作者:胡维平 胡维平 中国科学院南京地理与湖泊研究所研究员,中国科学院太湖湖泊生态系统研究站执行站长。主要研究物理湖泊学、湖泊生态学及湖泊物理工程。
从5月29日开始,江苏无锡市城区大批市民家中自来水水质突然发生变化,并伴有难闻的气味,无法正常饮用。各方监测数据显示,天气连续高温少雨,太湖水富营养化较重等诸多因素导致蓝藻提前暴发,影响了无锡自来水水源地水质。
5月28日晚,无锡贡湖湾口南泉水厂发生污水团进入水厂取水口,恶化水源水质导致无锡市自来水污染事件。事件引起全社会的震惊。中国科学院南京地理与湖泊研究所是专门从事湖泊研究的国家科研机构,长期以来一直进行着太湖生态环境变化观测和研究,积累了大量有关太湖生态环境变化与富营养化发展的基础资料,我们认为:此次水华污染水源事件是在多种因素共同作用下产生的突发事件。
近年来,太湖蓝藻暴发呈现加剧趋势,从卫星图片上可以发现,2006年盛夏期间,太湖就曾发生了全湖性的蓝藻水华。今年4月25日,太湖藻类异常增殖开始发生,随着气温的升高,水体藻类含量不断增加,至5月1日长假期间,梅梁湖鼋头渚风景区就已受到了藻类水华的严重影响。为弄清太湖藻类分布,本所江苏太湖湖泊生态系统国家野外科学观测研究站于5月2日进行了全太湖藻类分布调查,结果显示:除东太湖、东部光福湾、胥口湾以及洞庭西山南部水域外,太湖大部分水域藻类含量处于极高水平。太湖藻类在小风速偏南风作用下,不断向梅梁湖、贡湖等北部区域积聚。5月16日、17日因南风作用下太湖风浪较大,垂直混合剧烈,虽湖面可见藻类含量相对较小,但藻类总量并未减少,5月19日静风天气出现,湖面顿时浮现大量藻类。此后在持续的南风与西南风作用下,太湖大量藻类在北沿岸长时间堆积。
今年太湖藻类水华规模之所以大于往年,暴发时间提前,主要是因为:
首先是尽管“十五”期间江苏省环太湖地区各级政府在点源、面源污染控制方面开展大量工作,但影响湖泊富营养化的河湖水体氮、磷含量仍一直较高。这主要是由于:目前污染处理厂脱氮、磷的能力较差;流域河湖系统经过近20年不断积累,底泥中富含大量氮、磷,不但水体吸附氮磷能力下降,而且在高温季节底泥还向水体释放大量的氮磷。近10年来网围养殖快速发展,尤其是养蟹的发展,加速了湖荡区生态系统严重退化,水生植被大规模消失,湖底荒漠化十分严重,太湖失去了第一道天然保护屏障。同时,太湖流域城市化和工业化进程加速,积聚在地表的氮、磷污染物易随地表径流快速流失,直接进入河湖水系。农村居民生活方式转变,生活污水、废物被就近排入河湖水体;农业生产弃用农家肥,人工复合肥料大量使用,流失严重,加重水体氮、磷污染等。由于以上原因,造成太湖水体氮磷含量逐年升高,这是今年4~5月太湖藻类水华大规模的暴发内因。
二是2007年暖冬导致湖水温度持续偏高。2007年为25年一遇的暖冬年份,1~4月的月平均温度均高于多年平均值;1~4月水体积温高于多年平均近207℃,尤其是4月25日以后太湖水温一直维持在20℃以上,为藻类生长提供了良好的温度条件。
三是今年太湖水位偏低。1~4月太湖始终处于相对较低的水位,比常年平均水位低5厘米,单位水柱水体光强较大,利于蓝藻生长。
