太湖近年总磷升高原因及治理措施

无锡水利　朱 喜　(13861812162  2570685487@qq.com)

阅读2020.4.24江南晚报A03“今年治太重头戏：为太湖减磷”，思绪万千，自2007年 “5·29”太湖供水危机起，国家政府出巨资,采取综合措施全力治理太湖10年多：控源截污，关停并转3000余家重污染企业，已建223万m3/d的污水处理能力、相应管网和一级Ａ标准排放；打捞藻水1450万m3；望虞河调水入湖93亿m3，梅梁湖调水出湖89亿m3；太湖清淤3000万m3；修复湿地，等。其间太湖平均值TN从2007年2.35mg/L持续改善为2019年1.49mg/L，削减36.6%，效果明显。

１太湖近年总磷升高现状

2007年以来TN持续削减，但TP削减不理想或甚至增加。TP在2007年至2014年连续下降，2015年至2019年均高于2007年，其中2015-2019的五年均值0.083mg/L较2007年0.074mg/L升高12.2%（下表）。与国家2020年目标0.05mg/L差距甚远。

２.分析总磷升高原因

总体原因：环湖河道入湖TP增加；底泥释放TP增加；藻密度升高致藻源性TP升高。

2.1外源削减力度不够

外源主要表现在环湖河道入湖：2017年TN 3.94万t、TP 0.20万t，2007年TN 4.26万t、TP 0.19万t，相应10年间TN削减7.5%、TP增加5%。说明控制外源力度不够，主要是人口密度增加、社会经济持续发展，磷生产量的增速超过削减速度。2017年入湖TP已超过太湖Ⅲ类水时的环境容量0.105万t的81%。

类水的15、10倍。还有相当部分生活、工业污水、规模畜牧养殖等点源未进入污水处理系统，还有种植业、农村污染和日渐增大的地面径流污染，若加上此类污染将大幅度超过太湖环境容量。

2.2内源削减力度不够

太湖清淤后，蓝藻仍年年爆发，太湖蓝藻已经成为主要内源。据有关部门统计，2017年最大爆发面积1403 km2，超过太湖供水危机2007年最大爆发面积979 km2的43%；2017年太湖藻密度普遍增加，如太湖全湖、梅梁湖年均藻密度分别为1.17亿个/L和2.4亿个/L，分别为2009年的5.05倍和3.43倍。所以藻源性磷已超过底泥释放磷。10年间太湖清淤135km2、占湖面5.8%，作用较小，且其减轻底泥释放的作用经数年就被增加的藻源性磷所抵消。

藻源性磷增加原因：蓝藻多年持续爆发使蓝藻的生长繁殖与死亡的长期循环持续进行，使数量巨大的蓝藻群落一直处于好氧、厌氧或硝化、反硝化的反应中，使氮元素成为氮气进入空气，而原沉于湖底的不溶性磷则成为可溶性磷释放进入水体，使水体磷大量增加。

现状湿地较蓝藻爆发以前的20世纪60-70年代减少150km2以上，使其净化水体和抑制蓝藻的功能大幅度受损。

2.3“引江济太”望虞河调水的影响

望虞河调水虽增加进入太湖总磷数量，但不会升高太湖水质的总磷，其原因是长江水总磷指标虽略高于太湖，但长江调水进入望虞河及漕湖、鹅真荡、嘉陵荡3个湖泊后流速减慢，磷沉淀，使原长江水进入贡湖时总磷减少，已改善为Ⅳ类水（以湖泊标准计）；另外望虞河以１年调水10亿m3计，使贡湖增加换水3次多，有利于净化水体、减慢蓝藻生长、水质改善。根据资料，历年贡湖蓝藻爆发程度轻于梅梁湖，如2017年，藻密度分别为1.5、2.4亿个/L，叶绿素a分别为50、90µg/L；同年水质TP也是贡湖优于梅梁湖分别为Ⅳ、Ⅴ类。说明望虞河调水好处居多，不存在调水升高太湖磷的问题。

