国内外富营养化湖泊治理与蓝藻水华控制经验与进展(摘要) 孔繁翔

无锡市讲座上内容摘要
一、湖泊的构成及其富营养化１、湖泊的构成

　　我国是一个多湖泊的国家，面积在１平方公里以上的天然湖泊有２７５９个。

　　２、湖泊的富营养化在自然因素和（或）人类活动影响下，因氮磷等营养物质含量过多，造成水体生产力从低向高营养状态过渡的一种现象或趋势[总氮（ＴＮ）达０．２毫克／升，总磷（ＴＰ）达０．０２毫克／升]。

　　１９９１年：１２２个湖泊中，５１％富营养化，２００５年：１３３个湖泊中，８８．６％富营养化。６１％国控重点湖（库）水质为Ⅴ类和劣Ⅴ类。

　　大中型湖泊太湖、巢湖、滇池、洞庭湖、洪泽湖、白洋淀等资源属性受到威胁。

　　二、蓝藻水华形成原因与危害１、什么是蓝藻？蓝藻（蓝绿藻，蓝细菌），最原始、最古老的藻类植物。

　　２、蓝藻水华的危害遮光效应，导致沉水植物难以生长；大量生长，死亡腐败后气味难闻，破坏景观；死亡分解耗氧过多，导致其他生物缺氧死亡；局部湖区大量堆积死亡，破坏水源地水质；分泌毒素，直接危害生物生存与人类健康。

　　３、生态破坏对水生生物及人类健康危害。（１）肝毒素中毒。靶器官为肝脏，导致肝脏肿大、充血以至坏死，引起鱼类死亡是由于肝出血和低血容量性休克所致。（２）神经毒素中毒。念珠藻毒素、胆碱脂酶抑制剂和钠离子通道阻塞物。

　　４、蓝藻水华的一般成因内因：蓝藻生物学特性。对高温、低光强和紫外线的适应，可以过量摄取无机碳和营养物质，低的氮磷比等因素都有利于蓝藻生长。

　　外因：湖泊中营养盐含量增加，合适水文气象条件。高温、高光强、合适的小风速－上浮到水面，漂移、合适的风向－湖滨与港湾的静水堆积。水华形成：大量蓝藻＋水文气象条件。蓝藻生长：蓝藻＋光照＋温度＋合适环境。

　　危害：影响水质和生态系统结构与功能。局部湖区蓝藻水华堆积就会影响人的生活环境，水源地蓝藻水华堆积与食物链传递就会危及人健康与生存。

　　三、湖泊治理与蓝藻水华控制技术１、蓝藻水华控制途径去除外因：改变有利藻生长的环境，限制外源营养盐排入，去除湖内营养盐，生态调水，促进湖泊水体流动，降低湖泊水体温度。

　　去除内因：直接杀藻，化学药剂，物理作用，生物摄食。

　　２、消灭蓝藻的方法（１）化学方法：杀藻剂或絮凝剂。要求：高效、毒性较小或无毒、无污染、无腐蚀，成本低，生产及运输安全，投药方便。硫酸铜杀灭蓝藻：明矾、石灰、三氯化铁絮凝藻类、敌草隆、西玛津、改性粘土（有机改性或者无机改性）沉降。

　　（２）物理方法：过滤－局部湖区的机械捞藻、超声波－粉碎蓝藻细胞、放射线－杀灭蓝藻细胞、电磁电场－影响细胞的活性。

　　（３）生物相互作用：调节生态系统的结构、增加吃藻的滤食性鱼类、增加吃藻的浮游动物。通过溶藻微生物直接侵袭蓝藻细胞。

　　３、蓝藻水华暴发的临时应急措施（１）去除：通过拦截来保护重点水域，投放粘土沉降藻类，机械捞藻。

　　（２）改变环境：调水降温，加速水体流动和稀释藻类，人工降雨，降温减缓藻类生长。

　　四、国外湖泊治理与蓝藻水华控制进展介绍１、美国Ａｐｏｐｋａ湖水污染控制与富营养化治理案例

　　Ａｐｏｐｋａ湖，１９４７年首次发生蓝藻水华。目前，该湖属超富营养型，主要种类为浮游蓝藻和滤食性鱼砂囊鲥（鱼产量的９０％)。

　　（１）治理历程１９６７年，佛罗里达州政府成立技术委员会评估Ａｐｏｐｋａ湖的生态恢复问题，并形成治理方案，但由于经费问题(２千万美元)搁浅；上世纪７０年代末和８０年代初，Ａｐｏｐｋａ湖附近的柑橘加工厂和污水处理厂先后停止排污入湖；

