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中国淡水湖泊蓝藻爆发防治及分类

作者:admin 日期:2022-03-29 10:21:22 点击数:
中国淡水湖泊蓝藻爆发分类防治

朱喜

引言  全国大部分湖泊已富营养化,其中有相当部分发生程度不等的蓝藻爆发(水华爆发),有些则不发生蓝藻爆发;蓝藻爆发治理存在许多误区,如治理富营养化就能消除蓝藻爆发,其实情况各不相同;治理蓝藻爆发归纳为八大类技术;治理•消除蓝藻爆发总体是减轻污染消除富营养化、降低蓝藻密度、修复生态恢复湿地的三大类综合措施;湖泊蓝藻爆发的治理和预防主要依据其自然地理、营养程度、蓝藻爆发、湿地等情况进行分类综合治理;只要发挥中国特色社会主义制度能办大事的优越性,建立消除和预防蓝藻爆发的目标,全民共同努力,就一定能达到人民希望看不见“三湖”等湖泊蓝藻持续爆发的期望。

一、湖泊蓝藻爆发及治理现状
1 蓝藻种类及其爆发
1.1蓝藻种类
蓝藻在生物界中有不同称呼:三界系统学说称浮游植物,五界系统学说中称原核生物;六界系统学说中直接称为蓝藻界。蓝藻一般分为非固N蓝藻和固N蓝藻。其中非固N蓝藻有微囊藻、颤藻、鞘丝藻等,微囊藻中包括铜绿微囊藻、水华微囊藻、惠氏微囊藻等;固N蓝藻有鱼腥藻、束丝藻、拟柱胞藻、蓝纤维藻等。一般认为微囊藻具有藻毒素。

1.2蓝藻种类及其爆发
湖泊蓝藻爆发是湖泊水体中存在的蓝藻种源在合适生境下快速生长繁殖及缺少种间竞争条件下,蓝藻快速增加、达到一定密度而大面积浮于水面并能所视则称之为蓝藻爆发。蓝藻爆发是蓝藻水华爆发的简称,其中所说蓝藻是以蓝藻为主的各种藻类的集合体。

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2 淡水湖泊蓝藻爆发生境条件
2.1 客观条件
有一定量的蓝藻种源;温度、光照、降雨、风等气候条件;水深、流速、水量、换水次数、波浪等水文水动力条件:水生生物对蓝藻的竞争:生物包括水生植物(含藻类)、动物、微生物,也包括各种蓝藻间的竞争。
2.2 人为条件
人为干扰产生富营养化;湿地大幅度减少;修闸筑坝使湖泊成为可封闭水域,抬高水位减少换水次数;调水增加换水次数和自净能力;清淤减少底泥释放污染物;打捞蓝藻降低藻密度;生态修复减少底泥释放污染物和净化水体及抑制蓝藻水质繁殖。其中湖泊的富营养化,自然过程非常缓慢,可能成千上万年,在人为干预下则在较短时间内形成,一般仅需10~20年或更短。据调查2005年富营养化湖泊就达到88.6%。

2.3 “三湖”蓝藻爆发原因为“三高” 藻密度高.营养程度高.水温高
蓝藻爆发原因的“三高”因素以太湖为例。
⑴ 藻密度高
藻密度高表示蓝藻种源种群越多,爆发规模就可能越大。所以藻密度高是蓝藻爆发的根本性因素、直接根源。这里的藻密度高是客观自然因素与人为因素的综合产物
如1990~2007年,由于富营养化和水温升高致蓝藻种源种群数量日渐增多、爆发规模日益增大,引发2007年太湖供水危机。此后蓝藻爆发总趋势是日趋严重,如2009年藻密度1450万个/L增加至2020年的9200万个/L(缺2009年前数据),为6.3倍,导致蓝藻爆发面积一直在高位运行,基本不受N P浓度在一定范围内波动的影响如2007-2020年持续削减的TN仍能满足蓝藻爆发的营养需求。

⑵ 营养程度高
营养程度高致使蓝藻爆发。当水体中P N 等营养盐含量超过一定限度就称为富营养化,其使生态系统失去良性平衡,生物多样性受损。
①营养程度持续高位运行是蓝藻持续爆发的基本因素。营养程度高代表着人类活动对自然水体不合理干预的总和。营养程度高是使藻密度升高、产生蓝藻爆发的基本因素,在富营养化一定程度的范围内均可发生蓝藻爆发,不受期间P N浓度下降或升高的影响
② 影响富营程度的主要是人为因素。使大水体从贫营养化转变为富营养化,单纯的自然因素需要经过漫长的时间,至少要上千年。而人为因素,在现代的社会经济发展、城市化和大规模工业化进程的早中期,甚至只需要10-20年或更短的时间,如太湖的梅梁湖就是在20世纪80年代的10年中逐步进入富营养化的,而全太湖则到90年代就进入富营养化。

 水温高 
太阳是地球能源的主要来源,天气的阴晴风雨状态决定了每天接受能源多少和光照强度强弱时间长短,直接影响到水温。水温高是影响蓝藻爆发的自然因素的代表。
①水温高是藻密度升高、蓝藻爆发的基本因素
根据世界气象组织的报告,目前世界气温呈上升的趋势。南北极冰雪融化的速度加快是地球持续升温的标志。因此,水温升高是当前的必然趋势。
每年春季蓝藻种源种群的多少主要取决于水温在9~12.5℃时蓝藻萌发(复苏)的程度。若春季水温升高较快,蓝藻就种源多种群大,如2007年3月上旬的日均水温达到12.62℃,较2006年同期升高3.07℃,该年3月29日蓝藻就首次爆发,随后多次爆发。5月29日太湖就发生蓝藻爆发“湖泛”型供水危机。
水温高,爆发时间就长,爆发面积就大。2006、2007年的年均日水温分别达到18.65℃、19.29℃,较2008-2010年均高1-1.5℃,所以这2年的爆发面积为1990年以来的第1、2最大值;2006年前太湖蓝藻每年爆发时间长度一般为5~8个月,但2007蓝藻爆发时间有10个月,2015、2017年更达到12个月。特别由于冬季水温升高,如2017、2018年1月的日均水温较多年平均日均水温6.27℃升高2-3℃,促使蓝藻提前萌发,加快藻密度升高速度,蓝藻爆发期延长,致原来蓝藻不爆发的冬季12月、1月也发生蓝藻爆发。如2013年12月10日太湖爆发面积982km2原因是最高气温由9℃升至15℃,加之藻密度持续升高至超过4000万个/L2018年1月17日蓝藻爆发面积390km2其原因是最高气温从4℃升至13-15℃,加之藻密度超过8000万个/L。
其他自然因素。水温高是影响蓝藻爆发的诸多自然因素的代表。其他还有如光照、风、雨、气压、水流、岸线形状等自然因素对蓝藻爆发的生境或种群起到一定或相当的影响。大自然活动异常也影响着温度。如2022年1月15日的太平洋汤加海底火山爆发,报道称可能使地球部分区域的气温下降2℃,或可能在短期内降低藻密度和蓝藻爆发规模。另外,厄尔尼诺现象(指赤道太平洋东部和中部海面温度持续异常偏暖的现象)与拉尼娜现象(与厄尔尼诺相反的现象)可显著影响地球温度。
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3 湖泊蓝藻爆发现状特点
3.1 湖泊蓝藻爆发特点
中国大部分湖泊已经富营养化,由于生境条件不同,有相当多富营养化湖泊发生程度不等和时间不同的蓝藻爆发,也有部分未发生蓝藻爆发。其特点:人口稠密和社会经济发达、入湖污染负荷大的区域、城市湖泊,容易发生蓝藻爆发、蓝藻爆发的程度较严重、时间较长;平原地区湖泊较高原、山区湖泊,蓝藻爆发的多、爆发较严重;南部地区湖泊较北部、西部地区湖泊蓝藻爆发的多、爆发较严重;长江流域湖泊蓝藻爆发为全国数量之最,程度最为严重;水深的湖泊不易发生蓝藻爆发;流速快、换水次数多的湖泊不易发生蓝藻爆发;水体平稳、换水次数少的浅水湖泊易发生蓝藻爆发。

