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朱喜:深入治理太湖 消除富營養(yǎng)化和藍(lán)藻爆發(fā)(上)

* 作者: admin * 發(fā)表時(shí)間: 2021-10-25 23:36:01 * 瀏覽: 642

朱喜:深入治理太湖 消除富營養(yǎng)化和藍(lán)藻爆發(fā)

【作者簡介】朱喜:男,1968年烏魯木齊農(nóng)墾大學(xué)(大專)畢業(yè),高工,中國水利學(xué)會(huì)會(huì)員;在新疆水利行業(yè)工作至1985年調(diào)回?zé)o錫,于無錫市水資源管理處、犢山工程管理處等9個(gè)單位工作過,2005年退休前后工作于無錫市水利局12年。前后從事水資源、水工程規(guī)劃、設(shè)計(jì)和管理工作50余年,2002起從事河湖水污染、水環(huán)境、水生態(tài)研究,2007年起從事太湖等大中型湖泊消除藍(lán)藻爆發(fā)、富營養(yǎng)化技術(shù)及其應(yīng)用理論研究。2007年6月首先提出太湖2007年5.29供水危機(jī)實(shí)質(zhì)是“湖泛”的理論,為政府采納和專家認(rèn)同;提出新溝河“引江濟(jì)太”的設(shè)想;2007-2013年任無錫市藍(lán)藻辦顧問,專門從事藍(lán)藻治理技術(shù)工作。

共編撰出版5部技術(shù)專著:《河湖污染與藍(lán)藻爆發(fā)治理技術(shù)》(2021),《河湖生態(tài)環(huán)境治理與調(diào)研》(2018),《中國淡水湖泊藍(lán)藻爆發(fā)治理與預(yù)防》(2014),《太湖藍(lán)藻治理創(chuàng)新與實(shí)踐》(2012),《太湖無錫地區(qū)水資源保護(hù)和水污染防治》(2009)。

主編4個(gè)規(guī)劃:《無錫市水資源綜合規(guī)劃》(2007),《無錫市水生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)和修復(fù)規(guī)劃》(2006),《無錫市水資源保護(hù)和水污染防治規(guī)劃》(2005),《無錫市區(qū)水資源保護(hù)規(guī)劃》(1995)。

發(fā)表有關(guān)水資源、水生態(tài)、水環(huán)境、河湖治理、2007年供水危機(jī)、調(diào)水、防御洪澇、污水處理提標(biāo)、治理太湖巢湖滇池富營養(yǎng)化和藍(lán)藻爆發(fā)等百余篇文章,參加全國百余場學(xué)術(shù)研討交流會(huì)并作報(bào)告。


文章全文

摘要:2007年以來太湖藍(lán)藻年年持續(xù)爆發(fā),治理取得階段性效果,存在一定問題,分析問題原因及提出總對(duì)策。改變、完善治理太湖觀點(diǎn)和策略:污水廠已成為主要點(diǎn)源群,藍(lán)藻已成為主要內(nèi)源,僅依靠防治水污染不能消除太湖藍(lán)藻爆發(fā)。消除富營養(yǎng)化和治理藍(lán)藻須密切結(jié)合,全年分水域消除水面水體和水底藍(lán)藻,才能消除藍(lán)藻爆發(fā)。太湖治理三大目標(biāo):消除富營養(yǎng)化、消除藍(lán)藻爆發(fā)和修復(fù)濕地;治理措施:減少以污水廠污染負(fù)荷為主的外源入湖、減少以藍(lán)藻為主的內(nèi)源釋放、修復(fù)25-30%植被覆蓋率、創(chuàng)新各類技術(shù)及集成,在2030-2049年以前分水域消除藍(lán)藻爆發(fā),生態(tài)系統(tǒng)得到根本性改善,建成為美麗健康的太湖。

關(guān)鍵詞 太湖 富營養(yǎng)化 藍(lán)藻爆發(fā) 治理成效 技術(shù)措施 


引言:習(xí)總書記指示“抓好生態(tài)文明建設(shè),攻克老百姓身邊的突出生態(tài)環(huán)境問題”,藍(lán)藻爆發(fā)是太湖最突出的生態(tài)問題,盡快解決老百姓不希望看到藍(lán)藻爆發(fā)的問題。環(huán)太湖城市密切協(xié)作,必能在建國百年之前完成分水域消除太湖藍(lán)藻爆發(fā)的艱巨任務(wù)。

