我國湖泊富營養(yǎng)化及保護(hù)治理需求

王圣瑞 段彪

我國是一個(gè)多湖泊國家，天然湖泊遍布全國，湖泊在我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占據(jù)了十分重要的地位。但目前我國多個(gè)大中型湖泊不僅水質(zhì)惡化，其生態(tài)系統(tǒng)也發(fā)生了明顯退化，有毒藍(lán)藻水華暴發(fā)頻繁，飲用水源安全受到嚴(yán)重威脅，部分湖泊不僅喪失了其作為飲用水源的功能，其他生態(tài)服務(wù)功能，如魚類產(chǎn)卵場、生物棲息地、游泳和娛樂等功能也處于已經(jīng)喪失或正在喪失過程中，我國已成為全球湖泊環(huán)境問題最為突出的國家之一。

一、我國湖泊保護(hù)治理回顧

從社會(huì)屬性的角度來講，由于我國正處于經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展的特殊階段，我國湖泊富營養(yǎng)化也具有社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的階段性特點(diǎn)，即經(jīng)濟(jì)社會(huì)高速發(fā)展與環(huán)境保護(hù)相關(guān)措施及設(shè)施等較為落后間的矛盾突出。如長江中下游地區(qū)開發(fā)歷史久遠(yuǎn)，人類活動(dòng)強(qiáng)度大，且江湖河湖關(guān)系較特殊;云貴高原湖泊多為斷陷形成，具有典型壩區(qū)經(jīng)濟(jì)特點(diǎn)，狹小壩區(qū)的人地矛盾突出。由于快速城市（鎮(zhèn)）化及農(nóng)業(yè)等產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，導(dǎo)致長江中下游和云貴高原湖泊水污染及富營養(yǎng)化問題較為嚴(yán)重。

自上世紀(jì)70年代起，我國開始關(guān)注湖泊保護(hù)治理問題，至今大致經(jīng)歷了四個(gè)階段，其中“六五”到“七五”期間，主要任務(wù)是摸清家底，標(biāo)志性工作是開展了我國湖泊富營養(yǎng)化調(diào)查?！鞍宋濉钡健熬盼濉逼陂g為探索治理階段，以杭州西湖、南京玄武湖等小型湖泊為重點(diǎn)，探索了湖泊富營養(yǎng)化治理問題：以太湖、滇池、巢湖等為重點(diǎn)，開展了重點(diǎn)流域水污染治理與富營養(yǎng)化控制的技術(shù)研究、工程示范及應(yīng)用等，標(biāo)志性工作是形成了我國湖泊富營養(yǎng)化治理的“一湖三國”理論與技術(shù)方法。2000年到2010年，為控源治污階段，遵循控源和生態(tài)修復(fù)相結(jié)合的技術(shù)思路，以控源、治河與生態(tài)修復(fù)為主要技術(shù)手段。2010年以來，為山水林田湖一體化保護(hù)的流域綜合調(diào)控階段，以保護(hù)優(yōu)先和流域綜合整治為技術(shù)思路。

經(jīng)過多年努力，雖然部分湖泊或部分水域水環(huán)境質(zhì)量有所改善，但我國湖泊水污染與富營養(yǎng)化的總體形勢依然嚴(yán)峻。一方面與我國水資源、人口及產(chǎn)業(yè)等資源稟賦特征有關(guān)，像青藏高原、黃土高原、熔巖、沙漠地區(qū)等，生態(tài)環(huán)境本身就很脆弱：而人類活動(dòng)和經(jīng)濟(jì)社會(huì)開發(fā)相對(duì)集中的東部地區(qū)，人口密集，水系河網(wǎng)復(fù)雜，且開發(fā)歷史久遠(yuǎn)，人類活動(dòng)對(duì)水環(huán)境干擾強(qiáng)度大。另一方面，我國經(jīng)過改革開放40年的發(fā)展，走過了發(fā)達(dá)國家近百年的歷程，各種環(huán)境問題集中出現(xiàn);同時(shí)，我國環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)相對(duì)滯后，即污染速度遠(yuǎn)超環(huán)境治理速度，導(dǎo)致目前我國水污染物排放總量遠(yuǎn)超水環(huán)境容量。未來一段時(shí)間，經(jīng)濟(jì)和人口依然將持續(xù)增長，必然會(huì)給湖泊流域帶來持續(xù)壓力，我國湖泊水環(huán)境依舊面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

