研究成果相關(guān)管理部門及專家咨詢會(huì)
總磷入湖量比例
改革開(kāi)放以來(lái)，隨著流域經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展變化，太湖水環(huán)境質(zhì)量逐步退化。盡管水污染治理投入增加，但治理強(qiáng)度趕不上污染速度，水環(huán)境問(wèn)題逐漸顯現(xiàn)。2007年的太湖水危機(jī)事件，太湖流域水污染防治工作進(jìn)入快車道。經(jīng)過(guò)各方共同努力，太湖治理成效顯著，水環(huán)境質(zhì)量明顯改善。與20世紀(jì)90年代初期起至“十五”期間一直處于高位波動(dòng)的水質(zhì)狀態(tài)相比，自2007年以來(lái)總氮總磷下降明顯，湖體富營(yíng)養(yǎng)化程度也由中度富營(yíng)養(yǎng)轉(zhuǎn)為輕度富營(yíng)養(yǎng)。
在2007年以后的治理過(guò)程中，太湖流域社會(huì)經(jīng)濟(jì)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)均發(fā)生較大轉(zhuǎn)變。經(jīng)濟(jì)總量取得質(zhì)的飛躍、人均GDP大幅增長(zhǎng)，第三產(chǎn)業(yè)規(guī)模和比重持續(xù)上升、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)明顯優(yōu)化。同時(shí)，人口小幅增長(zhǎng)、城鎮(zhèn)化率顯著提高。由此流域氮磷污染源的類型、分布、規(guī)模和性質(zhì)等都發(fā)生了巨大變化，給新時(shí)期太湖污染治理提出了新的挑戰(zhàn)。因此，理清太湖氮磷污染物來(lái)源與貢獻(xiàn)，明確太湖治理的重點(diǎn)區(qū)域和重點(diǎn)污染源，制定適宜的流域氮磷污染控制決策，成為科學(xué)、精準(zhǔn)治太的當(dāng)務(wù)之急。
水專項(xiàng)“太湖流域水環(huán)境承載力評(píng)估與綜合調(diào)控技術(shù)研究與應(yīng)用”課題（2018ZX07208-005）自“十一五”水專項(xiàng)以來(lái)，持續(xù)開(kāi)展了大量流域綜合調(diào)查與研究工作，在此基礎(chǔ)上，綜合分析了近10年來(lái)流域生態(tài)保護(hù)、水利等相關(guān)部門的污染源、水質(zhì)、水量數(shù)據(jù)和文獻(xiàn)資料，解析了2007年~2018年10余年太湖流域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)的水環(huán)境改善壓力，以及流域氮磷污染負(fù)荷的入河量和入湖量及其結(jié)構(gòu)變化特征，以此有針對(duì)性地提出流域氮磷污染控制對(duì)策，為“十四五”太湖精準(zhǔn)治污提供有力的支撐。
太湖富營(yíng)養(yǎng)化治理歷程長(zhǎng)，近10年進(jìn)入水污染綜合治理提速期
太湖水環(huán)境演變經(jīng)歷了多個(gè)不同時(shí)期。20世紀(jì)50年代，僅有局部湖灣小范圍“水華”。流域水系連通暢達(dá)，濕地植被豐富，生物多樣性完整。湖體遵循自然水文節(jié)律，水生植物覆蓋率高達(dá)600平方公里。流域城市化程度低，生活污水大多自然消納，農(nóng)戶及畜禽排泄物均作為肥料直接施入農(nóng)田。工業(yè)污染負(fù)荷也極低。