　　１９８５－１９８７年间，佛罗里达州通过了Ａｐｏｐｋａ 湖法案和地表水改善和管理法案，开始湖泊整治工作。

　　（２）治理投资大部分资金用于购买农场，其余用于研究和项目实施；

　　圣约翰斯河水资源管理局目前每年投入大量经费用于治理工程的维护与新技术的科研探索。

　　（３）治理措施降低外源磷输入：切断８５％入湖总磷；建造人工湿地，去除效果：总悬浮物：８９％－９９％，总磷：３０％一６７％，总氮：３０％－５２％；

　　捕获砂囊鲥：４０００吨，移出磷２６０吨，除氮８８０吨；

　　生物操纵：捕获砂囊鲥，减少其搅动；减少其对浮游动物的捕食压力；增加浮游动物对藻类的捕食；

　　种植水生植物：６种本地水生植物，美洲苦草在２０多块浅水区出现；

　　提高水位变动幅度：有利沿岸水生植物种子萌发。

　　（４）对我国湖泊治理的启示建立专门管理机构，对湖泊生态恢复进行统一的综合管理；

　　在控制外源营养盐的前提下，湖内种植水生植物，调整水体中鱼类结构，开展生态恢复，逐步实现水质持续性改善。

　　２、日本霞浦湖水污染控制与富营养化治理案例

　　（１）治理历程上世纪７０年代初，水质污染达到高峰，水华暴发，开始治理；

　　１９８４年通过了《湖泊水质保护特别措施法》；

　　霞浦湖水质保护计划第一期始于１９８６年，持续４期，直到２００５年止；第五期计划已于２００６年开始，治理仍在继续；

　　（２）治理投资３０多年的治理，先后投资约合人民币１３００多亿元，相当于每平方公里水面投资５．８亿元人民币；

　　目前治理工作仍在继续，投资仍在增加。

　　（３）治理措施生活污水处理在农业社区安装下水道系统和蓄水池综合处理系统；

　　河道、河流直接净化；通过汇入河流直接净化；航行河道、农业水道和生活污水污染的水道直接净化；

　　湖内净化底泥清淤；创建前滩及随后发展水生植被区；湿地维护；沼泽恢复工程；减少鱼类养殖；推进霞浦湖输水工程。

　　其他措施点源污水排放管理；建立霞浦湖环境科学中心作为研究综合基地。

　　（４）治理效果３０多年治理，总氮含量下降较为明显；目前仅恢复到相当于我国四类水体的水平，主要原因是来自非点源和生活系统的负荷，ＣＯＤ，ＴＮ和ＴＰ中占很大比例；

　　近几年，颤藻和席藻全年出现，成为主要藻类，产生这个变化的原因现在还不清楚，但是集水区域入流性质的变化似乎对其产生一定的影响。

　　（５）湖泊治理对我国的启示政府实施湖泊环境重大高科技攻关项目――霞浦湖水环境修复计划研究，形成了相关湖泊治理产业链；

　　对于可能被广泛应用的修复技术，应该建立低成本、免费维护和具有再生特性的商业化运行系统，建立湖泊治理技术开发、推广和完善体系。

　　３、湖泊管理实例――康士坦茨湖

　　从１９５０年，康士坦茨湖生态环境开始恶化。至１９７０年，康士坦茨湖生态环境极度恶化。

　　湖泊生态环境建设后至２１世纪初，康士坦茨湖恢复到了１９３０年，即湖泊生态恶化前水平，湖泊磷含量由８７微克／升（１９７９年）下降到１２．２６微克／升（２００３年）。

　　康士坦茨湖管理的主要经验：（１）制定湖泊管理法律法规，成立湖泊管理机构

　　１９６１至２００１年，制定了一系列环境政策与法规

　　康士坦茨湖保护协定

　　康士坦茨湖岸线规划编制方针

　　康士坦茨湖流域土地利用规划

　　康士坦茨湖航运条令

　　康士坦茨湖地区环境规划法案

　　康士坦茨湖议程

　　跨边界湖泊―流域土地和生物多样性保护计划

　　博登―符腾堡州群落生境保护法

　　（２）建立了一系列组织，监测和分析康士坦茨湖水质状况，加强对潜在污染源监控

　　康士坦茨湖鸟类研究组织

　　康士坦茨湖生态委员会

　　康士坦茨湖国际航运委员会

　　保护康士坦茨湖国际委员会

　　（３）控制污染

　　点源污染控制

　　污水处理机构由国家控制，地方当局管理，接纳大约９５％的城市生产生活污水，从源头控制。

　　非点源污染控制

　　禁止生活污水随意排放、限制含磷洗涤剂使用

　　　减少交通工具尾气排放，控制对湖泊的影响限制含磷化肥的使用、改变农田耕作方式（４）采用综合措施修复湖泊

　　物理和化学方法主要有：废水除磷、磷沉降钝化、底泥疏浚、机械打捞、改变营养元素循环、生物收获

　　利用大型沉水植物，建立有效浮游动物种群，控制藻类过量生长，净化水体