 

1 太湖富營養(yǎng)化及藍(lán)藻爆發(fā)

太湖碧波萬頃,水面積2340km2,為我國第三大淡水湖[1],在冬春季則為我國最大淡水湖,是淺水型可封閉湖泊。流域面積36500km2,分屬江蘇、浙江和上海兩省一市,流域及環(huán)湖5城市蘇州、無錫、常州、湖州、嘉興,均是長三角和全國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)達(dá)區(qū)域。 

1.1 富營養(yǎng)化

 由于水污染,大量營養(yǎng)鹽進(jìn)入太湖,當(dāng)水體中N P等營養(yǎng)鹽含量超過一定限度就稱為富營養(yǎng)化。富營養(yǎng)化使水域生態(tài)系統(tǒng)失去良性平衡,生物多樣性受損。營養(yǎng)程度分為:貧營養(yǎng)、中營養(yǎng),富營養(yǎng)。其中富營養(yǎng)又分為:輕度、中度、重度和異常富營養(yǎng)。影響水體營養(yǎng)程度的主要是人為和自然因素,其中氣候和水文水動(dòng)力等自然因素總體是難以控制的,而外源、內(nèi)源、濕地、藍(lán)藻、調(diào)水等因素是可人為控制的。

 太湖20世紀(jì)80年代以前為中營養(yǎng),更早則為貧營養(yǎng);80年代起局部水域進(jìn)入富營養(yǎng),富營養(yǎng)化程度越來越嚴(yán)重,至21世紀(jì)太湖全面進(jìn)入富營養(yǎng)化,大部分為中富,局部達(dá)到重富,2007年供水危機(jī)時(shí)局部范圍達(dá)到異常富營養(yǎng),以致藍(lán)藻都難以生存;2007年后,富營養(yǎng)化程度有所減輕,至今為輕-中富[2]。

1.2 藍(lán)藻

 藍(lán)藻也稱藍(lán)綠藻或藍(lán)細(xì)菌,是地球上分布最廣、適應(yīng)性最強(qiáng)的光合自養(yǎng)生物。據(jù)專家考證,藍(lán)藻在地球的全盛期為35億年前~7億年前,歷時(shí)28億年之久,其間經(jīng)歷了遠(yuǎn)古時(shí)期的巨大繁榮,藍(lán)藻的光合作用產(chǎn)生了大量的氧氣,藍(lán)藻在地球表面的大氣環(huán)境從無氧變?yōu)橛醒踹^程中發(fā)揮巨大作用。35億年前,第一批原核藻類——藍(lán)藻出現(xiàn);15億年前,真核藻類逐漸繁衍;直到7億年前,藻類依然是地球上唯一的綠色植物。

 藍(lán)藻,在生物三界系統(tǒng)學(xué)說中屬于植物界,故眾多專家稱之為浮游植物;在生物五界系統(tǒng)學(xué)說中屬于原核界;在生物六界系統(tǒng)學(xué)說中直接分屬為藍(lán)藻界。藍(lán)藻一般可分為非固N(yùn)藍(lán)藻和固N(yùn)藍(lán)藻。其中非固N(yùn)藍(lán)藻有微囊藻、顫藻、鞘絲藻等;固N(yùn)藍(lán)藻有魚腥藻、束絲藻、擬柱胞藻、膠刺藻、節(jié)球藻、藍(lán)纖維藻等。其中微囊藻主要為銅綠微囊藻、水華微囊藻、惠氏微囊藻等。太湖有數(shù)百種以藍(lán)藻為主的藻類。近幾十年太湖在每年的5-11月是以藍(lán)藻為優(yōu)勢種或絕對(duì)優(yōu)勢種,其中又以微囊藻居多[3]。

 1.3 藍(lán)藻爆發(fā)

 藍(lán)藻爆發(fā)是指以藍(lán)藻為主的藻類,在水體富營養(yǎng)化等合適的生境及在缺少種間競爭的條件下,快速生長繁殖,達(dá)到一定密度,大范圍聚集于某處水面的現(xiàn)象[3]。