此外,有利于藻类水华在太湖北部积聚上浮暴发的偏南风较多,且风速偏小,这就使得太湖南部藻种在风的作用下较正常年份向太湖北部富集,北部水体藻种含量上升。除上述原因外,今年3月、4月风速明显偏小,小于4米每秒的发生频率约占风场的62%和70%,比多年平均高出10%~15%,有利于蓝藻上浮,这样在风速相对较小仍偏南风的作用下,藻类更易向太湖北部水域富集,从而在太湖北部沿岸区形成大规模的水华藻类堆积。
在诸多内外因的作用下,太湖北部沿岸区的大规模水华藻类堆积最终导致了取水口的污染。5月28日水源恶化事件发生后,根据江苏太湖湖泊生态系统研究站、无锡市环境监测中心站以及专家现场调查和研究发现,污染自来水水质的直接原因为取水口附近的污水团。南泉水厂取水口东北部1~3公里沿岸分布有河汊、渔港以及芦苇丛,因处于南风、西南风、东风下风向,藻类极易堆积、腐烂沉降,加上贡湖北岸曾是无锡乡镇企业密集地之一,河口及其附近不但含有藻类死亡残体,还含大量陆源污染沉积物。二者共同作用形成了复合污染沉积物。该复合污染沉积物含水量较高,比重轻,在南风、东南风驱动的风浪作用下发生再悬浮,使沉积物中厌氧降解形成的溶解有机物释放进入水体,形成污水团。该污水团在湖面风场、南泉水厂取水产生的引流和望虞河入湖水体的推动等因素共同作用下,向贡湖南泉水厂取水口移动,并进入取水口,造成水质恶化事件。根据5月27日~29日太湖流场图,可初步排除污水团从太湖西北部、梅梁湖流到取水口的可能性。
现在尚在6月初,今后太湖水温还会进一步升高,采取有效的应急处理方案,确保太湖安全度夏和饮用水安全是政府关心的头等大事。根据研究所研究成果和这次污染事件发生成因,目前宜采用的应急治理方案主要为:对饮用水水厂取水口附近水域底泥沉积物进行拉网式清查,对淤积与污染严重的区域实施生态清淤,清除可能存在的臭源;保护自来水厂取水口,动态监视自来水取水口及其附近1~3公里区域藻类堆积情况;在水厂取水区附近,采用浮子式橡胶围栏,减少外来湖面水华蓝藻漂移进入该湖区;在围栏外侧的蓝藻易聚集区,实施人工或机械藻类去除;加强水厂处理工艺改造,提高水厂处理藻类以及恶臭能力;在重点风景区外围建设挡藻围栏工程,在蓝藻水华堆积的近岸区域,除采用人工或机械捞藻外,采用改性高岭土进行喷洒,使水面的蓝藻沉降至湖底泥土中。除了上述应急处理对策外,在冬季开展引江济太调水,冲洗太湖,降低冬季滞留在湖泊内部藻种数量。
然而,由于整个太湖全湖平均氮磷含量分别高达4.0和0.13毫克每升,且具有逐年上升态势,一旦水文气象条件适宜,太湖就将暴发大规模藻类水华,恶化重点水域水质。因此除了采取应急措施之外,还应采取环保、水利、产业结构调整、生态渔业多种手段进行太湖全流域氮、磷控制。
对太湖全流域进行氮、磷控制的长期手段应当包括:发挥水利工程效益,去污留清,实施初期雨水排江;进行流域污水处理厂改造,提高流域脱氮、脱磷能力;千方百计减少源头氮磷等污染物排放,强化流域含磷洗衣粉禁用工作,合理进行新农村建设规划,减少居民点污染物排放,建立中水回用制度,控制农田人工复合肥料量使用,严格控制太湖过量的网围养殖活动,限制太湖无序的交通航运;尽快开展太湖北部湖湾和环太湖淤塞河道的疏浚;强化交界断面监测,实施超标补偿,低标奖励制度;制定太湖流域水污染控制总体方案;加快上游滆湖等湖荡生态保护与修复;加大科技投入,深入开展太湖流域污染控制、富营养化发生机理与治理技术研究。 (本报记者李晨采访整理)
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