾耗增加。处理高藻水时，为确保预氯化效果，减少藻类对净水的影响，需提高消毒剂的投加量，导致氯耗增加。

（3）藻类沉淀效果差，进入滤池后会黏附在滤料表面，堵塞滤池，缩短运行周期，增加反冲洗频率，导致反冲洗水量增加，甚至会降低产水效率和水厂的供水量，提高制水成本。

（4）含藻水经过池壁，藻类在上面生长，在藻类的物理和化学作用下，混凝土池壁会被腐蚀。

（5）水源污染相对较轻时，藻类污染的种类主要是直链硅藻，通常由几个到百多个细胞紧连成直链状，长度达几十至上千微米。净水工艺通常采用0.5～1.2 mm石英砂滤料，水力筛分后，表层的滤料孔隙约为80μm，所以直链硅藻进入滤池后会严重堵塞滤池。水源水质污染较严重时，藻类的优势种逐渐转向蓝绿藻，蓝绿藻的体积较小，几十到几个微米，易于穿透滤池。藻类污染清水池、水库、管道，在输送过程中腐败、分解。

2.2藻类对水质的影响

（1）藻类生长过程中会产生多种嗅味物质，包括土臭素、2-甲基异茨醇、鱼腥藻、β-环柠檬醛和β-紫罗兰酮等。这些嗅味物质化学性质较稳定，难以被一般氧化剂去除，当原水中发生水华现象时，藻类代谢所产生的嗅味物质会使自来水散发异味，引起居民对用水安全的恐慌，极易造成用户投诉。

（2）藻大量死亡消耗水中溶解氧，产生硫醇、硫醚类恶臭物质。

（3）藻类生长过程中还会产生多种藻毒素，部分藻类（如蓝藻中的微囊藻、鱼腥藻、颤藻、念珠藻）产生的微囊藻毒素是一种强促肝癌因素，对人体健康构成直接的威胁。

（4）藻类是典型的氯化消毒副产物的前驱物，藻源有机质（AOM）会在预氧化以及消毒工艺下与氧化剂或氧化生成的活性卤物质反应生成消毒副产物。包括三氯甲烷、卤乙酸（如一氯乙酸、二溴乙酸、三溴乙酸等）和含氮的消毒副产物等。这些消毒副产物对人体具有很强的毒性，对人体引起致癌致畸致突变等危害，对饮用水安全构成直接威胁国内学者最近研究发现在肝癌高发区饮用水源中MC含量较高，一些流行病学调查表明饮用被MC污染的水，可引起胃肠炎和肝炎。

（5）部分藻类可能穿透滤池进入供水管网，这些藻细胞可为细菌滋生提供有机碳源，还会在特定的厌氧环境下发生腐化反应，腐蚀供水管网，最终严重干扰输配水水质的稳定性和安全性。^[1]

3 前期预警

3.1 未雨绸缪开展应急演练

近年来，骆马湖水体总磷、总氮浓度呈上升趋势，尤其在汛期，水质会出现异常变化，水体中的氮、磷营养盐浓度及污染物浓度均会出现明显的突增，并且会在高温和长时间日照的作用下进而导致水体中浮游藻类的大量增殖，使得水质无法达到Ⅲ类水体要求。2016—2019年骆马湖浮游植物生物量同样表现出显著的季节性变化趋势，其中，蓝藻为骆马湖浮游植物的最主要门类，所占比例始终保持在50%以上。^[2]在此背景下，6月14日，邳州粤海水务有限公司组织了突发水质污染桌面应急演练。此次桌面演练以假定骆马湖原水藻类生长异常，水面水体大面积呈异常颜色为背景，各相关部门在水质应急领导小组的正确领导和指导下，快速响应、有效应对。

3.2 水质检测预警

7月以来，水质检测中心日常水质检测中发现原水总磷、总氮浓度呈上升趋势（见表1）。7月18日，原水氨氮由＜0.025 mg/L升高至0.25 mg/L，工序水亚硝酸盐氮浓度持续上升，溶解氧持续下降。出厂水氨氮[[1]]和高锰酸盐指数[[2]]持续上涨，已达邳州市第二地面水厂商运历史最高值。

水质检测中心第一时间向领导报告，并通知水厂采取以下措施：（1）水厂和徐州粤海水务有限责任公司保持沟通；（2）水厂在投加前加氯时，注意检测原水、工序水及出厂水的余氯指标，保证进碳池的水余氯小于0.1 mg/L；（3）水厂班组加强工序水的水质检测；（4）水厂班组关注出厂水在线仪表水质变化.

