那些“聰明”的藍(lán)藻和水葫蘆，總是搶在人類前面。它們能快速找到富含磷和氮的水域，在炎熱的夏天霸道生長(zhǎng)。所到之處，便是其他水中生物的地獄。這是大自然在用自己的方式向人類發(fā)出警示：生物賴以生存的營(yíng)養(yǎng)元素一旦濃度過高，水也會(huì)生病。如同一個(gè)人，吃得太多太好，患上了“三高”。
上世紀(jì)90年代初，太湖北部梅梁灣因水華大爆發(fā)導(dǎo)致100多家工廠停產(chǎn)，直接經(jīng)濟(jì)損失上億元。巢湖、滇池、陽澄湖、洪澤湖等地也經(jīng)歷過藍(lán)藻爆發(fā)。更為極端的例子發(fā)生在2007年5月、6月間，太湖爆發(fā)嚴(yán)重藍(lán)藻污染，造成無錫市飲水告急，超市、商店里的桶裝水一度被搶購(gòu)一空。
人們不得不一次次向“藍(lán)藻和水葫蘆”開戰(zhàn)，一點(diǎn)點(diǎn)給“營(yíng)養(yǎng)過?！钡暮恿骱秃粗尾 Ｔ谖覈?guó)，這是一場(chǎng)持續(xù)十多年的持久戰(zhàn)，昂貴而又艱難。
自2006年，“全國(guó)主要污染物總量減排考核”在全國(guó)施行，把治污減排納入政績(jī)考核，進(jìn)行“考試式監(jiān)管”。數(shù)據(jù)顯示，從2006年到2014年，國(guó)家投入了約7923億元專門用于治理城鎮(zhèn)生活污水和工業(yè)廢水。
很難算清，這場(chǎng)戰(zhàn)役已經(jīng)花了多少錢，還要再花多少錢。僅僅一個(gè)太湖，每年打撈藍(lán)藻一項(xiàng)，就要花掉7000萬元，撈得快卻追不上長(zhǎng)得快。
為了考察減排的成效，天津大學(xué)環(huán)境學(xué)院教師童銀棟團(tuán)隊(duì)歷時(shí)2年多，對(duì)遍布中國(guó)從南到北幾乎全部省份的862個(gè)湖泊，進(jìn)行了水質(zhì)數(shù)據(jù)的跟蹤分析。
他的研究聚焦了導(dǎo)致湖泊水體富營(yíng)養(yǎng)化的一個(gè)關(guān)鍵要素——磷。研究結(jié)果顯示，在2006～2014年間，60%的湖泊中磷元素含量從每升80微克下降到了每升51微克。“磷含量的下降標(biāo)志著富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)減少，也是研判湖水整體質(zhì)量是否好轉(zhuǎn)的重要指標(biāo)之一?！睋Q句話說，中國(guó)湖泊的“富貴病”正在慢慢治愈。
這項(xiàng)首次對(duì)中國(guó)湖泊統(tǒng)一測(cè)量磷含量的研究，近日在線發(fā)表于英國(guó)《自然》雜志子刊《自然-地球科學(xué)》。
看上去非常干凈的水
學(xué)的是環(huán)境科學(xué)專業(yè)，又做了許多關(guān)于水的研究，童銀棟見過各種顏色的“病湖”。那些深深淺淺的綠色、藍(lán)色，亦或是大片的紅褐色，“其實(shí)是水中姿態(tài)各異的微生物本身的色彩。”
很多時(shí)候，他能從水的顏色，讀出岸上的故事。在他的經(jīng)驗(yàn)里，如果水體呈現(xiàn)鐵銹色，往往周邊可能有工業(yè)區(qū)或是礦山，“那是三價(jià)鐵離子呈現(xiàn)的顏色”。
湖水的顏色也會(huì)隨著季節(jié)變化。童銀棟注意到，同樣一個(gè)湖泊，冬天比夏天看上去更清澈一些。在一些農(nóng)業(yè)種植密集的區(qū)域，這種季節(jié)差異更為明顯。因?yàn)橄奶焓寝r(nóng)作物集中施肥的季節(jié)，而冬天，低溫可以將水中的藻類等生物凍死。
“但這并不能說明水的質(zhì)量變好了，水體中各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的濃度可能依舊很高，只是表現(xiàn)得不明顯。”
童銀棟記得，在他的老家附近有一條河，河水湛藍(lán)、清澈見底，看上去非常漂亮?！暗俏⑽l(fā)藍(lán)的水，其實(shí)含有大量銅離子，因?yàn)橹苓呌写罅裤~加工廠。”他說，銅離子有很強(qiáng)的殺菌能力，濃度過高便會(huì)將水中的魚類等生物全部殺死，“所以看上去非常干凈的水，喝了也可能會(huì)死人?！?br />
童銀棟更愿意拿數(shù)據(jù)來說話。在他為中國(guó)湖泊開具的這份“體檢報(bào)告”中，在2006年到2014年這8年跨度的時(shí)間軸上，確確實(shí)實(shí)呈現(xiàn)了一個(gè)逐步向好的箭頭。