 藍(lán)藻爆發(fā)與水華。在20世紀(jì)50年代或以前太湖為非富營養(yǎng)化時(shí)期就存在水華,所以水華不必要消除和難以消除;目前太湖的水華應(yīng)稱為水華爆發(fā)較合理;太湖藍(lán)藻爆發(fā)即是藍(lán)藻水華爆發(fā)的簡稱,藍(lán)藻爆發(fā)應(yīng)該消除和能夠消除。

 影響藍(lán)藻爆發(fā)因素[4]:水體中N P等營養(yǎng)物質(zhì)的富營養(yǎng)化是最基本條件;水溫、光照等自然條件為主要因素,使藍(lán)藻具有快速增殖能力;風(fēng)與水動(dòng)力是藍(lán)藻聚集與擴(kuò)散的重要因素,一定的風(fēng)力風(fēng)向使藍(lán)藻快速漂浮聚集于某一處水面,但風(fēng)力過大則使藍(lán)藻隱于水下及減慢生長速度,太湖由西向東的自然水流(重力流)使上游高密度藍(lán)藻輸送至中下游各水域;天氣的晴陰雨雪同樣是重要因素,決定著水溫和光照的程度,一般在晴天或多云天氣發(fā)生藍(lán)藻爆發(fā),大雨天藍(lán)藻則隱于水下及減慢生長速度;其他還有濕地、生態(tài)、pH值、微量元素等影響因素。這些因素的組合決定藍(lán)藻爆發(fā)的規(guī)模、頻次、時(shí)間、地點(diǎn)和嚴(yán)重程度。

1.4 藍(lán)藻爆發(fā)歷程

1987-1989年梅梁湖(太湖北部湖灣)北部的富營養(yǎng)化產(chǎn)生小規(guī)模藍(lán)藻爆發(fā),1990年梅梁湖開始規(guī)模藍(lán)藻爆發(fā),以后擴(kuò)大至全太湖。藍(lán)藻爆發(fā)程度的計(jì)量有藍(lán)藻密度、爆發(fā)面積(包括最大面積、累積面積)和頻次、葉綠素a等。以下以藍(lán)藻密度、爆發(fā)最大面積分析。

藍(lán)藻密度是單位體積水體中的藍(lán)藻數(shù)量。太湖自1990年以來藍(lán)藻持續(xù)爆發(fā)30年,藍(lán)藻密度至2019年總體呈持續(xù)升高趨勢。全太湖年均藍(lán)藻密度由2009年的1450萬個(gè)細(xì)胞/L增加至2019年最高值12500萬個(gè)/L,為8.6倍:同期湖心為19.18倍,東部沿岸22.83倍。湖心水域面積973km2占太湖水面積41.6%,其藻密度大幅升高帶動(dòng)太湖中下游藻密度升高,致以往不發(fā)生藍(lán)藻爆發(fā)的東部沿岸及東太湖近年也有爆發(fā)現(xiàn)象。但2020年藻密度為9200萬個(gè)/L,較2019年有所下降(表1)。

表1   太湖年均藻密度表(萬個(gè)/L)

年份

2009

2010

2011

2012

2013

2014

2015

2016

2017

2018

2019

2020

數(shù)值

1447

1900

1900

2490

5660

6200

4300

8500

12100

9100

12500

9200

數(shù)據(jù)來源均為參考文獻(xiàn)[2];

年藍(lán)藻爆發(fā)單次最大面積,指每年若干次爆發(fā)中面積最大的1次。太湖藍(lán)藻爆發(fā)單次最大面積在1990-2006年間持續(xù)增加,從100-200km2到2006年的1354km2。2007-2020年藍(lán)藻爆發(fā)基本呈高位波動(dòng)狀態(tài),其中2007年1114km2,2009年最小為524km2,有相當(dāng)年份接近或超過2007年,如2017年最大面積達(dá)到1403km2(表2)。

表2   太湖藍(lán)藻爆發(fā)年最大面積(km2,日期)