3.2 大中型湖泊蓝藻持续爆发以“三湖”为主
⑴ “三湖”。
太湖、巢湖、滇池平均水面积分别为2340、780、310km²,均为人工控制型浅水湖泊,由于建设闸坝进行人工控制,其冬春季水位较原来升高1m或更多。太湖巢湖平均水深2-2.5m、滇池4.5m。太湖为中国第三大淡水湖,其在冬春季为中国最大淡水湖。从20世纪80年代后期起发生零星小规模爆发,90年代开始蓝藻规模爆发、爆发程度越来越严重,直至2020年均持续发生蓝藻爆发,蓝藻爆发面积在高位波动运行。巢湖、滇池蓝藻爆发时间和程度基本与太湖相仿,仅是蓝藻爆发有所早晚或爆发规模大小有所不等。
⑵ 鄱阳湖 
其流域地跨江西等六省,水面积3673 km2、中国第一大淡水湖,蓄水284亿m3,是吞吐型非人工控制型自然湖泊,冬季枯水季呈河状;现水质Ⅳ类,以往局部曾达到Ⅴ类或劣Ⅴ类;2012年后曾发生数次水华爆发或小规模蓝藻爆发。
洞庭湖
位于湖南省北部,平均水面积2625 km2,容积174亿m3;中国第二大淡水湖泊,吞吐型非人工控制湖泊,冬季与鄱阳湖相似水面积很小。近年水质一般为Ⅳ-Ⅴ类,以往有时为劣Ⅴ类;2008年6-9月,东洞庭湖的大小西湖及附近连通水域首次出现轻度水华爆发,其后至2018年,该区域连续发生面积不等的水华爆发,其中2013年9月达400 km2
洪泽湖 
人工控制型浅水吞吐型湖泊,水位13m时水面积2152km2、蓄水42亿m3,水深1.95m,中国第4大淡水湖;以往有些枯水年份由于水浅、水面积小、水体流动性小致大坝附近水域及成子湖(北部湖湾)曾发生数次小规模蓝藻爆发。
 ⑸ 云南洱海 
面积257km2,水量28亿m3,平均水深10m,形成于冰河时代末期,属高原构造断陷湖,为西南季风气候,注入澜沧江;以前湖水为I-II类,后退化为Ⅳ类、轻富营养,1996年和2003年及以后曾发生数次规模较大的蓝藻爆发,蓝藻主要聚集在东北沿岸湖湾,此处湖水透明度从4m下降至0.5m;经治理水质改善为Ⅱ-Ⅲ类,尚有轻度小规模蓝藻爆发。
⑹ 内蒙乌梁素海黄河内蒙段最大湖泊,水面积285km2,其中有芦苇面积百余平方公里。21世纪初在其北部有“水华”聚集或藻类爆发现象发生,其特点是蓝藻或藻类与芦苇共存,叶绿素a最大月平均值为40-77µg/L,其时年均值TN一般超过4mg/L,TP劣Ⅴ类。

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3.3 小型湖泊蓝藻爆发比较多
国内有相当多的小型湖泊发生不同程度的蓝藻爆发现象。
⑴ 南京玄武湖平均水面积3.7km2,平均水深1.5m。曾发生过多次蓝藻爆发,1986年4月首次蓝藻爆发,出现“黑水”,湖水发臭,5月大面积死鱼;2005年7月起再次蓝藻爆发,9月18日3 km2的湖面就像铺了一层厚厚的绿地毯;2007年7月发生大面积蓝藻爆发,水质恶化,散发出臭气,后经治理消除蓝藻爆发。
⑵ 武汉东湖 水面积34km2,水深4m。1985年以前在主水面28km2范围持续发生多次蓝藻爆发;后经治理基本不再发生蓝藻爆发,但主水面域2007年7月11日又发生一次蓝藻爆发,现水质为Ⅴ类,局部为劣Ⅴ类。
⑶ 杭州西湖 水面积6.4km2,水深2.27m。20世纪60年代已开始富营养化,如1980年TN 3.04mg/L(劣Ⅴ类)、TP 0.14mg/L(Ⅴ类)。1958、1981年曾二度出现蓝藻爆发现象,1958年爆发时水体呈红色,称“红水”,由蓝纤维藻引起,湖心藻密度65×108个/L;1981年蓝藻爆发时水体呈黑褐色,称“黑水”,由束丝藻引起,藻密度6.77×108个/L,其占藻类总量的98%。
⑷ 云南星云湖 水面积34.7km2,水深6m。高原断层湖,近年由于富营养化,多年持续发生蓝藻爆发,至今蓝藻爆发依然严重。
⑸ 苏州金鸡湖水面积7.4km2,水深1.8m。近年发生多次轻度蓝藻爆发或水华聚集。
⑹ 唐山南湖 3.43km22.5m。曾劣Ⅴ类水、蓝藻爆发。
⑺ 苏州元荡 2km2、曾Ⅴ-劣Ⅴ类水、蓝藻爆发。

3.4 城市微型湖泊蓝藻爆发相当多
由于城市人口稠密和社会经济发达,全国相当多大中小城市的微型湖泊、塘、坑的污染日益严重,发展至富营养化,其中大部分城市湖泊发生蓝藻爆发或水华爆发:湖南长沙南郊公园漫竹湖、湘潭白石公园白马湖、长沙年嘉湖、湖南跃进湖,岳阳楼畔南湖,河南商丘南湖,广州流花湖 ,南昌市南湖北湖,武汉南湖,昆明市翠湖,湖北省随州白云湖,扬州明月湖,等。