20世紀(jì)的60年代~80年代，流域污染負(fù)荷逐步加重，湖體由中營(yíng)養(yǎng)快速轉(zhuǎn)變?yōu)檩p度富營(yíng)養(yǎng)，生態(tài)退化加速。1981年太湖的總氮和總磷平均為Ⅲ類。20世紀(jì)80年代末太湖富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題已經(jīng)比較突出，梅梁湖北部水質(zhì)惡化至Ⅴ類，部分水域生境已適合藍(lán)藻大量生長(zhǎng)繁殖，藍(lán)藻水華開(kāi)始小規(guī)模暴發(fā)。此時(shí)期，城市化程度逐漸提高，生活污染負(fù)荷增加，污水處理設(shè)施少，生活污水排放加大。農(nóng)田也開(kāi)始使用化肥農(nóng)藥。鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)在20世紀(jì)80年代大發(fā)展，工業(yè)污染負(fù)荷也明顯增加。湖體開(kāi)始人工投餌圍網(wǎng)水產(chǎn)養(yǎng)殖，水生植物面積減少，生物多樣性降低。
1990年~2007年這段時(shí)期，城鎮(zhèn)化進(jìn)一步加速，城鎮(zhèn)生活污水排放大量增加，紡織、化工等重污染工業(yè)發(fā)展，農(nóng)藥化肥全面取代傳統(tǒng)農(nóng)家肥，規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖大量增加，導(dǎo)致入湖污染負(fù)荷急劇上升。人工投餌圍網(wǎng)水產(chǎn)養(yǎng)殖大規(guī)模擴(kuò)展，僅東太湖養(yǎng)殖水產(chǎn)面積就達(dá)130平方公里。建環(huán)湖大堤及圍墾導(dǎo)致湖濱帶蘆葦面積大幅減少。湖水中氮磷濃度增加，透明度下降，藻型湖泊生境形成，太湖西部和部分南部水域藍(lán)藻水華年年大暴發(fā)，最大暴發(fā)面積達(dá)太湖40%以上，生物多樣性減少。
從“九五”計(jì)劃期開(kāi)始，國(guó)家把太湖流域治理列為環(huán)保工作的重點(diǎn)，制定并實(shí)施了太湖水污染防治“九五”計(jì)劃和“十五”計(jì)劃。工業(yè)點(diǎn)源污染防治取得進(jìn)展，重點(diǎn)監(jiān)控企業(yè)排放達(dá)標(biāo)率高達(dá)97%；城鎮(zhèn)生活污染源治理取得一定成效，截至2006年底，重點(diǎn)治理區(qū)共建成污水處理廠186座，日處理能力共為558.8萬(wàn)立方米，出水達(dá)一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)。農(nóng)村污染治理工程開(kāi)始啟動(dòng)，內(nèi)源治理工程效果良好，生態(tài)修復(fù)工程取得一定進(jìn)展。科技部啟動(dòng)太湖水污染專項(xiàng)研究，圍繞五里湖底泥疏浚與生態(tài)修復(fù)、農(nóng)業(yè)面源污染治理和水源地生態(tài)修復(fù)開(kāi)展專項(xiàng)研究，有力支撐了太湖治理工程的實(shí)施，但這一時(shí)期整體來(lái)看，治理的速度趕不上污染的速度。
近10年，由于2007年太湖水危機(jī)事件的發(fā)生，太湖流域水污染防治工作進(jìn)入快車道。國(guó)家發(fā)展改革委會(huì)同國(guó)務(wù)院有關(guān)部門以及太湖流域江蘇、浙江、上海兩省一市編制了《太湖流域水環(huán)境綜合治理總體方案》（以下簡(jiǎn)稱《總體方案》）。2008年國(guó)務(wù)院批復(fù)并實(shí)施《總體方案》，治理項(xiàng)目總投資高達(dá)1100多億元。由國(guó)家發(fā)展改革委牽頭的太湖流域水環(huán)境綜合治理省部級(jí)聯(lián)席會(huì)議制度同時(shí)成立，以保證治太工作順利開(kāi)展。截至2012年底，實(shí)際完成投資960億元。2012年，太湖湖體水質(zhì)高錳酸鹽指數(shù)和氨氮為Ⅱ類、總磷為Ⅳ類、總氮為劣Ⅴ類，濃度較2007年分別下降了10%、60%、38%和10%。除總氮外，其他三項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到《太湖流域水環(huán)境綜合治理總體方案》確定的近期目標(biāo)。