治理藍藻,我們準備好了嗎?

2020-11-28 中國水網

  2007年最引人注目的環境汙染事件當屬太湖藍藻暴發,由此引發了人們對藍藻治理的關注和思考。當我們回首盤點2007年環境科技成果時,不能不想到這樣的問題:藍藻還會暴發嗎?我們找到治理藍藻的技術了嗎?
  2007不能忘記的記憶
  藍藻此起彼伏引發危機
  2007年5月,太湖無錫流域大面積藍藻暴發,遭到藍藻汙染的、散發著惡臭味的水湧進了自來水廠,然後通過管道流進了千家萬戶。那些散發著濃濃腥臭味的水,令人作嘔,不僅讓市民無法做飯,而且使洗漱都受到了嚴重影響,為了解決飲水問題,很多市民只能選擇到超市排隊購買純淨水。純淨水一躍成為無錫市面最為搶手的商品。
  太湖藍藻不僅在無錫引發了水危機,也引起太湖流域一系列的連鎖反應:在東太湖蘇州水域,藍藻暴發還導致了大量魚類死亡。
  太湖藍藻的暴發似乎只是一根引線。隨後,巢湖、滇池、長春等其他地區也不同程度地出現藍藻水華汙染。中國氣象局國家衛星氣象中心的衛星監測發現,2007年6月中旬,巢湖西北部藍藻覆蓋範圍達280平方公裡,岸邊湖水大部分呈綠色,嚴重區域湖水呈粘稠狀。
  安徽省巢湖市環保局副局長丁志松說,巢湖是個經濟欠發達的地區,很多城鎮汙水處理沒有搞起來,這些汙水一般進入河流斷面,直接進入巢湖,這是巢湖富營養化的一個很重要原因。
  2007年6月下旬,因氣溫較高,雲南滇池藍藻大量繁殖,湖水變得跟綠油漆一般,散發出陣陣腥臭味,滇池藍藻再次暴發。
  2007年7月,作為長春市重要水源地之一的新立城水庫突現藍藻。
  雖然巢湖、滇池等地的藍藻汙染沒有造成飲水危機,但是藍藻汙染所造成的水質惡化、水體缺氧以及對人畜潛在的毒素傷害等仍不容忽視。並且,藍藻汙染危機也再次刺激了社會的環保神經,治理藍藻不僅再次成為熱門話題,而且受到政府部門的高度重視。
  根源在於水體嚴重富營養化
  太湖是怎樣被藍藻擊中的
  中國環保產業協會的有關負責人告訴記者,藍藻危機暴發的背後,其實是水體被嚴重汙染的事實。若以太湖為例,就可以略一斑而窺全豹了。
  近年來,太湖幾乎成為我國江河湖海汙染水處理難的負面標本,太湖藍藻更是年年暴發。江、浙、滬三地政府多年來重視對太湖環境治理,但目前尚未收到標本兼治的效果,太湖的水汙染依然嚴重,太湖生態系統結構持續惡化。
  由於汙染不斷加重,太湖沉水植物的分布面積大幅度萎縮。中科院南京地理與湖泊研究所的報告顯示,近3年來,隨著藍藻大面積入侵,在貢湖灣、西山島南至七都的東英嘴一帶、西山與東山之間,清水型水草大量減少,水體透明度顯著下降。
  監測結果還顯示,太湖的營養鹽濃度持續增高,富營養化加重趨勢明顯。每年5~10月份太湖湖心區8號監測點的數據顯示,1998年以來水體總磷的濃度和葉綠素含量的平均值均呈現不斷增加趨勢。
  由於水體嚴重富營養化,太湖流域的飲用水日益受到威脅。監測數據顯示,目前,太湖流域的飲用水源地水質以Ⅱ類、Ⅲ類為主,有32%的水體水質不能達到飲用水要求。其中,浙江省嘉興市的情況較為嚴重,其飲用水源地水質全部劣於Ⅳ類水體。
  技術主義的治理線路不能治本
  80年代初以來,已開發幾十種技術與方法,但都未能阻止藍藻的暴發
  北京大學生命科學學院副院長趙進東說:「藍藻暴發只是表面現象,並不是藍藻把太湖弄髒了,實際上是人把太湖弄髒了。」
  他認為,藍藻水華來源於水體汙染,是大量的不加控制的工業汙水和生活汙水的排放,導致了水體嚴重汙染。由於汙水中含有大量的氮、磷、硫等營養元素,它們與水中的微生物相互作用,如果水體不流動,再加上適宜的溫度,就會造成藍藻暴發。