而我國現(xiàn)有水環(huán)境解決方案明顯不足以支撐流域水環(huán)境質(zhì)量改善。其一是污水排放標(biāo)準(zhǔn)問題。按現(xiàn)有污水排放標(biāo)準(zhǔn)，很多企業(yè)可以做到達(dá)標(biāo)排放，而現(xiàn)實(shí)的水污染狀況卻在加重，究其原因，與我國現(xiàn)行排放標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)。目前，我國污廢水排放標(biāo)準(zhǔn)并沒有與水環(huán)境容量掛鉤，尤其未考慮目前流域城市的“高密度”布局特征。另外，也與違法成本較低、缺乏激勵(lì)機(jī)制等有關(guān)。其二是污水處理效率同發(fā)達(dá)國家相比還有很大差距。我國污水處理廠建設(shè)與運(yùn)營監(jiān)管薄弱，管網(wǎng)不健全，污水處理設(shè)施運(yùn)行不到位，污泥處置提升空間較大。其三是污染總量控制缺乏系統(tǒng)設(shè)計(jì)，質(zhì)量目標(biāo)與環(huán)境監(jiān)管脫節(jié)，總量控制與濃度控制脫節(jié)，水污染控制與水生態(tài)保護(hù)脫節(jié)，以行政區(qū)為基礎(chǔ)的環(huán)境功能區(qū)劃與流域水污染調(diào)控脫節(jié)，缺乏與污染物排放標(biāo)準(zhǔn)、地表水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)等相適應(yīng)的水環(huán)境容量核定與分配技術(shù)方法等。

二、對(duì)我國湖泊富營養(yǎng)化問題的幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)

湖泊富營養(yǎng)化的本質(zhì)是湖泊與流域間氮磷生物地球化學(xué)循環(huán)過程失衡，即過多氮磷等營養(yǎng)物湖內(nèi)累積，導(dǎo)致湖泊營養(yǎng)物代謝失衡。就湖泊富營養(yǎng)化研究來講，多年來更多關(guān)注了總氮、總磷與無機(jī)氮磷等，其實(shí)有機(jī)氮磷，特別是溶解性有機(jī)氮磷在湖泊生態(tài)系統(tǒng)中也占有重要比重：部分污染嚴(yán)重湖泊，沉積物溶解性有機(jī)氮磷釋放可達(dá)到氮磷釋放總量的30%以上，且具有較高的生物有效性，即如果忽略有機(jī)氮磷的作用，會(huì)在一定程度上低估湖泊富營養(yǎng)化風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，我國湖泊大多為淺水湖泊，污染較嚴(yán)重，氮磷等污染物長期累積，在湖內(nèi)形成了一定規(guī)模的內(nèi)負(fù)荷，在外源負(fù)荷逐步得到控制后，內(nèi)負(fù)荷較長時(shí)間內(nèi)仍然是影響湖泊水質(zhì)改善的重要因素。這可能是我國湖泊水環(huán)境質(zhì)量改善難度較大的原因之一。

另外，改革開放40年來，流域人類活動(dòng)對(duì)我國湖泊產(chǎn)生了巨大影響。如長江流域大型水利工程建設(shè)導(dǎo)致江湖關(guān)系變化，由此導(dǎo)致湖泊枯水期沉積物出露時(shí)間提前，且時(shí)間延長，將引起沉積物表層環(huán)境由厭氧轉(zhuǎn)為好氧，溶解氧升高，反硝化作用減弱，好氧微生物固氮作用增強(qiáng);同時(shí)，蒸發(fā)作用促使更多水溶性氮磷向沉積物表層遷移，導(dǎo)致表層沉積物氮磷蓄積量增大，且沉積物高程越高，出露時(shí)間越長，表層沉積物氮磷含量越高，來年水位升高會(huì)對(duì)湖泊水質(zhì)產(chǎn)生一定影響。再如，修建巢湖閘和裕溪閘，切斷了長江與巢湖間聯(lián)系，大幅提升了巢湖水位，惡化了水生植物生存條件，導(dǎo)致沉水植物大量消失，進(jìn)而加重了巢湖富營養(yǎng)化。江湖、河湖及人湖關(guān)系間的相互變化表明，新時(shí)期我國湖泊治理任務(wù)有加重趨勢。

