太湖流域人類活動與水質(zhì)保護的關(guān)系

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、前言

　　“湖泊是人類文明之鏡”，從湖泊的水質(zhì)保護狀況更可以反映人類文明程度。湖泊作為水系的一部分，自古以來就成為人類文化與文明的搖籃。特別是長江下游平原地區(qū)的淡水湖泊一直是我國農(nóng)業(yè)經(jīng)濟發(fā)達的魚米之鄉(xiāng)，贊美洞庭、鄱陽、太湖的詩詞歌賦大量涌現(xiàn)，成為我國水文化的重要內(nèi)容。

　　隨著近代工業(yè)化的發(fā)展，除各種自然有機物及各種水土流失物進入湖泊可能會影響湖泊水質(zhì)外，各種人工化學(xué)物質(zhì)進入湖泊可能導(dǎo)致湖泊水質(zhì)的急驟變化。在江河已遭到嚴重污染的今日，湖泊已成為保護人類水源的最后一個陣地，湖泊水質(zhì)的惡化將從根本上破壞流域社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展條件。

　　對湖泊的水質(zhì)保護，最重要的是處理好流域內(nèi)人與湖泊的關(guān)系，建立人與湖泊長期和諧共處的關(guān)系。

　　二、湖泊的基本特征

　　湖泊的基本特征隨湖盒形狀及其容量大小而有所差異，同時流域內(nèi)人類活動也會影響和改變湖泊的基本特征。

　　容量較大的湖泊其環(huán)境容量亦大，相對不易受到污染，可是一旦被污染又較難凈化。而較淺的湖泊也較容易被污染，而且受風(fēng)、熱的影響較大。

　　進入湖泊的污染物或泥沙由于湖泊內(nèi)的流動而被輸送到全湖。因此要掌握湖泊內(nèi)污染物及泥沙的輸移擴散狀況，必需掌握湖流特征。湖流的成因可分為：

　?、偻掏铝鳎蛇M、出湖河道的水流動引起；

　?、陲L(fēng)生流，由風(fēng)作用于水面的剪切力引起；

　?、蹮岢闪鳎捎谔栞椛?，而接受輻射的水體深淺不一，熱容量不同而引起；

　?、芸率狭Γ傻厍蜃赞D(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力及線速度差異所引起。在洪水季節(jié)，吞吐流影響較大，在枯水季節(jié)，風(fēng)生流影響最大，而熱成流只在湖盒地形變化較大，水體深淺不一時才顯示其影響。對面積較小的湖泊可以忽略柯氏力的影響。對于北半球湖泊而言，由于南向季風(fēng)及柯氏力的影響，大多會出現(xiàn)逆時針方向的環(huán)流。太湖的主導(dǎo)湖流也是逆時針方向的環(huán)流。

　　在遭遇較大風(fēng)力時，由于風(fēng)的吹送，湖泊近風(fēng)一側(cè)水位下降，遠風(fēng)一側(cè)水位將抬升，湖面傾斜，在太湖這種北高南低的水位差可達0.3～0.4米。如果風(fēng)力忽強忽弱，或風(fēng)向不斷變化時，湖面會產(chǎn)生像潮汐一樣的靜陣現(xiàn)象，亦稱假潮，其周期與湖盆形狀有關(guān)。太湖水面振蕩周期約1～1.5小時。過去在太湖漁民中曾有“一日十八潮”之說。

　　對于較深的湖泊，在每年春夏之季尚可能出現(xiàn)溫度分層現(xiàn)象，影響上、下層之間的物質(zhì)交換。太湖屬淺水湖泊，一般不會出現(xiàn)分層現(xiàn)象。

　　從湖泊的水質(zhì)變化過程來看，要由幼年的貪營養(yǎng)型湖泊→青年的中營養(yǎng)型（偏貧）→壯年的中營養(yǎng)型（偏富）→老年的富營養(yǎng)型，這是湖泊由幼年至老年的變化過程。在自然條件下，這一過程發(fā)展相當(dāng)緩慢，但是由于人類活動的刺激，這一過程也可能變得十分迅速。湖泊水質(zhì)由幼年期進入青年期，或由青年期進入壯年期時，往往會發(fā)生淡水赤潮，而進入老年期時則發(fā)生“水華”。因此有人把赤潮稱為湖泊的“青春痘”，而把水華稱之為“老年癍”。湖泊一旦進入富營養(yǎng)化狀態(tài)即意味著已進入老年期，在伴隨水華發(fā)生的同時還會出現(xiàn)沼澤化，沿岸湖灣域水深不斷變淺，湖泊面積逐漸縮小。湖泊一旦出現(xiàn)富營養(yǎng)化要使其逆轉(zhuǎn)，再返回青春是較難的，但可以采取多種措施，延緩其老化過程。

