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为太湖“把脉问诊”

被污染的太湖被污染的太湖


        太湖是我国东部的大型浅水湖泊,具有蓄洪、灌溉、航运、供水、水产养殖、旅游等多项功能。流域内河网密集,水流关系错综复杂,且流向不定;同时太湖流域也是全国人口最稠密、工农业生产最发达的地区之一,城市化水平居全国之首。由于受到人类活动的干扰和影响,大量的工业废水、生活污水和农业用水进入太湖,使水质受到污染,导致了湖泊的富营养化,严重破坏了太湖湖泊生态系统和制约了周边地区经济的发展。

        :日趋严重的湖泊富营养化

        水质监测显示,近年来太湖藻类数量比10年前增加5倍,总磷、氮含量比1960年增加6~7倍,且藻类出现时间趋早,历时长,范围广。2006年盛夏期间,太湖发生了全湖性的蓝藻水华。尤其是到了2007年5月,无锡贡湖湾口南泉水厂因蓝藻水华而引发的城市水荒事件,严重威胁到湖区居民的饮用水安全与社会稳定。
        相关部门对太湖及环太湖出入湖27条河流及35个断面监测表明,除浙江天目山区入湖河流和东太湖区及出湖河流水质稍好外,其他湖区及河流均受到严重的污染。太湖及流域内河流富营养化的发生、发展是一长期过程,其影响因素众多,概括起来主要有以下几个方面:
        一是湖泊形态和水文特性。太湖属于平原浅水型湖泊,太湖流域是外高、内低的碟形洼地,地表径流自四周河道汇集入湖,养分易聚集;湖水流速0.2~6.0cm/s,湖水更新自净能力差,且多数出水口受堵,湖中养分易进难出,在湖中滞留时间过长,尤其是枯水期,养分在湖中大量积累,为春末夏初藻类生长提供充足营养;岸线曲折,湖东、北部形成众多湖湾,如梅梁湖和东太湖等。该地夏季盛行东南风,浮游藻类随风飘移,聚在湖湾形成“水华”,对无锡市(梅梁湖)供水构成严重威胁。
        二是工业废水无节制排放。太湖流域经济迅猛发展导致大量工业废水排入水体。据统计,太湖上游及京杭大运河苏南段的西南地区,各类废水排放量>3.0×1012kg/a。工业污染排放COD约占流域排放量63%,大量氮、磷营养盐随废水入湖。流域内工业布局和产业结构不合理也是导致太湖富营养化加重的原因之一。
        三是城镇生活污水排放导致太湖水体总氮、总磷升高。太湖流域是我国四大城市化高密集地区之一,早在十九世纪中叶,这里就形成“半里一村,三里一镇,炊烟相望,鸡犬相闻”的集镇分布格局,目前已有大中小城市26座,城镇化率高达35%上。流域内人口增加使城镇生活污水年排放总量>3.0×108m3。大量氮、磷营养盐随生活污水的排放进入太湖,使湖水营养负荷上升,导致蓝藻暴发。水质的恶化使得大量水生生物死亡,而其尸体尸解,又加重了湖泊富营养化,形成恶性循环。此外,每年约有5万吨居民生活垃圾倾倒入湖。目前流域内城镇污染已从大中城市集中的点源污染,扩散为以大中城市及星罗密布小城镇污染相融合的面源污染。
        四是含磷洗衣粉加重太湖总磷量。我国目前洗衣粉的配方中大多含有17%左右的三聚磷酸钠(含磷量约为4%)。洗涤废水随生活污水直接排入湖泊和河流,造成一定的营养(磷)负荷,成为太湖水体富营养化进程加快的原因之一。近年来,太湖富营养状况已由中营养发展到中富营养,甚至富养水平(总氮2.91mg/L,总磷0.097mg/L)。太湖水体及底泥中氮 / 磷比已超过了30,磷成为藻类繁殖的决定因子。
        五是农药、化肥等农业生产物质的大量使用。农业耕作制度与施肥结构改变使流域内农业基本处于化学农业阶段,特征为农田施肥中农家肥用量减少,化肥用量上升,化肥年耗量(2.0~3.0)×109kg,每公顷约(1.5~3.0)×103kg,农药用量(5.0~8.0)×107kg,每公顷42kg,化肥利用率<50%,大部分随灌溉或降水淋溶流入河湖之中,导致湖中氮、磷等营养物质含量上升,加速太湖富营养化进程。
        六是水产养殖和畜禽养殖污染。太湖的水产养殖主要集中在东太湖,胥湖、贡湖、竺山湖等湖湾内。流域内有鱼塘6.7×104hm2,湖泊围网养鱼面积>4.2×104hm2。渔民为求经济效率,过量投饵(>2.0×109kg/a),饵料利用率仅为20%~30%。据研究,每生产1吨鱼向河湖内释放氮141.25kg,磷14.14kg;每生产1吨蟹向河湖释放氮517.81kg,磷71.57kg;每产1kg鱼需精饵料(豆饼、菜饼或玉米)4~5kg,投入饵料中,氮仅9.1%、磷17.4%被鱼同化,大部沉融于水体和湖底表面,成为湖泊水体和沉积底泥表层氮、磷的主要来源。此外,流域城乡经济发达,人民生活水准较高,菜篮子工程畜禽饲养量达2亿头(只),尤其集中禽畜饲养场几乎均傍河湖而建,大部无任何处理的直接排放,成为流域氮、磷的污染源。
        七是旅游业蓬勃发展带来的旅游餐饮业污染。太湖地处江南水乡,风景秀丽,旅游业发展迅速,每年接待中外游客1000万人次。随着经济发展和人民生活水平提高,国内旅游人数剧增,度假村、休(疗)养所、旅游宾馆、饭店、各类新兴景点得以长足发展,且大部依山傍水,不少直接建在太湖边或水体中,其废弃物和污废水排放逐年增加,大部分未经任何处理就直接排入水体,其氮、磷污染也很严重。
        八是太湖沉积物中污染物的释放。目前,太湖沉积物总量达19亿m3,平均厚度0.28m,沉积物覆盖了湖底的68%、沉积物中总氮、总磷、总有机质含量平均达0.18%、0.12%和2.15%。太湖北部湖区沉积物中总氮含量高主要与生活污水排放有关,东太湖则是由于水生植物繁盛,死亡后沉入湖底腐烂,总氮含量增加。太湖沉积物中总磷的分布区则往往是夏季蓝藻爆发的地带。春末夏初,随着气温增高,底泥中的营养物和污染物加速分解释放,引起湖水营养水平上升;频繁的风浪作用以及大量运输船舶搅动作用使得沉积物中氮、磷营养盐交换进入水体,表、底层的营养盐循环促进了藻类生长。在夏季可能出现短期分层现象,底层有机物质分解,导致溶解氧迅速消耗,促进沉积物中磷释放。分层现象过后,这些物质迁移至表层,促使表层藻类发展。
        综上所述,太湖的富营养化问题是一个十分复杂的过程,影响因子众多,营养盐高是根本,氮、磷污染是主导因子,必须采用综合治理对策。

