剛走進蘇州吳中區新路村的村口,村道兩側就是整齊的溝渠,溝渠里長著郁郁蔥蔥的水生植物。農民的生活污水、農田里排出的尾水,被矮小的土坡攔截,收集起來,順著溝渠,沁著綠植的根莖,緩緩流向太湖邊的濕地。
在濕地里,植物更為茂盛。有挺拔的茭白,一大簇一大簇的水芹,這是利用植物生長自然吸收水中的氮磷元素,減少水體富營養化物質;在濕地的邊坡上,還種植了三葉草、黃菖蒲等;河道中,擺放浮床,上面長著水稻。
太湖流域是我國人口密度最大、城鎮化率最高、社會經濟最發達的地區。
周邊存在嚴重的農業面源污染。農業生產施用大量的化肥及農藥,部分肥料和農藥通過灌溉、排水等進入自然水系,造成水體富營養化,破壞生態環境。
2007年太湖項目立項以來,太湖項目進行了系統調查、科學診斷,“一湖一策”制定太湖治理科學方案。對于類似湖泊治理,太湖治污的很多思路具有重要參考價值。
太湖流域城鎮化率高達70%以上,人口密度是全國的10倍;特別是東部及北部地區高達1900人/平方公里以上,為全國人口平均密度的18倍。10年來,太湖流域建設用地增加近367萬平方米,增速是前十年的3.2倍。流域生態空間被擠占,嚴重影響生態系統健康。
太湖流域內產業結構復雜,僅工業就包括了32種行業,生產水平高、規模大,人均GDP是我國平均水平3.4倍。據太湖水環境承載力計算,實際入湖總氮、總磷負荷是其承載力的4.3倍和3.5倍。
中國環境科學研究院副院長、太湖流域專家組副組長鄭丙輝說,特別是近15年來,湖濱緩沖帶破壞嚴重,入湖最終的生態屏障功能削弱;河湖連通不暢、河流水質污染嚴峻;湖蕩濕地面積銳減,植被退化嚴重,污染物攔截凈化能力下降;水源涵養林結構不盡合理,水源涵養功能較弱。2007年太湖發生多次大面積藍藻水華,面積達680平方公里,為全太湖的三分之一,影響無錫市飲用水源地水質安全供水。湖泊生態系統受損嚴重,生態災變風險較高。
在國家水專項“太湖富營養化控制與治理技術及工程示范”項目等支持下,研發并示范的生態溝渠和濕地,對水體中污染物起到攔截、立體式吸收及凈化作用,成為攔截污水的“生態閘門”。據悉,目前新路村已建成了8000平方米生態攔截溝渠、8000平方米生態攔截濕地。
鄭丙輝說,以水稻作為浮床植物,彌補了傳統生態浮床處理效率不穩定、應用過程中成本無法部分補償的缺點,理論畝產量可達500公斤,對開放水域中的氨氮(NH3-N)、總磷處理效率達19%和22%以上。
梅梁灣和竺山灣及其上游是太湖的重污染區,在系統調查基礎上,建立了以鎮級為單位的梅梁灣、竺山灣上游區域水質污染負荷數據庫。到2010年底,已關停示范區內小型化工、印染企業316家,開展了常州76家企業清潔生產審核,制定了化工園區循環經濟方案,建設了25個鎮際交界斷面水質自動監測系統,對80%的重污染企業實行了污染自動監控和遠程控制。
減排綜合示范區內,非工程減排措施對主要污染物減排貢獻率達到了15%,為管理決策提供了有力支撐。
太湖流域的紡織印染、化工、造紙和電鍍4個行業排放的廢水量、化學需氧量和氨氮占工業排放量的50%以上,是污染太湖水質的主要貢獻者。
鄭丙輝說,針對太湖流域產業結構不甚合理,高污染高能耗產業比重大,污染治理要求日益提高等特點,通過科技創新提高重點行業的工程減排效率。
太湖項目根據不同行業廢水的特點,有針對性地開展了源頭削減、強化預處理、強化生化和深度處理等污染負荷削減技術研究,突破了鄉鎮化工廢水復合催化轉化技術、印染廢水高效凈化成套技術,研發了超臨界水氧化設備,共獲得原始創新、集成創新等多項各類成果。
“項目形成了工程與非工程減排措施相結合的污染負荷削減成套集成技術,實現流域控源減排效果的最大化。”鄭丙輝說,太湖項目共研發突破了65項關鍵技術;建立了工程與非工程減排綜合示范區,實施工程、非工程減排措施646項、532項,共削減化學需氧量1.5萬噸、氨氮0.2萬噸、總磷217.6 噸,平均削減率達32.4%。
環保部南京環科所研究員張永春說,太湖項目的科技成果等是適應經濟發達、人口密集、河網密布特點的,在全國是第一個。
目前,全湖平均富營養狀態由中度富營養變為輕度富營養,并呈現逐步改善的態勢。太湖項目的控源、生態修復等的研發成果在國外(阿根廷)和國內云南、新疆、黑龍江、廣東等18個省、自治區的100多處得到推廣應用。
但正如安徽省環保廳處長金傳圣所說,在太湖流域,入湖河流帶來的污染物占了80%,這說明點源污染是很重的。那么生態修復等技術在多大程度上可以解決點源污染嚴重的現實問題?
“我國迫切需要構建發達地區大型淺水湖泊流域污染治理技術體系,推進太湖流域的控源減排和生態修復,支撐科學治太、精準治太。”中國工程院院士孟偉說。
北美大陸的五大湖區是世界最大的淡水湖群。20世紀60年代,湖泊群在沿岸經濟高速發展的同時付出了慘痛的環保代價,伊利湖一度被宣布“死亡”。湖面充滿藍藻,水中生物因缺氧大批死亡,湖岸被黏稠的青苔覆蓋,藻類和死去動物散發的惡臭讓人無法忍受,魚類也由于重金屬污染而無法食用。
五大湖被譽為北美地區的五大肺,對于生態平衡發揮著不可替代的作用。以五大湖為鏡,人們可以清楚地看到環境惡化帶來的觸目驚心后果。
為了應對日益嚴重的環境危機,美國和加拿大政府在1972年簽署了《五大湖區水質量協議》,要求降低磷的排入并設置了最高標準,也禁止在清潔劑中使用磷,兩國政府還出臺了清潔水源法案。這些補救措施的成效非常明顯,今天,五大湖區的富營養化問題已經得到了控制。
1970年第一屆世界地球日活動在美國大獲成功后,美國通過了一系列有關環境保護的聯邦立法。其中,1972年出臺的《潔凈水資源法》和1974年出臺的《安全飲用水法》是美國最重要的保護水源、治理污染的法律依據。
此外,半個世紀以來,民間環保在美國蓬勃發展。各類環保組織以及個人通過媒體等途徑發揮了重要作用。五大湖的磷污染問題最初就是生態學家提出的。洗衣店等行業排放的含有磷酸鹽成分的污水流入周邊河流湖泊中,導致水中藻類泛濫。如今美國對五大湖地區的磷排放實施了嚴格限制。
美國環境保護署設有專門的五大湖環境保護部門。另外,2004年5月,美國總統布什曾頒布行政命令,創立“五大湖政府部門間特別工作組”,總體協調聯邦政府的治污項目。
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