
【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。
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)。

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 |
注 | 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 | |||
注 | 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)。

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。