隨著地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展變化和治理工作的不斷深入，國(guó)家發(fā)展改革委會(huì)同有關(guān)部門和地方組織技術(shù)力量，經(jīng)過(guò)深入調(diào)查研究，編制形成了《太湖流域水環(huán)境綜合治理總體方案（2013年修編）》（以下簡(jiǎn)稱《總體方案修編》），總投資高達(dá)總投資1164億元，截至2018年底，實(shí)際完成投資1012億元。2018年，太湖總氮改善為Ⅳ類，高錳酸鹽指數(shù)、氨氮和總氮指標(biāo)已提前達(dá)到《總體方案修編》確定的2020年治理目標(biāo)，但最近幾年總磷指標(biāo)出現(xiàn)反彈，藍(lán)藻水華暴發(fā)程度超過(guò)往年。
緩解社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展帶來(lái)的巨大壓力，流域水環(huán)境綜合治理成效顯著
流域社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，使太湖流域水環(huán)境持續(xù)承受著巨大壓力。2007年到2018年，近10年太湖流域經(jīng)濟(jì)總量一直保持穩(wěn)定增長(zhǎng)。地區(qū)生產(chǎn)總值從1.96萬(wàn)億元增加至6.22萬(wàn)億元，累計(jì)增長(zhǎng)217%，年均增長(zhǎng)速度11.1%。第一、二、三產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)總值均逐年增加，年均增長(zhǎng)速度高達(dá)5.9%~14.3%。伴隨著經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，流域人口累計(jì)增長(zhǎng)14.9%，其中城鎮(zhèn)常住人口由2329萬(wàn)人增長(zhǎng)到3151萬(wàn)人，累計(jì)增長(zhǎng)35.3%。城鎮(zhèn)化率從62.5%提升至73.7%，農(nóng)業(yè)人口逐步向非農(nóng)人口轉(zhuǎn)移，城鎮(zhèn)生活年用水量增加了約50%。如果沒(méi)有環(huán)保技術(shù)的應(yīng)用以降低資源消耗和污染治理設(shè)施的建設(shè)運(yùn)行，工業(yè)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展、城市化進(jìn)程加速、常住人口增加必然帶來(lái)工業(yè)廢水量的增加和污染負(fù)荷的大幅增加。
為改善太湖環(huán)境質(zhì)量，近10年來(lái)地方政府積極轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式，大力實(shí)施水環(huán)境綜合治理工程，流域氮磷污染物減排取得顯著成效。在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整方面，流域內(nèi)大力發(fā)展戰(zhàn)略新興行業(yè)。2007年以來(lái)高新技術(shù)行業(yè)（如通信設(shè)備、計(jì)算機(jī)及其他電子設(shè)備制造業(yè)）產(chǎn)值增加了117%；而傳統(tǒng)重污染行業(yè)（紡織、造紙等）產(chǎn)值所占比例下降了約10%。工業(yè)廢水排放總量從2007年的25.6億噸減少到2018年的12.9億噸，流域的萬(wàn)元工業(yè)增加值的用水量顯著減少。在農(nóng)業(yè)方面，化肥的使用量也在明顯減少，氮肥和磷肥的使用量分別減少33%和37%；畜禽養(yǎng)殖規(guī)模下降了65%。