年份

2006

2007

2008

2009

2010

2011

2012

2013


面積

1354

1114

574

524

984

997

991

1092


日期

8.13

9.8

9.18

8.21

8.15

7.21

8.29

11.19



年份

2014

2015

2016

2017

2018

2019

2020



面積

854

1091

936

1403

775

977

823



日期

11.26

11.27

7.17

5.10

5.23

9.8

5.11



太湖P N等元素達(dá)到富營養(yǎng)化程度就發(fā)生藍(lán)藻爆發(fā),但其后藍(lán)藻爆發(fā)則不一定隨富營養(yǎng)化程度的降低而減輕,只要P N等元素在富營養(yǎng)化程度的一定范圍內(nèi),藍(lán)藻爆發(fā)仍持續(xù)在高位發(fā)生,如2007年-2020年TN持續(xù)下降37%(表3),藍(lán)藻爆發(fā)基本沒有減輕。所以,目前藍(lán)藻密度持續(xù)在高位的這種情況,只要水溫、光照等自然條件適合(種間競爭沒有大的變化情況下),藍(lán)藻爆發(fā)程度難以持續(xù)減輕;但若全年水溫有一定程度下降,晴(多云)天氣減少、雨雪和大風(fēng)天氣增加,則藍(lán)藻爆發(fā)程度可能會(huì)階段性減輕,如2008-2009年藍(lán)藻爆發(fā)的最大面積小于600km2(表2);2020年及以后可能存在一個(gè)階段性的減輕過程。

1.5 藍(lán)藻爆發(fā)作用與危害

作用:藍(lán)藻在陽光下進(jìn)行光合作用,為大自然增加氧氣;藍(lán)藻在生長期間吸收水中N P等營養(yǎng)物質(zhì),減少水體中N P含量。所以只要及時(shí)清除水面水體和水底藍(lán)藻,就能清潔水體。如2008年8月14日梅梁湖錦園附近藍(lán)藻水經(jīng)過0.45μm濾膜過濾后檢測的水質(zhì)達(dá)到TN Ⅲ類、TP Ⅳ類[3]。目前監(jiān)測水質(zhì)是在水下0.5m處采得水樣后測定的水質(zhì)基本不含或很少含藍(lán)藻,如2020年太湖水質(zhì)TN TP均Ⅳ類[2],與2008年8月14日測得的基本不含藍(lán)藻的水質(zhì)相似。

危害:藍(lán)藻先于人類出現(xiàn),在改造自然界發(fā)揮巨大作用,為什么現(xiàn)在人們談藻色變?因在中國的太湖巢湖滇池(稱“三湖”)及全世界許多水域存在藍(lán)藻爆發(fā)現(xiàn)象,害處很多:藍(lán)藻可以產(chǎn)生藍(lán)藻毒素,且難以去除;增加底泥,加重底泥污染,加重水體污染和富營養(yǎng)化;影響供水安全和危害人類健康,危害生物的安全,損害生物多樣性,嚴(yán)重影響旅游和居住環(huán)境,嚴(yán)重影響經(jīng)濟(jì)發(fā)展,藍(lán)藻爆發(fā)已成為生態(tài)災(zāi)害的代名詞,如造成太湖2007年供水危機(jī)[5]。藍(lán)藻從地球生態(tài)系統(tǒng)的功臣變成罪人,錯(cuò)誤就在于現(xiàn)代社會(huì)人類對(duì)自然過渡的索取、開發(fā)、消費(fèi)。大量不合理的人類活動(dòng),向水體排放大量污染物,造成日益嚴(yán)重水污染、富營養(yǎng)化以至藍(lán)藻爆發(fā),使原來清潔健康的河湖生態(tài)環(huán)境在較短時(shí)間內(nèi)發(fā)生惡化,成為藍(lán)藻年年持續(xù)爆發(fā)的欠健康的生態(tài)系統(tǒng)。

表3   太湖年均TN TP(mg/L、倍)

年份

1981

1987

1988

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997


TN

0.9

1.54

1.6

2.35

1.89

2.87

2.34

1.73

3.14

3.29

3.2


TP

0.025

0.035

0.055

0.058

0.05

0.08

0.08

0.13

0.133

0.134

0.106



年份

1999

2000

2004

2005

2006

2007

2008

2009

2010

2011

2012


TN

2.55

2.6

3.57

2.49

2.85

2.35

2.42

2.26

2.48

2.04

1.97


TP

0.095

0.13

0.086

0.079

0.096

0.074

0.072

0.062

0.071

0.066

0.071



年份

2013

2014

2015

2016

2017

2018

2019

2020

2020/2007


TN

1.97

1.85

1.85

1.96

1.6

1.55

1.49

1.48

0.63


TP

0.078

0.069

0.082

0.084

0.083

0.079

0.087

0.073

0.986


1、1981-2007年數(shù)據(jù)來源為參考文獻(xiàn)[3];2、2008-2020年數(shù)據(jù)來源為參考文獻(xiàn)[2]














