製圖:郎 冰
資料來源:《我國湖泊富營養化研究情況概述》,《中國城市經濟》,2011年18期
巢湖、滇池、太湖……在一些地方,湖泊暴發藍藻水華的水汙染事件頻發,生態系統不堪重負。如何拯救中華大地上這些星羅棋布的明珠?
淺水湖泊富營養化是世界難題
「我國一共有2400多個湖泊。跟我們日常生活比較接近的四五十個湖泊當中,大約有80%以上湖泊問題較多。從我國這幾十個人口密集區的湖泊看,五大湖以及城市湖泊,基本都處在中富營養與富營養化狀態。一些中型湖泊也處於富營養的狀態。我國已成為富營養化湖泊的重災區,」中國環境科學學會副理事長、中國環境科學研究院水資源所所長、國際湖泊環境委員會常務理事金相燦教授說,「這是世界性課題,具有長期性與艱巨性。」
這些富營養化湖泊基本都是淺水湖。事實上,淺水湖泊富營養化是一個世界性難題,國際上很多湖泊治理的經驗都是深水湖泊為主,而淺水湖泊基本在東亞地區,東亞地區很多地方經濟還不發達,大多沒有開展湖泊治理研究,主要是中國在探討淺水湖泊富營養化問題。
金相燦認為,中國湖泊富營養化的發展趨勢嚴重,但並非不能治理。
隨著人類活動的幹預、汙染物的增加,湖泊的汙染越來越高,外源負荷越來越多,同時汙染到一定程度開始治理。「人們期望只要錢一投水質就好轉了。結果發現不是這麼回事,因為汙染過程中產生的內負荷,以及水生態系統發生的退化,湖泊一旦汙染了,對它的治理會有滯後效應。」金相燦認為,「但對這些湖泊的汙染持悲觀論,是不必要的,只要你去治理,只要你下決心,把汙染源控制好,它的水質就會改善,它的營養狀態就會好轉。例如巢湖尤其是東巢湖這幾年水質有所好轉,治理『五小』工業起了很好的作用。所以從巢湖等湖泊汙染源的控制效果可以看出,水質是可以改善的。」
水生態問題比水質問題更嚴重
作為湖泊汙染治理專家,金相燦本人曾在洱海工作了26年。過去曾經大規模發生過水華的洱海如今已成為湖泊治理當中的一面紅旗,一年有9至10個月水質保持在二類。
「我們經過調查評估發現,富營養化湖泊有一些特點,水生態所面臨的問題比水質問題要嚴重。」金相燦表示,實際在汙染過程中,總氮、總磷、COD、藻類這幾個常見指標遠不能反映一個湖泊變化的情況。「這些超標只是湖泊問題的冰山一角,生態系統的破壞比水質的破壞更為嚴重,如果仍按目前的治湖思路,湖泊水汙染形勢將難以改善。」
富營養化的湖泊會出現生態系統退化、面積縮小、生物量下降、多樣性減少、結構簡單化。「凡是富營養化的湖泊食物鏈都出現問題,雜魚多了,小型化了,而小型化的魚都是吃浮遊動物的,浮遊動物被吃掉太多,藻類天敵就少了,藻類增加。」金相燦說,受到汙染的湖泊,很容易有一點汙染物進去水質就產生問題,也就是水體易汙染化,這給湖泊的水汙染治理帶來了更大的難度。
金相燦認為,從湖泊治理的角度看,不僅有水華問題、物理問題,還有湖泊水生態問題,這是一個複雜的過程。「要實行水汙染治理,必須要從水質走向水生態的轉變,真正從重視水源涵養林、湖蕩溼地、灘泊的保護工作來保護整個水生態。」
治理湖泊需構建流域生態文明
「要治理一個湖泊,首先要進行綠色流域建設。」金相燦指出,湖泊的水汙染與富營養化狀態直接反映整個流域社會經濟發展狀況、環境汙染程度和生態水平,建設一個與湖泊水環境保護目標相匹配,社會、經濟、環境和諧發展的綠色流域,是湖泊環境保護與水汙染防治的關鍵之所在。要堅持「讓湖泊休養生息」為指導思想,以「建設綠色流域」為基礎和核心,採取「汙染源系統控制、清水產流機制修復、湖泊水體生境改善、系統管理與生態文明建設」的治湖新思路,構建流域管理與生態文明構建體系等六大體系。
公眾參與是湖泊保護中不可缺少的一支重要力量。「湖泊治理沒有公眾參與是沒法做好的。」金相燦給出三條建議:第一,在流域當中的居民可以通過居委會,對該湖泊如何保護提出要求、建議,包括報告一些湖泊的信息;第二,湖泊治理當中的面源汙染與老百姓息息相關,比如與養牛、養豬、養雞、農田施肥都密切相關,必須讓公眾一起交流,找到既發展生產又少施肥、少汙染的有效方法;第三,發揮公眾的監督作用,如洱海的湖濱帶都是村內老百姓進行監督管理。
水體富營養化的根本原因
富營養化是水體由生產力較低的貧營養狀態向生產力較高的富營養狀態變化的一種自然現象,指湖泊、水庫、緩慢流動的河流以及某些近海水體中營養物質(一般指氮和磷的化合物)過量從而引起水體植物(如藻類及大型植物)的大量生長。富營養化將引起水質惡化、味覺和嗅覺變壞、溶解氧耗竭、透明度降低、漁業減產、死魚、阻塞航道,對人和動物產生毒性,加速湖泊老化,從而使湖泊生態功能和水功能遭受破壞。
湖泊富營養化是當今國際重大水環境問題之一,已引起世界各國的高度重視,目前中國正在開展富營養化的研究及其綜合治理。
在自然條件下,湖泊從天然環境中接納氮、磷等物質,由貧營養化向富營養化過渡,進而演變為沼澤或陸地。但這一過程極為緩慢,受水體自身的特徵、循環周期、所處地質環境與氣候環境的性質共同影響,需幾千年甚至上萬年時間。具有富營養化特徵的水體受地理特徵的改變、營養物質排放量增多等人為因素幹擾,將會促使和加速水體富營養化。例如水庫的修建,導致了氣候的改變並改變水體的流速、流量,如三峽大壩、滇池防浪堤。
營養物質的增加是水體富營養化的根本原因。淡水水域藻類大量增殖的限制因子主要是磷、氮,碳、微量元素或維生素也是影響因子。在正常情況下,水域中藻類可利用的氮遠比磷多,故磷成為最主要的因素。農業施肥和水土流失、畜牧業、漁業、汙水灌溉、城鎮地表徑流、大氣沉降等是氮磷等營養物質富集的主要來源。
湖泊富營養化評價是水環境質量評價的重要內容之一。準確評價湖泊水體的富營養化狀態是對水資源進行有效管理的重要手段,能為湖泊的富營養化防治決策提供科學依據。一般以反映湖水中藻類數量的綜合指標——葉綠素a(Chl-a)作為佔主導地位的評價指標。實際評價過程中,一般選擇與葉綠素a關係最為密切的總氮(TN)、總磷(TP)、生化需氧量(COD)、透明度(SD)等指標。
(黃慧慧 李 祥 杜春蘭)