        :富营养化及营养盐的治理对策

        多年来,针对太湖水体氮、磷等营养盐含量持续增加和蓝藻水华大规模的爆发,虽投入大量的资金和人力、物力进行局部防治,但效果不明显,总体仍在恶化,保护太湖水资源已经到了刻不容缓的地步。因此,必须采取对策控制太湖流域氮、磷进入水体,切断污染物的来源;降低太湖水体和底泥中的氮、磷浓度,减少内源释放。其具体的措施如下:
        第一,强化、巩固工业点源治理,推广清洁生产工艺,建立节水型社会和节水型经济。
        ① 在一定范围内,科学系统分析,合理配置治理设施和治理能力,改分散治理为分片、分工业污染门类集一统理模式,有利于立法监督、理顺监督者和监督对象的法律关系,便于分类指导,监督管理。
        ② 工业源达标治理。应针对太湖流域以有机污染为主的特点,除对COD控制外,对总氮,特别是总磷应有相应限期治理的控制指标要求。
        ③ 结合经济结构调整,大力推广清洁生产工艺,节约用水,采用节水工艺。
        第二,采取切实措施,做好规划,加大投人,加快污水处理厂的建设。
        生活污水是太湖氮、磷的主要来源,且逐年增长,污水处理厂的建设是流域水污染治理的重要、紧迫、关键的措施。21世纪前期是我国水环境保护和水污染治理的关键时期,环保产业应抓住机遇,开拓发展,使我国环保产业腾飞起来。近期环保产业应做好:第一加强科技投入,攻克关键性技术,提高产品科技含量。提高整体优势,研制出适合国情的成套化、标准化中小污水处理厂的设备。第二,做好中小污水处理厂示范工程,尽快实现污水处理厂设备的国产化,提高治理效率,尽量降低设备成本。
        第三,推广生态农业,提高化肥利用率,强化集中式畜禽养殖场的污水治理。
        农业污染源涉及面广,治理难度大。当务之急,应将已有科技成果大力推广,转化为生产力。实施先进科技成果的组合,尽快分区、分片有的放矢示范推广。在当前农业结构调整中,全力推进生态农业,将其与绿色产品生产联系起来,争取尽快出成效,各地农业部门应加大科技投入和规划管理。
        第四,禁止流域内含磷洗衣粉(剂)的使用。
        尽管1999年开始在太湖流域实施的禁止使用含磷洗衣粉措施,在一定程度上抑制湖泊水体磷上升。但近年来,太湖流域有不少地区仍在使用含磷洗涤剂,2003年以来太湖磷含量出现反弹与此有关。因此,全面禁止流域内含磷洗衣粉(剂)的使用十分必要。
        第五,强化太湖湖内综合治理。
        首先,实施太湖重污染区底泥的生态疏竣。对重污染湖区实施生态清淤工程,削减内营养库现存量。生态疏浚的主要目的为削减存贮于湖底表层的营养盐,而不是为了清泥沙。依据太湖底泥污染特点,建议清淤深度为40~45cm。采用抽吸疏浚设备,以防二次污染。清出淤泥,应实施资源化再利用或卫生填埋,符合环保要求。
        其次,控制湖内养殖规模,减少水产养殖污染。过渡养殖和过渡集中水产养殖,是导致局部水域污染的重要原因。依据国家批准的计划和规划,仅允许1.5万亩。各级政府和渔业部门应以大局为重,果断将养殖面积压下来,调整养殖结构,养殖污染小、经济价值高的水产品,不致影响渔民经济收入。
        再次,恢复沿岸水生植被,增强自净能力。沿岸带水生植被有抑制风浪、促进沉降、固持底泥、净化水质以及抑制藻类生长的功能。60年代时梅梁湖和五里湖沿岸均有大片水草,五里湖东部水体的透明度达2m。太湖北部竺山湾、梅梁湾、贡湖湾、胥江湾四大湖湾,湾内水深小于2.5m的面积超过500km2,适合大型水生植物生长繁衍。应建立保护区,人工栽种与自然恢复相结合,尽快创造条件恢复北部沿岸水生植被,以达净化水质,逐步实现生态恢复。一般3年内可初见成效,5~7年后可达到预期的规模和环境生态功能。