为什么气温高和水位较低太湖蓝藻数量迅速增加

为什么气温高和水位较低太湖蓝藻数量迅速增加
为什么气温高和水位较低太湖蓝藻数量迅速增加

为什么气温高和水位较低太湖蓝藻数量迅速增加
我给你几篇得了
太湖蓝藻爆发的最主要原因就是水体富营养化.
太湖无锡段的水体富营养化与气温、水温等密切相关,同时还存在着地理特殊性.
上游湖荡水质恶化.近年来太湖上游湖荡保护力度不够,湖荡生态系统退化严重,太湖失去了第一道天然保护屏障,这直接导致从太湖西北部进入的污染物总量升高,太湖大部分水域藻类含量处于极高的水平.
湖水温度高于正常年份.太湖年最高水温出现在7、8月,年最低水温出现在12月下旬至次年2月上旬,历年最高水温达38℃,最低水温0℃,水温年变幅介于29.5～38.0℃之间,平均变幅为34℃左右,平均水温为17.1℃,较陆上气温高1.3℃,且各月平均水温均高于气温.2006年的冬季是无锡市有气象记录以来最温暖的冬天,整个冬季的日平均气温比往年要高2℃多,这导致蓝藻没有被大面积冻死,为2007年的暴发积聚了条件.继“暖冬”之后,2007年入春以来气温继续走高,为蓝藻的疯长提供了适宜条件.2007年1～4月太湖水体积温高于多年平均值,尤其是4月份月平均水温为近25年中最高,且4月25日以后太湖水温一直超过20℃,整个5月份也是历史上气温最高的月份.这些都有利于藻类生长.
太湖水位较低.2007年1～4月,连日干旱导致太湖的水位大幅下降,而太湖水位本来就很低,所以很快就引起泛浮现象,导致太湖底下的脏东西全都浮了上来.太湖始终处于相对较低的水位,4个月平均水位为2.94米,比近25年水体积温最高的2002年同期还要低13.4厘米,极低的水位使污染物浓度提高,从而进一步导致水质恶化.
东南风的风向集聚效应.梅梁湖是太湖伸向陆地的大湖湾,东南风一吹,几乎整个外太湖的蓝藻都聚集到了这里.曾有专家比喻,梅梁湖的100多平方公里水域像一个水体相对静止的“口袋”,偏南风一吹,便成了整个太湖蓝藻的聚集处.其实无锡梅梁湖集中了太湖中江浙沪三地的蓝藻,而无锡市位于太湖的取水口就在这里,所以蓝藻的爆发对无锡市民饮用水影响极大.
降水量少.降雨偏少弱化了水体本身的净化能力,致使水质进一步恶化.加上太湖生态清淤工程导致水体无法流动,太湖近乎似水,所以加剧了蓝藻的灾情.
然而,以上种种导致水体富营养化程度加深的现象并非自然形成,蓝藻大面积爆发也并非蓝藻之过,太湖的污染,罪魁祸首还是人类.从20世纪80年代末开始,太湖的主要污染物总氮、总磷就严重超标,富营养化明显,局部汞化物和COD含量也大大超标.这主要是由农业面源污染、工业点源污染及生活污水排入太湖导致的.
而造成太湖富营养化的首要原因就是农村面源污染.面源污染是指溶解的和固体的污染物从非特定的地点,在降水或融雪的冲刷作用下,通过地表径流而汇入受纳水体,包括河流、湖泊、水库和海湾等,并引起水体的富营养化或其他形式的污染.面源污染更多地与农村联系在一起.我国农村过量和不合理地使用农药、化肥,小规模畜禽养殖的畜禽粪便,以及未经处理的农业生产废弃物、农村生活垃圾和废水等,都是造成面源污染的直接因素.
此外,这些年来,无锡等地的太湖地区把化工业作为支柱产业,使得大大小小的化工、电镀、印染等企业如雨后春笋,分布在这个地区,数以千计的污染企业沿太湖一字排开,污水直接排放到太湖里.太湖流域内乡镇工业相当发达,以不到全国0.4%的国土面积创造着约占全国1/8的国民生产总值.上游地区一直未能遏制自己的“GDP情结”,片面追求经济效益,忽视了太湖周遍的污染源整治.
由于高效快速的经济发展模式吸引了大量外来人口,太湖流域人口密度已达每平方公里1000人左右,是世界上人口密度最高的地区之一,城市化水平居全国之首.城市化进程加快、外来人口增多使得城市生活污水量迅速增大,而大量的生活污水也毫无例外的排入了太湖.