　　三、太湖的水質(zhì)評價

　　太湖于80年代初，先是在北部湖灣區(qū)域出現(xiàn)明顯的大面積水華，其后向湖心發(fā)展，1990、1994、1995年七月無錫梅園水廠因藻類異常增殖，導(dǎo)致水廠過濾器堵塞，水味異常。目前太湖呈現(xiàn)典型的老年癥狀。即大面積的水華和東太湖的沼澤化。

　　太湖入湖泥沙量不大，粗估為200萬m³/年，相當(dāng)于每年平均淤積1mm，但由于湖水較淺，一有風(fēng)浪就被掀起，并隨湖流輸送到東太湖及其它湖灣地區(qū)。在東太湖的一些地方，每年`可淤積0.1m，水深逐漸減小。

　　太湖水質(zhì)污染嚴重，1995年全年平均已無Ⅱ類水，Ⅳ類水以上面積占總面積36%，東太湖與湖心區(qū)最好，藻類生物量為3.5～4.5mg/l，而五里湖、梅梁湖最差，全年超Ⅴ類水，藻類生物量為3.5～4.5mg/l。

　　太湖水質(zhì)如此急驟惡化，主要是由于流域內(nèi)人類活動不當(dāng)`，如不采取嚴格而科學(xué)的管理措施，太湖的水質(zhì)及生態(tài)難以向好的方向發(fā)展。

　　據(jù)最近的調(diào)查，每年進入太湖的污染物負荷量為：CODCr282.9萬噸，

　　T-N17.79萬噸，T-P1.69萬噸。CODCr中工業(yè)排放占83%；T-N中工業(yè)占43.7%，面源占26.1%，生活污水占14.6%，畜產(chǎn)占12.4%；T-P中工業(yè)占55.9%，生活污水占23.1%，畜產(chǎn)占15.8%。

　　目前從太湖的水質(zhì)環(huán)境狀況來看，有機污染的主要來源是工業(yè)排放。從富營養(yǎng)化狀態(tài)來看，氮過剩，磷為控制條件。而磷的來源，工業(yè)污水占一半以上，而生活污水占近四分之一。

　　四、太湖綜合治理措施

　　太湖作為大型湖泊具有三大功能，即資源功能、環(huán)境功能和生態(tài)功能。資源功能主要是為周邊地區(qū)提高豐富的水資源；環(huán)境功能包括其自凈功能，對周邊地區(qū)的氣候調(diào)節(jié)功能，與空間景觀相關(guān)的文化娛樂及休閑功能；生態(tài)功能包括保持生物多樣性及保護其持有物種的功能，以及漁業(yè)生產(chǎn)功能等。

　　作為綜合治理的目標(biāo)應(yīng)當(dāng)使太湖的資源、環(huán)境、生態(tài)三大功能都得到改善，太湖水質(zhì)改善的目標(biāo)只是之一。而且三者之間是相互關(guān)聯(lián)的，因此在考慮太湖的綜合治理時，應(yīng)當(dāng)避免單打一的治理規(guī)劃，首先要確定一個合理的綜合治理目標(biāo)。

　　太湖的綜合治理措施應(yīng)包括三方面的內(nèi)容：

　?。ㄒ唬┪廴驹纯刂拼胧?；

　?。ǘ┖瓷鷳B(tài)修復(fù)措施；

　?。ㄈ┝饔蛉祟惢顒庸芾泶胧?。

　　污染源控制措施

　　點源控制措施包括：

　　①工、礦企業(yè)及大型旅游設(shè)施的污水達標(biāo)控制；

　?、诔擎?zhèn)生活污水處理廠；

　　③河道污染物沉淀設(shè)施；

　　④地下卵石槽凈化設(shè)施；

　?、萸爸脦?；⑥農(nóng)村人、畜糞尿沼氣化設(shè)施。

　　面源控制措施包括：

　?、偻寥纼艋Y源的開發(fā)利用；

　?、陉懹虻屯莸貐^(qū)的生物處理措施。國內(nèi)外研究表明，受到污染的自然水體，在蘆葦?shù)貐^(qū)或水草區(qū)域滯留時間超過70小時，其脫磷和脫氮率都可達到70%以上；