３.治理措施

太湖减磷措施包括3大类：控制外源性磷；控制蓝藻和底泥的内源性磷；增加湿地、调水对太湖水的净化减磷能力。

3.1削减外源

现今社会进步、分工精细，外源也应精细化分类，改变以往外源仅分为生活、工业和农业“三大板块”的思路。外源应包括污水厂、生活、工业和规模集中畜禽养殖四大点源，面源主要包括种植、地面径流、农村生活、分散畜禽和水产养殖五类。

⑴ 加大污水处理力度。全部城镇生活污水进污水厂处理，农村生活污水用简易污水设备进行高标准处理，大部分工业污水自行处理或处理后再进污水厂处理，污染严重的城镇地面径流也应处理，有关部门要做好科学和适当超前的规划。

⑵ 大幅度提高污水处理标准。特别要提高磷的标准。污水经一级A标准处理后可削减TP 70%～80%，若从一级A的0.5mg/L提高为0.1mg/L则可削减TP95%以上。这完全可做到，无锡麦斯特环境科技公司离子气浮技术可使TP达到0.01mg/L。应对提高污水处理标准进行地方立法，以促进污水厂及工厂减磷。

⑶ 削减农村污染。加快农村城镇化进度，建设美丽乡村，污水进污水厂处理，分散生活污水用小型处理设备进行高标准处理。

⑷ 继续控制工业污染。关停并转重污染企业，企业污染源头至末端进行全过程治理，工业分类进入工业园区、污水分类处理，削减磷源。但据分析，工业污水的含磷量较低，非太湖磷源的主要来源。

⑸ 继续严格控制规模集中养猪污染。太湖地区养猪场经以往削减后现为民生又开始发展，其污染排放量将逐步加大，１头猪排放的污染物相当于８个人排放的污染物，全面建设养猪场污水处理设施、高标准排放，废弃物资源化利用，国家政府予以补贴。

⑹ 继续严格控制种植业污染。但太湖地区人均不足3分地，在节水灌溉和测土配方情况下，产生的磷量为数不多，并非太湖地区主要磷源。

⑺ 严格控制地面径流污染。太湖地区人口稠密、社会经济发达，城市化程度达到80%以上，城镇地面径流污染严重，许多小河道的雨后黒臭均是由此造成，须控制雨水排放口污染，采用相应的污染控制设备（设施），径流污染严重的应进污水厂处理，以削减地面径流污染负荷。

⑻ 控制鱼池污染。太湖西部有相当多鱼池，形成严重的区域性污染。其换水与清淤的污染应在自身范围内处理、不入外部水体。

⑼ 控制其他污染。包括积极处理垃圾、废弃物、航行等污染。

⑽ 直接净化河道水质。这是今后较长一段时间内暂时无法全部控制外源情况下的可行方法，可用行之有效的技术直接净化入太湖河道及各级支流、断头浜。净化技术可用金刚石碳纳米电子技术、光量子载体技术、固载微生物技术等，此类技术管理和施工均方便、快捷，适合在一定流速河道内使用，治理长期有效，且可同时净化水体和底泥污染。

3.2削减内源污染

内源主要包括底泥和蓝藻２大类，不能认为只有底泥。入太湖污染负荷中内源负荷的占比逐步增大，内源中藻源性磷的占比也逐步增大，甚至已超过底泥的磷源。所以在须抓紧削减内源、特别注重削减藻源性磷。

⑴ 继续清除底泥污染。清除底泥，可同时清除底泥上层的蓝藻。清淤土方应全部用作抬高修复芦苇湿地基底的回填土，这是最好的资源化利用。这样可一举三得：较常规清淤和淤泥干化可节省投资64%、减少淤泥的堆场、利于修复芦苇湿地。

⑵ 控制蓝藻爆发。深度消除蓝藻、降低藻密度，削减藻源性磷。

① 建立控制蓝藻爆发目标。争取在2030-2049年（建国百年之际）前分水域消除蓝藻爆发。先消除梅梁湖、贡湖、竺山湖蓝藻爆发，再消除西部沿岸、湖心水域蓝藻爆发。有了目标就能增强湖长、河长和科研人员的积极性、主动性。

