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太湖富營(yíng)養(yǎng)化原因與治理工程 ——秦伯強(qiáng) 中國(guó)科學(xué)院南京地理與湖泊研究所 （南京21008） 鄭正（主持）——前南京大學(xué)環(huán)境學(xué)院院長(zhǎng)，近期加盟復(fù)旦： 復(fù)旦環(huán)科的大氣化學(xué)方向的前沿地位是不可爭(zhēng)議的，但在水體污染治理方面加強(qiáng)才能使環(huán)境排名符合復(fù)旦的地位。（以湖泊命名的研究所僅此一所） 一、 太湖飲水危機(jī) 供水時(shí)太湖的主要功能。 梅梁灣---貢湖水廠取水口： 2007年5月 爆發(fā)藍(lán)藻水華危機(jī)。6月1日太湖站科研人員取樣，有嚴(yán)重的腥臭味（藍(lán)藻的氮磷含量高達(dá)40%），6月3日已經(jīng)大大好轉(zhuǎn)，但仍大大劣于灣中心地帶?！{(lán)藻年年爆發(fā)，但近期威脅到了水廠的水質(zhì)。 >> 具體表現(xiàn)： 1. 中心磷、葉綠素濃度持續(xù)增高 2. 持續(xù)時(shí)間長(zhǎng) 3. 范圍擴(kuò)大 4. 水生植物大量死亡，于是生態(tài)系統(tǒng)狀況的惡化 【 多年治理依然嚴(yán)重顯示了其困難和復(fù)雜程度】 >>藍(lán)藻爆發(fā)的原因： 1. 氣溫和水溫——全球變暖 2. 水位——單位水體光強(qiáng)大 3. 風(fēng)向——三月初至五月末，西北風(fēng)，有利于藻類在取水口堆積，為水質(zhì)時(shí)間創(chuàng)造條件。 4. 湖流——灣內(nèi)向湖中心，利于取水口堆積。容易把堆積在取水口沿岸腐爛的取水口沿岸正在腐爛的藍(lán)藻水華沖向取水口。 二、 太湖富營(yíng)養(yǎng)化的原因分析 >>藍(lán)藻水華爆發(fā)是水體富營(yíng)養(yǎng)化的而最主要生態(tài)學(xué)體現(xiàn)。 >>中國(guó)的湖泊主要分布在青藏高原和長(zhǎng)江中下游地區(qū)。其中淡水湖（60%）和淺水湖泊主要集中在長(zhǎng)江中下游。 目前中營(yíng)養(yǎng)和富營(yíng)養(yǎng)的湖泊已經(jīng)達(dá)到70%——嚴(yán)峻。 【2008年5月27日，在太湖宜興湖岸出現(xiàn) 黑水團(tuán)】 >>湖泊富營(yíng)養(yǎng)化導(dǎo)致生物多樣性下降：魚(yú)類，底棲動(dòng)物…… ——湖泊中搞生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈: 小魚(yú)動(dòng)物上升，浮游動(dòng)物減少，導(dǎo)致了藻類水華的上升 原因： 1. 人類活動(dòng)： A工業(yè)化 B工業(yè)化城市擴(kuò)展與城市化（早期只考慮了防洪，以建造排水系統(tǒng)>> 滇池污水大多來(lái)自昆明） C農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式強(qiáng)度——高度養(yǎng)料 D漁業(yè)發(fā)展，湖岸圍墾——灘地淺水區(qū)域，原本是緩沖地帶 E閘、壩、環(huán)湖大堤?hào)|城，降低了河湖水量減緩熟慮改變濕地，減小自凈能力。 2. 自然原因： A營(yíng)養(yǎng)背景高——農(nóng)業(yè)的主要發(fā)源地之一。 根據(jù)湖泊沉積物中硅藻組群組合重建湖泊營(yíng)養(yǎng)水平——只是硅藻種類（轉(zhuǎn)換關(guān)系：函數(shù)） >>原本處于中度營(yíng)養(yǎng)化的水平。 B太湖的淺水湖泊特性。 【環(huán)太湖有172條1200KM河流，平均水深2m。太湖沉積物約占全乎一半面積，平均厚度0.8m】 >>從沉積物理化性質(zhì)之于水層交換僅限于5~10cm。沉積物于上覆水的鹽濃度差距顯著。 