赞!滇池富营养化程度持续下降 氮磷含量减少

2018年,滇池气温和水温相对较高,虽然局部零散蓝藻水华较多,但全年仅一天发生重度蓝藻水华。中度蓝藻水华也只有5天,成为近30年来滇池蓝藻水华防控最好的一年。

掌上春城讯 2018年,滇池气温和水温相对较高,虽然局部零散蓝藻水华较多,但全年仅一天发生重度蓝藻水华,中度蓝藻水华也只有5天,成为近30年来滇池蓝藻水华防控最好的一年。近年来,相关部门和机构采取了哪些防控措施?滇池蓝藻水华会不会出现反复现象?本报记者独家采访了多位水环境治理专家以及昆明市滇池管理局、昆明市滇池高原湖泊研究院相关负责人。

赞!滇池富营养化程度持续下降 氮磷含量减少

经过综合治理,滇池水质明显改善。

蓝藻水华是如何形成的?

中科院水生生物研究所原副所长、博士生导师、国家项目“滇池蓝藻水华污染控制研究”首席科学家刘永定介绍,蓝藻大约在距今34亿年前出现在地球上,各地淡水环境中几乎都有。蓝藻有许多特殊的生存方式,比如,其细胞内可以储备比胞外高1000多倍的二氧化碳供光合作用使用;细胞内有一种多磷酸体,可大量吸收水体中的磷元素储存起来作为营养储备。它们经过漫长的进化,抗辐射、耐低营养、容易生长繁殖,生命力极其旺盛和顽强,是无法“消灭”也不应轻言消灭的自然物种。

“通常,一个蓝藻个体的大小,只有一粒米的几千分之一,只有大量聚集时,才会显露在我们面前,我们肉眼能看到的,其实是蓝藻群落、蓝藻团。在营养丰富的水体中,蓝藻于夏季大量繁殖,并在一定区域聚集,达到一定数量后,在水面形成一层蓝绿色且有腥臭味的浮沫,称为‘水华’,这是淡水水体中藻类大量繁殖的一种自然生态现象。”昆明市滇池高原湖泊研究院(原昆明市滇池生态研究所)高级工程师何锋解释,蓝藻水华有明显的季节性,对于富营养型的湖泊来说,夏秋季节必然会在一定时期内间断性发生,每年5月至10月是蓝藻富集的主要时段。受温度、阳光、营养物质、水流状况的影响,比如温度在20℃以上,水体氮磷元素比较丰富且水体pH值偏高、光照度强且时间久的条件下,蓝藻细胞内形成类似气囊的结构,使之浮至水面并且迅速聚集,形成蓝藻水华。

蓝藻水华的等级怎么判定?

“蓝藻水华的等级,目前国内外没有统一标准。我们判断滇池蓝藻水华究竟是重度、中度还是轻度,有很多个指标,包括水体颜色、透明度、叶绿素及蓝藻富集的范围等(详见图表1)。”何锋介绍。

何锋表示,在冬春季节以及其他季节中风浪较大时,滇池蓝藻一般无明显富集;轻度富集多发生在每年3月后,此时蓝藻生长繁殖速率明显加快,受风向影响会在滇池北部近岸边富集;中度、重度富集多发生在夏秋季节。

何锋说,正常情况下蓝藻在水中生长、漂浮,通过光合作用补充水中的溶解氧,但夜间及藻类大量衰亡时,会消耗水中的溶解氧,使水中的溶解氧迅速降低,有可能造成水中鱼虾等水生物缺氧死亡。在蓝藻生物量富集较高或水温大幅度降低时,部分蓝藻会死亡。蓝藻死亡后,变为土黄色漂浮到水面上,可能形成油质条纹,且由于含有藻胆素(藻蓝蛋白),在太阳光下会有泛蓝色的斑点,形成大家看到的“绿油漆”。

滇池中有哪些种类的蓝藻?

“目前,地球上已经被发现鉴定的蓝藻有2000多种,中国有记录的约有900种,滇池中约有30多种,最常见的主要有微囊藻、束丝藻和鱼腥藻等(详见图片)。但滇池里浮游植物种类比较丰富,在数十年来所开展的调查中,藻类优势物种也不是一成不变的。每次统计发现的蓝藻种类,与调查区域、调查持续时间和水环境状况等相关。”何锋表示。

昆明对滇池浮游植物种类有比较详细的研究调查,可追溯到70多年前。上世纪五六十年代,滇池浮游藻类调查中共采集到藻类植物8门102属186种,其中,喜欢生长于透明度较高、有机质含量低水体中的金藻门藻类普遍存在。至上世纪80年代初,在滇池调查采集到藻类植物约8门81属205种及变种。