經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變的同時(shí)，“兩省一市”積極組織實(shí)施了大量水環(huán)境綜合治理工程，極大地提升了流域污染物削減能力。根據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，截至2015年底，江蘇、浙江兩省太湖專項(xiàng)資金補(bǔ)助項(xiàng)目就已經(jīng)高達(dá)6627個(gè)，總投資約2620億元。其中，城鎮(zhèn)生活污水處理廠和管網(wǎng)項(xiàng)目工程投資接近1200億元，實(shí)現(xiàn)城鎮(zhèn)污水設(shè)計(jì)處理規(guī)模達(dá)1000萬(wàn)噸/天，每年可削減生活污水氮磷排放量分別為7萬(wàn)噸和1萬(wàn)噸。針對(duì)農(nóng)業(yè)農(nóng)村的面源污染，修建氮磷攔截工程達(dá)70萬(wàn)畝，新增農(nóng)村生活污水處理能力達(dá)7.2萬(wàn)噸/天，新增修復(fù)濕地面積達(dá)14.61萬(wàn)畝。
氮磷污染物入河量顯著降低，但水環(huán)境質(zhì)量繼續(xù)改善遇到瓶頸
在克服了流域社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展帶來(lái)巨大水環(huán)境壓力的前提下，太湖流域氮、磷污染負(fù)荷入河量自2007年以來(lái)呈現(xiàn)明顯下降的趨勢(shì)。總氮從2007年的16.3萬(wàn)噸下降到2018年的9.3萬(wàn)噸，下降幅度達(dá)到43%。總磷從2007年的1.41萬(wàn)噸下降到2018年的0.77萬(wàn)噸，下降幅度達(dá)到45%。工業(yè)點(diǎn)源和養(yǎng)殖業(yè)的氮磷入河量下降幅度最大（超過(guò)60%）。現(xiàn)階段來(lái)看，城鎮(zhèn)生活源（超過(guò)30%）和種植業(yè)面源（超過(guò)20%）的貢獻(xiàn)最為突出，成為新時(shí)期氮磷減排的核心。太湖入湖河流的總磷平均濃度由2007年的0.251毫克/升下降到2018年的0.142毫克/升，總氮平均濃度由2007年4.34毫克/升下降到2018年3.06毫克/升，近10年來(lái)太湖流域入湖河流氮磷濃度改善明顯。
氮磷污染物入河量顯著降低，水環(huán)境質(zhì)量有了明顯改善，但氮磷污染負(fù)荷壓力仍遠(yuǎn)超承載能力，太湖的水環(huán)境進(jìn)一步改善遇到瓶頸。
數(shù)據(jù)顯示，太湖湖體的總磷平均濃度由2007年的0.103毫克/升下降到2018年的0.091毫克/升，總氮平均濃度由2007年2.43毫克/升下降到2018年1.39毫克/升，但是近幾年氮磷的入湖負(fù)荷并沒(méi)有隨著流域污染源入河負(fù)荷的下降而減少，尤其總磷濃度甚至有所反彈。主要有以下幾個(gè)方面的原因：一是因?yàn)榻辏?015年、2016年）流域降雨量較大，而降雨量正常的年份（2017、2018年），盡管入湖河道氮磷濃度有所降低，但入湖水量增加顯著，造成入湖氮磷負(fù)荷維持較高水平；二是調(diào)查表明太湖流域內(nèi)河流、支浜、湖蕩等流域水體總磷和總氮濃度分別為太湖湖體的4.8倍和2.3倍（2016年調(diào)查數(shù)據(jù)），由于流域治污的不徹底，平時(shí)堆積、淤積在河網(wǎng)支浜的污染物通過(guò)暴雨進(jìn)入河道，形成了“拖地板效應(yīng)”，增加了氮磷入湖負(fù)荷。三是東太湖草型生態(tài)系統(tǒng)呈快速退化狀態(tài)，全湖浮游植物生產(chǎn)力持續(xù)高位；藍(lán)藻水華暴發(fā)時(shí)間顯著提前，藍(lán)藻水華期延長(zhǎng)，強(qiáng)度加大，顆粒態(tài)營(yíng)養(yǎng)鹽總量攀升。