3.5 部分水库发生蓝藻爆发
中国大小水库众多,由于城市化程度日益提高、社会经济日益发达,污染负荷入库增多,大部分已富营养化,有相当水库蓝藻爆发或“水华”爆发,一般并非年年爆发,大多为间隔性爆发,蓝藻爆发水库的数量为上游山区水库少于下游平原水库。
⑴长江三峡水库支流回水区藻类爆发。三峡水库为峡谷型拦河大坝水库,175m高程蓄水393亿m3,水面积1084km2,我国第一大水库,年内水位变幅30~50m;2003年水库蓄水后,支流回水区发生富营养化,支流中有小江、汤溪河、磨刀溪、长滩河、梅溪河、大宁河、香溪河等多条河流回水区发生不连续的多次蓝藻爆发或水华爆发现象
⑵于桥水库 海河流域山区浅水型拦河水库,总库容15.6亿m3,平均水深4.6m,最大水深12m,流域面积2060km2。1997年、2006年、2009年发生蓝藻爆发,达到叶绿素a130µg/L、藻密度1-1.6亿个/L;期间:TN劣Ⅴ类、TP0.029mg/L(Ⅲ类);次优势种为绿藻;污染源主要为外源和菹草的二次内源污染。
⑶洋河水库 海河流域山区平原拦河水库,总库容3.86亿m3,水面积13 km2,平均水深5.7m。2009年TN劣Ⅴ类、TP0.039 mg/L(Ⅲ类)。1990年大部分水域“水华”爆发;1992年蓝藻(鱼腥藻)爆发;1995年微囊藻爆发;1999年全部水域“水华”爆发;2000、2001年发生大面积“水华”爆发;2004年蓝藻爆发、蓝藻密度1.03亿个/L;2007年蓝藻爆发。
⑷官厅水库 海河流域,总库容41.6亿m3,平均水深7.6m。2009年TN1.07mg/L、TP 0.063mg/L,多次发生较大“水华”;2007年微囊藻、鱼腥藻爆发,达到Chla 240µg/L。
⑸湖北宜昌枝江市善溪冲水库,山区拦河水库库容2040万m3,水深平均13-14m;2019年藻类爆发,夏季藻密度1.2亿个/L,其中蓝藻密度2000万个/L,TN 0.48mg/L、TP 0.06mg/L。
⑹高州水库 广东茂名市水源地,容积11.5亿m3、正常水面积44 km2;水深20-30m;2009、2010年在枯水期发生鱼腥藻爆发,最大藻密度达到1.4亿个/L。期间,平均TN 0.67mg/L(Ⅲ类),TP0.014mg/L(Ⅱ类)。
⑺ 其他蓝藻爆发水库。有浙江浦江仙华水库、浙江桥墩水库、长春市新立城水库、唐山大黑汀水库 贵阳市小关湖水库、江西乐平市共青水库,福建山美水库,湖南冷水江湴泥水库,等,曾在不同年份发生数次蓝藻爆发。

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4 蓝藻爆发治理情况
4.1  一般采取治理富营养化和打捞水面蓝藻的方法
目前蓝藻爆发治理的常规措施:防治水污染、改善富营养化;打捞水面蓝藻;调水;清淤等,这些措施一般对小微湖泊水库有相当好的效果,但对大中型浅水湖泊的效果不显著。如“三湖”经常规措施治理,富营养化均得到相当程度改善。
其中太湖自2007年至2020年共打捞蓝藻水2002万m3蓝藻干物质含量以P 0.68%、N 6.7%、有机质76.7%计,打捞的藻水相当于清除P680t、N.6700t、有机质7.7万t打捞蓝藻仅能打捞太湖蓝藻年生产量的2-4%。
2007年至2020年太湖共清淤4200万m3(干重以1.2t/m3计)。太湖底泥含量以P 611mg/kg、N 1068mg/kg计,相当于分别清除P、N为30794t、53827 t。减少底泥对上覆水体污染物的释放;淤泥中蓝藻(dw)含量以0.6kg/m3计(2008年3月宜兴符渎港测定),相当于清除蓝藻(dw)2.52万t。
2007年-2020年“引江济太”望虞河调水入太湖106亿m3,梅梁湖泵站(含大渲河泵站)调太湖水出湖109亿m3,二者合计直接带走污染物:TP 1498 t、TN 37492t和相当数量的蓝藻。

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4.2 治理后富营养化程度减轻而蓝藻爆发依旧严重
“三湖”自20世纪90年代起开始治理,均先后实施零点行动治理,均在减轻富营养化方面取得相当的效果,但仍年年持续规模爆发,爆发程度大小起伏、高位运行,爆发程度总体基本未有减轻。如“三湖”,其中太湖水质,从2007年发生蓝藻爆发-“湖泛”型供水危机时的劣Ⅴ类改善为2020年的平均Ⅳ类,其中西部沿岸水域为Ⅴ类、竺山湖为劣Ⅴ类。其中太湖平均TN从2.35mg/L降为1.48mg/L、削减37%,但2017年最大爆发面积1403 km2,超过发生太湖供水危机2007年的1114 km2的26%,且期间的藻密度增加了5.36倍;又如巢湖富营养化程度有较大改善,2018年巢湖平均Ⅴ类,其中TN 1.44mg/L、TP 0.102mg/L,分别较历史最大值1995年4.62mg/L、0.41mg/L削减68.8%、75.1%,但仍发生大范围的蓝藻爆发,如年最大蓝藻爆发面积2016年237.6km2、2017年338km2、2018年440km2,分别占巢湖面积的31%、44.5%、57.9%,而2018年东巢湖的叶绿素a、藻蓝素分别较2012年增加159%和404%。滇池由劣Ⅴ类改善为Ⅴ类,蓝藻仍持续规模爆发。

4.3 治理后富营养化程度减轻而发生不连续的轻度蓝藻爆发
如鄱阳湖、洞庭湖原水质曾达到Ⅴ-劣Ⅴ类,但未发生持续规模蓝藻爆发。现经治理水质改善为Ⅳ类,但仍发生间歇性轻度水华爆发。
4.4 相当多小微型湖泊蓝藻爆发基本消除
如杭州西湖、武汉东湖、无锡蠡湖、南京玄武湖等小型经过治理基本消除蓝藻爆发,其中西湖完全消除蓝藻爆发。
4.5 相当多城市微型湖泊蓝藻爆发基本消除
因为城市微型湖泊均是景观湖泊,环境要求高,所以湖泊管理单位治理蓝藻爆发迅速而彻底。如上述提及的城市微型湖泊中大部分蓝藻爆发均得到彻底消除,但少数在有些有时候仍有反复。

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4.6 蓝藻爆发湖泊治理后改善程度不等
十多年来,湖泊治理使富营养化程度得到明显减轻,小微型湖泊蓝藻爆发程度治理效果明显,大部分基本消除蓝藻爆发,部分有所减轻,但大中型湖泊蓝藻爆发程度基本未得到改善。

二、湖泊蓝藻爆发治理的误区
湖泊蓝藻爆发治理存在某些偏面观点,导致有关部门决策的不正确或不全面。
1 认为治理富营养化就能消除蓝藻爆发
 此观点是未理顺富营养化与蓝藻爆发的关系。分2种情况:其一对于流域地广人稀社会经济欠发达、入湖污染负荷量少或水深较大的湖泊,此观点正确;其二对于流域人口稠密社会经济发达、入湖污染负荷量多大中型浅水湖泊,此观点不正确,如“三湖”等湖泊仅依靠治理富营养化则不能消除蓝藻爆发。
实际上有些湖泊未消除富营养化也能够消除蓝藻爆发。一般认为湖泊水质达到Ⅲ类就相当于消除富营养化。如东湖、西湖、玄武湖和蠡湖等中小型湖泊均未消除富营养化,水质仅改善至Ⅳ-Ⅴ类,就基本消除蓝藻爆发,其中西湖完全消除蓝藻爆发
 治理、减轻富营养化不一定能马上减轻蓝藻爆发。如太湖从2007年供水危机起至2020年,通过10多年努力治理,其富营养化程度明显减轻,其中TN削减37%。但期间蓝藻爆发程度均未减轻,藻密度反而从2009年的1447万个/L升高指2020年的9200万个/L,为6.36倍。说明虽然努力治理,富营养化仍在蓝藻爆发的范围内,则蓝藻爆发仍不可避免,必须消除富营养化(如水质全面达到Ⅲ类)才能有利于减轻蓝藻爆发程度。
专家一般认为已蓝藻爆发的如“三湖”这样的大中型浅水湖泊,仅依靠治理富营养化消除蓝藻爆发则应达到TN 0.1-0.2mg/L、TP 0.01-0.02mg/L。
⑸ 生态环境部确定TP、TN、叶绿素a的基准分别为0.029mg/L、0.58mg/L、3.4µg/L,且说明任一时段湖泊此三者的监测代表值均满足基准值时,藻类生长才不会危及水体功能。此充分说明治理NP及富营养化必须与除藻同时进行才能消除蓝藻爆发。