② 基本原则是分水域除藻。太湖面积大、风浪大，不可能一次性统一清除蓝藻。梅梁湖、贡湖、竺山湖在分水域除藻时，水域内还可分割成大小适宜的水域，小型湖泊除藻的技术集成就能用于太湖。分水域除藻就是建立相对封闭的水域治理蓝藻，这是简单的道理，应逐步推广分水域治理太湖。

③ 改进打捞水面蓝藻的固有习惯。经计算，目前打捞水面蓝藻仅能消除太湖蓝藻生长量的2-4%。应采用深度除藻技术打捞、清除包括水面、水中和水底的蓝藻，后使各个水域保持数年无蓝藻爆发，再把其连成为无蓝藻爆发的整片水域。打捞藻水已经10多年，蓝藻爆发程度未有减轻，应吸取经验教训，尝试换一种治理蓝藻的策略。

④ 深度除藻技术。可用金刚石碳纳米电子技术清除、分解蓝藻，同时净化水体和底泥，降低氮磷，更可合理配合光量子载体净化技术、改性黏土除藻、加压控藻、混凝气浮除藻等，以提高除藻、净化水体及底泥的效果。这些深度除藻技术应在太湖中试验推广。

⑶ 修复湿地。即恢复蓝藻爆发前太湖原来湿地生态的规模。

① 湿地严重受损原因。主要是建设环湖大堤、围湖造田（鱼池）、严重水污染、蓝藻大规模爆发和水位升高1m多。如太湖西部和竺山湖沿岸水域建设太湖大堤时减少湖滨水域湿地70km2，贡湖和竺山湖由于水污染及蓝藻爆发使数十平方公里沉水植物消失。

② 规划和目标。恢复湿地应做好科学大胆的规划方案，湿地应恢复至20世纪60-70年代规模、增加超过150 km2湿地。现阶段进行小规模前期试验，如宜兴沿岸和梅梁湖已分别修复千余亩芦苇地和数百亩沉水植物湿地。以后大规模修复湿地才能起到全面提升净化水体和抑制蓝藻生长繁殖能力的作用。

③ 恢复湿地类型。a 恢复沿岸500-1000m或更宽水域湿地。修复湿地先要改善生境，修复湿地应一般在其外围设置挡风浪设施；修复芦苇湿地需控制水深或抬高基底高程至冬春季基本无水；修复沉水植物湿地需消除污染和蓝藻爆发、控制底栖鱼类扰动底泥，提高透明度，再修复沉水植物。b 恢复被围垦湿地。主要恢复西部沿岸水域原来被围垦的30-50km2湿地及其他区域适宜恢复的湿地，如拆除部分环湖大堤、退田还湖，或在环湖大堤上打开若干缺口（上可设置桥涵）与太湖连通而成为湿地，这样同时可使污染河水经由河堤上的口子进入湿地，经净化后再通过环湖大堤缺口入湖，使湿地同时起到减少河道污染入湖的作用。c 降低水位增加湿地。如适当降低太湖冬春季水位50cm，可增加14km2湿地；全年适当降低太湖水位可增加水底光照，利于自然修复湖中心沉水植物群落。

⑷ 继续调水。通过调水可增加环境容量和水体自净能力，带走部分污染物质和蓝藻。主要措施是继续实行望虞河“引江济太”与梅梁湖泵站联合调水，增加太湖“引江济太”第二条新沟河线路和第三条新孟河线路，可有效改善竺山湖、太湖西部沿岸水域水质。

3.3应急和长效治理措施相结合

治理太湖，削减氮磷、消除蓝藻，特别是当今紧迫的减磷任务，应把应急措施和长期治理措施密切结合，科学合理配合，使在不太长时间内有效减磷，以达到太湖磷0.05mg/L的目标。如采取先进工艺达到0.1mg/L的污水厂的除磷标准，减少磷源排放；采用先进技术净化入湖河流水质、减磷；太湖水源地及需监控的重要水域等可用双层围隔围成1-2km2的相对封闭水体，用深度除藻技术打捞、清除水面、水中和水底的蓝藻，尽快达到除藻减磷目的；以此积累经验，配合其他的控制外源、削减藻源和底泥释放及生态修复等长效治理措施，使2030年全太湖达到良好的除藻效果和提升水质至Ⅲ类目标。

2020.5.5