三、洱海水環(huán)境特征及保護(hù)治理建議

洱海作為典型的高原湖泊，壩區(qū)經(jīng)濟(jì)特點(diǎn)明顯，流域生態(tài)環(huán)境較脆弱。近10年來，在國家重大水專項(xiàng)的支持下，在云南省及大理州政府努力下，洱海保護(hù)治理取得了一定成效，在流域經(jīng)濟(jì)高速增長情況下，與“十一五”相比，“十二五”洱海II類水的月份數(shù)有所增加，但主要水質(zhì)指標(biāo)氮磷濃度等卻呈增加趨勢，特別是2014年、2015年、2016年，洱海II類水質(zhì)月份數(shù)連續(xù)下降?；诖耍颇鲜?dòng)了洱海搶救模式，持續(xù)改善湖泊水質(zhì)，防控規(guī)模藻類水華。

自1990年以來，洱海水質(zhì)總體呈下降趨勢，自2003年由II類下降到III類：近年來水體氮濃度增加幅度大于化學(xué)需氧量大于總磷，且藻類生物量增加幅度較總氮大：2017年洱海水質(zhì)與2015、2016年總體持平。多年來，洱海水生植被退化明顯，雖近幾年面積稍有增加（2017年增加到32平方千米，處于近15年來最好水平），但依然較低，尚不能對(duì)藻類形成競爭優(yōu)勢;洱海魚類群落表現(xiàn)為外來種增加，特有種消失，土著種減少，雜型化嚴(yán)重，兇猛掠食性魚類比例偏低，銀魚占有一定比重，魚類結(jié)構(gòu)不合理，生態(tài)控藻力差;洱海藻類密度高，水華風(fēng)險(xiǎn)加重，且趨于常態(tài);特別是近幾年，藻類密度年末較高，即未來洱海藻類水華風(fēng)險(xiǎn)較高，且持續(xù)時(shí)間可能較長。

流域經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展等導(dǎo)致入湖污染負(fù)荷較高是洱海水質(zhì)下降的重要原因。近年來，流域經(jīng)濟(jì)社會(huì)逐步向洱海周邊發(fā)展，旅游人口等向壩區(qū)聚集，城鎮(zhèn)用地與農(nóng)村居民點(diǎn)對(duì)徑流水質(zhì)有重要影響，來自大蒜和蔬菜地為主的面源污染及沿湖生活污染問題突出：城鎮(zhèn)污染存量大，旅游污染快速增加，由此導(dǎo)致洱海入湖河流水質(zhì)提升任務(wù)艱巨，湖泊對(duì)污染負(fù)荷的緩沖能力下降。經(jīng)過搶救性保護(hù)行動(dòng)，與2016年相比，2017年洱海入湖河流水質(zhì)有所改善，主要是西部河流水質(zhì)改善明顯：但入湖溝渠仍有污水直排，污染嚴(yán)重。

洱?！皟晌邸敝卫砑霸孱愃A應(yīng)急控制等措施成效顯著。雖然2017年流域入湖污染負(fù)荷依然較高，但城鎮(zhèn)溢流污水及雨季污染負(fù)荷集中入湖得到一定控制，“七大行動(dòng)”基本遏制了入湖污染負(fù)荷快速增加的勢頭。沿湖截污、關(guān)?？蜅＜霸孱愃A應(yīng)急控制等措施對(duì)2017年洱海水質(zhì)保持和藻類水華防控發(fā)揮了重要作用，近岸水域藻類水華得到一定控制，水體感觀改善效果明顯。尤其是污染源結(jié)構(gòu)發(fā)生了明顯變化：與2016年相比，2017年洱海氨氮、化學(xué)需氧量、總磷和總氮入湖負(fù)荷分別降低約20%、12%、12%和3%;其中，環(huán)湖旅游污染大幅下降，城鎮(zhèn)截污工程開始發(fā)揮效益，農(nóng)村生活污染雖有控制，但負(fù)荷總量依然較高，農(nóng)田面源污染持續(xù)增加。