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2 认为无需建立消除“三湖”蓝藻爆发的目标
“三湖”蓝藻爆发已持续30年多,原制定的各湖水环境总体治理方案中均未提出消除蓝藻爆发的目标,其他有关的政府文件中也均未提出。没有目标,就使有关湖长缺乏主动性、积极性和责任心,使有关科研机构、人员缺少研究消除蓝藻爆发的动力和财力支撑。
国家或流域至今未建立消除“三湖”蓝藻爆发目标,分析其可能的原由:一是认为现在蓝藻爆发危害不大,2007年供水危机已过去,不会再发生了,现在对蓝藻爆发已经习以为常了;二是消除蓝藻爆发的难度大、花费多,是世界性难题,没有好的技术能达到此目标,所以不宜制定目标。

3 未分清水华与蓝藻爆发概念的差异
有些人认为“水华”是在20世纪中叶就存在,所以蓝藻爆发无法消除。其是未分清水华与蓝藻爆发二者的差异。“水华”是太湖、巢湖在1950-1970年或更早的非富营养时期就存在的一种自然生态现象,“水华”组成可能是蓝藻或其他藻类、其规模一般较小,没有什么危害,那时候老百姓经常打捞“水华”藻类作为肥料。
蓝藻爆发是以蓝藻为主的藻类的“水华”爆发的简称。“水华”爆发也可能是其他藻类爆发。把蓝藻爆发统称“水华”不妥。因蓝藻爆发必须消除也可消除,但以往的少量“水华”一般不可能或不必要消除。

4 “湖泊水污染,根子在岸上,治湖先治岸”观点具有二重性
此说法对治理河湖水污染、富营养化而言完全正确;但“治理蓝藻爆发即是治理富营养化”的观点不妥或不全面。此观点对于云南怃仙湖、洱海、洞庭湖、鄱阳湖那样的湖泊是正确的,对于“三湖”这样的浅水湖泊就不妥了,因其蓝藻年年持续规模爆发后根子已延伸到湖中,须在治理富营养化的同时大量削减湖中蓝藻数量才能降低藻密度、消除蓝藻爆发。

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5 控磷是消除蓝藻爆发关键因子的提出有其局限性
控P是消除蓝藻爆发关键因子提出的原依据是加拿大安大略实验湖区开展历时37年的施肥实验的结论。因试验中的蓝藻是鱼腥藻和束丝藻等固N蓝藻,可从空气中获取N,故认为难以控制TN,依此认为只能控制TP。此结论的局限性如下:
⑴ “三湖”目前主要是非固N的微囊藻,不是鱼腥藻和束丝藻,一般不能从空气中获取N。
⑵ 现“三湖”的P本底值均较高。其中巢湖、滇池P本底值还较太湖高一倍。且在1993年的《太湖》(孙顺才.黄漪平)中就指出,当水底发生厌氧反应时可使底泥中不溶性P转化为可溶性P。现今太湖蓝藻持续多年爆发,太湖底泥含有大量的死亡蓝藻的有机物质,在夏季湖底经常会在缺氧状态下发生厌氧酸化反应,释放可溶性P,难以使上覆水体降低至P≤0.02mg/L的水平,说明仅通过控P难以消除蓝藻爆发。

⑶ 低P也可能蓝藻爆发。如广东茂名高州水库,TP已达到较低水平,2009、2010年已达TP0.014mg/L、TN 0.67mg/L,但此时仍发生相当程度的鱼腥藻爆发。如湖北宜昌枝江市善溪冲水库2019年TP 0.06mg/L、TN 0.48mg/L,仍藻类爆发,夏季藻密度达到1.2亿cells/L。如海河流域于桥水库2009年发生蓝藻爆发时TP为0.029mg/L(Ⅲ类)。如国家地表水水质自动监测实时数据平台上,近几年经常可以查到太湖、巢湖有些监测点水质TP达到0.01-0.025mg/L的情况,但蓝藻仍年年持续爆发。由此说明至少要TP TN同时达到Ⅱ类才行,蓝藻爆发的关键是TP的说法有其片面性。
⑷ 控磷是消除蓝藻爆发关键因子的提法仅能适合人口密度低社会经济欠发达地区的湖泊如洱海等。可通过治理富营养化削减TP达到Ⅰ-Ⅱ类而消除蓝藻爆发。故不必过多研究消除蓝藻爆发的关键是控N还是控P,根据实际情况,只要能研究出消除蓝藻爆发的技术集成就是好的。同理,N/P比学说是研究水体营养物质中氮磷含量比例对蓝藻爆发影响的理论学说,也不必过多研究,应根据各个湖泊不同情况研究不同的治理方法。

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⑸ 控P是关键仅能适合某一阶段。
2007年太湖供水危机以来,TN得到相当多削减,而TP削减的很少或甚至反而增加。如太湖水质由劣Ⅴ类改善为2019年Ⅳ类,但TP,2015-2019的5年中均高于2007年的0.074mg/L,其中2018年上升到0.097mg/L较2007年增加31.1%%;巢湖TP浓度由2012年的0.107 mg/L升高至2018年的0.125 mg/L,升高16.6%。在1990-2006年,太湖的TP基本保持在Ⅳ类上下波动,而TN是持续升高,1999-2011年均达到劣Ⅴ类,甚至超过3mg/L,所以那时候国家把控制TN作为关键。如在《太湖流域水环境综合治理总体方案(2008年)》中,2020年太湖水质目标,TN为Ⅳ类(1.2mg/L)、TP为Ⅲ类(0.05mg/L),其制定目标的基准年2005年分别为2.95mg/L、0.08mg/L。《太湖流域水环境综合治理总体方案(2013 年修编)》中,将2020年太湖水质目标修改为TNⅤ类(2.0mg/L)、TP保持Ⅲ类(0.05mg/L),很明显当时认为2020年TP的目标可以达到,所以保持其原标准,认为TN达不到1.2mg/L,所以2020年目标就从2008年方案的1.2 mg/降低为2 mg/L。但执行结果,2020年TN很容易达到Ⅴ类,甚至达到了Ⅳ类1.48mg/L,而TP在2013-2020年期间一直在Ⅳ类中徘徊,基本未得到提升。说明当时认为太湖治理TN是关键,而现在相当多专家又认为太湖治理TP是关键。事实上,”三湖”这样的蓝藻多年持续爆发的浅水湖泊,在各阶段削减TP TN的难度和对其的认识程度均是不同的。应根据湖泊各个治理阶段的情况制定一湖一策各阶段的削减TP TN的方案,应该同时削减TP TN,使达到水功能区的水质目标。

6 打捞水面蓝藻能有限减轻爆发程度但不能消除蓝藻爆发
有些人认为打捞蓝藻就能够消除蓝藻爆发。打捞蓝藻是目前控制蓝藻爆发取得良好视觉嗅觉效果的应急性重要措施。据估计,太湖、巢湖每年打捞蓝藻量与其蓝藻生产量之比,基本相仿,仅为2-4%。所以仅依靠打捞水面蓝藻不能消除蓝藻爆发。

