蓝藻的功过是非及其防治利用对策
蓝藻的功过是非及其防治利用对策
湖州市水利学会 陆鼎言
最近,滇池、巢湖、太湖等大型淡水湖泊蓝藻一再大规模爆发,不仅引起了中央和国务院领导的高度重视,也受到了沿湖省市各利益攸关者和各级政府的严重关切。6月30日,温家宝总理在江苏无锡主持召开的“三湖”流域水污染综合治理工作座谈会上,还就蓝藻治理提出了十点具体要求。
那么,蓝藻一再大规模“爆发”究竟是怎么回事呢?它究竟是污染水体的万恶元凶,还是被张冠李戴乃至错杀的替罪羊呢!
功过是非面面观
蓝藻(Cynophyta)是藻类植物芸芸众生中一个拥有2000多个物种的庞大家族,仅在新疆博斯腾湖就有34属,而在一般淡水湖泊中常见的也有23属和上百种之多。
作为一种原始、古老的原核藻类,它在地球上生存的时间已有35亿年之多,也是地球上迄今发现的最早的光合放氧生物。它含有的色素,除了叶绿素、胡萝卜素外,还含有大量的藻蓝素,从而使细胞呈蓝绿色,故名;也有少数蓝藻含有较多的藻红素,并使藻体呈红色。
与细菌和真菌植物不同的是,作为一种自养性生物,它的光合作用能力很强,除能主动利用空气和水体中的二氧化碳和氮制造营养物质:蓝藻淀粉和蛋白质外(其一般含量为20~50%),还能释放出大量的氧气;科学家认为,正是它们强大的光合作用能力,有效降低了二氧化碳的浓度,才使地球大气圈中的含氧量达到了现在的水平。根据研究发现,一些蓝藻还有起死回生的本领,它的孢子即使在不利环境下休眠100多年,仍能“春风吹又生”;它的抗寒、抗旱、抗恶劣环境的能力也极强,不仅广泛分布于海洋与淡水水体之中,而且还是极地与荒漠地区生态系统中不可或缺的一部分。在温度高达85°C以上的温泉,乃至零下35°C以下严寒的北极、南极也都有它们活动的踪迹。它不仅能与菌藻类、地衣植物互养共生,还能为真菌类和地衣提供大量碳水化合物和蛋白质,而真菌类则可为藻类貯存和提供大量的水分;在我国宁夏同心、中宁、海原等荒漠与半荒漠地区生长的发菜(Nostcflagelliforme),每逢雨季,就会在荒漠中大量衍生。它与云南、广西田间生长的葛仙米(N·Sphaeroides)、雨后操场运动场和土坝坝面上生长的地木耳(俗名地滑脱)等,均属于蓝藻门中的念珠藻类。发菜还是一种堪与海参、鲍鱼、燕窝、鱿鱼、猴头、鱼翅、熊掌齐名的“山珍海味”,除了含有八种氨基酸和十几种对人体有益的微量元素外,在医学上还具有助消化、解积腻、清肠胃、降血压和促使伤口痊愈的功效,其蛋白质含量也高于鸡蛋、黑木耳和枸杞子,因其与“发财”两字相谐音,故有良好的口碑与市场;蓝藻门中的螺旋藻(Spirulina)其粗蛋白含量更高达70%,它不仅是白鲢、罗非鱼的优良饲料,现在还被成功地开发成一种高档的营养补品;某些深海蓝藻更是一些高级护肤保湿和化妆品的重要原料;因而蓝藻也是举世公认的一种极有开发前途的微生物藻类。土壤中有些蓝藻还可以直接固定大气中的氮,并使土壤的肥力和作物的产量大大提高……。因此,蓝藻对于人类和整个生物圈来说,并不是无足轻重、可有可无的。
但是蓝藻大家族中确实存在着良莠不齐和害群之马的情况,如淡水中的微囊藻(Microcystic)、水华束丝藻(Aphanizomenon)鱼腥藻(Anabaena);海水中的微蓝藻、铜绿微囊藻等也会与甲藻类,在富含氮、磷和有机物的富营养水体(污水)和高温季节,呈爆发性的“疯长”,并形成淡水水体中的“水华”(湖靛)和海洋水体中的“赤潮”。它们的生成,不仅严重阻碍了其它浮游生物的正常生长,而且会在其覆盖的水域,阻挡阳光和氧气的进入;特别是在炎热无风的夜间,由于水体中的溶氧量本来就少,沉积的有机物在厌氧性细菌的分解下又要进一步消耗氧气;一些浮游植物和水生植物在夜间无法进行光合作用,也要消耗大量氧气等,从而造成水域下部严重缺氧。蓝藻死亡腐烂后,在厌氧环境下,又要释放大量具有恶臭的硫化氢、甲烷和藻毒素等,进一步导致水体中的鱼虾贝类因缺氧中毒而致病死亡;如果每升水体中微囊藻密度超过120万个时,还能致癌并导致牛羊中毒;其群体还会阻塞水口、污染环境、恶化水质,从而使河流、湖泊、海洋,变成死河、死湖、死海,因此被人们惊呼为“蓝魔”。
大自然的报复
是什么原因导致水体中的蓝藻,特别是它的优势种群:微囊藻、水华束丝藻和鱼腥藻的“疯长”呢?答案只有一个,就是人类自己!正是由于人类不恰当、不合理的生产生活活动:大量使用高含磷的洗滌剂和富含磷、氮的化肥;将未经处理的人、禽、畜粪和生活污水、工业废水等肆意排入水域,致使江河湖海丧失了原有的自修复、自净化的生态功能,变成藏污纳垢的巨型“污水盆”。“蓝藻”由于得到了所需营养物质源源不断的大量补充,才促成了它在适宜的水温(20°C~30°C)中的疯长和爆发。因此湖泊河流中的“水花”(湖靛)和海洋中的“赤潮”肆虐为害,正是大自然对人类无度的消耗资源和索取及其对生态环境肆意破坏的无情“报复”和“警告”!它再次为人们敲响了“三湖”污染日益加剧和水环境持续恶化的“警世鐘”!