  中國科學院首席研究員、植物研究所博士生導師蔣高明介紹,藍藻是遠比人類等高等動物出現得早得多的物種,迄今為至,藍藻已經在地球上生存了33億多年。目前已知的藍藻1500多種,分布十分廣泛,遍及世界各地,但主要為淡水產。除少數藍藻能夠生活在60~85℃的溫泉中外,大部分藍藻生存的溫度在30~40℃之間。當水體達到了富營養化水平時就具備了發生水華的基本條件。
  對此,中國科學院水生生物研究所、淡水生態與生物技術國家重點實驗室研究員宋立榮也告訴記者,藍藻水華的頻繁發生,是水體富營養化不斷加劇和水生態環境不斷惡化的結果,其巨大的生物量又會造成水體的二次汙染。藍藻會造成水體缺氧,引起水生動物窒息死亡,還會影響自來水廠的生產和自來水的質量,破壞水體景觀。值得注意的是,藍藻所帶來的危害遠不止於此。藍藻還會不斷產生和分泌次生代謝產物,如毒素、異味化合物等。毒素可引起水生和一些陸生動物中毒,並可能危害到人類的健康;異味化和合物可嚴重影響飲用水以及水產品的品質,造成嚴重的經濟損失。
  國外上世紀50年代末、60年代初就開展了對水體異味的研究,幾十年來,面對汙水引發的藍藻,人們一直在努力探索科學有效的治理方法。從80年代初期我國開始藍藻水華研究至今,這個領域內的科研專家已經開發和提出許多項技術成果,具體有機械去除藍藻技術、電磁波處理技術、化肥控失技術、水體氮磷藻移出技術、黏土除藻技術、化學固磷方法、生物酶分解技術等幾十種技術與方法。但是,不管是化學殺藻、生物抑藻,還是生態治藻,也不管技術有多先進,效果有多好,還是未能阻止藍藻的頻繁暴發,技術並沒有發揮出讓人信服的巨大威力。
  面對藍藻,人們想到的治理措施更多的是技術上的。
  最原始的方法就是太湖流域的農民所採用的方法,把藍藻打撈出來,用來漚肥,哪裡土地貧瘠,就把它上到哪裡。有農業專家認為,藍藻可以直接固定大氣中的氮,而氮可以提高土壤肥力,使作物增產。特別是藍藻內含氮量高達10%左右,含磷量也近1%。1立方米藍藻可生產4公斤氮,相當於8公斤尿素,尤其是打撈藍藻能有效地減少湖水中的氮和磷的含量,其社會效益和環境效益十分顯著。但是由於無法突破打撈困難的瓶頸,這種方法難以應對大規模的藍藻暴發。
  1998年,中科院生態環境研究中心在黏土除藻方面取得了一項專利,黏土除藻技術的研究被列入了國家「十五」重大科技專項、國家自然科學基金和中國科學院重要方向以及「百人計劃」等項目,受到廣泛關注。
  但是有關專家認為,除了以往多次實地除藻失敗的記錄以外,黏土技術本身不能防止藻類的再次泛起和底泥二次汙染,導致這種技術在淡水湖泊中難以被廣泛使用。並且,黏土改性技術將藻華轉入水底後,由於腐爛或泛起而釋放出的氮、磷等,還會重新返回到水體。當大量的黏土投入下去,將藻華帶入水底,在海洋中這種泛起的現象不明顯,但到了淡水湖泊中,在風的助力下,很容易泛起。泛起問題不解決,就只能治標不能治本了。
  近幾年來,研究人員沿著技術主義的路線繼續前行,進一步發展了黏土改性技術,研製出化學「固磷」的方法,並且開發了以生物防止法、生物浮床法、微生物菌除藻法、高強磁滅藻法、工程疏浚法等為代表的多種技術與方法。但是,中科院生態環境研究中心的專家告訴記者,上述治理方法都是在末端上治理,是治標不治本的「下策」。滇池汙染花費巨資卻沒有取得明顯的效果,就說明了人工治理措施都是非常局限的。
  用機械挖掘底泥的方法從理論上是可以根治湖泊藍藻汙染,但這種方法是要將全湖淤泥全部挖走。顯然這種方法是不能在太湖和滇池這樣的大型湖泊實施,其所要花費的巨額資金是任何政府部門都難以承受的。此前,武漢東湖中的一個水果湖,面積只有0.14平方公裡,挖走全部淤泥就花費了2000萬元。由此可見,這種方法並不現實。
