大型水库的水质净化作用

最近笔者随记者到我国最早的大型水电站新安江考察，电站的工作人员给我们提出了一个尖锐的问题。社会上（包括学术界）都说水库建成之后，由于河水的流速减慢会导致河流的水质净化能力下降，从而加剧河流的水污染。但是，新安江水库（千岛湖）的情况，却完全不是这样。电站的工作人员告诉我们，目前新安江水电站水库的水质非常好，完全达到了一类水的饮用标准。著名的“有点甜” 农夫山泉矿泉水，就是直接引自水库70米深的水下。让他们疑惑不解的是，水库入水口处的河流水质其实并不是很好。

带着这个疑问，我们驱车近200公里来到了新安江水库的源头，安徽省黄山地区的深渡镇。我们亲眼看到那里的河流水质情况确实不太好，直观上就与新安江水库的水质有着巨大的差别。据随行的工作人员介绍，这种情况已经持续了几十年。那里的水质检测结果只能达到二类，有时甚至是三类。

为了鼓励安徽省保护新安江水库上游来水的水源清洁，国家已经建立了专项的保护基金。安徽和浙江两省分别在交界处建立水质监测站，各自取样后交环保部统一检测。如果，检测的结果说明水质保持良好，浙江省和专项基金都要拿出一部分经费，奖励和补偿安徽省为保护新安江水质所付出的努力。用经济手段促进新安江水库的水质保护。因此，目前我国东部地区最大的水资源储存地新安江水库的水质一直保持良好。上百亿的纯净水源，已经成为我国东部地区最重要的水资源战略储备。

静水也可不腐

然而，为什么流进水库的普通河水会变成了有点甜的优质矿泉水，却让人们始终疑惑不解。经过考察分析笔者发现：河流的水质净化作用与水库的水质净化作用有着本质的区别。尽管就净化水质的效果而言，我们很难笼统的比较水库和激流孰优孰劣。但是，对于大型水库，却有可能产生净化水质的效果，明显优于任何激流河段的结果。要理解这一现象，我们要从分析水污染与河流、水库自净能力的机理入手。

根据水污染的有关分析，水污染主要分为：死亡有机质污染；有机和无机化学药品污染；磷污染；重金属污染；酸类污染；悬浮物污染和油类物质污染等。一般来说，有机污染，磷污染，油类物质污染，酸类污染等类型的污染都可以通过与水体中的氧发生氧化作用而得到缓解。因此，这类水污染通常被称为化学需氧量（即COD）。所以，河流水污染通常可以分为两大类，即化学需氧量（即COD）和悬浮颗粒物。

我们常说的“流水不腐”和激流河段，确实有较强的水体净化能力，但这主要是针对水体中的化学需氧量而言的。因为，流动的水的表面与空气有更多的接触，能增加水体中的含氧量，有利于中和水体中的化学需氧量污染物的分解。所以，通常来说流动的水比静止的水具有更强的水体自净能力。但是，流动的水也不是总会增加水的自净力，因为，对于悬浮颗粒物类的水污染，则需要用沉淀的方法才能使其净化。

举一个最简单的例子，每个人都可以自己去验证。随便找两个桶，装上同样的污水，如果你在其中的一个桶里面不断地用棍子去搅动污水，是不是一定就能得出被搅动的桶里面的污水，就一定要比没有搅动的桶里的污水要干净的结论呢？如果你试验过，就会发现，当然不是。对某一些成分的污水也许会产生这样的结果，但是肯定有很多的情况，会因为你的搅动，使污水变得更加污浊，因为，被搅动的污水无法在桶中沉淀。所以，结论将是非常明确的，快速流动并不一定会净化水体，反之，在很多情况下降低流速，到可以起到沉淀的净化作用。

由此可见，净化水质必须要有一个矛盾的过程。一方面要通过扰动增加水体中的含氧量，中和化学需氧量；另一方面又要通过沉淀，减少水体中的悬浮颗粒物和重金属含量。我们去参观任何一个自来水厂或者污水处理厂时，都会发现水处理的过程，既需要有增加水流动的“暴气”池，也需要有相对静止的“沉淀”池。

相对于天然河流来说，激流只能产生“暴气”的中和COD的效果，但无法产生“沉淀”的净化作用。但是，大型水库则有可能产生既降低了水体中化学需氧量COD，同时也沉淀了悬浮颗粒物的水体净化的双重作用。这是因为，水库对化学需氧量污染的净化机理完全不同于天然河流中的增加水体含氧量。

生态链转化

众所周知，水体中的COD的过量污染常被称为“富营养化”。也就是说COD其实就是水体中的某种营养物质。这种营养物质通常可以促进藻类和水生植物的生长。对于大型水库来说，由于水环境容量巨大，不仅藻类和水生植物都有着较大的生存空间，而且靠食用藻类和水生植物生长的鱼类，数量也非常大。水库水生态系统的正常运转，水生植物和藻类在生长过程中通过光合作用产生了大量的氧气，水生动物又通过食用水生植物和藻类把它变成动物蛋白。这样通过水库中的有机生物链把大量的COD转变成了各种渔产品的动物蛋白。人们又通过不断的捕捞、食用水库中的鱼产品，就消耗掉了水体中的COD。据统计，新安江水库建成之后的50多年里，当地的鱼获总量增长了50多倍。然而，人们根本就没有意识到，水库在提供给我们的丰富鱼类蛋白质的同时还净化了水质。

这样，大型水库虽然不能靠水的快速流动增加水体中的含氧量，但是，同样也能具有非常强的中和水体中的化学需氧量（COD）污染的能力。因此，只要进入大型水库的水体的污染物被控制在一定的范围之内，大型水库就具有了同时净化COD和悬浮颗粒物水污染的双重作用。这也就解释了，为什么新安江水库能具有任何天然河流都不可能具有的超强的水体净化能力。

其实，大型水库的这种水体净化作用，并不仅体现在新安江水库。例如，我国湖南郴州的东江水库建成之后水质也比原来的天然河流有了大幅度的提高，以至于吸引来青岛啤酒在那里建分厂。这类的例子非常多。事实上，只要我们注重控制水污染的排放，任何大型水库建成之后，都会使得原来河流的水质，得到大幅度的提高。这一结论几乎在全世界都可以得到证明。然而，遗憾的是由于国内外反水坝极端环保组织的长期误导宣传，社会公众甚至我国的个别环境监管官员都接受了“建水库增加水污染”的错误概念。

当然，我们也不能否认现实当中确实有一些河流建设水库之后水质变得更差。这一方面是由于上游和当地污染排放没有得到有效的控制，过量的污染物排放超过了水库的自净能力。一旦水库中的有机生物链崩溃，水库不仅会失去了净化作用，反而变成了一个大的污水“发酵”池；另一方面也可能是因为该水库的库容较小，没有足够的环境容量，无法让水库形成的水生态系统和生物链，能够消耗掉水中营养物质。所以，一般来说大型水库的水质净化作用会更加明显。

总之，通过总结分析新安江水库50多年来所发挥的净化水质的重要作用，我们不难发现：只要我们能控制污染物的过量排放，并注意营造好水库的水生态环境，大型水库的水体净化作用是任何天然河流都无法比拟的。

（作者为中国水力发电工程学会副秘书长）