1.6 “湖泛”和太湖供水危機(jī)

“湖泛”[6]是在靜止或相對(duì)靜止的淺水域,由于水體和底泥污染嚴(yán)重,同時(shí)遇到高水溫及嚴(yán)重缺氧的情況就發(fā)生厭氧生化反應(yīng),伴隨產(chǎn)生黑水臭氣的現(xiàn)象。造成“湖泛”的因素:水污染嚴(yán)重、底泥污染嚴(yán)重、嚴(yán)重缺氧、高水溫、水體靜止或相對(duì)靜止、水淺。太湖“湖泛”的3種成因:藍(lán)藻爆發(fā)、嚴(yán)重水污染、二者兼有,其中長期嚴(yán)重水污染和藍(lán)藻爆發(fā)就使底泥污染嚴(yán)重。

自1990年太湖發(fā)生第一次規(guī)模藍(lán)藻爆發(fā)后,曾在1990-2007年間發(fā)生多次“湖泛”型供水危機(jī)[7],包括梅梁湖的梅園水廠、中橋新水廠的4次供水危機(jī),1次貢湖水廠的供水危機(jī),影響供水人口數(shù)十萬至數(shù)百萬、供水時(shí)間數(shù)天不等。其中2007年貢湖(太湖北部的湖灣)發(fā)生的“5·29”供水危機(jī)是最嚴(yán)重的一次,其原因是太湖多年持續(xù)發(fā)生規(guī)模藍(lán)藻爆發(fā)后,死亡藍(lán)藻的有機(jī)質(zhì)大量積存于湖底,2007年初太湖水溫較往年偏高2℃,3月底-5月期間又持續(xù)多次發(fā)生藍(lán)藻爆發(fā),致使水域嚴(yán)重缺氧、DO接近于零,加之水體相對(duì)靜止,貢湖北部水源地發(fā)生嚴(yán)重厭氧生化反應(yīng),導(dǎo)致產(chǎn)生大規(guī)模嚴(yán)重“湖泛”,即發(fā)生震驚中外的“5· 29”太湖供水危機(jī)、生態(tài)災(zāi)害,無錫市停止供水一周,三百萬人無飲用水可用。這些嚴(yán)重的“湖泛”型供水危機(jī)給流域城市和國家敲響警鐘。目前尚有竺山湖年年存在小規(guī)?!昂骸?,但不涉及供水問題,其原因主要是大量污水進(jìn)入及存在藍(lán)藻爆發(fā)。

2 治理成效及存在問題

2007年后政府投巨資出大力治理太湖取得階段性成效,但由于認(rèn)識(shí)不足和部分措施有誤以致治理措施存在相當(dāng)問題。

2.1 治理成效

⑴ 入湖河道水質(zhì)得到明顯改善。2016年起入太湖河道消除劣Ⅴ類(不含TN),其中氨氮達(dá)到Ⅲ-Ⅳ類[2],入湖污染負(fù)荷有所減少。

⑵ 太湖營養(yǎng)程度由重富改善為輕-中富。太湖平均水質(zhì)從劣Ⅴ類提升至Ⅳ類,2007年起太湖TN濃度持續(xù)下降,從2.35mg/L降低為2020年1.48mg/L、降低37%[2]。

⑶ 消除太湖大面積“湖泛”,消除貢湖水源地“湖泛”[2],實(shí)現(xiàn)自來水雙水源(太湖、長江)雙向供水的全覆蓋格局[3],確保供水安全。

⑷ 消除水面藍(lán)藻堆積現(xiàn)象,減慢藍(lán)藻爆發(fā)的發(fā)展速度,明顯改善藍(lán)藻爆發(fā)堆積水域不良的視覺和嗅覺效果[5]。