　　③水土保持措施。坡耕地流失的水土中含有多樣營養(yǎng)鹽類，應(yīng)避免其直接入湖。

　　湖泊生態(tài)修復(fù)措施

　　湖泊的有機污染及富營養(yǎng)化是湖泊老化及生態(tài)環(huán)境惡化的一種表現(xiàn)。生態(tài)環(huán)境的變化表現(xiàn)在生物種群數(shù)減少，水體透明度降低，沉水植物逐漸消失，浮游植物減少，耐污能力強的貝類及魚類增加，經(jīng)濟價值較高的小型魚類減少，大型魚類增加。由于藻類的異常增殖，水中有機質(zhì)增加，在其死亡和分解過程中產(chǎn)生腥臭味并大量耗氧，使水中溶解氧濃度降低，甚至導(dǎo)致魚類大批死亡。

　　在污染源逐漸得到控制的同時，湖泊的生態(tài)也可能得到某種程度的修復(fù)。生態(tài)修復(fù)措施包括：

　　在湖濱建設(shè)水生帶。天然條件下湖與陸是連續(xù)的，隨著湖泊水位的升降會形成環(huán)湖濕地。這些濕地是保持湖泊生物多樣性最重要的地帶，由淺至深會形成大面積的蘆葦或水草帶、水生物帶。它是多種魚、貝類產(chǎn)卵、棲息之地，也是多種昆蟲、鳥類的筑巢之所。同時它又是湖泊的天然屏障，對于湖周入湖污染物起到遮擋、沉淀、吸收作用，寄生在水草根部的各種菌類也可以對有機物進行分解。但是，環(huán)湖大堤建成后，水陸的連續(xù)性遭到破壞，濕地消失，適于在淺水中生長的蘆葦水草帶消失。對太湖而言，若恢復(fù)環(huán)湖水生帶需修整環(huán)湖地形，創(chuàng)造適合于蘆葦、水草、挺水植物生長的條件。對湖內(nèi)生態(tài)進行規(guī)劃和管理。目前東太湖水草旺盛，形成了較獨特的生態(tài)系統(tǒng)。由于湖流向東太湖輸送了大量土壤和營養(yǎng)鹽，湖盆變淺，為挺水生物的生長創(chuàng)造了條件。而挺水生物的大量生長又減少了風(fēng)浪及流速，為落淤創(chuàng)造了條件。同時水草的生長會吸收水中的營養(yǎng)鹽，從而減少了水中磷、氮的濃度，抑制了藻類的生長。因此水體透明度增加，又有利于挺水和沉水植物的生長。東太湖成為太湖的生物凈水器。需要研究的是今后能否逐漸擴大湖內(nèi)水草的生長范圍以及如何對湖內(nèi)水草進行管理。水草吸收磷、氮而生長，因此適時收獲水草就等于從水中提出磷和氮。如果不及時收獲水草又可能因死亡而分解出磷、氮，成為內(nèi)污染源。水草收獲后的利用以及次年的生長都是需要研究的問題。

　　另外，湖泊的水位對湖泊生態(tài)有一定的影響，同時湖泊水深與風(fēng)浪，透明度等都密切相關(guān)，因此在研究湖泊生態(tài)問題時應(yīng)當(dāng)注意對湖泊水位的控制與管理。

　　流域人類活動管理

　　在研究我國湖泊水質(zhì)變化過程時，都會發(fā)現(xiàn)一個共同的事實。就是大多數(shù)湖泊的水質(zhì)都是在近20～30年內(nèi)急劇惡化，而在此之前的數(shù)千年中，這些湖泊水質(zhì)基本保持良好狀態(tài)。而近數(shù)十年來湖泊流域在水文、氣象等條件并沒有發(fā)生特別異常的變化?？梢詳喽?，湖泊水質(zhì)的急劇惡化是人類活動方式和內(nèi)容的變化所引起。因此，要實現(xiàn)湖泊的綜合治理目標(biāo)，必須對流域內(nèi)人類活動的管理。特別是保持過去的一些好的生活方式，形成“少廢生活方式”，這是保護湖泊的長久之計，而人類活動的管理，需要通過立法來實現(xiàn)。