湖泊本来是很大的自然系统,但长期以来人们不加节制地开发利用它,导致了湖泊系统性问题的出现.人与自然的辩证法表明,粗暴地利用自然必然受到自然的报复.人和自然的关系已经严重失衡,自然已经开始报复人类的过度使用了.跟河流相比,湖泊更需要“休养生息”.古老的太湖养育了周边生生不息的儿女,现在该是儿女们舍弃贪婪,让她休养生息的时候了.
反思我的家乡武汉,第五次人口普查（2000年）的数据表明,武汉市的平均人口密度是每平方公里947人,比1990年增加132人.按照这个增长速度,现在武汉的人口密度应该已经超过每平方公里1000人了,这和太湖流域情况相当.武汉的城市化率为82.86%,也是相当高的,流动人口比例也很大.不过与太湖流域不同的是,武汉市人口密度最高的地方是武昌,达到每平方公里12020人.而武昌是武汉的教育中心,这里的高校师生占了人口的一大部分,就全市来看,人口增长最快的人群也是大学生.但这并不能减轻武汉市的污染程度.和我一起在武汉长大的同龄人中,患有上呼吸道疾病的大有人在；虽然大批工厂都搬到了郊区,但这只能导致郊区的污染程度朝着市区的方向加速演变,对于城区,变化并不大.我也见过绿色的长江水,但却和太湖的绿色不同,江水下的小鱼和蝌蚪都清晰可见；我也喝过苦涩的自来水,加糖也掩盖不了的苦,但却是突发事件引起的,不到一天就又好了.而现在我常常在武汉的大小湖泊中看到水华现象,几乎所有的湖都有,但从未见过有好转的迹象；常常听到湖面大面积翻塘的消息,但几乎年年都有.和江水里的小鱼玩耍,那些快乐的童年时光已经成了永久的记忆,长大后我也再没有见过江水下的那些鱼.也许拥有这样记忆的人里面,我和我的同龄人就是最后一代了吧!——真是可悲的事实!作为长江和汉江的儿女,守着千湖之省,百湖之县,我们也早就该警醒了.
有人怀疑太湖蓝藻爆发与环湖的水稻田有关,其实不然.稻田是地球上最大的人工湿地生态系统,对区域气候起着重要的调节作用.研究显示,在同样的土壤有机碳水平下,稻田土壤可以保持更多的氮和磷,不仅可以显著提高土壤肥力,而且可以明显降低氮磷对周边环境的污染,所以,水稻不但不会引发蓝藻爆发,反而会限制蓝藻的疯长,应该发挥其显著的固碳减排降温效应和大气的净化功能.但是,环太湖的传统种稻观念需要与时俱进,要在科学规划稻田布局的基础上,将“高产更高产”的水稻生产目标更改为“优质安全生产”,切实降低农用化学物质的投入量,进行保护性稻作技术创新,积极开发环境友好的保护性稻作技术,开创经济效益和环境保护的双赢局面.
此外,还有一个早已被人们淡忘的潜在因素——生态系统食物链.太湖盛产的鱼类有48种,其中以经济鱼类银鱼和白鱼闻名.20世纪60年代环湖大堤和闸坝的建设阻隔了太湖和长江间的交通,这让原本可以游进太湖的鲢鱼数量减少.常见的“四大家鱼”（青鱼、草鱼、鲢鱼、鳙鱼）中的鲢鱼是一种“食藻鱼”,是蓝藻天生的“克星”.鲢鱼无法进入太湖,食物链上掉下一环,蓝藻缺乏生态上的天敌,疯长只是时间问题.可见,人为的水利工程在多年前就已经埋下今日的祸根.自然界的万物存续自有其定律,其中有许多微妙的关联,是我们人类无法看清的,这正是自然界的伟大之处,也正是我们人类渺小的所在.如果人类已经无所不能了,那么还要上帝做什么呢?巴别塔的存在是对所有生物的警示——是自然界创造了你,所以你永远不会比大自然更强大.
“水华”是淡水中的一种自然生态现象.绝大多数的水华仅仅是由藻类引起的,如蓝藻（蓝细菌）、绿藻、硅藻等；也有部分的水华现象是由浮游动物——腰鞭毛虫引起的.水华发生时,淡水一般呈蓝色或绿色.