在被調(diào)查的862個(gè)淡水湖泊中，約60%的湖泊監(jiān)測(cè)點(diǎn)的總磷濃度下降，中值濃度從每升80毫克降至每升51毫克。2006年，約22%的監(jiān)測(cè)點(diǎn)總磷濃度大于每升200毫克(我國(guó)湖泊Ⅴ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn))。到了2014年，總磷濃度這么高的監(jiān)測(cè)點(diǎn)湖泊僅剩7%。總磷濃度大于每升100毫克的監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)量也在大幅減少。
約70%的湖泊總磷濃度低于每升50毫克，這是易發(fā)生水華和赤潮的濃度閾值，也就是說，這些地方發(fā)生富營(yíng)養(yǎng)化的風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較小。
從地區(qū)分布來看，我國(guó)東部、中部、西部湖泊的總磷濃度顯著下降，巢湖、洞庭湖、洪澤湖、鄱陽湖和太湖這五大淡水湖的總磷濃度也呈下降趨勢(shì)。
在東部和中部地區(qū)，農(nóng)村生活污水是湖泊中磷元素的主要來源，約占總量的三分之一。整體上看，我國(guó)大部分地區(qū)生活污水處理設(shè)施的升級(jí)和改善減輕了水體磷元素負(fù)荷，尤其在城市地區(qū)，降幅更大。即使如此，在東、中部地區(qū)，仍存在一些面源污染，比如網(wǎng)箱養(yǎng)魚，過剩的餌料和魚類糞便，也會(huì)使得磷排放量增加，魚類對(duì)餌料的利用效率很難超過30%。
在我國(guó)西部地區(qū)，湖泊中磷元素主要來自種植業(yè)和含磷化工業(yè)排放，云南滇池來自磷礦及相關(guān)工業(yè)的年負(fù)荷量有30噸。此外，還有可能存在其他增加磷負(fù)荷量的原因，如強(qiáng)降雨等。
盡管不同地區(qū)水質(zhì)改善的具體原因并不相同，但我國(guó)城市大規(guī)模興建并投入使用的污水處理設(shè)施在其中“功不可沒”。
讓藍(lán)藻和水葫蘆與人類為敵的，正是人類自己
從高空俯瞰，陸地上星星點(diǎn)點(diǎn)的湖泊像是這個(gè)藍(lán)色星球的一滴滴“眼淚”，純美而又敏感。因?yàn)閷?duì)人為活動(dòng)變化的感知極為靈敏，湖泊被比喻成陸地生態(tài)系統(tǒng)狀況的“哨兵”。
“把湖泊作為水體富營(yíng)養(yǎng)化研究的對(duì)象，再合適不過?！蓖y棟解釋說，不同于時(shí)刻流動(dòng)的河水，湖泊是相對(duì)靜態(tài)的，其本身就是一個(gè)完整的生態(tài)系統(tǒng)，與人關(guān)系更為密切，也更能反映人為活動(dòng)的影響。
藍(lán)藻和水葫蘆“占領(lǐng)”了波光粼粼的湖面，阻塞水道，慢慢將湖泊逼近“死亡”時(shí)，成了人人喊打的“毒草”。
然而，它們也曾與人類和平相處過。
藍(lán)藻是地球上最早的光合放氧生物。幾十億年前，它對(duì)地球表面從無氧大氣環(huán)境變?yōu)橛醒醐h(huán)境產(chǎn)生巨大作用。甚至有一種說法，沒有藍(lán)藻，可能就沒有人類。
100多年前，水葫蘆被當(dāng)作觀賞植物引入中國(guó)。那時(shí)它有個(gè)好聽的名字，叫做“鳳眼蓮”。上世紀(jì)五六十年代，它還曾被當(dāng)作理想的豬飼料得到大面積推廣。
童銀棟的報(bào)告稱，磷是地球所有生物生長(zhǎng)最重要的元素，但也是工業(yè)、農(nóng)業(yè)等生產(chǎn)生活常見的污染物。生活廢水、畜牧業(yè)廢水、水產(chǎn)養(yǎng)殖以及化工業(yè)排放，都是人為造成的磷排放源。
雖然磷對(duì)生命至關(guān)重要，可水中磷含量過高，就會(huì)引起藻類及浮游生物瘋狂繁殖。水體溶氧量會(huì)下降，使魚類及其他生物大量死亡，威脅生物多樣性。其產(chǎn)生的藻毒素也威脅周邊居民的飲用水安全。
水體富營(yíng)養(yǎng)化，已經(jīng)成為我國(guó)水環(huán)境安全面臨的最大難題。對(duì)付湖泊的“富貴病”，某種程度上，與人治療“三高”一樣，需要“管住嘴”，即通過大規(guī)模興建污水處理廠，對(duì)工業(yè)、生活污水中產(chǎn)生的營(yíng)養(yǎng)元素“減量化”后再排入水體。