　　1水源涵養(yǎng)林的管理。對于太湖西、南部入湖河流的水源地要保護原有林地，并根據(jù)規(guī)劃逐步恢復(fù)涵養(yǎng)林，以保持水源清潔，減少洪水形成的水土流失。

　　2對于水土流失的控制管理。除對水土流失嚴重的溝谷進行整治，控制水土流失外，要對25度以上坡地嚴格執(zhí)行退耕還林。

　　3土地開發(fā)利用的管理。太湖流域是雨量較充沛的區(qū)域，土地內(nèi)的各種污染物容易被沖淋入湖。因此，應(yīng)當(dāng)盡可能增加雨水在流域內(nèi)的滯留時間。在有條件的地方多修建水塘、水田，保留一定的洼淀用于培植蘆葦和滯留雨水。對土地利用方式進行合理規(guī)劃。

　　4對家庭有機垃圾進行管理。提倡使用農(nóng)家肥，對家庭食物殘渣、糞尿等漚制農(nóng)家肥，減少化肥用量。

　　5對合理使用化肥進行指導(dǎo)。由于化肥施肥方法不當(dāng)，約有50%肥料流入湖中。因此需要加強研究與指導(dǎo)，減少化肥的流失量。

　　6禁止在流域內(nèi)使用含磷洗衣粉。太湖流域已明令禁止使用含磷洗衣粉，但應(yīng)加強對生產(chǎn)、銷售環(huán)節(jié)的管理，加強對居民宣傳、教育、監(jiān)督是十分重要的。

　　加強對湖內(nèi)漁業(yè)生產(chǎn)的管理。湖泊內(nèi)魚類種群與數(shù)量對湖泊內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)

　　影響較大，因此要對漁業(yè)捕撈量、禁捕魚種，捕撈方式進行管理。同時要嚴格控制引入外來魚種，以免引起生態(tài)失衡。控制或禁止網(wǎng)箱養(yǎng)魚，大量投放餌種成為湖內(nèi)污染源。

　　加強對湖周及湖面旅游活動的管理。太湖位于經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)，旅游業(yè)十分發(fā)達，景點大量興建。這些景點緊靠湖濱，對其排污要嚴格檢查和控制，沒有污水處理設(shè)施的不準(zhǔn)營業(yè)。對水上船只不準(zhǔn)排污和丟棄垃圾入湖，建立垃圾及糞尿的回收處理系統(tǒng)。加強沿湖垃圾的管理。禁止向湖內(nèi)及進出河道內(nèi)丟棄垃圾。因此要在流域內(nèi)的廣大城鎮(zhèn)和居民點建立完善的垃圾回收系統(tǒng)。對流域內(nèi)從小學(xué)開始進行愛湖教育。培養(yǎng)流域內(nèi)居民的愛湖意識，應(yīng)當(dāng)從小學(xué)開始，統(tǒng)一教材，廣泛宣傳，并組織各種愛湖活動，設(shè)立宣傳周、宣傳月，持之以恒方能收效。太湖當(dāng)前治理目標(biāo)與對策太湖的水質(zhì)改善將是一項長期而艱巨的任務(wù)，上述各項措施的實施和收效也將是需要大量資金和很長的時間。當(dāng)前，根據(jù)現(xiàn)有的經(jīng)濟實力，應(yīng)當(dāng)抓緊進行的工作是什么呢？本人的看法是：抓緊開展流域調(diào)查，盡快制定太湖流域生態(tài)、環(huán)境、污染控制規(guī)劃。通過規(guī)劃確定太湖流域的環(huán)境目標(biāo)，生態(tài)目標(biāo)并與流域內(nèi)的社會經(jīng)濟發(fā)展目

