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生物調控水塘水質 從食水安全看生態系統之重要

綠田野 第126期(2017年6月)

早前水務署發表了「全面水資源管理策略」,為香港應對全球氣候變化帶來的淡水資源分布和供應不穩情況下,提出了供水的開源節流新方向。現時香港食水三成來自水塘,七成來自東江水,而水塘同時儲存輸港的東江水。社會為用水開源節流固然重要,亦要好好管理水塘水質,存水才不會白白浪費。很多人以為香港水塘大部分位處郊野公園,集水區亦受法例保護,水塘存水理應不受污染。事實是在自然環境下,水塘水質亦會變差。要維持水塘水質至安全飲用水平,依賴的不是科技與化學品,而是生態系統本身的自然力量。

香港開埠早期,市民主要靠溪水和井水作為水源,但隨著人口不斷上升,單靠溪水和井水已不能滿足市民對食水的需求,自1863年香港首個水塘薄扶林水塘建成,及後於1968年建成了世界首個以圍堵海岸方式在海中興建的船灣淡水湖,直至1979年最後一個水塘萬宜水庫的落成,香港共有十七個食水水塘,分布港、九、新界及大嶼山。

從表面來看,水塘和湖泊非常相似。然而,前者是人為建造,後者則是大自然經年累月塑造而成。香港大部分水塘均是以人工方法在河谷築起堤壩而形成的大面積水體,從自然歷史角度而言,水塘其實是一種新近突然形成的淡水生境。相對水面面積來說,人工興建的水塘一般會比天然湖泊深得多,水塘於地貌結構上其實更近似堰塞湖。

天然的堰塞湖通常因山崩、土石流或熔岩堵塞河道,水流被堵截而形成,由於堰塞湖的結構一般並不穩固,最終會潰堤回復河流的模樣,所以天然堰塞湖通常只會出現一段短時間,並不能演化出獨立的生態系統。水塘的情況也類近,雖然最終不會像堰塞湖般「消失」,但水塘是以人工方法於中、上游河道新近造成的大水潭,加上水位改變大而快,水的交換率高,水陸動植物一般難於適應此等環境,所以較難發展為穩定而成熟的生態系統。

亦正因為水塘不是成熟的生態系統,妨礙了水中物質循環,降解後的物質容易滯留在水中,形成「藻華」,令水質惡化。

水藻威脅水塘水質

藻類是一種常見於水體,能夠以光合作用產生能量的懸浮生物。有水的地方便有藻類生長,包括了天然河溪和湖泊。由於溪水是流動的,藻類並不會聚集,濃度亦不高。而在湖泊生態系統裡,藻類更是重要一員,它們擔當生產者的角色,吸收陽光和水中養分繁衍,然後成為水中其他小動物的食物。

然而,由於水塘內的水是靜止而非流動,加上整個水塘並不是成熟的生態系統,當集水區內天然河溪引流至水塘,溪水同時帶來養分如氮和磷,容易積聚於水塘,問題便會產生。積聚的養分會令部分藻類過度繁殖生長,出現稱為「藻華」的現象。大量藻類會消耗水中的氧氣,減低水中溶氧量,低溶氧量有利水中的鐵、錳及硫化物積聚,令食水產生顏色、氣味和味道的問題。

此外,當水中的溶氧被消耗後,又會令一種叫藍綠藻的生物大量生長,部分藍綠藻物種會釋出毒素,影響水質。另方面,在缺氧的情況下,水中原本的生物如魚、蝦、兩棲動物等會死亡。大量有機物(魚、蝦、兩棲動物等的屍體)在無氧狀態下降解會又會產生包括氨、硫化氫等在內的有毒物質,進一步污染食水。

缺氧的情況亦可能增加水中寄生原生動物的生長,包括隱孢子蟲和賈第鞭毛蟲,牠們都是可感染人類的病原體,最常經不潔食水傳播,可引致腹瀉、急性胃腸炎、營養吸收不良等疾病。隱孢子蟲和賈第鞭毛蟲除了可存活在水塘,也可活於地下水,其卵囊或孢囊更可長時間存活於水中,因此全球供水部門均會小心防範該兩種寄生原生動物。

由此可見,水塘若只是儲水而沒有好好管理,即使沒有受外來污染,儲水亦很可能在自然情況下而變得不符合食水水質標準。要維持水塘的良好水質,便需要借助大自然的力量。

放養魚苗再造生態

在香港,水務署主要利用放養魚苗以建立水塘生態。這是利用不同魚類的攝食特質,達至控制藻類繁殖,藉此維持食水水質。香港水塘主要放養的魚類是鰱(Hypophthalmichthys molitrix)和鱅(Aristichthys nobilis),前者主要取食浮游植物;後者主要捕食浮游動物,同樣能有效控制浮游生物繁殖以平衡生態。不過,這兩種魚原本是棲息於河流,須在水流湍急的地方產卵,換了在靜止的水塘中,並不能自行繁殖,需要靠人工定期把魚苗放養入水塘作補充。

此外,當局亦會放養金山鰂(Tilapia spp.)、鯪(Cirrhinus molitorella)、鯽(Carassius auratus)、藍刀(Hemiculter leucisculus)等,牠們會攝食水中的藻類、昆蟲、甲殼動物或其他小動物,部分魚類更可在水塘中自行繁殖。

以生物調控水塘水質,某程度上會干擾原本的河流生態,亦有機會引入外來物種,有一定的生態風險,但相對於添加化學物質,生物調控仍然是較全面且有效的方法。最重要是水塘的水是我們日常主要飲用水的來源,使用化學品對市民健康會構成一定風險,而且偌大的水塘所需的化學處理成本將會很高,並不化算。

從水塘水質監控的例子可見,生態系統其實無時無刻地為人們「服務」,是維持健康環境的重要元素。可是,很多人仍有錯誤觀念,以為大自然距離人類生活很遠,保護生態只是與生活無關的崇高理念,甚至阻礙了城市發展。其實,我們的生活以至生存的各種基本需要,均有賴健康的生態系統去維繫,保育大自然亦是保障人類的基本生存環境。

文|呂德恒、鄭睦奇博士

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香港第一個水塘 — 薄扶林水塘
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船灣淡水湖
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水塘多是在河谷築起堤壩而形成
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水塘貌似天然湖泊,四周綠意盎然。但從自然演化角度來看,水塘並不是成熟的生態系統。
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盤星藻是水塘常見的淡水藻類
Image "rIMG_9951" 由 "Giuseppe Vago" 製作,以 "創用CC 姓名標示 2.0國際授權條款" 釋出。
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水塘靜止的水有機會出現藻華現象
© Dr. Martin Williams
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賈第鞭毛蟲
Image "Giardia Lamblia trophozoite" 由 "Yasser" 製作,以 "創用CC 姓名標示 2.0國際授權條款" 釋出。
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水塘開放給市民釣魚,其實是調控水質的方法之一。
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