表1 骆马湖原水藻密度、总磷、总氮检测表

Table 1: Luo Ma Lake Raw Water Algal Density, Total Phosphorus, and Total Nitrogen Detection Table

4 原水藻类暴发及处理过程

4.1 原水藻类暴发原因

7月中旬，为防汛行洪，骆马湖提前降低水位，增加调蓄库容。但后续降雨量不足，造成水位持续偏低，取水口位置距离水面的位置最低时期仅有5 m左右。

受行洪影响，面源污染流入湖中，致使水体富营养化严重。7月17日起原水水质变化较大，总磷逐步由0.02 mg/L上升到0.22 mg/L，总氮由1.2 mg/L上升至4.0 mg/L，氨氮由＜0.025 mg/L上升至0.531 mg/L。水体富营养化严重、流动性小以及持续的高温、充足的光照为藻类生长提供了适宜的温床，使其呈指数增长繁殖，从7月中旬到8月中旬不断发展，最终造成骆马湖水源地爆发水华。

4.2 水源地水质基本情况

8月18日，为掌握现场实际情况，邳州粤海水务有限公司前往骆马湖水源地查看水质情况，发现水面水体大面积呈绿色，并伴有腥臭味。因无法至湖中心，湖边取样检测藻类高达1亿个/L。

8月25日，邳州粤海水务有限公司再次前往骆马湖取水口湖面进行取样，浅水区湖面呈均匀的深绿色，表面形成深绿色的油膜，现场有浓烈的腥臭味；整个湖面呈明显的深绿色，湖面表层有密集的绿色颗粒物，由湖边至取水口的过程中腥臭味逐渐减小，取水口湖面也呈深绿色，表层有较多绿色颗粒物悬浮。

取样检测结果如表2所示，总磷、总氮含量偏高，藻类达4 400万/L。取样时间在中午12点左右，藻类光合作用大量消耗二氧化碳产生氧气，溶解氧和pH异常升高。

表2  骆马湖水源地检测结果

Table 2: The Testing Results of the Luo Ma Lake Water Source Area

4.3 应对原水藻类暴发的处理过程

（1） 2023年8月16日晚，水厂运行人员发现砂滤池反冲洗频次变高，砂滤池池面上藻类漂浮物增多，初步判断原水藻类增多，立即向厂长汇报。厂长召开会议商讨应对策略，要求值班人员加强巡检，停止回用水回用，加大砂滤池反冲洗频次，前加氯投加量由0.45 mg/L提高至0.6 mg/L。

（2）2023年8月17日早上，水厂运行人员发现回用水内有明显的藻类滋生，沉淀池有明显绿色泡沫漂浮，砂滤池反冲洗周期由30小时缩短至约20小时，且反冲洗水呈深绿色。水厂紧急召开会议，经商讨，前加氯由0.6 mg/L提高至0.7 mg/L，PAC由17 mg/L提高至20 mg/L，前臭氧由0.4 mg/L逐步提高至0.7 mg/L，后臭氧由0.8 mg/L提高至1 mg/L。同时要求运行人员加强巡检，清理沉淀池及打捞漂浮物，并取样送至水质检测中心检测。经检测，原水藻密度达980万/L。

（3）8月17日14：20，邳州粤海水务有限公司接到徐州粤海水务有限责任公司通知，水源地初步判定发生水华，为去除水中臭味物质及消杀藻类，骆马湖取水泵站开始投加粉末活性炭，投加浓度为25 mg/L，后续会投加高锰酸钾和次氯酸钠。80年代发现投加高锰酸钾，能去除受污染水源水中的藻类、嗅味、色度，氧化分解有机物和加强消毒效果等。据有关资料介绍，投加高锰酸钾与水中还原物质反应生成中间价态的无定型锰，通过吸附与催化作用，能显著地提高对水中微量有机污染物的去除效率，并且显著地降低水的致突变活性，对色度的去除率为50%～70%，对致嗅物质的去除率为16%～70%，通过破坏有机物对胶体的保护作用，强化胶体脱稳，形成以新生态的氧化锰为核心的密实絮体，具有良好的助凝作用，从而降低水中的浊度、藻类及悬浮物等[4]

根据《邳州粤海水务有限公司突发水质污染应急预案》及水质检测结果，8月17日16：30，邳州粤海水务有限公司启动Ⅲ级水质应急预案，并向邳州市水务局、华东分公司报告。

（4）8月17日18：00，邳州粤海水务有限公司组织开会讨论应对措施：

1）应急联系人分工

邳州市水务局、粤海水务总部、华东分公司及徐州粤海水务有限责任公司由专人对接。为保障信息通畅，进行点对点对接，无突发情况，其他人员不得擅自沟通；为避免恐慌，所有人员不得散播任何负面消息，对相关信息进行保密，对外信息由总经理或董事长审核后上报。

2）检测频次调整

藻类指标由周检调整为日检，水厂每日10点前将水样送至化验室，化验室下午4点前将化验结果上报公司主要领导；因原水工艺调整，化验室增测锰离子指标（日检），加密检测消毒副产物（周检调整为日检）。

3）工艺调整提醒

徐州粤海水务有限责任公司投加活性炭后，水厂及时关注原水浊度变化，根据实际情况适当提高PAC投加量；

徐州粤海水务有限责任公司投加高锰酸钾后，水厂关注色度，每小时检测全过程水，色度变化较大时（表现之一原水微红，沉淀池水发黑），及时沟通化验室。同时水厂根据实际情况降低前加氯；

徐州粤海水务有限责任公司投加次氯酸钠后，水厂关注前加氯，根据实际情况降低或关闭前加氯。

4）舆情关注

热线中心密切关注用户关于臭和味投诉，如有相关投诉及时报告。