在自然界生态系统中,氮、磷等营养元素是植物生长的限制因子,即木桶的短板.如果氮、磷含量大量增加,即水体富营养化后,植物的生长就解除了限制,继而大量繁殖.而处于食物链最底端的原生植物（以藻类为主的各种浮游植物）繁殖得最快,它们迅速占有大量资源,从而限制其它植物的生长,成为优势种群.在淡水中,导致水华的最常见的生物就是蓝藻.由于藻类是以光能为能源的,光合作用会产生氧气,所以当藻类大量生长时,水体表面的溶解氧呈饱和甚至过饱和状态；但同时,蓝藻也会在水面形成一层膜,阻断阳光和空气进入,而且当藻类大量死亡后,由于腐化和降解的过程要消耗水中大量的溶解氧,导致水体中的溶解氧严重不足,呈厌氧状态,水体严重恶臭.此外,为了抑制其它生物生长,藻类会释放出一种毒素——湖靛,对鱼类有毒杀作用,破坏水体中生物的多样性,导致水体中的生物尸体和残体增多,有机负荷大大提高,又产生大量的氮和磷,进一步加深了微生物厌氧分解的程度,从而形成恶性循环.所以淡水富营养化后,水华会频繁出现,面积逐年扩散,持续时间逐年延长.
水华造成的最大危害是饮用水水源受到威胁.藻毒素通过食物链影响人类的健康,蓝藻水华的次生代谢产物MCRST能损害肝脏,具有促癌效应,直接威胁人类的健康和生存.此外,自来水厂的过滤装置会被藻类填塞,漂浮在水面上的藻类会影响景观,水体还会有难闻的臭味等等.所以每次发生水华现象都会给人类和自然界带来巨大的损失或灾害.
导致水华发生的最重要的因素就是水体的富营养化.而造成水体富营养化的主要原因还是水域沿线大量施用化肥、居民生活污水和工业废水大量排入江河湖泊,致使江河湖泊中氮、磷、钾等含量上升.此外,水温、pH值、光照强度等因素均会影响水华的程度.20～30℃是水华现象发生的适宜温度范围.一周内水温忽然升高大于2℃是水华现象发生的先兆.当营养物质及其他条件适宜时,pH值为8左右可促进水华发生,若发生水华后,即使初始pH值不利于藻类生长,藻类的自适应性使其可通过一系列生理生化反应调节水体pH值趋向适宜生长的偏碱性范围.光照强度越强越有利于藻类的光合作用,进而促进藻类繁殖,大大提高藻类的繁殖速度.在水华现象发生时,水域多呈现干旱少雨,天气闷热,水温偏高,风力较弱,潮流缓慢等特征.
2007年5月6日,太湖开始爆发蓝藻,这个无锡市民年年都要受到侵扰的“常客”,这次却来得更早、更凶.无锡市紧急启用常熟水利枢纽泵站从长江实施应急调水.16日,梅梁湖水质变黑,22日,小湾里水厂停止供水,25日,贡湖水厂水质尚能满足供水要求,28日,贡湖水厂水源地水质严重恶化,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每升,居民自来水臭味严重,29日起,自来水水质粘稠,带有极强的刺鼻的腥臭味.
此后,无锡市民无法饮用自来水,甚至用来洗脸洗澡都不行,市民只能购买纯净水解决饮水问题.在老一点的城区,市民开始启用井水救急.日常生活的洗脸、洗澡、刷牙也要强忍着刺鼻的臭味,鼻子都不敢靠近手.部分市民离开无锡避臭.
为保证居民饮上纯净可口的自来水,自来水公司不惜成本,每处理一吨水就要耗费6分钱的除藻除臭药剂,而每天需要处理100多万吨水,仅此一项,每天就需耗费6万多元.而且用药剂很难完全除去臭味,加净水器、活性碳、强氧化剂都没有效果.
太湖流域的景观、渔业、航运产业都将受到沉重打击,经济损失巨大.
应急措施
面对突然爆发的太湖蓝藻,无锡市政府采取了一系列应急措施：一是加大“引江济太”（引长江水补充太湖水）的供给量,以达到稀释太湖富营养化水质的状况,截止6月3日,共引长江水4.3亿立方米,其中2.46亿立方米引入太湖；二是紧急邀请国内治理蓝藻的相关专家会商改善太湖水质的有关对策；三是密切关注自来水水质生化变化情况,以便作出积极应对.此外,连接太湖与无锡市内河的闸口被打通,同时启用一批被封闭的深水井,作为应急期间市民的生活用水补充.市政府组织人手打捞蓝藻,加强监测,尽快净水、稳定水价.
