湖泊污染如何治理?详解臭水湖的各种成因、治理策略和成功案例
湖泊污染如何治理?详解臭水湖的各种成因、治理策略和成功案例
湖泊是地球重要而独特的生态系统,其周边流域是人类生产、生活和生态相融合的重要单元。当前我国湖泊的资源和生态环境问题突出,需要认清其主要原因,提出科学保护与修复的对策,推进我国生态文明建设。
近日,江西省十四届人大常委会第五次会议表决通过《江西省鄱阳湖流域总磷污染防治条例》,自2024年1月1日起施行。这是全国首部着眼湖泊总磷污染防治的地方性法规。
湖泊是地球重要而独特的生态系统,在涵养水源、净化水质、吸收二氧化碳、制造氧气、调节气候、维护生物多样性等方面发挥着不可替代的作用。湖泊及其周边流域是人类文明的重要发祥地,是人类生产、生活和生态相融合的重要单元,也是“宜居地球”和“美丽中国”建设以及“山水林田湖草生命共同体”综合治理的基础。
在全球变化和高强度人类活动双重影响下,我国湖泊的资源和生态环境问题突出,并呈现明显的区域差异性,如西北干旱区湖泊与湿地萎缩、消失和咸化、碱化等;青藏高原区湖泊水位上升、面积增加,并由此带来草场淹没、溃坝等生态灾害;东部平原和东北地区湖泊水质下降、富营养化和蓝藻水华、生态系统退化等。
近年来,尽管湖泊生态恶化趋势得到基本遏制,江河湖泊生态明显好转,但我国湖泊生态系统仍较为脆弱,保护压力依然较大,加强生态系统保护刻不容缓。
中国湖泊污染的严峻现状
数量和面积急剧减少,水量锐减状况严重:
我国原本湖泊众多,广布全国,占国土面积的6.5%,涵养了全国96%可利用的淡水资源。但根据第二次湖泊调查,近50年来我国湖泊数量减少了243个,面积减少9606平方千米,约占湖泊总面积的12%。湖泊面积持续减少,已经成为我国近期面积丧失速度最快的自然生态系统。水质恶化,水体富营养化普遍:
我国东部、东北和云贵高原湖泊中有85.4%的湖泊超过了富营养化标准,其中达到重富营养化标准的占40.1%。五大淡水湖,除洞庭湖目前尚处于中营养水平外,鄱阳湖、太湖、洪泽湖和巢湖整体上均处于富营养化水平,如太湖自2000年以来,以Ⅳ至Ⅴ类水为主,局部已劣于Ⅴ类水。此外,西北部湖泊普遍咸化、碱化,水质呈持续下降趋势。生物资源退化,生态灾害频发:
湖泊生态不断退化,表现为鱼类资源种类减少、数量大幅下降,水生植物与底栖生物分布范围缩小,生物多样性下降。如太湖鱼类由1960年代的106种下降到目前60余种,水生植物分布面积减少了126千米2;在1960年代呼伦湖中的大中型经济鱼类(如鲤、鲫、鲌、鲶)占鱼类资源量达80%左右,目前仅占全年渔获物的2.4%;湿地水鸟种类减少24%,种群数量明显减少的鸟类比重达到了52%。随着湖泊富营养化加重,藻类等浮游植物大量繁殖并不断集聚,湖泊生态灾害频繁发生。不合理利用问题突出:
调查表明,人为修闸建堤等水利工程建设,使得我国东部绝大多数湖泊成为阻隔湖泊,一些珍稀濒危水生物种和多种洄游性鱼类趋于消失,原有生态平衡被破坏。此外,湖泊被破坏还导致城市内涝增加。
中国湖泊污染的多元因素
- 工业废水污染。
工业废水包括生产废水和生产污水,是指工业生产过程中产生的废水和废液,其中含有随水流失的工业生产用料、中间产物、副产品以及生产过程中产生的污染物。工业废水是湖泊主要污染源,它面广、量大、含污染物质多、组成复杂,有的毒性大,处理困难。如电力、矿山等部门的废水主要含无机污染物,而造纸、纺织、印染和食品等工业部门, 在生产过程中常排出大量废水有机物含量很高,BOD5常超过2000毫克/升,有的达30000毫克/升。