流域發(fā)展變化是影響洱海水質(zhì)的根本所在，重視流域保護(hù)與治理才是洱海保護(hù)治理的關(guān)鍵。必須重視流域保護(hù)與生態(tài)建設(shè)，特別是要重視湖濱緩沖區(qū)的保護(hù)與建設(shè)。洱海保護(hù)治理雖已取得一定成效，但藻類水華風(fēng)險(xiǎn)較大，扭轉(zhuǎn)水質(zhì)下降的總體趨勢尚需時(shí)日;入湖污染負(fù)荷較高，湖泊氮磷濃度處于高位，治理工程發(fā)揮效益具有一定的滯后性，且治理工程的整體效益發(fā)揮尚需時(shí)間。預(yù)測今后相當(dāng)一段時(shí)間，洱海水質(zhì)改善任務(wù)艱巨，亟需提高保護(hù)治理的針對(duì)性，提高保護(hù)治理效率。洱海保護(hù)治理尚處在初級(jí)階段，亟需建立和完善洱海保護(hù)治理三大體系，即保護(hù)與治理工程體系、績效評(píng)估體系和監(jiān)管考核指標(biāo)體系。鑒于流域污染來源變化較大，洱海水質(zhì)變化不確定性增加，近期需突出重點(diǎn)，解決洱海保護(hù)治理首要問題，即保持湖泊水質(zhì)，防控規(guī)模水華發(fā)生。

基于對(duì)洱海水環(huán)境特征及流域發(fā)展演變等認(rèn)識(shí)，初步提出近期保護(hù)治理建議。

首先是要控制負(fù)荷，改善水質(zhì)。要點(diǎn)是精準(zhǔn)治污、持續(xù)停污、系統(tǒng)減污、防控重點(diǎn)、修復(fù)增容、分區(qū)控制，并防控水華。應(yīng)持續(xù)加強(qiáng)農(nóng)田面源及養(yǎng)殖污染控制，提升入湖河流水質(zhì)：充分發(fā)揮濕地及庫塘系統(tǒng)的水質(zhì)凈化等作用，解決生態(tài)庫塘及湖濱濕地運(yùn)行技術(shù)支撐不到位、運(yùn)行效果不穩(wěn)定、進(jìn)水不暢、濃度較低及水生植物缺乏管理等問題：加強(qiáng)餐飲客棧監(jiān)管與監(jiān)測，保障處理設(shè)施穩(wěn)定達(dá)標(biāo)運(yùn)行：提升城鎮(zhèn)污水處理廠運(yùn)行效率，完善村落污水處理設(shè)施，著重解決水量不足、出水水質(zhì)不穩(wěn)定及管理不規(guī)范等問題：加強(qiáng)運(yùn)行監(jiān)管，解決學(xué)校、農(nóng)村客事辦理場所污水處理設(shè)施油污堵塞等問題：加強(qiáng)片區(qū)污染綜合治理，有效控制入湖溝渠污染問題，持續(xù)開展水華藍(lán)藻控制與應(yīng)急處置績效評(píng)估，優(yōu)化藍(lán)藻控制與應(yīng)急處置設(shè)施、設(shè)備工藝及運(yùn)行條件等，保障洱海藻類水華防控效果長期穩(wěn)定。