據(jù)住建部數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2016年第三季度，我國(guó)已經(jīng)建立并投入使用污水處理廠超過4000座。
我們走對(duì)了方向
那些“體檢表”上向好的數(shù)字并沒有讓童銀棟高興起來。雖然中國(guó)湖泊的磷含量下降了近三分之一，但每升51微克這個(gè)數(shù)字依舊很高。按照歐洲水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，磷含量低于每升25微克，才可以被視為優(yōu)質(zhì)水。
不僅如此，那些已經(jīng)被排入湖水中的磷元素，也會(huì)在湖泊沉淀物中慢慢聚集，即使在污染源減少后也難以立刻消除，成為持續(xù)向表水層釋放的“內(nèi)源”。
童銀棟在報(bào)告中寫道：“中國(guó)湖泊達(dá)到良好生態(tài)狀態(tài)仍需相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間。”
事實(shí)上，這位年輕的環(huán)境研究學(xué)者，在“人與自然如何和諧共生”的問題上，始終沒找到完美答案。
他最喜歡那些位于青藏高原上的美麗湖泊，卻又為它們憂心忡忡。喜歡的原因很簡(jiǎn)單：那里人跡罕至，湖泊得以保存其最原始的美?？伤矒?dān)心，人類活動(dòng)越來越多，會(huì)讓湖泊不堪重負(fù)。他反對(duì)一些地方過度開發(fā)旅游，把湖泊當(dāng)成老百姓脫貧致富的“提款機(jī)”，并為一些還沒得到重視的“弱勢(shì)地位”湖泊感到憂心。
在美麗的湖中采樣，聽上去是件挺浪漫的事。他喜歡迎著朝霞乘船出發(fā)，大朵大朵的白云映在湖面。他和同事將湖泊劃分成網(wǎng)格狀，分別在湖心、湖邊、湖半徑的中點(diǎn)等十幾個(gè)點(diǎn)位，汲取水面以下約50厘米深的湖水，灌進(jìn)隨身帶來的瓶子里，再裝進(jìn)帶有冰塊的保溫箱，空運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室分析化驗(yàn)。“一般來說，湖水的保質(zhì)期只有7天?！?br />
在一些較為偏遠(yuǎn)的湖景區(qū)，總有成片的垃圾漂浮在水面上。簡(jiǎn)易的廁所就設(shè)在湖邊，游客的糞便直接排入湖中，岸邊的餐館也將餐廚垃圾直接丟到水里。
“我們努力讓不清澈的湖泊逐步清澈起來，同時(shí)，我們卻又在‘努力搞臟’一些還清澈的湖泊?！?br />
童銀棟清楚，在基礎(chǔ)設(shè)施本來就不完善的偏遠(yuǎn)地區(qū)，通過建設(shè)現(xiàn)代化污水處理廠或是改善衛(wèi)生設(shè)施等方式來控制排放，需要花費(fèi)極其高昂的成本。在中國(guó)這樣一個(gè)城區(qū)人口密集、城鄉(xiāng)分離明顯的發(fā)展中國(guó)家，其投入和產(chǎn)出比，是一筆不得不算的賬。
過去近10年間，中國(guó)投入近8000億元治理生活污水和工業(yè)廢水，改善農(nóng)村衛(wèi)生設(shè)施，換來了湖泊富營(yíng)養(yǎng)化風(fēng)險(xiǎn)的下降。童銀棟想知道，這些投入能不能更精準(zhǔn)、更高效。
在調(diào)查基礎(chǔ)上，他提到了一個(gè)理想方法，建議今后中國(guó)的水質(zhì)控制政策可以采取更為靈活的營(yíng)養(yǎng)元素排放控制策略。
“導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化有三大主因：氮、磷元素濃度，構(gòu)成比例以及適宜的水體溫度?！彼f，目前我國(guó)的污水處理廠已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了營(yíng)養(yǎng)元素“減量”。下一步，在已經(jīng)實(shí)現(xiàn)較高的污水處理率的情況下，污水處理廠可以嘗試采用靈活的指標(biāo)，從營(yíng)養(yǎng)元素的“削減器”變?yōu)楹粗械?、磷濃度的“調(diào)節(jié)器”。
即使這樣，童銀棟依舊認(rèn)為，再先進(jìn)的修復(fù)技術(shù)，也難讓湖泊回到它最初清澈的樣子，“‘路漫漫其修遠(yuǎn)兮’，但至少這一次，我們走對(duì)了方向?！?/div>
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