  還有一些應急的做法,如引長江水衝洗太湖或巢湖,將汙染一衝了之,可以得到暫時的緩解,那僅是將汙染轉移到近海而已,由藍藻變成褐藻,由水華變成赤潮,最終汙染沒有治理,反而愈演愈烈。根本的解決辦法是源頭控制
  如果汙染源得不到控制,技術無法從根本上解決問題。必須切斷工業、生活汙水、農田氮、磷等汙染源,使水體流動起來
  國家環保總局科技司司長趙英民在接受記者採訪時說:「要想從根本上解決藍藻水華問題,僅靠技術是解決不了問題的。」他說,技術只是治理的一個方面,預防是一個更重要的方面。根治藍藻不是單純的技術問題,這裡有產業結構的問題,也有環境管理上的問題。如果汙染源能夠得到控制,技術還是有效的,如果汙染源得不到控制,技術無法從根本上解決問題。
  他說,科學的治理措施是:下大決心,採取強有力措施,切斷工業、生活汙水、農田氮、磷等汙染源,使水體流動起來。待汙染源中斷後,尊重自然的選擇,實行生態自我修復,僅輔以必要的人工治理措施即可。湖泊富營養化的治理絕不能靠單一技術,要靠包括技術、法規和管理各個層面的綜合措施。
  他告訴記者,只有控制工業汙水和生活汙水的排放,並對汙水進行有效處理,去除水體中和湖底淤泥中生成藍藻的基本營養源,恢復水體生物的食物鏈與湖水的生態修復功能,讓湖水自淨,才能讓技術發揮效用,從而根治藍藻。這需要市政工程投資建設汙水處理廠和排汙管道,以便將汙水全部通過汙水管道流到汙水處理廠進行處理。另一方面,必須要求有關企業投資建設汙水處理設施,要求排放的廢水必須達標。甚至對於一些生產技術落後、汙染嚴重和資源浪費嚴重的企業要堅決予以關閉。事實上,實現這一目標並不是一件容易的事情。看其他國家如何治理湖泊富營養化
  立法+工程、生物措施+行政管理的啟示
  中國環保產業協會的負責人介紹說,日本早在1979年就實施湖泊富營養化防止條例,內容已包括工業企業排放管理、含磷洗滌劑禁用、氮磷排放控制等,並明確了縣、市、町、村,企業家,居民的責任。同時,制定了十分全面的營養鹽控制策略,推行城市汙水廠的深度處理改造;針對排放量較小的點源如小村鎮、別墅區等,普及合併式淨化槽和土壤滲濾系統等分散型汙水處理設施;針對面源汙染,一方面改進農作技術,如引入側溝施肥機改善施肥方法,根據土壤性質適度施肥等,另一方面則針對入湖入庫河道,開展直接淨化。
  在丹麥,政府強制城市汙水廠實施除磷脫氮技術,規定服務量超過5000人口的汙水廠必須有除磷工藝,服務量超過1.5萬人口的必須有脫氮工藝。
  澳大利亞在河流湖泊富營養化治理過程中則採用了整體流域管理模式,其決策不以某個州,而是以整個流域的總體利益為基礎。
  美國為恢復與重建伊利湖、密執安湖等五大湖的生態系統,通過政府立法,採取了包括工程、生物措施(水生植被恢復、重新引進土著魚種、消除外來入侵種類及群落結構調整等)和行政管理等措施綜合治理,取得了顯著的成果。
  他認為,美國的這個做法對於中國有重要借鑑意義,成功實施的前提是先切斷營養源,尤其是磷。太湖以及其他大湖泊如滇池等,在沒有切斷汙染源的前提下單純採取技術手段的做法,不會有什麼結果。要根治藍藻汙染,企業必須承擔社會責任,做到少排或不排汙染,實行循環生產、清潔生產;政府則需要進行政策引導和立法控制,進一步改變經濟發展模式,加大環境保護力度,強化源頭控制,保護生態環境,憑藉科技的力量,防治藍藻汙染。

編輯:張倩

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