其二是修復(fù)生境，優(yōu)化湖泊生態(tài)系統(tǒng)。目前洱海緩沖區(qū)正在實(shí)施的工程包括環(huán)湖截污一期工程、環(huán)湖截污二期工程、河道綜合治理工程、湖濱緩沖帶濕地建設(shè)工程與海西高效節(jié)水減排工程等，如何發(fā)揮工程的綜合功能及協(xié)同作用是近期洱海保護(hù)治理的重點(diǎn)任務(wù)之一。應(yīng)做好緩沖區(qū)功能定位，開展湖濱緩沖區(qū)建設(shè)與生態(tài)修復(fù)工程，在緩沖區(qū)內(nèi)統(tǒng)一協(xié)調(diào)相關(guān)工程，充分發(fā)揮工程的綜合聯(lián)動(dòng)效益。另外，洱海沉積物氮磷含量較高，全湖沉積物氮磷釋放通量總體雖然較小，但釋放風(fēng)險(xiǎn)較大，對(duì)局部水域水質(zhì)在關(guān)鍵時(shí)期（夏秋季）影響較大;如環(huán)境條件變化，沉積物氮磷釋放量將會(huì)大幅增加，可能明顯影響水質(zhì)。應(yīng)開展洱海沉積物污染調(diào)查及治理研究，定量沉積物氮磷污染及釋放特征;開展洱海污染沉積物工程勘測，定量不同時(shí)間不同水域沉積物氮磷釋放對(duì)洱海水污染貢獻(xiàn)及藻類水華影響;在控制外源污染的同時(shí)，部分重要敏感區(qū)域，結(jié)合藍(lán)藻水華防控與生態(tài)修復(fù)等，實(shí)施沉積物污染控制工程。

其三是加強(qiáng)監(jiān)控，防控規(guī)模藻類水華。洱海防控藻類水華的關(guān)鍵措施是防治沖擊負(fù)荷，關(guān)鍵時(shí)間是每年8月到9月，其中重點(diǎn)工作是要做好水華藻類打撈、監(jiān)控與水華預(yù)警等;建設(shè)并充分發(fā)揮塘庫系統(tǒng)功效，防治雨季沖擊負(fù)荷，控制臨湖區(qū)村落和農(nóng)田污染，有效控制城鎮(zhèn)區(qū)域溢流污染;適時(shí)適度低運(yùn)行水位，以利于水生植物恢復(fù)，增加生態(tài)系統(tǒng)凈化和抑藻能力，以利于改善湖體水動(dòng)力條件，有效改善局部水域水質(zhì)，以利于局部水域藻類外排和水質(zhì)改善。

其四是堅(jiān)持不懈，持續(xù)推進(jìn)洱海保護(hù)治理。應(yīng)形成基于節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境的空間格局、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與生產(chǎn)方式;加強(qiáng)洱海富營養(yǎng)化機(jī)理、氮磷等污染控制、藻類生長規(guī)律與生態(tài)修復(fù)等科學(xué)問題研究：強(qiáng)化技術(shù)分析與行政決策融合，充分發(fā)揮科學(xué)研究和專家團(tuán)隊(duì)作用，健全并完善洱海保護(hù)專家聯(lián)席會(huì)議和數(shù)據(jù)分析及報(bào)送制度，對(duì)洱海水資源和水環(huán)境狀況進(jìn)行定期監(jiān)測評(píng)價(jià)，提出相應(yīng)對(duì)策措施;加強(qiáng)洱海藍(lán)藻監(jiān)測、巡查力度，增加投入，提高應(yīng)急處置能力：加強(qiáng)污染來源研究，有效控制氮磷濃度，重點(diǎn)控制海西海北農(nóng)田面源，持續(xù)改善水質(zhì)。

湖泊富營養(yǎng)化是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的產(chǎn)物，也必須在經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中解決，即必須把湖泊保護(hù)治理納入經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的整體計(jì)劃中考慮。就我國湖泊保護(hù)治理而言，國家重點(diǎn)治理的太湖、巢湖、滇池等湖泊氮磷濃度開始下降，治理效果初步顯現(xiàn)：而洱海氮磷濃度依然處于高位，保護(hù)治理處于艱難的攻堅(jiān)階段，治理任務(wù)艱巨。湖泊保護(hù)治理沒有靈丹妙藥，應(yīng)基于對(duì)湖泊的科學(xué)認(rèn)知，建立科學(xué)的決策機(jī)制，切忌出現(xiàn)治理的短期行為和破碎化問題。我們要堅(jiān)持不懈長期努力，統(tǒng)一思想，下定狠心，科學(xué)診斷，高效落實(shí)。