为缓解太湖蓝藻灾情,针对降雨量少的情况,5月31日下午和6月1日凌晨,有关部门在太湖地区实施了火箭人工增雨作业,取得了明显的增雨效果.针对市民用水难的情况,政府启用一批被封闭的深水井,作为应急期间市民的生活用水补充.
5月31日,清华大学教授张晓健和助手来到无锡.专家发现,从太湖取水口到制水厂7公里长的输水管线有两个半小时的流程,若在取水口投放大量的高锰酸钾氧化剂,在2个多小时的输水过程中,就能氧化掉大部分致臭物质；再在制水厂投放粉末活性炭,就能去除剩余的致臭物质,同时分解残留的氧化剂.经历了17个小时的反复实验后,6月1日上午7时40分,制水厂出水的臭味被成功消除.这一关键性突破,为破解无锡市饮水危机带来了希望.6月1日晚,无锡市开始恢复正常供水,但要等水管中的陈水都流光后才能开始用水.6月3日上午,江苏省和无锡市两级卫生部门又对出厂水质和居民家中的水质进行监测比较,自来水出厂水质稳定合格,所有水厂出厂水的感官指标、一般化学指标、毒理学指标、细菌学指标均符合国家GB5749－85水质标准.市民除饮用和做饭仍依赖纯净水外,其他生活用水已经正常.
治理方法
追溯太湖污染治理的历史,时间已经很久了,但太湖水质却每况愈下.其原因之一就是对可能发生的人为污染物排放量估计不足.上世纪90年代提出“2000年太湖水变清”的目标,当时估算每年进入河道和湖泊的工业废水只有5.4亿立方米,生活污水的年排放量也只有3.2亿立方米左右.而到了2000年,排放的污水量却增加了5倍,监测数据显示,当年太湖流域点源污水排放量53.3亿立方米.原因之二就是太湖流域水资源保护和水污染治理,表现为流域特征,涉及到水利、环保、建设、农业、渔业、交通等多个部门,必须以流域为单元进行综合治理.太湖涉及两省一市,环湖城市必须携起手来共同治理,否则是无法将太湖治理好的.原因之三是蓝藻爆发的现状并不是一天形成的,要治理好也需要相当长的生态周期.如果要新造自来水厂,那么选址、取水方案、技术设计、建设等环节,周期也相当长.
从生态学的角度考虑,早在蓝藻爆发之前的1月份,就有专家提出在太湖养鱼来预防和治理蓝藻.据测算,花鲢或者白鲢每增长1千克体重就能“消灭”40千克到50千克蓝藻.一条50克左右的鲢鱼苗在太湖中长到1.5千克左右,就要被捕捞上岸,由此推算,从放流鱼苗到捕捞上岸,一条鲢鱼一共能吃掉60千克左右的蓝藻.
中科院合肥物质科学研究院离子束生物工程学重点实验室,研究出一种有机污水处理剂,将其均匀加入一杯污水中,3～5分钟即可使氮、磷及藻类絮凝沉淀,再通过磁分离技术,彻底移出污染物,处理后的水体达到国家二级排放标准.专家介绍,过去一些水体治理产品只能凝结、沉淀污染物,不能将其移出,时间长了往往会再次爆发污染.而他们研制出的这种有机污水处理剂是以粉煤灰等几种无毒无害的工业废料与壳聚糖等材料复配,再加上磁粉等磁性材料,通过物理化学改性,制成粉剂或水剂母料的.试验表明,这种水处理剂与富营养化湖水混凝,先产生絮凝物,再伸入磁铁即可吸附移出氮、磷和藻类.这项新成果因为加入了磁分离技术,可实现彻底根治氮、磷及蓝藻的目标,弥补过去一些水体治理产品的不足.
针对已爆发的蓝藻,有关专家提出向湖中喷洒稀释的黏土浆,利用黏土对藻类细胞的凝聚吸附作用使蓝藻沉入水底,控制其生长蔓延,同时往原水中添加活性碳也可以吸附、沉淀蓝藻.
针对去除水体中的藻毒素,复旦大学化学系副教授邓春晖开展了一项名为“磁性纳米材料附加铜离子去除藻毒素”的研究.研究证明,铜离子能和藻毒素通过配位作用相结合.而通过将铜离子附加在磁性纳米材料上,就可以用磁石将附有藻毒素的磁性纳米材料方便地提取出来,从而实现从水体中分离藻毒素的目的.在实验室阶段,此方法的分离率已达90%以上.
