我国湖泊水环境治理效果及对策建议——以太湖和滇池为例

王海燕，祁昌军

(1.中电建华东勘测设计研究院(郑州)有限公司，河南 郑州 450000；2.生态环境部环境工程评估中心，北京 100012；3.水电生态环境研究院，北京 100012)

1 引言

湖泊是人类赖以生存的国土资源，具有调节径流、提供农业灌溉、工业及饮用水源、沟通航运、改善区域生态环境等多种功能。我国幅员辽阔，湖泊数量多、类型全、分布广、生态类型复杂。据统计，全国共有面积大于1 km2的湖泊2693个，分布在28个省，总面积981414.6 km2[1]。随着湖泊流域周边人口增长和经济快速发展，尤其是东部平原湖区，入湖污染物增加引起湖泊水环境质量急剧下降，蓝藻暴发频繁，生态功能退化严重，直接威胁城市供水安全，成为限制国民经济可持续发展的重要因素，湖泊水环境治理刻不容缓。

2 湖泊水环境现状及治理的紧迫性

2.1 我国重要湖泊水环境现状

据《2020中国生态环境状况公报》统计[2]，2020年开展水质监测的112个重要湖泊(水库)中，I～Ⅲ类湖泊(水库)占76.8%，比2019年上升7.7%；劣Ⅴ类占5.4%，比2019年下降1.9%。主要污染指标为总磷、化学需氧量和高锰酸盐指数。开展营养状态监测的110个重要湖泊(水库)中，贫营养状态湖泊(水库)占9.1%，中营养状态占61.8%，轻度富营养状态占23.6%，中度富营养状态占4.5%，重度富营养状态占0.9‰。湖泊水环境呈现整体改善趋势，但富营养化湖泊占比仍较高(图1)。

图1 2020年我国湖泊生态环境状况

2.2 湖泊污染成因分析

2.2.1 外源污染

首先是点源污染。湖泊流域往往是经济发达，人口聚集的区域，伴随人口增加，用水量及污染废水排放量不断增加。城镇污水以污水处理厂点源排放为主，根据相关要求，出水排入国家及省确定的重点湖泊及水库时需执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准，已是污水排放最高标准，但其要求的总氮浓度10～15 mg /L及总磷浓度0.3～0.5 mg /L依然远高于湖泊水环境要求，因此点源污染仍然是湖泊水质变化的重要影响因素。其次是面源污染。面源污染是影响湖泊水质及富营养化的重要因素。农村居民生活散排的污水、养殖废水及农田退水等面源污染具有分散、浓度低、点多面广等特点，其收集处理成本高，过程阻控实施难度大，末端治理效果不明显，难以形成有效的治理考核标准[5]，给面源污染治理带来极大困难和考验。

2.2.2 内源污染

污染物质进入湖泊后，很大一部分沉淀聚集到底泥中。一方面，底泥在静态过程中持续不断释放污染物到上覆水体，造成水质污染。有关研究表明[6, 7]，太湖底泥在静态条件下磷的年释放量为700～900 t，占到外源污染比例的1/3，部分富营养化湖泊占到1/2[8]。滇池氨氮底泥年释放量约为1349.1～6542.2 t，磷酸盐的底泥年释放量约为74.9～380.2 t /a[9, 10]。另一方面，风浪扰动引起底泥的再悬浮，其产生的释放通量远远大于静态条件[6, 11, 12]，成为湖泊水体中氮磷等营养物的重要来源。

2.2.3 水动力不足

在水生态系统中，水动力条件(如流速、流向及水体扰动等)是决定植物和藻类生长的重要因子[13]，0.06～0.1 m/s的流速对藻类生长抑制作用明显[14]。流速低、换水周期长不利于污染物排出湖区，也不利于植物成长，造成内源污染和富营养化[15, 16]。风是湖流运动的主要动力之一，湖泊在风力作用下形成风生环流，风速决定湖泊流速，风向则决定湖泊环流形式。大型湖泊尤其是浅水湖泊面积大，水深浅，整体呈碟形，流速缓慢，通常为厘米每秒级别[17～19]，因此导致水体交换能力差，进一步加剧水体污染。野外观测表明，太湖10 cm/s以下流速区域占比90%以上[20]，其早期换水周期约308 d，近年来随着入湖水量增加，换水周期降低显著，平均降低到184 d[21]。滇池作为高原湖泊，自然降水补给量少，换水周期长达3～5年[22]，在主导风向西南风情况下平均流速约为2 cm/s。