到了上世纪90年代初,钱彪、韩亚平等专家在滇池开展浮游藻类调查时,共采集到浮游藻类7门64属126种。这时,金藻门植物已基本消失,而过去滇池没有的种类如束丝藻属和念珠藻属植物开始出现,同时,开始以蓝藻门、绿藻门和硅藻门藻类占优。2006年至2007年,中科院水生所连续14个月在滇池开展了全湖藻类监测,共采集到8门89属185种,种类最多的为绿藻门和蓝藻门,其中,蓝藻门的微囊藻属成为了绝对优势类群。2012年,云南省环境监测中心站对滇池全湖41个点位开展了藻类调查,共采集到藻类8门66属159种,种类最多的为绿藻门和蓝藻门植物。

近几年,昆明市滇池高原湖泊研究院连续对滇池北部近岸水域开展蓝藻水华监测研究发现,这片水域重现率较高的藻类有7门31属102种,大多以耐污种类为主。其中,蓝藻门的微囊藻属为常见优势种,“同门”的鱼腥藻、束丝藻,以及硅藻门的直链硅藻属在气温较低的个别月份也会成为优势类群。

“值得注意的是,绿藻门的栅藻、盘星藻和硅藻门的小环藻、直链硅藻近年来也成为了全年常见类群。”何锋介绍,“蓝藻生物量和占比降低,而其他的藻类占比有所升高,表明滇池水质有了明显改善。”

打捞蓝藻究竟有哪些作用?

“虽然蓝藻无法被‘消灭’,但蓝藻水华现象是有可能消除的。”昆明市滇池管理局副局长吴朝阳介绍,科学研究和实践表明,要杜绝蓝藻水华大规模爆发,必须要控制住进入水体中的氮、磷等营养物质,降低水体富营养化程度,阻隔蓝藻水华爆发的营养“供给线”,这是治本措施。治标措施就是打捞、处置蓝藻,减少二次污染。“标”“本”之间相互影响、协调。

经过20多年坚持不懈的保护治理,2018年,滇池草海、外海水质均从曾经的劣V类好转为IV类水,水体营养状态也都从重度富营养转为轻度富营养,水质企稳向好的趋势明显。2018年,昆明市委、市政府又开启新征程,带领全市人民打响了“滇池保护治理三年攻坚战”,对所有入滇河道及其支流进行“水质”和“污染负荷削减”双重控制,千方百计防止污染物进入滇池,阻隔蓝藻水华发生的营养物供给。

“入湖污染控制是一个艰巨的长期任务,目前滇池水体的富营养化水平及宽浅性湖泊特征均非常适合蓝藻生长,而蓝藻在生长过程中,会从水体中吸收积累大量氮、磷等营养元素。因此,及时打捞、处置蓝藻实质上也是削减滇池内源污染,从湖泊中提取氮、磷等富营养物质的过程。”吴朝阳介绍,此外,蓝藻死亡、分解后营养物质又重新回到水体中造成二次污染,还能给其他藻类提供营养物质。通过打捞局部区域大量聚集的蓝藻,不仅可防范水华危害,同时可减缓蓝藻过度增殖、改善水体景观、消除恶臭,提升滇池旅游价值。因此在一定时期内完全有必要把蓝藻的控制和清除作为滇池污染物标本兼治的有效手段之一。

多年前,在市委、市政府的安排部署下,市滇管局、市环保局、昆明滇池投资有限责任公司等多部门联合建立了滇池蓝藻水华监测、预警、处置的主动防控工作机制。“昆明市还合理调配牛栏江—滇池补水,增强外海北岸水动力,有效缓解这一水域蓝藻富集状况。”吴朝阳表示,滇管等部门将坚持加强科技攻关,强化成果应用,与中国工程院、中国环境科学研究院、清华大学等大专院校、科研院所和环保企业开展专项合作,找准蓝藻绿藻生长机理与影响要素造成滇池污染的原因,提高滇池保护治理的效率和科学化水平,强化科技支撑,做到科学治理滇池。

卫星监测到蓝藻水华哪些变化?

