[00148162]磷矿开发磷污染对抚仙湖和星云湖的影响研究

（1）课题来源： 抚仙湖已经面临严重的磷污染并出现了藻类大量繁殖趋势，而星云湖的水质也逐年恶化，已由饮用水源地转变为富营养化湖泊。抚仙湖和星云湖流域的磷矿开采和加工是威胁最大的磷污染源。为了弄清磷矿开采及磷化加工对湖泊的影响，抚仙湖、星云湖“十一五”水污染综合防治规划立项《江川磷矿区开采对星云湖污染调查研究》、《帽天山磷化工生态破坏与磷污染对抚仙湖的影响研究》课题，并由云南省科学技学厅负责实施。两项目由玉溪市环境科学研究所与中国科学院南京地理与湖泊研究所合作共同承担，2008年5月开始前期工作，后经九湖办同意将两项目合并为《磷矿开发磷污染对抚仙湖和星云湖的影响研究》课题（编号2009CC025）。 （2）技术路线： 通过野外观测和室内模拟实验，弄清磷矿开发污染来源和产生机制、污染物迁移途径及其对湖泊的影响，并研创了磷矿开采废弃地污染生态修复技术和磷矿开发污染径流入湖末端治理技术，为保护抚仙湖、治理星云湖提供有效的污染控制手段和科学的决策依据。 （3）技术创造性与先进性： 1）针对磷矿开发来源的污染物产生机制、迁移途径及其对湖泊的影响开展了全面系统的研究，获得了矿源磷污染物通过径流输移和大气扩散进入湖泊的污染负荷量，并结合抚仙湖和星云湖近30年的水质生物指标基础数据，反演了磷矿开采对抚仙湖30年的污染历史。 2）针对亚热带高原特殊的地质气候条件对磷矿开发磷污染产生机制开展了模拟研究实验，研究结果表明抚仙湖和星云湖流域干湿季节交替、酸性土壤和上覆土形成的酸性淋溶液以及微生物作用能够造成裸露地表的磷灰石分解和污染物释放进入地表环境，加速磷等污染物的地球化学循环过程。 3）磷矿废弃地原位修复研究结果发现简单复垦和采用废土石直接覆土将促进富磷废土石和磷矿石的污染物淋溶。本课题研创了“一种磷矿废弃地污染控制的生态修复技术”，利用红土与粗砂形成的高持水能力和毛细管作用原理，能够有效控制降雨对磷矿的直接淋溶作用，减少磷矿磷的释放量。 4）针对磷矿开采污染径流的特点，研发了“低阻力防堵塞垂直流湿地结构”技术，以这一核心技术构建了抚仙湖流域东大河污染控制工程，能够有效处理降雨形成的脉冲性磷矿污水，形成控制污染物入湖的有效屏障。 5）创新点： A、首次对磷矿开发区污染产生机制进行系统研究：磷矿开采和加工过程污染物的产生和迁移是一个复杂过程，很难定量研究，迄今为止磷矿开发过程究竟有多少磷流失进入外界环境还是空白。本项研究对磷矿开发区污染产生源头、迁移过程和入湖通量整个过程进行系统研究，揭示了污染物的界面行为、释放通量以及迁移转化规律，摸清了污染物迁移途径和迁移量，得到磷矿开发区的入湖污染负荷，从而为入湖污染控制提供有力依据，也为湖泊环境容量估算提供新的证据。 B、首次开展人为活动影响下环境地质背景磷流失对湖泊的影响研究：湖泊富营养化问题日益严重，而作为磷的蓄积库—磷矿在人为活动影响下对湖泊营养化进程的贡献尚不得而知。抚仙湖和星云湖分别为贫营养湖泊和富营养湖泊，是高原不同湖泊类型的典型代表。本项研究针对这两种不同营养类型的湖泊，研究磷矿开发对湖泊富营养化演变进程的长期效应以及磷矿开发对蓝藻暴发的贡献作用具有典型性和代表性。 （4）应用推广情况： 1）为磷矿来源水污染防治提供技术指导： 《磷矿开发磷污染对抚仙湖和星云湖的影响研究》对磷矿开发区污染产生源头、迁移过程和入湖通量整个过程进行系统研究，获得了矿源磷污染物通过径流输移和大气扩散进入湖泊的污染负荷量，建立了磷矿污染物释放量预测模型。弄清磷矿开采及磷化工业发展对抚仙湖、星云湖的影响和生态环境问题，提出磷矿开采迹地生物治理措施。为政府保护抚仙湖、治理星云湖的决策提供科学依据，也为湖泊水环境容量估算提供新的证据。以上系统的测试数据及研究成果已运用于抚仙湖、星云湖水污染防治“十二五”规划，为抚仙湖磷矿开采迹地生态环境修复、星云湖磷化工业园区及磷矿开采区污染防治实施，提供了技术指导。 2）为湖泊营养化治理提供科学指导：本项研究通过研究矿源磷对湖泊营养化演变的长期效应，对湖泊营养盐来源有了一个新认识，为湖泊富营养化研究提供了新思路，为其它富营养化湖泊污染控制和机理研究提供科学指导。2010年4月国家环保部将抚仙湖列入全国湖库生态安全调查与评估湖泊，由中国环境科学研究院牵头。在开展抚仙湖生态安全调查与评估工作中，中国环境科学研究院直接利用了本项研究成果，为磷矿开采及加工对抚仙湖、星云湖生态系统存在的生态安全隐患提供了评估支撑依据。 3）为磷矿废弃地污染控制生态修复提供新技术： 研发了“毛细隔栅覆土改良型生态修复方案”，能够有效控制降雨对磷矿的直接淋溶作用，减少磷矿磷的释放量。本项研究所开发的磷矿开采区生态治理及修复技术方案已被江川县人民政府应用于《星云湖流域水污染防治“十二五”规划》，为政府治理、保护星云湖提供决策依据。 4）磷矿开发来源污水河道末端处理方案：研发了“低阻力防堵塞垂直流湿地结构” 技术。本项成果已被澄江县人民政府应用于防治抚仙湖磷矿开发地表径流对湖泊的影响，针对东大河径流区磷污染物特征，采用“低阻力防堵塞垂直流湿地结构”技术，在东大河河口构建了55.98亩湿地，工程处理能力15000～25000m3/ d，水力负荷0.488～0.81 m3/m2.d。经近三年的运行效果，该技术无能耗、防堵塞、净化效果好、运行管理简易，对削减入湖污染物起到很好的作用。