2.2 存在問題

治理取得階段性效果的同時(shí)還存在相當(dāng)多問題,這些問題極需盡快解決,還太湖一年四季的清澈、美麗。

⑴ 太湖水質(zhì)TP不降反升。2015-2020年的6年間有5年的TP濃度均較2007年升高,如2019年TP濃度 0.087mg/L較2007年升高17.6%(表3);東太湖TP濃度升高,2007-2012年均為Ⅲ類,2017-2018年升高為Ⅳ類[2]。

⑵ 太湖水質(zhì)不均。近年太湖水質(zhì)總評(píng)均為Ⅳ類,但竺山湖為劣Ⅴ類(TN超標(biāo))、太湖西部沿岸為Ⅴ類[2]。

⑶ 太湖藍(lán)藻仍年年持續(xù)爆發(fā)。如2017年藍(lán)藻爆發(fā)最大面積1403km2超過2007年1114km2,在2016年12月底藍(lán)藻爆發(fā)面積尚有700 km2多[2],2020年5月24日藍(lán)藻爆發(fā)面積達(dá)到1071km2。原來藍(lán)藻僅在5-10月爆發(fā),現(xiàn)有些年份一年中有11-12個(gè)月均藍(lán)藻爆發(fā),甚至最冷的冬季也發(fā)生藍(lán)藻爆發(fā)。如2017年12月爆發(fā)面積500km2、2016年12月720km2、2013年12月982km2、2018年1月390 km2。

⑷ 太湖藻密度普遍升高藍(lán)藻越打撈越多。如2020年全湖年均藻密度為9200萬個(gè)/L為2009年的6.36倍,同期湖心1.55億個(gè)/L為19.18倍、東部沿岸4200萬個(gè)/L為22.83倍[2];客觀上造成“藍(lán)藻越打撈越多”的怪現(xiàn)象;

⑸ 存在“湖泛”型供水危機(jī)的潛在可能。經(jīng)調(diào)查,2020年5月貢湖北部水源地附近的DO急劇下降至2mg/L,已接近發(fā)生“湖泛”指標(biāo)DO的臨界值。

⑹ 入湖河道污染仍嚴(yán)重、環(huán)境容量超標(biāo)。18條主要入湖河道雖消除劣Ⅴ類(地表水河道標(biāo)準(zhǔn)),但TN均劣Ⅴ類,TP在Ⅳ-劣Ⅴ類(湖泊標(biāo)準(zhǔn));2017年河道入湖負(fù)荷TN 3.94萬t為2007年的92.5%;TP 0.20萬t為2007年的105%[2],未削減反而增加 ;2016年入湖污染負(fù)荷TN7.44萬t為2020年規(guī)劃Ⅲ類時(shí)環(huán)境容量2.81萬t的2.65倍;TP0.25萬t為環(huán)境容量0.16萬t的1.56倍[3.4.8]。

⑺ 太湖水域濕地面積大幅減少、恢復(fù)有限。生態(tài)修復(fù)大部分在沿岸陸地和河道周圍實(shí)施,在太湖水域?qū)嵤┑牟欢?,湖?nèi)還需要恢復(fù)200km2濕地。

⑻ 太湖治理的應(yīng)用性研究較薄弱。研究機(jī)構(gòu)主要研究太湖治理的基礎(chǔ)理論,研究藍(lán)藻的生長繁殖的生境、規(guī)律,很少研究藍(lán)藻的死亡的生境、規(guī)律,基本沒有研究消除藍(lán)藻爆發(fā)實(shí)用的集成技術(shù)。