根據(jù)國(guó)際經(jīng)驗(yàn)許多淺水湖泊在外援控制的情況下，富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象依舊嚴(yán)重。 【丹麥sobygaard實(shí)驗(yàn)&丹麥 Lake Arreso(平均深度3.1. ) 德國(guó) Constance 平均深度100m.——對(duì)于深水湖而言底泥堆積效應(yīng)不顯著?！? 三、 太湖富營(yíng)養(yǎng)化治理途徑 >> 三步曲： 控源截污（先外源再內(nèi)源） 生態(tài)修復(fù)（控制水華>>修復(fù)系統(tǒng)。） 流域管理 1. A【太湖進(jìn)出污染物數(shù)量總量估算： CID： 3.8~8萬(wàn)噸， TN約2.8~3.9萬(wàn)噸，TP越2000噸。】 主要污染物輸入艾滋湖西答額宜興和常州地區(qū)（太浦河：黃浦江上游）。 >>不同污染物的來(lái)源及貢獻(xiàn)——1/3??? 來(lái)源的含糊不清給控源帶來(lái)困難。 農(nóng)業(yè)計(jì)算(N)=(營(yíng)養(yǎng)鹽輸入—輸出)>>>流域上營(yíng)養(yǎng)鹽的濃度變化與化肥使用量的而強(qiáng)相關(guān)關(guān)系證明了農(nóng)業(yè)影響之大。 >>內(nèi)源污染如何控制【沉積物厚度和營(yíng)養(yǎng)鹽濃度的相關(guān)性】 淺水湖有靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種模式交替驚醒。 控制重點(diǎn)：a含量高，擾動(dòng)弱b含量高擾動(dòng)強(qiáng) 【北太湖（梅梁灣）：水深且擾動(dòng)弱】 ——十五期間的彎路：沒(méi)有先控源，而是一味依賴藻類。 湖泊生態(tài)恢復(fù)的實(shí)質(zhì)是利用生態(tài)系統(tǒng)作用于周邊環(huán)境的原理 【荷蘭 Veluwe湖 水生植物覆蓋度歲總磷濃度升高而下降】 >>湖泊生態(tài)系統(tǒng)跟隨營(yíng)養(yǎng)化而轉(zhuǎn)換： 單一植物的優(yōu)勢(shì) => 單一藻類站優(yōu)勢(shì) 草性湖泊 >>影響沉水生物恢復(fù)的主要因子： 光照，波浪，藍(lán)藻水華 魚(yú)牧食 附著生物…… >>風(fēng)浪與水深決定了水生植物空間分布的差異 【沉水：光照和應(yīng)驗(yàn)格言 漂浮 風(fēng)浪副業(yè) 風(fēng)浪水生 停水 風(fēng)浪】 有效波高 透明度 水深 >>營(yíng)養(yǎng)鹽濃度增加導(dǎo)致浮游植物增加遏制水生植物生長(zhǎng)=>恢復(fù)沉水植物必須先降低營(yíng)養(yǎng)鹽濃度（改善生境條件）。 先控制外源，后內(nèi)源污染（沉積物底泥）【杭州西湖治理】 2. 生態(tài)恢復(fù) 四、 國(guó)外水華治理案例 藍(lán)藻水華是全球性難題【Ponchartrain湖，Okeechobee湖（聯(lián)邦政府向法院上訴告州政府，后者敗訴），US& 霞浦湖，日本（生活污染）】 >>風(fēng)暴對(duì)于淺水水域的影響非常大 如何驅(qū)除磷（磷比氮容易驅(qū)除，因?yàn)榍罢?0%能沉淀。使氮成為氮?dú)狻挛魈m。此外，socks in streams, flocculants-湖灣,catchment in scale） 五、 體會(huì)與感觸 1． 我國(guó)湖泊富營(yíng)養(yǎng)化治理存在的主要問(wèn)題 A治理目標(biāo)不盡合理（98年達(dá)標(biāo)） B對(duì)流域治理缺乏整體性（滇池治理） C制度不健全（多頭治水） D缺乏有效的經(jīng)濟(jì)手段（生態(tài)補(bǔ)償） E技術(shù)選擇適當(dāng)（沒(méi)有先做到控源截污） F研究分散、缺乏交流 G缺乏環(huán)境教育和公眾參與 3. 幾點(diǎn)建議 長(zhǎng)期 整體 配套 法規(guī) 經(jīng)濟(jì)調(diào)控 國(guó)外的事宜技術(shù) 教育與公眾參與