从太湖蓝藻爆发事件看水体富营养化

从太湖蓝藻爆发事件看水体富营养化案例：太湖是我国五大淡水湖之一。自上世纪九十年代以来，太湖富营养化问题越来越严重，已受到全社会的广泛关注。太湖水污染治理是国家确定的“三河三湖”治理的重要任务之一。2001年9月，国务院在苏州召开太湖水污染防治第三次工作会议，温家宝总理亲临会议并作了重要讲话，提出了太湖水资源保护“以动治静，以清释污，以丰补枯，改善水质”的十字方针。蓝藻是藻类中的一种，属浮游生物。蓝藻在地球上大约出现在距今35亿年前，已知蓝藻约2000种，中国已有记录的约900种。分布十分广泛，遍及世界各地，但大多数（约75%）淡水产，少数海产。蓝藻是最早的光合放氧生物，对地球表面从无氧的大气环境变为有氧环境起了巨大的作用。有不少蓝藻（如鱼腥藻）可以直接固定大气中的氮，以提高土壤肥力，使作物增产。还有的蓝藻为人们的食品，如著名的发菜和普通念珠藻（地木耳）、螺旋藻等。因此，从蓝藻本身来看，其与世界上所有的生物一样，只不过是大千世界的一个物种。2007年4月以来，太湖流域高温少雨，太湖水位比往年偏低，梅梁湖等湖湾出现大规模蓝藻现象，在太湖的水面形成一层蓝绿色而有腥臭味的浮沫，即为“水华”。大规模的蓝藻爆发，使得太湖水质严重恶化，水源恶臭，水质发黑，溶解氧下降到0mg/L，氨氮指标上升到5mg/L，部分鱼类因缺氧而死亡。特别是无锡市太湖饮用水水源地受到严重威胁，5月16日梅梁湖水质变黑，22日小湾里水厂停止供水，28日贡湖水厂水源地水质恶化，居民自来水臭味严重，引起社会普遍关注。更为严重的是，蓝藻中有些种类还会产生藻毒素（简称MC），大约50%的水华中含有大量MC。MC是一种环状肽类物质，性质稳定，MC耐热，不易被沸水分解，不仅直接对鱼类、牲畜产生毒害之外，还是人类肝癌的重要诱因。因此，蓝藻爆发已不仅仅是一个生态问题，它已影响到人类的生活和社会的和谐稳定。1、太湖蓝藻爆发的成因我国面积1km2以上的湖泊2759个,总面积达91019km2,其中只有约1/3的湖泊是淡水湖泊,并且绝大部分是富营养化浅水湖泊,主要分布在长江中下游地区和东部沿海地区,太湖就是这众多浅水富营养化湖泊的典型代表。太湖富营养化从20世纪80年代开始,每隔10年湖泊富营养化上升一个等级,而水质则下降一个等级,目前全湖处于富营养到重富营养状态,而湖泊水质则属于劣五类。而此次太湖蓝藻爆发是太湖水体富营养化的集中体现。水体富营养化是指在人类活动的影响下，生物所需的氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等缓流水体，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖，水体溶解氧量下降，水质恶化，鱼类及其他生物大量死亡的现象。在自然条件下，湖泊也会从贫营养状态过渡到富营养状态，不过这种自然过程非常缓慢。而人为排放含营养物质的工业废水和生活污水所引起的水体富营养化则可以在短时间内出现。水体出现富营养化现象时，浮游藻类大量繁殖，形成水华。因占优势的浮游藻类的颜色不同，水面往往呈现蓝色、红色、棕色、乳白色等。这种现象在海洋中则叫做赤潮或红潮。对太湖的水质进行监测，结果显示，目前整个太湖全湖平均氮磷含量分别高达4.0mg/L和0.13mg/L，已远远超过富营养化湖泊的标准，藻类已经呈全湖性分布。造成太湖水体氮磷增高，水体富营养化的原因大致有以下几个方面：1.1太湖流域工业和生活废污水排放总量巨大太湖地区人口密度已达每平方公里1000人左右，是世界上人口高密度地区之一。城市化进程加快、工业经济的迅猛发展、外来人口增多使得城市工业和生活污水排入量迅速增大，成为太湖河网地区氮磷指标的重要来源。1.2环太湖区域农业面源污染面广量大随着农村城市化进程的不断加快，广大农村的生产方式和农民的生活方式发生了很大变化，但由于基础设施建设相对滞后，加上农家肥不再被利用，农民的生活污水直接进入河道，不少农村河道已成为农村居民生活污水的“化粪池”和农村垃圾的倾倒场所。其次，农药、化肥的过度使用，60%以上农药、化肥随农田排水排入河道水体。据统计，太湖流域每年每公顷耕地平均化肥施用量从1979年的24.4kg增加到目前的66.7kg。1.3气候变化及湖体水循环能力降低近年来，随着全球气温的变暖，环太湖区域冬春季温度逐年上升，导致越冬藻类数量的提升和爆发性生长期的提前。同时由于太湖流动缓慢、蒸发量大，降水补充少，水位下降，水循环能力和水体自净能力明显减弱，从而促进了太湖蓝藻的爆发性。