2.3 湖泊治理的紧迫性

湖泊不仅是宝贵的自然资源，而且具有不可替代的功能，一旦消亡或生态系统恶化，会造成不可逆转的后果。湖泊水质持续恶化将导致水环境容量减小，自净能力降低，生态系统稳态发生变化，如太湖近年来已由草型湖泊转化为藻型湖泊，生态系统恢复难度大大增加[23]。滇池富营养化加剧导致生物多样性受到很大影响，生物组成结构发生了很大变化，高等水生植物种类减少，水生生物种类、群落类型及分布区域与历史资料相比下降显著，沉水植物种类减少，分布范围缩小[24]。因此，现阶段湖泊水环境面临的形势已然严峻，湖泊治理工作刻不容缓。

3 湖泊治理的主要方法及成效

我国湖泊富营养化程度与流域人口和经济发展密切相关，如长江中下游历史悠久，人类活动活跃，河网水系发达，水量丰沛，云贵高原湖泊则主要由破碎沉积物组成，降水较少，水环境相对封闭。国内东部地区浅水湖泊太湖和云贵高原湖泊滇池为例，分析梳理总结我国湖泊水环境治理过程和成效，太湖和滇池同是也是重点治理的“三湖三河”之一。总体而言，近年来湖泊水环境治理在思想上由传统污染治理转向流域生态系统全面恢复，技术上从单一技术到多项技术集成转变，对湖泊治理的理论研究和技术创新不断加强，管理能力逐步提升，从而进一步促进经济和生态环境协调发展。

1.1.1 中小企业应收账款量大，回收难 在面对市场时为了扩大自身的市场，常常利用商业信用进行赊销。如榆中水泥厂、临洮淀粉加工厂都存在大量的赊销业务，这些业务形成了大量的应收账款，而中小企业的合作伙伴也有很大一部分是中小企业，企业之间很容易形成三角债，导致应收账款难以收回。很多中小企业由于此类应收账款问题，造成企业资金周转困难，经营陷入泥潭，甚至出现破产倒闭。

3.1 太湖治理历程及成效

3.1.1 治理历程

新中国成立以来，党中央、国务院高度重视太湖流域治理工作，在太湖流域规划、治太骨干工程建设、水环境综合治理、防汛抗旱和引江济太水资源调度、水法规体系建设等方面开展了大量工作。自2007年“5·29”太湖发生供水危机以来，国家及地方政府出累计投资超过千亿，采取了控源截污、蓝藻治理、生态清淤[25]、生态调水[26]、生态修复[27]等多项综合措施全力治理太湖。根据太湖治理过程[28，29]，将其分为分区治理、流域综合治理、一轮治太、二轮治太、综合治太新时期等阶段，具体见表1。

表1 太湖水环境变化过程及治理历程

3.1.2 治理成效

经过多年治理，太湖流域的水质总体上不断提升，2007～2017年富营养化水平基本保持不变，总体保持在中度富营养化程度，2018年开始逐渐下降。总体而言，通过近年来的治理，太湖水质已经有所改善，呈好转趋势，富营养化有所减轻，但仍有波动，未得到根本好转。在太湖流域人口持续增加，经济不断发展的情况下，太湖水环境治理仍面临巨大挑战。2007～2020年太湖重点水功能区达标率和富营养状况变化程度见图2及图3。

图2 2007～2020年太湖流域重点水功能区达标率

图3 2007～2020年太湖营养状况变化

3.2 滇池治理过程

3.2.1 治理措施

滇池作为典型高原湖泊，受气候变化与人类活动叠加影响，其治理历程对于我国湖泊治理具有重要示范意义[31]。滇池水污染治理始于1970年后期，经过5个“五年规划”的努力，综合实施截污治污、生态修复、节水及再生水利用、外流域补水[32]等多项措施，治理成效显著。其具体治理过程见表2[33]。