2.3 原因及分析

造成上述問題有諸多原因,包括人為原因和客觀原因。

2.3.1缺乏消除藍(lán)藻爆發(fā)信心決心

① 政府及科研機(jī)構(gòu)對(duì)消除藍(lán)藻爆發(fā)的必要性認(rèn)識(shí)不足,安于治理富營養(yǎng)化現(xiàn)狀;② 對(duì)消除藍(lán)藻爆發(fā)的可能性認(rèn)識(shí)不足,認(rèn)為需等到有了消除藍(lán)藻爆發(fā)的成熟技術(shù)才能提出消除藍(lán)藻爆發(fā)的目標(biāo);③ 對(duì)于我國諸多湖泊藍(lán)藻爆發(fā)及其治理情況缺乏研究,如我國大多數(shù)的大中型淺水淡水湖泊已富營養(yǎng)化,但只有太湖、巢湖和滇池年年持續(xù)藍(lán)藻爆發(fā);富營養(yǎng)化的鄱陽湖、洞庭湖、洪澤湖以往僅發(fā)生數(shù)次非連續(xù)性的輕微藍(lán)藻爆發(fā);無錫蠡湖、南京玄武湖、武漢東湖、杭州西湖以往均數(shù)次發(fā)生藍(lán)藻爆發(fā),經(jīng)治理一般藍(lán)藻不再爆發(fā)或僅輕微爆發(fā)。④ 在2008年“太湖流域水環(huán)境綜合治理總體方案”和2013年“總體方案(修編)”中均未提及消除藍(lán)藻爆發(fā)目標(biāo)及實(shí)質(zhì)性的治理措施,相關(guān)省、市的配套方案及有關(guān)文件也均如此。⑤ 目前有些人對(duì)已經(jīng)創(chuàng)新的除藻技術(shù)不了解或熟視無睹。應(yīng)認(rèn)真總結(jié)上述經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),創(chuàng)新出一套消除藍(lán)藻爆發(fā)的治理思路和綜合措施。

2.3.2存在“治理富營養(yǎng)化就能消除藍(lán)藻爆發(fā)”的片面觀點(diǎn)

人的認(rèn)知是在實(shí)踐中不斷完善、逐步接近客觀規(guī)律的?!爸卫砀粻I養(yǎng)化就能消除藍(lán)藻爆發(fā)”的觀點(diǎn)不妥,國內(nèi)外專家一般認(rèn)為藍(lán)藻已爆發(fā)的大中型淺水湖泊,如僅依靠消除富營養(yǎng)化來消除藍(lán)藻爆發(fā),則TN、TP濃度須分別達(dá)到0.1~0.2mg/L和0.01~0.02mg/L(分別相當(dāng)于太湖Ⅰ、Ⅰ-Ⅱ類水),根據(jù)太湖的歷史和現(xiàn)狀分析,太湖不可能達(dá)到上述數(shù)值,故只有治理富營養(yǎng)化與削減藍(lán)藻數(shù)量結(jié)合才能分水域治理直至消除富營養(yǎng)化、藍(lán)藻爆發(fā)。

2.3.3外源污染控制力度不夠

流域是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū),人口從5千萬增至6千萬、增加20%;GDP增加近2倍,污染負(fù)荷增加50%以上;城鎮(zhèn)化率不斷升高,進(jìn)入水體的污染物越來越多。致使削減污染速度趕不上增加速度,入湖污染負(fù)荷明顯大于環(huán)境容量。

污水廠是流域最大點(diǎn)源群,現(xiàn)行處理標(biāo)準(zhǔn)太低是不能滿足太湖環(huán)境容量的主要原因[9]。目前城鎮(zhèn)污水廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)一級(jí)A的TN、TP濃度(15mg/L、0.5mg/L)分別為太湖水質(zhì)Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)的15、10倍,故應(yīng)提高污水處理標(biāo)準(zhǔn)。有人偏面認(rèn)為提高處理標(biāo)準(zhǔn)成本很高而不宜提標(biāo)。考慮問題應(yīng)從流域污染負(fù)荷總量控制的高度出發(fā),故必須提高污水處理標(biāo)準(zhǔn),實(shí)際上提標(biāo)成本和運(yùn)行費(fèi)用也不高。

2.3.4削減內(nèi)源污染力度不夠

目前控制內(nèi)源僅實(shí)施常規(guī)清淤和打撈水面藍(lán)藻,沒有重視藍(lán)藻持續(xù)爆發(fā)對(duì)底泥和水體產(chǎn)生持續(xù)嚴(yán)重污染的處理,這是治理太湖10年來水質(zhì)TN改善而TP難以改善或未得到改善的主因。據(jù)測算,目前打撈水面藍(lán)藻的數(shù)量僅為太湖年生成藍(lán)藻數(shù)量的2%~4%。所以須創(chuàng)新思路,加大削減內(nèi)源污染力度,深度打撈、清除水面、水體和水底的藍(lán)藻,才能消除藍(lán)藻的爆發(fā),才能同時(shí)有效消除底泥的污染。