2007年1-4月太湖水温高于正常年份，尤其是4月25日以后太湖水温一直维持在20℃以上，为藻类生长提供了良好的温度条件；2007年1-4月太湖水位相对较低，4个月平均水位为2.94m，比常年平均水位低5cm，单位水体光照强度较大，再加上整个太湖水温相对较高，促进了藻类生长；同时，2007年1-4月偏南风风向显著高于往年平均，使得其他湖区的藻类易于向梅梁湾聚集，加上3-4月风速明显偏小，有利于微囊藻上浮形成水华。因此，可以看出人为活动是水体富营养化的主要原因。如大气污染、城市污水排放、农田化肥使用过量、生态环境破坏严重、水体养殖等使水体中氮、磷等营养物质浓度升高，使得藻类大量的繁殖，从而给湖泊生态系统带来危害。2、太湖蓝藻的爆发的危害2.1蓝藻对水生生物有影响蓝藻能释放生物毒素类次级代谢物,含一定浓度藻毒素的水体可使鱼卵变异,蚤类死亡,鱼类行为及生长异常,水华爆发也常使大量水生生物死亡；另外,在水生脊椎动物及无脊椎动物体内积累的藻毒素,包括鱼、贝和浮游动物等,有可能通过食物链的累积效应危害人体健康。2.2蓝藻对家畜及野生动物影响家畜及野生动物饮用了含藻毒素的水后,会出现腹泻、乏力、厌食、呕吐、嗜睡、口眼分泌物增多等症状,甚至死亡。2.3蓝藻对人类生活的影响人们在洗澡、游泳及其他水上休闲和运动时,皮肤接触含藻毒素水体可引起敏感部位(如眼睛)和皮肤过敏；少量喝入可引起急性肠胃炎。因此我们可以得出水体富营养化会影响水体的水质，会造成水的透明度降低，使得阳光难以穿透水层，从而影响水中植物的光合作用，可能造成溶解氧的过饱和状态。溶解氧的过饱和以及水中溶解氧少，都对水生动物有害，造成鱼类大量死亡。同时，因为水体富营养化，水体表面生长着以蓝藻、绿藻为优势种的大量水藻，形成一层“绿色浮渣”，致使底层堆积的有机物质在厌氧条件分解产生的有害气体和一些浮游生物产生的生物毒素也会伤害鱼类。因富营养化水中含有硝酸盐和亚硝酸盐，人畜长期饮用这些物质含量超过一定标准的水，也会中毒致病。在形成“绿色浮渣”后，水下的藻类会因得不到阳光照射而呼吸水内氧气，不能进行光合作用。水内氧气会逐渐减少，水内生物也会因氧气不足而死亡。死去的藻类和生物又会在水内进行氧化作用，这时水体也会变得很臭，水资源也会被污染而致使其不可再利用。3、太湖蓝藻爆发的治理的方法蓝藻治理是一个难题，常用的治理方法分为生物方法、物理方法和化学方法。3.1生物治藻目前主要采用微生物防治、食藻生物、水生植物抑制等方法。3.1.1微生物治理微生物对蓝藻水华的治理研究主要是利用微生物溶解蓝藻。溶藻微生物包括溶藻病毒、溶藻真菌和溶藻细菌。溶藻真菌主要通过释放抗生素类的物质达到溶藻目的。3.1.2食藻生物防治食藻生物防治是利用生物操纵理论在水体中引入合适的其它生物,如鱼类、贝类等,它们直接或间接以藻类为食从而抑制藻类的过度生长。以放养滤食性鱼类直接控制蓝藻的生物操-纵技术已在国内外一些水体多次实践,并证明是有效的,如鲢鱼每生长1kg体重可吃掉40-50kg的蓝藻。3.1.3水生植物抑制水生植物从营养竞争、沉降污泥和释放抑藻素三个方面来影响藻类的种群。水生植物对营养盐与光照竞争上比藻类有优势,从而能抑制藻类大量繁殖。3.2物理治藻蓝藻爆发后,可以用船把它捞出来。还可以通过声波振动,破坏蓝藻的细胞。也有专家提出,引水冲刷,进行大换水,清除或置换太湖中含氮和磷高的淤泥。如此浩大的工程,一是远距离调水,可能会破坏上游的生态平衡,影响国家对水资源的综合利用；二是工程巨大,耗费的时间较长投资巨大,实施的难度太大。3.3化学治藻目前治理蓝藻常用的药物杀灭方法是用硫酸铜法,也可向局部水体投加丙玛三肽、钙化合物、铝化合物和改性粘土等。早期海洋赤潮治理也常用硫酸铜,除藻效果显著。但二价铜离子对生物幼体具有致畸性,并会引起饵料藻类的严重变异,同时硫酸铜具有毒性,能破坏水体正常的生态系统。由于太湖是城镇居民的饮用水源,所以不能采用硫酸铜来治理蓝藻。化学灭杀只是一时解决了问题,但是会带来一系列的负面作用,有可能造成二次污染。因此，要解决湖泊的富营养化问题，应针对不同湖泊类型分析其造成富营养化的原因，有针对性的采取综合措施。先从规划和管理入手，加强湖泊周边的生态建设，挖淤增容，提高其承载力；同时加强陆地工业污水、生活污水、养殖废水治理力度，减少污染物排入水体，并控制网箱养殖，减少水体利用污染；一旦发生藻类的繁殖，就必须采取物理、化学、生物等措施加以消除，具体办法，必须进行全面的监测与认真分析，在满足控制要求的情况下，加强防治。