昆明市对滇池蓝藻的监测始于20多年前,尤其自2008年开始,昆明市环境监测中心、昆明市滇池高原湖泊研究院等开展了滇池水域蓝藻卫星遥感监测,全年不间断地进行动态监测。

“动态监测数据显示,近年来,滇池每年第一次发生重度蓝藻水华的时间明显后延(详见图表2)。”何锋介绍,“而且,滇池外海北部近岸带历年发生水华的天数也逐年降低。在2010年,全年出现中度以上蓝藻水华的天数达137天,而2018年仅有6天。”

同时,滇池蓝藻水华发生主要时段也有大幅度缩短。“十五”期间,浮游藻类发生明显富集的时间段一般是在3-11月,每年3月以后水体叶绿素a浓度就超过了每升40万微克,蓝藻中度和重度富集发生持续时间长达近9个月。而“十一五”期间,浮游藻类明显富集的时间变为4-11月。到了“十二五”期间,浮游藻类发生明显富集的时间为6-10月。“十三五”期间,浮游藻类发生明显富集的时间为7-9月。

此外,滇池蓝藻水华分布面积也明显缩小。“十二五”之前,滇池蓝藻水华面积相对较大,主要集中在外海北部近岸水域,离岸边约500米至2000米的近岸水域蓝藻出现重度富集的频次较高。“十二五”后,则一般分布在离岸边约50-500米范围。“十三五”之后,一般在近岸带约30-200范围富集。

“尤其值得一提的是,滇池蓝藻发生程度也在大幅度下降。”何锋表示。

1988年以后,草海水质总体变差,外海水质在Ⅴ类和劣Ⅴ类之间波动。水体富营养化导致蓝藻水华频繁爆发,1999年时,蓝藻水华覆盖面积曾达到20平方公里,厚度达到数十厘米,昆明市第三自来水厂曾因蓝藻大规模爆发而被迫停止从滇池取水。

“‘十五’期间,每到春夏秋季节,滇池近岸带蓝藻富集厚度很大,在光线照射下会形成板结,最严重局域水体中的叶绿素a浓度高达每升45万微克以上,鸡蛋和石头都难以下沉,不少人还曾看见老鼠在蓝藻板结上奔跑的景象。”何锋形象地描述,“而这几年,即使发生了重度蓝藻水华,叶绿素a浓度最高每升约2000微克,仅有20年前的225/1,这足以说明,滇池富营养化状态有了非常明显的改善。”

如何科学看待蓝藻水华波动?

滇池水已好转为IV类水,湖体的水环境状况也得到持续改善,去年仅有6天发生中度以上蓝藻水华,是不是未来滇池就不会再发生严重的蓝藻水华了呢?

“滇池出现蓝藻水华,是规律的重现,也是必然现象。”刘永定多次阐明这一观点,他表示,对于滇池这样一个富营养型的湖泊来说,形成水华的物质条件仍然具备,水华现象在今后10年甚至更长的时间内都是无法避免的,并且每过几年发生一次较为严重的蓝藻水华现象都属正常。未来一定时期内,蓝藻水华防控仍将是滇池保护治理工作的重要内容之一。

2007年太湖发生重度蓝藻水华,甚至影响到当地的自来水供应;水质在II 类至III类间波动的洱海也于1997年、2003和2013年出现大规模蓝藻水华现象。“这些都是时间生物学上正常的周期性现象,也就是规律重现。”刘永定说,虽说滇池蓝藻水华的发生是规律重现,但也有特殊性。“这与生物学的大周期、小周期、大环境及小环境有关。”从更大的尺度和格局看,蓝藻水华的发生不仅取决于光照、温度、营养和其他生物的作用,也与厄尔尼诺现象、拉尼娜现象、人类的不规范行为和突发的污染事件、洪涝干旱等变化有关。

在刘永定看来,虽然滇池富营养化水平正在逐年降低,但严格定义下,滇池依然是富营养型湖泊。富营养化不完全因人而起,树叶坠落、雨水下降、从地表进入水体的东西腐烂也是富营养化过程,一个湖泊从天然的寡营养变成富营养可能要数百年乃至千余年。只不过人类活动使富营养速度加快了,而蓝藻水华现象的发生一定离不开充足的营养,因此这也是必然的生物学现象。

刘永定明确表示,绝对不要因为蓝藻水华的反复性就认为生态系统崩溃或滇池治理成效“打折”,“蓝藻水华有可能今天比昨天严重,也有可能明年比今年严重。”因为以大跨度年份为时间单位来观察,水华发生呈平滑下降曲线,但以较小的时间节点来看,就偶尔会波动。

“大家要认识到,滇池治理并不是短时间能完成的,水质也不是一朝一夕能改善的,这至少需要一代人甚至几代人的努力。”刘永定强调,可以肯定的是,当前治理滇池开展的措施、采取的手段是卓有成效的,蓝藻水华发生次数逐步减少和滇池水质好转将是必然的。

昆明日报全媒体记者:孙潇

责编:王建宇 一审:秦聪俊

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