7 关注控P而放松控 N有造成“湖泛”的潜在危险
太湖2007年供水危机是由于“湖泛”形成的,而造成“湖泛”的一个主要因素是由于底泥和水体存在大量的含有TN的有机质,所以仅关注TP,少关注TN,蓝藻仍要持续爆发,“湖泛”在适当的条件下仍能够形成。应该说,治理太湖,消除蓝藻爆发,消除“湖泛”是同样重要的工作,所以从这方面分析TP TN均是关键,只是TP TN这二者的重要性在不同时期、不同水域是不同的,要兼顾。
三、湖泊蓝藻爆发治理技术
湖泊蓝藻爆发治理技术包括治理水污染、消除富营养化,削减蓝藻、降低藻密度,生态修复、恢复湿地,共三大类。本节主要论述削减蓝藻、降低藻密度:其技术主要包括抑藻除藻两类。抑藻,一般理解为通过改变生境或进行种间竞争减慢蓝藻的生长繁殖能力。除藻一般理解为直接消除蓝藻,其一为通过打捞、鱼类滤食等措施直接消除蓝藻;其二是通过物理、化学、生物等手段直接损毁蓝藻的一种或多种功能如浮力、吸磷、储磷、光合作用、叶绿素等,使其死亡。抑藻、除藻两者有所不同,但无绝对界限,有时候是同时进行,两者削减蓝藻的速度快慢不等,但两者的作用均是减少蓝藻数量、降低藻密度,最终达到消除蓝藻爆发的目的。削减蓝藻技术有多类多种。

1 八大类除藻技术
⑴ 微粒子(电子)除藻技术。包括:金刚石碳纳米电子技术除藻、复合式区域活水提质技术除藻、超声波超声波技术除藻、光量子载体技术除藻、电催化技术除藻、光催化控藻,等技术。均有抑藻和直接藻的作用。
 ⑵安全添加剂除藻。包括“湖卫氧”除藻技术,即过酸碳钠入水后产生过氧化氢杀死蓝藻,成本低;改性粘土除藻;天然矿物质净水剂除藻;食品级添加剂除藻;中草药和植物(也包括大麦秆)化感物质制剂除藻等技术水体中添加了这些药剂后即产生除藻作用。另外,有些如硫酸铜、敌草隆等化学制剂杀藻,虽可直接杀死蓝藻。但对其他水生物具有很大毒害作用,因此非紧急情况不宜使用。
⑶混凝气浮技术除藻。此技术是利用混凝剂和气浮技术使水体和底泥表层的蓝藻和悬浮物、有机质浮于水面,再打捞去除,后进行藻水分离,或采用上述流程一体化设备打捞去除后送至岸上分离。或采用蓝藻打捞与分离一体化处置船
⑷ 蓝藻底泥协同清除设备。即在清淤时同时清除底泥中及其上覆水体中的蓝藻。
⑸安全高效微生物抑藻除藻。使蓝藻死亡的微生物包括异体、附生二类。如蓝藻噬藻体(病毒)及其宿主,能够消除蓝藻。目前有相当多微生物具有抑藻除藻作用。其中固载微生物、twc固载土著微生物技术,武汉鄂正农微生物、大连正好环保的蓝藻洒洒清微生物,等效果相当好或比较好。
⑹ 改变生境除藻。如改变深度、压力、水温、光照、含氧量、营养物质等生境,使不利于蓝藻生长繁殖,或有利于能够消除蓝藻的有益微生物生长。包括:德林海高压减温除藻,有深井和高压除藻船二类;推流曝气增氧除藻;遮阳除藻;降低水温除藻。
⑺ 生物种间竞争除藻。包括:植物除藻如采用芦苇湿地、紫根水葫芦、岸伞草、沉水植物除藻;水生动物除藻,如鲢鱅鱼、银鱼、贝类、浮游动物或其它动物滤食蓝藻。
⑻常规技术治理富营养化除藻。治理富营养化到一定程度如TN TP降低至湖泊Ⅱ-Ⅲ类时可减慢蓝藻生长繁殖速度常规技术包括控源截污、调水、常规清淤、锁磷剂除藻、常规打捞蓝藻、生态修复等

2 发挥水土蓝藻三位一体化治理技术作用
⑴ 治理水体底泥蓝藻的技术
① 消除水体污染技术
水体污染物的来源是外源、底泥释放和蓝藻等生物死亡。消除水体污染就是消除进入水体中的P N、蓝藻等各类污染物,有效提升水质。
②消除底泥污染技术
底泥污染物来源是外源和蓝藻等生物死亡残体在底泥表层的积累。消除底泥污染就是消除存在底泥中的P N、有机质和死亡蓝藻等各类污染物(主要是底泥表层的污染物)。
③消除蓝藻污染技术
蓝藻种源在水体中自然存在,并在富营养化、高水温等人为和自然因素的作用下快速生长增殖,藻密度达到相当高程度而形成蓝藻爆发。消除蓝藻污染就是要在大力降低营养程度的基础上,实施全年彻底打捞清除水面水体和水底的蓝藻。

水土蓝藻三合一治理技术
其是一类能够同时治理水体、底泥、蓝藻污染的技术(设备)。水体、底泥和蓝藻3类污染密切相关,其污染治理技术同样是密切关联,仅消除其中的1类或2类的作用有限,若采用能够同时治理3类污染的技术才有良好效果。选择技术要多方面比较,在治理效果、速度、节能、减排、投资、费用,特别是长期效果、能否达到治理目标等方面要进行充分比较。经调查总结分析,水土蓝藻污染的三合一治理技术是直接治理太湖水体的最优技术(治理太湖技术中的控制外源和恢复湿地另文论述)。
① 三合一治理技术。水体、底泥和蓝藻污染的共同治理技术简称水土蓝藻共治技术。一般是三合一专用技术,不再需要分别使用除藻、清淤、净化水体的多种技术来治理太湖。三合一治理技术也可以是组合技术。
② 开拓三合一治理技术是新时期治理太湖及蓝藻爆发的必要。治理太湖及蓝藻爆发必须要降低藻密度、消除底泥污染和净化水体,若此三类治理技术组合实施或一步到位,则治理时间短、效果快、效果好、成本低、能源消耗少、可不占用土地。三合一治理技术一般应分水域实施,分水域的面积大小根据具体情况而定。

⑶ 主要的水土蓝藻三合一治理技术
主要有:① 金刚石碳纳米电子水土蓝藻共治技术;② 复合式区域活水提质水土蓝藻共治技术;③ TWC生物蜡净水清淤除藻技术;④ 光量子载体净水清淤除藻技术;⑤ 固化微生物净水清淤除藻技术;⑥ 光催化网分解蓝藻净水清淤技术;等。⑦ 可采用高压除藻、湖卫氧(原料为过酸碳钠)除藻等技术与其他净化水体和底泥技术的组合技术。

3 三合一治理技术的代表
金刚石碳纳米电子除藻技术是微粒子(电子)除藻技术的代表,也是水土蓝藻三合一治理技术的代表。该技术是通过释放电子,在阳光下产生光电效应、光催化作用,破坏蓝藻的细胞壁和细胞内部物质、杀死蓝藻、消除蓝藻。特点:能源省、不添加化学物质、易管理、成本低,一年四季运行,可长期大范围有效净化水体和底泥及除藻。该三合一共治技术,既是低碳技术:低能耗、低人工、无排放、无耗材);又是绿色技术:环保、治理水土污染、健康生态。低碳定义为:节能减碳,较低(更低)的温室气体(二氧化碳为主)排放。

