太湖富营养化原因与治理工程.docx

太湖富营养化原因与治理工程秦伯强 中国科学院南京地理与湖泊研究所（南京21008）郑正（主持）前南京大学环境学院院长，近期加盟复旦：复旦环科的大气化学方向的前沿地位是不可争议的，但在水体污染治理方面加强才能使环境排名符合复旦的地位。（以湖泊命名的研究所仅此一所）一、 太湖饮水危机供水时太湖的主要功能。梅梁湾-贡湖水厂取水口： 2007年5月 爆发蓝藻水华危机。6月1日太湖站科研人员取样，有严重的腥臭味（蓝藻的氮磷含量高达40%），6月3日已经大大好转，但仍大大劣于湾中心地带。太湖蓝藻年年爆发，但近期威胁到了水厂的水质。 具体表现：1. 中心磷、叶绿素浓度持续增高2. 持续时间长3. 范围扩大4. 水生植物大量死亡，于是生态系统状况的恶化【 多年治理依然严重显示了其困难和复杂程度】蓝藻爆发的原因：1. 气温和水温全球变暖2. 水位单位水体光强大3. 风向三月初至五月末，西北风，有利于藻类在取水口堆积，为水质时间创造条件。4. 湖流湾内向湖中心，利于取水口堆积。容易把堆积在取水口沿岸腐烂的取水口沿岸正在腐烂的蓝藻水华冲向取水口。二、 太湖富营养化的原因分析蓝藻水华爆发是水体富营养化的而最主要生态学体现。中国的湖泊主要分布在青藏高原和长江中下游地区。其中淡水湖（60%）和浅水湖泊主要集中在长江中下游。 目前中营养和富营养的湖泊已经达到70%严峻。【2008年5月27日，在太湖宜兴湖岸出现 黑水团】 湖泊富营养化导致生物多样性下降：鱼类，底栖动物湖泊中搞生态系统的食物链: 小鱼动物上升，浮游动物减少，导致了藻类水华的上升 原因：1. 人类活动：A工业化 B工业化城市扩展与城市化（早期只考虑了防洪，以建造排水系统 滇池污水大多来自昆明） C农业生产方式强度高度养料D渔业发展，湖岸围垦滩地浅水区域，原本是缓冲地带E闸、坝、环湖大堤东城，降低了河湖水量减缓熟虑改变湿地，减小自净能力。 2. 自然原因：A营养背景高农业的主要发源地之一。根据湖泊沉积物中硅藻组群组合重建湖泊营养水平只是硅藻种类（转换关系：函数）原本处于中度营养化的水平。B太湖的浅水湖泊特性。【环太湖有172条1200KM河流，平均水深2m。太湖沉积物约占全乎一半面积，平均厚度0.8m】从沉积物理化性质之于水层交换仅限于510cm。沉积物于上覆水的盐浓度差距显著。根据国际经验许多浅水湖泊在外援控制的情况下，富营养化现象依旧严重。【丹麦sobygaard实验&丹麦 Lake Arreso(平均深度3.1. ) 德国 Constance 平均深度100m.对于深水湖而言底泥堆积效应不显著。】三、 太湖富营养化治理途径 三步曲： 控源截污（先外源再内源） 生态修复（控制水华修复系统。） 流域管理1. A【太湖进出污染物数量总量估算： CID： 3.88万吨， TN约2.83.9万吨，TP越2000吨。】主要污染物输入艾滋湖西答额宜兴和常州地区（太浦河：黄浦江上游）。不同污染物的来源及贡献1/3? 来源的含糊不清给控源带来困难。农业计算(N)=(营养盐输入输出)流域上营养盐的浓度变化与化肥使用量的而强相关关系证明了农业影响之大。内源污染如何控制【沉积物厚度和营养盐浓度的相关性】 浅水湖有静态和动态两种模式交替惊醒。 控制重点：a含量高，扰动弱b含量高扰动强 【北太湖（梅梁湾）：水深且扰动弱】 十五期间的弯路：没有先控源，而是一味依赖藻类。 湖泊生态恢复的实质是利用生态系统作用于周边环境的原理【荷兰 Veluwe湖 水生植物覆盖度岁总磷浓度升高而下降】 湖泊生态系统跟随营养化而转换： 单一植物的优势 = 单一藻类站优势 草性湖泊 影响沉水生物恢复的主要因子： 光照，波浪，蓝藻水华 鱼牧食 附着生物风浪与水深决定了水生植物空间分布的差异【沉水：光照和应验格言 漂浮 风浪副业 风浪水生 停水 风浪】有效波高 透明度 水深营养盐浓度增加导致浮游植物增加遏制水生植物生长=恢复沉水植物必须先降低营养盐浓度（改善生境条件）。先控制外源，后内源污染（沉积物底泥）【杭州西湖治理】2. 生态恢复四、 国外水华治理案例蓝藻水华是全球性难题【Ponchartrain湖，Okeechobee湖（联邦政府向法院上诉告州政府，后者败诉），US& 霞浦湖，日本（生活污染）】风暴对于浅水水域的影响非常大 如何驱除磷（磷比氮容易驱除，因为前者70%能沉淀。使氮成为氮气新西兰。此外，socks in streams, flocculants-湖湾,catchment in scale）五、 体会与感触1 我国湖泊富营养化治理存在的主要问题A治理目标不尽合理（98年达标）B对流域治理缺乏整体性（滇池治理）C制度不健全（多头治水）D缺乏有效的经济手段（生态补偿）E技术选择适当（没有先做到控源截污）F研究分散、缺乏交流G缺乏环境教育和公众参与3. 几点建议长期 整体 配套 法规经济调控国外的事宜技术教育与公众参与