　　標(biāo)相協(xié)調(diào)。該規(guī)劃應(yīng)當(dāng)充分考慮我國已簽署協(xié)議的“可持續(xù)發(fā)展”、“濕地保護”、“保護生物多樣性”等一系列原則，由多方面專家共同完成。同時制定達到這一目標(biāo)的各種中、長期對策。

　　在流域環(huán)境、生態(tài)目標(biāo)規(guī)劃的前提下制定全流域包括點源、面源在內(nèi)的污染源控制方案。通過調(diào)查指導(dǎo)農(nóng)田控制入湖污染物，充分利用土地、衛(wèi)星湖、洼地的凈化能力。面源污染中來自農(nóng)田的污染占較大比例，結(jié)合農(nóng)田基本建設(shè)應(yīng)大量修建多功能水塘，貯留雨水，減少直接入湖地面雨流。水塘兼有防洪、除澇、抗旱、養(yǎng)殖、凈化等功能，希望盡早提出示范樣板，及時推廣。在有條件的地方擴大水田面積，同時指導(dǎo)科學(xué)施肥，減少化肥的流失量。

　　太湖周圍有許多衛(wèi)星湖和大量洼地。這些湖泊可改建為前置庫，利用生物措施將流入太湖的河水凈化后再進入太湖。多數(shù)低洼地帶已被改造為農(nóng)田，從生態(tài)角度和太湖保護角度來看，應(yīng)當(dāng)盡量退出一部分洼地，形成自然生態(tài)系統(tǒng)，利用蘆葦?shù)葍艋|(zhì)。

　　對于地下水位在地面以下較深，而土質(zhì)為沙壤土的區(qū)域，可利用土地作污水凈化處理，利用土壤空隙間的微生物對有機物進行分解。估計在太湖西部、南部地勢較高區(qū)域具有潛力。

　　在廣大農(nóng)村成立志愿環(huán)保組織，指導(dǎo)家庭減少污染物排放。

　　目前在農(nóng)村地區(qū)還一時難以建設(shè)集中污水處理裝置。但可通過環(huán)保志愿者廣泛進行宣傳，自行減少和處理家庭垃圾，減少進入水系和地下水的污染物。在日本琵琶湖保護初期就曾有家庭婦女組成的志愿組織，用肥皂和無磷洗衣粉逐戶換回含磷洗衣粉，同時廣泛地進行愛湖宣傳。加強對修復(fù)湖泊生態(tài)的調(diào)研與試點工作。湖泊生態(tài)和修復(fù)對改善湖泊水質(zhì)是有效的，但在理論上、技術(shù)上必須搞清其可行性及其具體實施步驟。因此，目前應(yīng)抓緊前期的調(diào)研和試點工作。

　　抓緊點污染源特別是對磷污染源的控制。

　　如前所述，在入湖總磷負荷量中，工業(yè)占55.9%，生活污水占23.1%，蓄產(chǎn)占15.8%，所以治理的重點是工業(yè)污染源治理。生活污水中如能控制含磷洗劑的使用將是有效的。但是無論是工業(yè)污水，還是生活用水的處理都是很花錢的事情。而且目前污水處理技術(shù)的脫磷、脫氮效率都很難超過50%，要進行高度處理，投資是相當(dāng)大的。據(jù)中日合作“太湖水資源保護項目”估算，若使太湖水質(zhì)在2020年恢復(fù)到80年代初期，即基本達到Ⅱ類水水平，用于污染源處理的費用達2000億元人民幣。所以污染源的治理非搞不可，但根據(jù)目前的經(jīng)濟實力，難以短期見效，是一項持久努力的工作。

　　除對污染源進行處理之外，還可以通過技術(shù)改造，改進生產(chǎn)工業(yè)，減少工業(yè)污水排放總量，并盡可能減少磷、氮的排放量。而目前磷的排放主要集中在無錫、常州、蘇州三市，應(yīng)當(dāng)作為重點治理目標(biāo)。

　　六、結(jié)語

　　太湖水質(zhì)惡化到如今程度，治理起來絕非易事，要“十八般武藝”都使出來，單靠一種、兩種措施難以奏效。對污染源的控制雖然勢在必行，但需大量資金，非短期可以完成。而湖泊生態(tài)的修復(fù)即使經(jīng)費落實也需要時間才能見效。對流域內(nèi)人類活動的管理只要上下努力，多做工作是可以較早見效的。