表2 滇池治理历程

3.2.2 治理成效

以滇池逐年水质变化情况和外海逐年水质变化情况来看，滇池早期水质较好，90年代起水质逐渐恶化[31，34]。经过20多年的不懈努力，滇池水污染防治成效逐步显现，2016年全湖水质改善，首摘“劣五类”帽子；2018年滇池全湖水质保持IV类，是30余年来的最好水质，水环境质量明显改善；2019年继续保持在IV类。营养状态已由重度富营养转变为中度富营养，水质稳中向好，主要入湖河道的黑臭水体基本消除，蓝藻水华发生规模和频次不断下降，流域生态环境明显改善。随着滇池水质的明显改善，一些在滇池消失多年的鱼类和两栖动物也重现身影，其中包括濒危物种彩鹮，以及翻石鹬、铁嘴沙鸻等十来种(图4、图5)。

图4 1987～2020年滇池水质变化

图5 2008～2019年滇池外海水质变化

4 湖泊治理过程中存在的难点与问题

4.1 营养盐控制难度大

首先，污水处理工程规模与流域经济发展产生的污染负荷不匹配。湖泊流域污染源主要有以城镇生活污水和工业废水为主的点源污染，和以农村生活和生产污水为主的面源污染，很多湖泊的补给中，来自城市污水处理厂的排水越来越多，且排水标准远高于湖泊水环境要求。在实际建设过程中，城市污水处理真正的短板在管网，管网总量不够质量不高，导致实际的污水收集率不高，且存在部分污水溢流入河的情况，管网不完善进一步影响污水处理厂的运行效率。其次，面源污染贡献不清晰，治理存在技术瓶颈。面源污染是全世界普遍存在的环境问题，它是各种污染物在一定区域通过地表径流、土壤渗滤等作用进入水体造成的污染，具有输入量大、面广、随机性大、不易监测、控制难度大等特点，是一项长期的、复杂的系统工程，目前尚未从根本上解决问题。

4.2 亟待建立因地制宜、分类施策的治理体系

我国湖泊数量众多、分布广泛、类型多样、成因复杂，不同区域湖泊的物理、化学、生物学特性等方面存在显著差异，致使湖泊营养物水平、富营养化的成因、效应及演变过程具有明显的区域差异性。根据研究，不同湖泊浮游藻类对营养物质TN、TP的利用效率、生态效应、藻类生物量对水体透明度影响等均存在区域差异性[35]，缺乏体现区域差异的湖泊营养物基准和富营养化控制标准，使得湖泊富营养化的综合治理缺乏针对性和区域性，并不能从根本上解决湖泊富营养化逐渐恶化的趋势，需要因地制宜，探索建立适用于不同地区的湖泊水环境治理技术及管理体系。

4.3 未形成有效的多部门管理、多学科融合机制

我国目前大多数河湖管理体制在横向由水利、渔业、交通、环保、卫生、国土、林业、矿产、旅游、卫生等相关部门共同管理，各部门之间职能交叉，权责不清。纵向上由国家和地方共同管理，缺少流域层面独立的管理权限，未能在流域和生态系统尺度形成有效合力。此外，根据秦伯强等[30，36]在太湖开展的生态恢复试验研究表明，湖泊生态修复必须以降低藻类生物量、减少悬浮物和提高水体透明度等生境条件的改善为前提，目前已基本形成控源截污是生态修复前置条件的共识。但是湖泊水生态环境变化的机制非常复杂，影响因子众多，如湖泊的物理结构、水体的理化特性、水文气象的条件变化、氮磷等营养盐循环过程等都对生态系统结构和功能产生影响，过程中需要通过地球生物科学、地理学、地质学、环境学、生态学等多门学科融合，共同研究湖泊水环境治理。