“偏安一隅”话湖州
正当蓝魔肆虐太湖及其周边地区之时,湖州却能长期“偏安一隅”暂安无事,这究竟是什么原因呢?原来作为一种富营养水体的指示植物,“蓝藻”的“疯长”,除与水体中的氮、磷和有机物含量偏高以外,还与光照、风向、水流、水温、水深、溶氧、PH值和湖区土壤底质及周边地形地貌和生态环境密切相关。
由于蓝藻喜欢在底质为淤泥且富含氮磷及有机质的浅水湖泊中生长,每当水温达到150C以上时就开始繁衍,水温越高它的生长繁衍速度也就越快,因此,每年盛夏初秋太湖水温达到200C以上之际,也正是它的群体高度扩张之时。根据实测资料:无锡梅梁湖在2001年5月中旬,其水体中的蓝藻密度约为每升581万个,至6月中旬就上升到1139万个,而到7月份蓝藻爆发期间,其密度更上升至每升2.1亿个以上!
正当蓝藻频频在太湖周边地区肆虐为害之时,为什么处于太湖南岸的湖州尚能独善其身呢?经初步分析,其主要原因有五:一.通过生态市和国家环保城市、国家卫生城市等四城联创活动,市委、市府和有关部门加大了对面源和点源污染和污水的处理力度,全市先后开展了“百村示范,千村整治”、“万里清水河道建设”、“河道清淤”,“水冲石矿整治”和“生态河道建设”等活动,今年5月起又开展了“污染物减排”的专项整治工作,限期改正和处理各类破坏环境的违法活动31起,限期改正和治理污染企业43家,从而使流入太湖的东西苕溪、长兴水系和溇港水系的水质均保持在Ⅲ类左右,水流方向也是自南向北,从而使太湖和各口门的水质也能维持在Ⅲ类;因此前几年,上海有位记者曾惊喜地写下了一篇报道:《太湖众河流,湖州水最佳》;二.每年夏秋“蓝藻疯长”之际,湖区常刮东南风和西南风,从而形成了一条非人工的天然屏障——“风垻”,有效封杀了蓝藻“南侵”的能力;重阳节过后,太湖水温逐步下降,蓝藻繁衍的高峰季节也已过去,这时湖面虽然开始刮起“西北风”和“东北风”,但这时的蓝藻,已成“强弩之末”,对我市的威胁已经不大;三.南太湖沿岸的土壤底质大多为小粉土,其有机淤泥和氮、磷的含量也远较北太湖、西太湖为低,因而也不利于蓝藻的滋生繁衍;四.南太湖的岸线,基本上为一光滑的大圆弧,而北太湖则港湾、洄角多,在夏秋东南风、西南风的吹拂下,蓝藻极易在港湾洄角处和一些水厂取水口附近堆集,积聚;五.与北太湖、西太湖和东太湖的人口密度、城市化、工业化水平以及高度集约化的围湖、围栏和网箱养殖相比,南太湖相对来说也低得多。这也就是蓝魔肆虐之际,湖州尚能偏安一隅、独善其身的秘密所在。
降伏“蓝魔”的主要对策
“前车之鉴,后事之师”。作为利益攸关的滨湖城市,要想确保城乡饮水安全,防止蓝藻爆发,除需进一步加快老虎潭、合溪两座大型水库和供水管道的建设以及饮水水源地的保护和城乡供水一体化的步伐以外,主要应遵循温家宝总理提出的:“远近结合、标本兼治,分类指导,因地制宜,科学规划、综合治理,加强领导,狠抓落实”的指导方针,通过:防、控、治的综合防治手段,加快太湖和“蓝魔”的治理步伐,逐步恢复太湖地区的自然风貌,努力形成流域生态的良性循环。。
俗话说:“打蛇打七寸,治污要治本”。目前太湖的氮磷平均含量已高达每升4毫克和0.13毫克,故治理蓝魔的当务之急,是要严格做到面源、点源的达标排放,加大截污、治污、清淤及监控执法的力度,有效截断外源性的氮、磷和内源性的有机淤泥对蓝藻的营养补给,这也是釜底抽薪和治本的主要措施; 2、浮式围拦和机械清除(吸藻船);3、矿物吸附(沸石粉、麦饭石、粘土、膨润土等),并同时加大有机底泥