4 综合除藻集成技术
治理太湖是一个庞大的综合性系统工程,仅依靠某项单以功能的技术无法全面治理好太湖,特别是消除蓝藻爆发这个世界性难题,须采取多技术综合集成治理,才能彻底消除巢湖蓝藻爆发和富营养化问题。
上述多种除藻技术在目前或今后均具有一定的可推广性,但在消除蓝藻爆发的效果、速度、彻底性、适应条件和费用等方面有相当大差异,应在总结治理全国大中小型湖泊治理蓝藻爆发经验教训的基础上,同时根据实际情况试验后择优选取合集成使用。
⑴ 选择综合除藻技术十原则
① 治理效果好。能够消除高密度蓝藻,除藻比例高。② 治理效率高。同样时间内消除的蓝藻多。③ 治理效果持续时间长。治理效果一般应持续1-2年或更长。④ 治理功能广。能够同时消除蓝藻、水体和底泥的污染。⑤ 技术设备安全可靠。⑥ 节能减排⑦ 实施操作容易简单和。适应性强。如在低温,少氧,缺阳光,风浪、流速大等多种条件下均能实施;治理费用低。在达到同等治理效果时费用较低。技术设备容易管理、维护、保养。

⑵ 水土蓝藻三合一治理技术
综合除藻技术中的首选类技术水土蓝藻三合一治理技术。即是能够一次性同时治理水体、底泥和蓝藻污染的技术。不需要再另外进行清淤和净化水体,是很有潜力和值得推广的技术。水土蓝藻三合一治理技术分为专用技术与组合技术二类。
三合一专用技术
一种技术、设备能够同时治理水土蓝藻污染的三合一专用技术。其一,如微粒子(电子)类除藻技术中的四种技术均为三合一专用技术,其中,以①金刚石碳纳米电子水土蓝藻共治技术为佳,而②复合式区域活水提质水土蓝藻治理技术也可以;其二,安全高效微生物及制剂除藻技术的①--④种均是微生物类三合一专用技术但在有水源地功能的大型浅水湖泊中需要过专家的安全审查关。
① 三合一组合技术
有几种技术、设备集成后能够同时治理水土蓝藻污染的三合一组合技术。除上述水土蓝藻三合一治理的专用技术技术外,其他技术相当多均可组合成为三合一组合技术。

⑶ 综合治理集成技术
太湖治理蓝藻中,应根据各水域具体的社会经济、自然地理、水文水动力、水污染、蓝藻的密度及爆发情况选择三合一专用技术或集成技术。首先可设置正常密度的微粒子(电子)类水土蓝藻污染的三合一专用技术设备进行治理,其次选择三合一组合技术治理。或可考虑采用综合集成技术治理,即在冬春季节实施一次“湖卫氧”的低成本的杀藻,同时设置低密度的水土蓝藻三合一专用治理设备,治理蓝藻效果更好更快和费用更省。

治理•消除富营养化重要措施
主要是采取综合措施、加大力度治理污水厂、生活、工业和规模养殖业是类点源和种植业、城市村镇地面径流污染等面源。其中社会经济发的区域首先要扩大污水处理能力和污水厂提标,满足环境容量的要求也包括有能力调水的尽量调水、改善水环境,生态修复恢复湿地吸收N P、固定底泥和抑制蓝藻。

6生态修复是除藻重要措施
制定全面的生态修复计划、使河湖湿地恢复至20世纪50-70年代的规模,其在现阶段可起到较大的净化水体、固定底泥和抑藻除藻的作用;在消除蓝藻爆发后更可起到相当的保持蓝藻不爆发的稳定作用。
7根据具体情况确定采取相应措施
各个大小不同的湖泊及不同的水域因为其社会经济发展、自然地理、水文水动力、水体和底泥污染、各种藻类及其爆发程度等情况各不相同,所以,要分别采取不同的综合技术集成,以达到最有效、最快、最省费用和长期保持消除富营养化和五蓝藻爆发的最佳水环境。

四、治理湖泊消除蓝藻爆发总体思路
通过对太湖蓝藻持续爆发的分析,其原因是三高:藻密度高;营养程度高;以水温高为特征的气候等自然因素的代表。以此确定治理湖泊、消除蓝藻爆发措施主要为三类:治理、消除富营养化(控制外源,包括点源和面源);削减蓝藻、降低藻密度;修复生态恢复湿地。本部分内容是主要论述削减蓝藻、降低藻密度。

1 大中型湖泊消除蓝藻爆发必须全流域统一规划
制定流域相应的综合治理方案,包括治理、消除富营养化;削减蓝藻、降低藻密度;修复生态恢复湿地的3类措施。

2 大中型湖泊要建立消除蓝藻爆发目标
如“三湖”治理蓝藻爆发应列入治理目标,利于提高“三湖”各湖长的积极性和主动性。没有治理目标,湖长就缺少消除蓝藻爆发的责任心、主动性和积极性,就难以消除“三湖”等水域的蓝藻爆发。国家的长江大保护战略和“三湖”水环境综合治理总体方案的修编及国家政府“十四五”专项规划中应列入消除蓝藻爆发的目标及相应技术集成措施。

3 实行污染源统一治理
对各类点污染源和面污染源从其源头及其排放直至进入河湖水体的路径进行全过程的有效控制和治理,“三湖”等大中型湖泊流域内的大中小型城市均要提高污水处理能力与环境容量相适应,并大幅度提高污水处理标准,与湖泊的水功能区水质目标相一致,一般应达到地表水湖泊标准的Ⅱ-Ⅲ类,加强污水处理设备、管网设施的管理,统一加大治理其他点源和面源的力度。其中,现代污水处理技术、工艺不断发展,如固载微生物技术和麦斯特气浮技术处理TN TP,均可达到湖泊的Ⅱ-Ⅲ类

4 治理富营养化与治理蓝藻相结合
大中型湖泊特别是“三湖”必须治理富营养化与治理蓝藻相结合,才能完全消除蓝藻爆发。其中治理富营养化包括控制外源和削减蓝藻、内源。

5 分水域清除蓝藻
大中型湖泊的面积较大,如一次性消除太湖蓝藻爆发一般难以做到,可分若干片水域进行治理,每片水域20-200km2不等,根据具体情况而定。分水域时其边缘应设置可阻挡蓝藻和风浪的围隔或竹桩木桩砼桩(外加滤布)的组合隔断等设施,隔断可是全程或半程不到底的,可以留有通航口子,隔断两侧可通过一定流量的水流,保障湖泊顺利泄洪。

6 改变以往仅打捞水面蓝藻的习惯
改变以往10多年仅在蓝藻爆发期单一打捞水面蓝藻的固有思路,改为采用多技术组合,一年四季全面打捞•削减水面水体和水底蓝藻的策略。除藻工作应从冬季就开始,如太湖蓝藻密度在冬季仅有500-5000万个/L,夏季则有1-20亿个/L,所以冬季打捞消除蓝藻能更有效降低蓝藻的生长繁殖能力。事实上,有许多水土蓝藻三合一共治技术一年四季均能除藻。

五、湖泊蓝藻爆发分类治理与预防
蓝藻爆发治理的分类主要根据湖泊的大小、深浅、形状、径流量、换水次数、温度等自然状况,及富营养化、蓝藻爆发和湿地等人为因素等情况综合确定。