即使同一生产工序,生产过程中水质也会有很大变化,如氧气顶吹转炉炼钢,同一炉钢的不同冶炼阶段,废水的pH值可在4~13之间,悬浮物可在250~25000毫克/升之间变化。而且这些废水中的有机质,在降解时消耗大量溶解氧,易引起水质发黑变臭等现象。随着采矿和工业活动的增加,重金属的生产和使用也有了很大的增加,导致了湖泊产生严重重金属污染。因处理成本高、投资大,其中工业废水不加处理直接排放,或未达标排放,严重污染了湖水资源。
- 农业污染
农业污染源是指由于农业生产而产生的水污染源。包括农药、化肥的施用、土壤流失和农业废弃物等。例如,化肥和农药的不合理使用,造成土壤污染,破坏土壤结构和土壤生态系统,进而破环自然界的生态平衡;降水形成的径流和渗流将土壤中的氮、磷、农药以及牧场、养殖场、农副产品加工厂的有机废物带入湖泊,使水质恶化,造成湖泊富养化等。随着化肥施用量的快速增长,导致土壤板结、耕作质量差,肥料利用率低,土壤和肥料养分易流失,污染了地表水和地下水。
农药对湖泊所造成的污染非常严重。我国农药总产量目前已超过40万吨,生产品种从1986年的5个已发展到200多个,每年农药使用量在23万吨左右,平均使用农药2.33 kg/hm²,根据分析,一般只有10%~20%的农药附着在农作物上,而80%~90%则流失在土壤、湖泊、空气中,在灌溉水与降水等淋溶作用下污染湖泊。化肥对湖泊所造成的污染也很严重。据统计,我国年使用化肥4537万t,使用农药50~60万t,单位耕地面积农药化肥的投放量为发达国家的10倍左右,大量的农药化肥经冲刷后进入湖泊,严重污染了湖泊的水质。
在农业生产过程中,使用农药与化肥的土地面积每年超过2.8亿hm²,由于地表径流将大量的污染物带入湖泊,这是农业污染湖泊的主要来源。
- 生活污水污染
生活污水是指城市机关、学校和居民在日常生活中产生的废水,包括厕所粪尿、洗衣洗澡水、厨房等家庭排水以及商业、医院和游乐场所的排水等。城市每人每日排出的生活污水量为150—400L,其量与生活水平有密切关系。生活污水中含有大量有机物,如纤维素、淀粉、糖类和脂肪蛋白质等;也常含有病原菌、病毒和寄生虫卵;无机盐类的氯化物、硫酸盐、磷酸盐、碳酸氢盐和钠、钾、钙、镁等。这些生活污水的总特点是有机物含量高,易造成腐败。
此外,因在厌氧细菌条件下,易产生恶臭物质,如硫化氢、硫醇等。
并且,这些生活污水中含合成洗涤剂量大时,对人体的伤害会非常大。家庭污水一般很浑浊,生化需氧量一般为300-700mg/L。并且随着城市人口的增加,城市生活污水排放量逐年增加,生活污水COD排放量占总排放量的30.08%。而污水处理率并没有同步增加,导致大量生活污水排入湖泊,严重影响了湖泊的水质,破坏了城市的生态环境,威胁了居民的健康。
对中国湖泊污染的综合治理策略
合理种植和施肥:
为了合理控制土壤中的氮磷含量,提高土壤对氮磷元素的吸收率,避免土壤中过多的氮磷流向湖泊而导致水体污染现象的出现,我们应当改善农业施肥方式、完善灌溉体制、合理种植以及采用新型的复合化肥等方式对作物进行合理施肥。比如,可以利用作物轮植的方式,均衡土壤中的营养成分,避免土壤中的氮磷元素含量过高而导致湖泊富营养化的现象出现。另外,我们也应当严格控制对各种化学肥料的使用,应当在土壤能够吸收的范围内施加适量的氮磷肥,而不是为了提高土壤的营养力而一味加大肥料的施加力度。优化城市排水系统:
为了减少城市降水给湖泊水体带来的负面影响,我们应当对城市的排水系统进行优化。这就要求我们,应当结合城市的排水现状,加强排水水管系统、排水池塘等设施的建设,延长雨水的滞留时间,利用先进技术等对雨水进行净化,避免含过多污染物的雨水流入湖泊中。重视湖泊营养化问题:
以污染源控制为重点,尤以湖泊周围居民生活区、商业区点源污染控制为主。对于工业废水与生活污水,须精准到厂、到户,按照水污染物排放管理标准进行管理,避免湖泊污染。多重途径治理水体污染:
控源截污、补水活水,降低水体中污染物浓度,恢复其自净能力。例如:定期清理河道附近的垃圾、周边植被的凋落物与水体内部的植物残体,避免其腐烂继而污染水体并且消耗氧气;可以使用建立人工湿地、种植特定水生植物等修复手段,继而加强水体自身净化能力,实现保障水体安全的目的,从而改善环境质量。发挥政府管理优势:
政府是治理湖泊污染的执行人和引导人,应发挥其宏观调控作用,鼓励多元主体参加,根据水环境污染情况,在各相关部门配合下,保证水污染治理的及时性、有效性。加速水环境信息公开的法治建设,激发民众参与水环境治理工作的主观能动性。在具体的污水治理工作实践中,可采取奖罚并重的方式,严厉惩处违法排放污水的主体,奖励表彰积极净化污水的单位。
成功案例:臭水湖治理迎来了曙光
曾是“高原明珠”的滇池,十多年前的景象却让人惊讶不已。一位记者踏足湖边,本想领略明净湖光,却迎来一阵刺鼻的臭气,湖面竟是垃圾、水草和浮油的大熔炉。这是滇池治理前夜,那段令人匪夷所思的岁月,如今回首,让我们一同穿越这片湖泊的波澜。
滇池有着340万年的沧桑历程,比人类更早诞生。然而,人类短暂而激进的活动,让这个半封闭湖泊陷入了自净的困境。湖泊演变自然,水循环周期过长,水流缓慢,自净功能渐失。滇池的内生污染源在沉积物中积攒,一个不可逆的演变之谜逐渐揭开。
20世纪中叶,滇池治理的伟大计划提上日程。然而,滇池治理初期的盲目乐观令人痛感。设定的治理标准高不可攀,短时间内滇池水质从劣Ⅴ类提升到Ⅳ类成为绝妙的美好期待。然而,现实却让我们认识到,治理是一个漫长而曲折的过程。
首次尝试生态治理,投放鱼类和水生植物,试图实现湖泊的净化目标。然而,被污染水质缺乏氧气,生态系统无法建立。漫长的尝试告诉我们,挑战并未就此远去。
2007年,治理迈入新阶段。截流污水成为治理的关键一步。生活污水和工业污水被成功截流,湖泊的基础逐渐夯实。然而,初期过高的治理标准让人们认识到,治理需要时间和更为综合的措施。
治理的进程需要全局考量。不仅仅是截流污水,还需要补充湖泊水源,加大湖泊的水循环。这一综合性的策略,让湖泊治理向前迈出坚实的一步。
滇池治理过程中,社会参与逐渐成为亮点。倡导“市民河长”模式,引导全民参与治理。志愿者潮起,治理活动层出,湖泊治理不再是专业领域的事,而是广泛融入社会的普世意识。
2018年,治理成果初显。水质由劣Ⅴ类逐渐上升至Ⅳ类,湖泊的蓝藻爆发减少,水生物种类增加。全流域消除了劣Ⅴ类水质,湖泊治理迎来了曙光。
然而,湖泊治理之路仍需前行。资金投入数百亿元,但也意味着环保需全民参与,是对整个社会的一次警醒。湖泊的水质持续改善,治理之路仍然需要长期而持续的努力。
结语
湖泊的污染容易积累,也有很强的自净能力,这是湖泊生命中的一条重要规律,不同湖泊由于地理特点,水系构造,河湖关系和水动力条件不一样,环境承载能力也不一样,我们要积极讨论不同湖泊自净能力的变化规律,力求遵循湖泊的生命规律,提高科学治水、科学治污的水平,更好地通过工程措施和非工程措施,不断提升湖泊的环境承载能力。
同时严格控制湖泊污染总量,维护湖泊的自我修复、良性循环,永葆湖泊的健康生命,实现经济社会与湖泊资源环境的可持续发展。
文章来源:绿色中原工程科技,新华网,仁爱溪水x8