4.4 缺少专门的湖泊立法

目前我国并未建立起完善的针对湖泊管理的法律法规，个别地区根据管理需要制定了相关的地方性法规，如《湖北省湖泊保护条例》《江苏省湖泊保护条例》《武汉市湖泊保护条例》等，这些地方立法在湖泊管理体制机制方面进行了一定探索，但仍仅是针对单个水资源开发、利用和保护活动的管理，并未对湖泊生态系统及其流域综合管理制定明确的管理措施，由于地方立法约束，在部分重大事项上无法突破，法律的缺失及管理上的不足将进一步加剧湖泊破坏[33]。

5 对策建议

5.1 建立目标导向，削减入湖污染物

湖泊水环境治理取决于外源的有效控制、内源削减以及湖泊生态系统的恢复，三者缺一不可。其中控制环湖污染物排放是最直接有效的措施，要控制进入湖泊的污染负荷，必须控制入湖河流携带的污染物。水环境污染问题在水里，根源在岸上，核心在管网。需要按照从“源头收集、过程阻控、末端治理”思路，系统排查管网覆盖度及混接、错接、漏接情况，正本溯源，减少因管网混接错接而出现雨水、地下水进入污水系统，造成的污水处理规模不足的假象，真正提高污水处理工程的处理效率和能力。同时，结合老旧城区的改造，逐步推进管网改造和海绵城市建设，减少面源污染，削减入湖污染物。

5.2 因地制宜，一湖一策

我国湖泊众多，成因各异，湖泊周边生态情况各有特点，湖泊与入湖河流的水文关系、流域的经济发展水平与产业结构以及排入湖泊中的污染物构成与数量各有差别，很难找到条件完全相同的两个湖泊。因此，在开展湖泊治理过程中应做到因地制宜，建立专门的湖泊保护机制及湖泊管理机构，使湖泊管理执法权集中化，深入落实“一湖一策”。先诊断、后治理，结合区域、流域和湖泊污染的成因及特点，坚持规划引领，目标导向，对流域水资源和水环境进行统一规划，根据各湖泊在不同区域中的地位及功能，明确各湖泊管理及流域管理的地域范围、主要内容、目标和责任，有针对性、有重点地实行分类指导、分类保护。

5.3 建立跨部门统筹协调组织体系，打好管理与技术组合拳

湖泊流域具有自然属性和社会属性[37]，需要结合工程措施和非工程措施协同治理。在管理层面，目前仅有太湖等个别湖泊有统一的流域管理机构，大部分湖泊管理都在国家层面，需进一步对不同管理部门职责进行清晰定义。对于跨省级行政区湖泊管理，流域机构作为国家水行政主管部门，形成国家政府部门为主、有关省(市)政府部门合作的集成一分散的管理模式；对于省辖湖泊管理，可建立以目标管理为主导、地方水行政主管部门为主管的组织、协调、执法和监督机制。在技术层面，湖泊治理面临多学科交叉、理论方法继承与创新等空前的挑战，未来研究需要进一步考虑社会、经济和水环境保护的系统性，运用跨学科的思维和方法应对这些挑战，从而更好地为湖泊流域水环境保护提供科学的指导。管理制度创新带来的效益要远大于技术创新，湖泊水环境治理需要同时探索制度与技术水平的创新，相互促进、共同实现湖泊水环境治理水平提升。

5.4 完善湖泊立法

我国长期以来将江河与湖泊视为一个整体，与水相关的法律内容自然包含了湖泊保护内容，如《水法》《水污染防治法》《渔业法》《河道管理条例》《长江保护法》《关于全面推进河长制的意见》等等，但在现行法律下湖泊保护形势缺依然严峻，现实表明，将河湖水资源一体化管理的立法思路，以及据此建立的各种法律制度，在湖泊保护方面未达到预期效果，究其根本，湖泊具有其独特的不可替代的功能，需要进一步强调湖泊保护的特殊性，将湖泊保护从一般的水保护中独立处理，为湖泊制定单独的法律法规及保护管理体系。国家层面和地方层面都应该给予更足够的重视，尽快组织开展湖泊立法工作，建立和健全我国湖泊管理和保护的法制体系，真正做到湖泊管理有法可依，法尽其用[38]。