1 大中小微型湖泊治理应分类区别对待
 城市微型湖泊蓝藻爆发较易治理。采用治理富营养化与削减蓝藻种源相结合措施,根据实际情况采用单一技术或技术集成均可。
 小型湖泊蓝藻爆发治理相对较容易。如蠡湖、玄武湖、东湖、西湖、金鸡湖等采取综合措施治理后已基本消除蓝藻爆发,其中西湖已经完全消除蓝藻爆发。其他四个湖泊要彻底消除蓝藻爆发仍需相当努力。其他小型湖泊,根据实际情况采用与此五湖泊相仿的或相应的综合治理技术治理蓝藻爆发。
⑶ 大中型浅水湖泊“三湖”蓝藻爆发治理难度最大。“三湖”治理虽难度大,但完全可治理好,只要根据实际情况把其分为若干水域,就可将用于小型湖泊治理技术经总结集成后用于“三湖”治理,更可采用近年创新的水土蓝藻三合一共治技术,大面积消除富营养化、底泥污染和消除蓝藻爆发。消除“三湖”蓝藻爆发的关键是:充分利用中国具有集中力量办大事的体制优势、技术优势、财力优势、湖长制的管理优势,建立消除蓝藻爆发的信心和相应的治理目标,把消除蓝藻爆发列入国家、流域的计划中,采用科学合理搭配的综合技术集成。其他大中型浅水湖泊,根据实际情况采用与此相仿的治理蓝藻爆发的目标和技术集成。
 其他大中型湖泊治理。如深水湖泊、入湖污染负荷少的湖泊、换水次数多的湖泊,等,根据具体情况确定治理方案。

2 深水湖泊水库治理
深水湖泊水库一般环境容量大和水温低,若水深超过10m可使水温低于9℃,则蓝藻一般处于休眠状态,不容易快速生长繁殖,更不会爆发,且由于风浪等因素,使水体能够上下运动和交换,就是水体上层存在一定的蓝藻,通过风浪、运动、交换等因素阻滞上层蓝藻生长繁殖,不易爆发。深水湖泊、水库必须严格控制污染负荷入湖、水质Ⅰ-Ⅱ类、控制营养程度,确保不发生蓝藻爆发和水质达标。但若深水湖泊遭受较严重污染,则因为其容量大而比较难治理,所以一定要严格控制入湖污染。
如云南抚仙湖,水深100多m,水质由原来的Ⅰ类减退为Ⅱ类、有时Ⅲ类,无蓝藻爆发。以往曾经有一段时间,其南侧2km外的星云湖通过河道将蓝藻输入,但由于其水深,通过上下流动交换水体,降低水温,固未曾发生蓝藻规模爆发现象,后截断输送蓝藻通道,同时加大湖岸周围房屋开发控制力度和污水排放控制的力度,使怃仙湖水质不再退化。抚仙湖应进一步加大控制污染源的力度,流域的全部城市污水均应进行处理,处理标准提高至湖泊标准Ⅰ-Ⅱ类,同时控制其他污染和地面径流的污染,有必要可以采用大型治理设备或有效技术削减湖内污染物,使抚仙湖水质保持在Ⅱ类。
如云南与四川交界的泸沽湖,高原断层陷落湖泊,旅游胜地,水面积50km2多,水深平均45m,透明度超过10m,既具有深水湖泊的特点,又是入湖污染负荷少的湖泊,所以其不会发生蓝藻爆发。预防措施是严格控制各类污染物入湖污染,水质保持Ⅰ类,就永远不会发生蓝藻爆发。
如三峡水库部分支流回水段的水华爆发,水深超过40m,长江干流的流速很快,但支流回水段的流速很慢、相对平稳,易于发生水华爆发。治理措施,其一,严格控制个支流外源污染;其二,在水库与支流交界处设置适当形式的隔断,使水库上层的藻水混合水体经由水体深层处通过,而不经水面通过,则可增加水深、降低水温、削减藻密度,基本消除消除蓝藻爆发,若有必要,可配合水土蓝藻三合一共治技术等除藻方法则可更好的消除蓝藻或藻类爆发。
又如美州五大湖之一的伊利湖面积2.57万km2、平均水深18 m,由于进入污染负荷量过多,也发生数次局部水域蓝藻爆发。若深水湖泊受到严重污染,因其体量大而比较难治理,所以深水湖泊必须严格控制入湖污染负荷。

3 污染负荷入湖少的湖泊治理
此类湖泊一般位于人口密度较低、社会经济欠发达区域,水质均较好,为贫营养或贫-中营养。相当多湖泊或应该不会发生蓝藻爆发。如怃仙湖、泸沽湖、洱海等。预防蓝藻爆发的措施是严格控制污染负荷入湖,减低营养程度、保持Ⅰ-Ⅱ类水质。
如云南洱海,现水质Ⅱ-Ⅲ类、个别水域曾达到Ⅳ类,东北部水域发生多次轻度蓝藻爆发。此类湖泊可采用强化治理富营养化的措施,严格控制外源入湖、使入湖污染负荷持续减少至水质达到Ⅰ-Ⅱ类,就可基本消除或完全消除蓝藻爆发。若有必要在局部蓝藻易爆发水域增加水土蓝藻三合一共治理的措施,及在全湖加强生态修复措施,可更快更彻底的消除蓝藻爆发。在控制外源中,首先要加大污水处理能力和提高污水处理标准,达到与洱海Ⅱ类的水功能区水质目标标准相符;其次,因为洱海流域有较大面积的坡地,所以应严格控制种植业、养殖业和地面径流的污染。
相当多山区水库,均是人口密度较低、社会经济欠发达区域,其预防和治理富营养化和蓝藻爆发均可采用削减污染负荷、治理富营养化的措施,一般均能够达到目的。

4 换水次数多的大型湖泊治理
此类湖泊一般是水量大、环境容量大,本身不易发生蓝藻爆发。所以防治此类湖泊蓝藻爆发的主要措施是削减污染负荷、降低富营养化程度。如洞庭湖、鄱阳湖、洪泽湖等。洞庭湖、鄱阳湖水质以往为Ⅳ-Ⅴ类,曾为劣Ⅴ类或局部劣Ⅴ类,但其主水流通过水域未发生蓝藻爆发。因其入湖水量多,换水次数达到15-20次或更多,水流速度快,带走的蓝藻和污染物多,不利于蓝藻生长繁殖和聚集。特别是冬季水位很低,水量少,好似一条河,所以冬季保存在湖底的蓝藻种源很少,春季的蓝藻增速就慢,所以一般不会发生蓝藻爆发。但在水面相对静止水域的个别时间段也曾数次发生蓝藻水华集聚或轻度爆发现象。其治理、消除蓝藻爆发的措施主要是严格控制入湖污染负荷。
鄱阳湖、洞庭湖流域面积大,其周围大中小型城市很多,城镇化率正在日益提高、社会经济正在持续发展,正在进入或已经进入社会经济较发达区域,产生的污染负荷持续增加。采取的治理措施:严格控制生活污染、工业污染和规模集中畜禽养殖业和污水厂四大点源和种植业的各类面源污染。其中特别要加大污水处理力度,提高污水处理标准,提标至与湖泊相应的水质目标Ⅲ类;加大生态修复力度;确保在正常情况下基本不减低换水次数,就是要建坝提高冬季的蓄水位,只能建设低坝;这样才能使湖泊水质尽快改善至Ⅲ类,完全消除蓝藻轻度爆发。

5城市微型浅水湖泊治理
此类湖泊在城市中,百姓和政府对其的环境要求均比较高,要求清澈见底和水草旺顺、没有蓝藻爆发。因为治理要求高,治理速度要快,治理时间要短,一般采取单一常规除藻或综合除藻措施均可。
治理措施:通过抽干水、清淤、放入优质水,或湖泊干凅一段时间使蓝藻干死或冻死;多种高效复合微生物技术:鄂正农微生物、固载微生物、twc微生物、大连正好蓝藻洒洒清微生物等;曝气、气浮(空气、氧气、臭氧)技术 ;安全添加剂技术:天然矿物质净水剂、改性粘土除藻、食品级的添加剂、中草药化感物质制剂、“湖卫氧”过酸碳钠等除藻技术;抽水过滤或生化处理;控源截污、建闸挡污、调水;生态修复种间竞争,养殖鲢鱅鱼滤食蓝藻;等,还有光量子载体技术、光催化等新技术;在上述措施中优选1个技术或优选若干个技术综合集成,治理蓝藻爆发和提升水质至Ⅲ类。

