水资源配置角度 重审“提标改造”

　　湖泊富营养化及随之暴发的蓝藻水华成为中国以及世界许多国家面临的重大环境问题。2007年我国太湖爆发了大规模的蓝藻，无锡地区饮用水停止供应1星期，痛定思痛，2008年太湖流域168家污水处理厂提出升级改造的口号，下大力气坚决执行一级A的排放标准。目前普遍认为，除控磷处理外，富营养化治理需要严格控制氮的排放，各地都纷纷投入巨资开展污水脱氮处理。近日江苏省政府又推出《太湖流域水环境综合治理实施方案》，确定将投资1083亿元投资用以实施保障饮用水安全、工业点源提标治理、节水减排等工程建设，确保到2012年，太湖湖体水质由2005年的劣Ⅴ类提高到Ⅴ类；到2020年，基本实现太湖湖体水质从Ⅴ类提高到Ⅳ类的目标。辽宁省2008年8月1日开始实施的《污水综合排放标准》（DB 21/1627-2008）规定省辖市规划城市中心区的城镇污水处理厂及国家、省、市级的各类工业园区污水处理厂执行GB 18918《城镇污水处理厂污染物排放标准》中一级A标准。

　　目前我国大部分地区污水处理厂执行的仍是《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002）中的二级或一级B的排放标准，如果要达到一级A的排放标准，总氮指标需要从20mg/L提到15mg/L。据太湖流域升级改造的一线专家介绍，BOD5、COD、TP都比较容易达标，但是总氮及氨氮处理达标很困难，一般都需要在后续增加深度处理且费用比较高，而且在冬天气温较低等情况下总氮达标很不稳定，可以说总氮及氨氮的去除是污水处理厂升级改造的最难点也是投入资金最大的地方。

　　严格控制污水处理厂的总氮、总磷排放指标就可以控制湖泊水体的富营养化了吗？！中国科学院水生物研究所研究员王洪铸通过对长江流域40多个湖泊进行了多年的比较研究后，认为无论总氮浓度高低，湖水总磷浓度都是限制浮游藻类生长的最重要因素，藻类总量决定于总磷而不是总氮，从而证明在野外条件下控氮并不能减少藻类总量（其相关成果已经发表在2008年5月出版的英国刊物《淡水生物学》）。同年8月，加拿大和美国的科学家基于对一个湖泊近40年的长期实验湖沼学研究，也提出了湖沼富营养化治理无须控氮的观点：削减水体氮的输入反而大大促进固氮蓝藻的发展；只要磷充足且有足够的时间，固氮过程就可使藻类总量达到较高水平，从而使湖泊仍保持高度富营养状态。

　　若要限制生物生长，其必须因子控一即可。这两项研究共同揭示了一个规律，即在较长的时间尺度上单纯消减氮负荷不能控制浮游藻类的总量，反而诱发固氮蓝藻水华生长。自然生物固氮和闪电固氮不断把空气中存在大量氮元素，转化到水体中的氮元素，但是好在水体中的磷没有类似的补充途径，且磷化合物大多溶解性较差。在污水处理中，脱氮需要通过硝化和反硝化过程，工艺复杂，成本较高，而除磷则相对较容易，通过沉淀和絮凝等方法即可去除水中80%～95%的磷，成本较低。对于藻类生长而言，氮、磷均为必须元素， 如此看来控磷成为长期有效治理湖沼富营养化、限制藻类生长的最重要因素。

　　《自然杂志》24卷2期刊登的《美国湖泊富营养化的研究和治理》一文中指出，目前美国对于营养物在水体中的内循环、营养物与底泥沉积物的相互关系以及它们与藻类增长的影响等方面的研究备受关注。对美国Clear湖的研究表明，储存在底泥上部10mm层高内的磷为3500t，每年由外源输入的磷平均为160t，而参加内循环的磷则为550-700t，底泥中释放出来的磷成为支持藻类增长的主要营养源。

　　控制藻类，尤其是控制和治理有害藻类(包括蓝藻和甲藻等)，绝非易事；更不可能毕其功为一役。控制和治理藻类，首先要对藻类本身的生理学和生态学有足够的认识和了解，要对藻类周边环境的生物地球化学，水化学和动力学，以及湖泊海洋生态学有足够的认识和了解。在科学技术高度发达的今天，我们还应当对分子水平上的生物学、藻类、病毒学和基因工程有足够的认识和了解。只有掌握了这些知识，我们才能真正找到控制和治理有害藻类的经济有效的工程方法，把我国湖泊富营养化的研究和治理提高到现代高科技的水准。