针对防止和缓解水体富营养化的问题,复旦大学环境科学与工程系胡欢等三名学生发明的“陆生植物水培治污法”提供了一种全新的解决思路.此方法利用佛手蔓绿绒和叶喜林芋两种常见的景观植物,栽培在重度富营养化的水体中,以最大限度地吸收水中的富余营养.
水藻是一种只要有阳光和水便可生长并能转化为燃料油的生物.科学家开始启动用水藻转化燃料油的计划.从水藻中提取的植物油可以被转化成生物柴油,这种生物柴油几乎可以被当作所有柴油机的燃料.因此,有人想到用爆发的蓝藻制造生物燃料油.
蓝藻含氮量高达10%左右,含磷量也近1%.1立方米蓝藻可生产4公斤氮,相当于8公斤尿素,加上生产沼气的收益,综合利用1立方米蓝藻的总收入可达50元.他们已成功将蓝藻制成优质生物肥料,可以很好地取代化肥.目前,这项成果即将在太湖边进行中试,一旦项目取得最终成功,可解决太湖周边40万亩土地的肥料供应问题.水体富营养化,而周边农田营养缺乏,这种处理方法本身就反映出我国农业生产的不科学不合理的现状.
后续处理
实时监测蓝藻状况.江苏省测绘局和中科院南京地理与湖泊研究所联合研发“太湖蓝藻水华遥感动态监测预警系统”,通过卫星遥感空间、地理信息技术配合湖面实测采样等高新技术,建立遥感光谱与蓝藻生物量关系模型.系统建成后,将可动态监测蓝藻水华的发生、发展与空间分布变化,通过不间断的卫星图片数据输出,判断蓝藻的生长态势,进行预报预警,并为湖区周边新农村建设及时提供水质资料,为农业、渔业生产,人民生活用水等提供良性管理与技术服务.
治理排污源头.紧邻太湖的无锡周铁镇,面积不足73平方公里,却聚集了400多家工业企业,其中,高污染企业就有150多家,多年整治都不见效果.2007年蓝藻爆发后,无锡市将在2008年底前关闭全市772家高消耗、高污染、高危险、低效益的企业.在江苏宜兴,凡是有氮、磷排放的新项目全部被叫停,还有近十家这类老企业,虽然符合以往排放标准,但按照新的环保门槛,也被关停转产.江苏将于2008年底前依法关闭2150家小化工企业.
现状
今年（2008）4月初,太湖蓝藻又大规模爆发,比2007年又提前了一个月,而且湖水就像绿色油漆一样,可以写字；太湖就像大染缸一样,东西掉下去再捞上来就全都染成绿色了.不可否认,水华的现象不但没有好转,而且还更加严重了.但由于各方面都做好了准备,所以居民生活用水没有受到影响.
藻水分离工程可望规模化运作.无锡太湖水藻分离站示范工程项目位于太湖梅梁湾北端,是无锡实施蓝藻无害化处理与资源化综合利用的重点示范工程之一.该项目引进水藻分离集成技术,采用机械方式治理蓝藻,工艺成熟,低耗高效,安全实用,日处理能力可达5000吨富藻水.项目实施后,可解决水藻高效快速分离、藻浆脱水、藻渣制取有机肥等三个难题,对蓝藻暴发形成的大面积水华可迅速有效应急清除,除藻率达95%以上,并可大量带走氮磷,减轻水体中营养负荷,改善水质.经过太湖水藻分离站处理的去藻水可直接回送湖体实施再利用,能提高水体透明度,改善水体景观,为湖泊的生态修复创造条件.
感想
搜集了很多资料,也查阅了一些相关知识,但始终没有找到针对水体富营养化本身的治理措施.都只能等水华发生以后,再在用水的过程中,去处理去净化.也就是先污染后治理,而且这种治理也不是根本上的治理.虽然从根本上治理可能需要很长的时间,但现在似乎连解决方案也没有,让人觉得泄气,觉得可悲啊!
水体富营养化同时涉及到环境问题的两个方面,即环境污染和生态破坏.在上述的探究中,已经提及这两个方面,但很明显,现在社会上对太湖蓝藻爆发的反思,更多的只是看到了环境污染,而对生态破坏的重视不够,对生态环境的现状也没有具体的研究分析.但我想,利用生物的或者是生态学的方法来解决太湖蓝藻问题才是更快速更有效的.
另外,武汉和太湖流域的状况十分相似,作为土生土长的武汉人,我深深地为太湖的故事在武汉重演感到担忧.