2.3.5缺少統(tǒng)一修復(fù)太湖水域濕地方案

濕地具有固定底泥、減少底泥釋放污染物、凈化水體等減少營養(yǎng)物質(zhì)和豐富生物多樣性的作用,同時(shí)濕地中相當(dāng)多植物含有的化感物質(zhì)具有抑藻除藻作用。太湖現(xiàn)狀濕地較藍(lán)藻爆發(fā)前的20世紀(jì)60-70年代減少面積超過200km2,但10年來恢復(fù)非常有限[9],使?jié)竦毓δ苁軗p嚴(yán)重。有些人偏面的認(rèn)為太湖只有達(dá)到適合的生境才能實(shí)施大規(guī)模修復(fù)濕地,應(yīng)首先致力于人工改善水域生境,滿足種植植物的要求,修復(fù)濕地,不應(yīng)等待太湖自然修復(fù)生境后再去修復(fù)濕地,同時(shí)人工修復(fù)結(jié)合自然修復(fù)。需要統(tǒng)一制定修復(fù)太湖水域濕地方案。

2.3.6  TN持續(xù)降低原因

太湖水質(zhì)TN從20世紀(jì)80年代初的Ⅲ類至2004年的3.57mg/L(劣Ⅴ類),呈上升趨勢,其后呈下降趨勢,特別在2007年至2020年的13年間持續(xù)下降37%(表3),其原因:①環(huán)湖河道入湖TN負(fù)荷削減3.1%(2007年4.265萬t→2020年4.133萬t);②藻密度升高6倍多(2009年1447萬個(gè)/L→2020年9200萬個(gè)/L),其中2019年達(dá)到12500萬個(gè)/L(表1),藍(lán)藻多年持續(xù)爆發(fā)、生死循環(huán)的生化反應(yīng)使N生成為N2、進(jìn)入大氣,成為此階段TN濃度持續(xù)下降的主要原因。

2.3.7  TP升高原因

太湖水質(zhì)TP從20世紀(jì)80年代初的Ⅱ-Ⅲ類至1996年的0.134mg/L(Ⅴ類),呈上升趨勢,其后基本呈下降趨勢,但在2007年至2020年的13年間有6年均高于2007年,直至2020年(0.073mg/L)才較2019年(0.073mg/L)有所下降(表3)。努力治理太湖多年,為何TN大幅下降而TP相當(dāng)年份有所升高?這是1998年國家治理太湖污染“零點(diǎn)行動(dòng)”以來遇到的新問題,值得深思。以往治理太湖的許多舉措,由于有些認(rèn)識(shí)和舉措不符合治理太湖富營養(yǎng)化和藍(lán)藻年年持續(xù)爆發(fā)的現(xiàn)狀情況,故未能達(dá)到制定治理太湖方案的原定效果。

2007年后TP有6年升高原因:① 外源污染控制力度不夠。治理外源的力度沒有有效超過人口和GDP增速的力度,環(huán)湖河道入湖TP負(fù)荷反而增加6.5%(2007年0.184萬t→2020年0.196萬t)(表3)。② 以藍(lán)藻為主的內(nèi)源不斷增加。目前雖每年打撈藍(lán)藻,但藍(lán)藻仍然年年爆發(fā),太湖藻密度升高6倍多(表1),致藻源性P大幅度增加,致太湖十多年清淤3700萬m3的希望減輕P釋放的效果,被增加的藻源性P所抵消。其原因:多年持續(xù)藍(lán)藻爆發(fā)與死亡的無數(shù)次循環(huán),使N元素能成為N2進(jìn)入空氣,但P元素被留在水體、水底,同時(shí)此期間由于藍(lán)藻大量死亡致使底泥發(fā)生厭氧反應(yīng)加大底泥表層的P釋放率[5]。

至于2020年TP下降原因,也非因?yàn)榄h(huán)湖河道入湖污染負(fù)荷減少,實(shí)際河道入湖負(fù)荷是增加的,2019、2020年的環(huán)湖河道入湖TP分別為0.184、0.196萬t,增加6.5%;TP下降原因主要是由于環(huán)境因素使期間的藻密度下降35.9%,從12500萬個(gè)/L下降為9200萬個(gè)/L(表1),減少了藻源性P。