6 小型浅水湖泊治理
如无锡蠡湖、南京玄武湖、武汉东湖主湖区、杭州西湖、苏州金鸡湖等小型浅水湖泊,水质均曾劣Ⅴ类、蓝藻曾年年爆发或多次爆发(其中西湖仅发生2次非微囊藻蓝藻爆发),经采取建闸挡污、控源截污、清淤、调水及河水处理、生态修复、养殖鲢鱅鱼滤食蓝藻等措施中的若干进行综合治理,水质改善为Ⅳ-Ⅴ类,此时就基本消除蓝藻爆发。其中西湖是彻底消除蓝藻爆发,水质达到Ⅲ-Ⅳ类。但东湖鱼类的排泄物对水质有一定的影响,水质达到Ⅳ-Ⅴ类,有时只能达到劣Ⅴ类,需要进行继续采用上述有效技术综合治理,提升水质,全面消除蓝藻爆发。其他湖泊均应针对具体情况采用有效技术综合治理,提升水质,进一步降低蓝密度,确保蓝藻不爆发。
云南星云湖。位于玉溪市江川县、怃仙湖以南2km。现水质劣Ⅴ类、蓝藻年年持续爆发。其原因:城市和农村农业污染负荷大量排入星云湖;蓝藻多年持续爆发、千百次的生死循环,使底泥有机质大幅增加,并发生厌氧反应使底泥中TP释放率加大。近年虽加大治理力度,采取多种治理措施,有相当效果,但不理想。主要治理措施:对各类点源和面源进一步实施严格控污措施,其中,建设足够的污水厂和提高污水处理标准(提标改造或新建)至地表水湖泊Ⅲ类标准,根据现在的污水处理技术,完全可以做到,且投资不多和运行费用不贵;在星云湖中采取全面除藻措施,最优选择是水土蓝藻三合一共治技术,一次性放置数十台设备,同时消除富营养化、底泥污染和蓝藻污染,在1-2年内全面消除蓝藻爆发和水质提升至Ⅲ-Ⅳ类。
其他的小型浅水湖泊,同样可择优选取上述城市微型湖泊和小型浅水湖泊的治理技术,治理富营养化及结合除藻,可一次性在消除蓝藻爆发的同时改善水质至Ⅲ-Ⅳ类。

7 植被覆盖率高的湖泊的治理
 有些植被覆盖率高的湖泊同样发生蓝藻或藻类爆发,且爆发程度可能较严重,如内蒙乌梁素海。分析其原因,乌梁素海在蓝藻或藻类爆发时,沉水植物,大部分死亡,但以芦苇为主植物的覆盖率很高,约占一半,大面积芦苇应具有很强的净化水体能力和抑制蓝藻和藻类的能力,但在21世纪初发生面积较大的蓝藻和藻类的爆发。说明其进入的污染负荷很多,超过芦苇的净化能力和湖泊的环境容量,芦苇已来不及净化污染物。其时年均值TP为劣Ⅴ类、TN大于4mg/L。这个数值较太湖污染最严重时期的TP TN值还高。这类湖泊,自身具有较强的水体自我净化能力和抑制蓝藻能力。所以治理措施主要是努力消除富营养化和削减污染就能够消除蓝藻爆发。即采取一切有效措施减少污染负荷产生量和入水量,基本满足环境容量的要求,水质就能得到提升,蓝藻或藻类爆发就能基本得到消除。

8 大中型浅水湖泊治理
大中型浅水湖泊如“湖”,一般均是入湖污染负荷多、水体污染和底泥污染较严重,藻密度高、蓝藻爆发较严重,植被覆盖率较低。所以首选水土蓝藻三合一共治专用技术或组合技术进行治理。首先可设置正常密度的微粒子(电子)类水土蓝藻污染的三合一专用技术设备进行治理,其次选择三合一集成技术治理。或可考虑采用综合集成技术治理,即在冬春季节实施一次“湖卫氧低成本的杀藻,同时设置低密度的水土蓝藻三合一专用治理设备,治理蓝藻效果更好更快和费用更省。

⑴ 大中型浅水湖泊蓝藻爆发最难治理的是“三湖”
“三湖” 由于其面积大、风浪大,水体中悬浮物不易沉淀,且底泥中的污染物容易起浮、释放;30余年的蓝藻持续爆发,虽经努力治理,但爆发程度一直在高位波动运行,年蓝藻爆发最大面积一般可达到占水面积的30-40%,甚至达到50-60%,所以每年蓝藻的约百次生死循环,使水体和底泥中P N和有机质等污染物增加,且底泥在缺氧状态下容易发生厌氧反应,使沉积于底泥表层的死亡蓝藻所含的P和原底泥中所含的不溶性P可转化成为可溶性释放进入水体。
“三湖”流域均是人口稠密、社会经济发达或较发达区域,污染负荷入水量多,水质不可能全面达到Ⅰ-Ⅱ类,不可能仅用治理富营养化措施就能消除蓝藻爆发,许多微型或小型湖泊蓝藻爆发的治理措施不能直接使用,必须采用治理富营养化与削减蓝藻数量相结合的措施,分水域治理,改变仅在蓝藻爆发期间打捞蓝藻的治理方法为全年分水域消除水面水体和水底蓝藻的治理策略。在加强控源截污、消除富营养化的基础上,采取水土蓝藻三合一治理的专用技术或综合技术,或结合“湖卫氧”等除藻技术,并实施生态修复,根据湖泊面积大小和治理程度的难易,估计经10-20年努力就能消除蓝藻爆发和提升水质达到Ⅲ类。

⑵ 洪泽湖治理
该湖是大型可封闭浅水湖泊、以往平均水深1.95m。其主水流经过水域的换水次数多,达到20次,较“三湖”的换水次数多近10倍,所以一般主水流水域不会发生蓝藻爆发,但有些枯水年份,因为水浅、水面积小、水体流动性小,在温度高的季节水温升高,致大坝附近水域及成子湖曾发生数次规模蓝藻爆发。治理措施:① 持续实施南水北调,调水增加进入洪泽湖水量,提高大坝附近水域及成子湖在缺水季节的水位,使水温升高幅度减小,一般就不会发生蓝藻爆发;② 加大治理外源力度,主要是增加污水处理能力和提高污水处理标准至地表水湖泊标准Ⅲ类,加大治理农业和畜牧业污染的力度,进一步减轻富营养化;③ 加大湿地保护和修复生态力度,吸收营养物质、固定底泥、抑制蓝藻生长。这样完全可消除蓝藻爆发、达到Ⅲ类水。
人与自然是生命共同体,人类必须尊重自然、顺应自然、保护自然,继续推进湖长制、河长制,充分利用有利的自然地理条件,以蓝藻爆发问题为导向,顺应民心,因势利导建立满足百姓期望消除蓝藻爆发的目标,发挥中国特色社会主义制度能够办大事的优越性,全民共同努力,一定能够消除以“三湖”为主的全国各湖泊的蓝藻爆发。

作者著于2022.3.25



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