此外，由于太湖流域生態(tài)用地，例如林地和水域，雖然近10年較之前急劇下降的態(tài)勢(shì)趨緩，但作為重要的生態(tài)用地類型仍然呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，生態(tài)類用地持續(xù)受到侵占。例如，20世紀(jì)90年代建成環(huán)湖大堤，圍墾使蘆葦?shù)販p少了150平方公里。流域生態(tài)用地對(duì)污染物入湖削減能力大幅下降，流域上游許多湖蕩濕地水體中氮磷濃度顯著增加。太湖湖體藻類生長(zhǎng)，透明度下降，藻型湖泊生境形成，造成湖泊底部光利用顯著下降，不利于水生植被生長(zhǎng)與恢復(fù)，降低湖體自凈能力。流域河湖生態(tài)系統(tǒng)從“清水草型”向“濁水藻型”生態(tài)系統(tǒng)演替的局面無(wú)法短期內(nèi)逆轉(zhuǎn)。因此，未來(lái)如何實(shí)現(xiàn)太湖營(yíng)養(yǎng)鹽濃度持續(xù)性下降、如何提升流域污染治理和生態(tài)修復(fù)成為重中之重的問(wèn)題。
調(diào)整太湖流域氮磷污染控制策略，持續(xù)削減水環(huán)境壓力
針對(duì)近10年太湖流域污染源治理的瓶頸問(wèn)題，課題組提出了流域氮磷污染控制對(duì)策。
一是轉(zhuǎn)變流域氮磷控制策略，實(shí)現(xiàn)“控磷為主，協(xié)同控氮”。將流域控源的著眼點(diǎn)放在磷的負(fù)荷削減上，挖掘各污染源中磷負(fù)荷的削減空間，分區(qū)制定以磷總量為目標(biāo)的流域水污染與富營(yíng)養(yǎng)化控制方案。改進(jìn)相關(guān)處理工藝及相關(guān)配套設(shè)施，引進(jìn)、吸納與應(yīng)用國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的適宜于各污染源特征的除磷工藝與技術(shù)，提升污水處理和末端尾水磷的去除能力。
二是重點(diǎn)抓好湖西片區(qū)和浙西片區(qū)的氮磷污染治理。湖西區(qū)和浙西區(qū)是太湖的上游區(qū)。2018年湖西區(qū)入湖氮、磷負(fù)荷占太湖入湖氮、磷總負(fù)荷比例分別為75%、77%；浙西區(qū)入湖氮、磷負(fù)荷占太湖總?cè)牒⒘孜廴矩?fù)荷均為17%。因此，是太湖入湖氮磷污染負(fù)荷控制的重點(diǎn)區(qū)域。
三是聚焦城鎮(zhèn)生活源治理，深化工業(yè)源治理。按照《長(zhǎng)江三角洲區(qū)域一體化發(fā)展規(guī)劃綱要》和《城鎮(zhèn)污水處理提質(zhì)增效三年行動(dòng)方案（2019-2021年）》的要求，推動(dòng)制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的要求，強(qiáng)化區(qū)域優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)協(xié)作，推動(dòng)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)改造和污水重復(fù)利用，減少傳統(tǒng)重污染行業(yè)廢水排放量。基本實(shí)現(xiàn)生活污水全收集全處理，基本消除黑臭水體；以流域內(nèi)建制鎮(zhèn)為對(duì)象，完善污水管網(wǎng)系統(tǒng)。在未來(lái)5年，實(shí)現(xiàn)重污染行業(yè)廢水量再減少20%，城鎮(zhèn)生活污水納管處理率再提高10%。
四是加強(qiáng)農(nóng)業(yè)和農(nóng)村面源治理。強(qiáng)化農(nóng)村生活污水治理設(shè)施建設(shè)，解決污水處理設(shè)施運(yùn)行資金、維護(hù)管理隊(duì)伍等瓶頸問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)設(shè)施穩(wěn)定運(yùn)行率90%以上。鼓勵(lì)農(nóng)村土地流轉(zhuǎn)，并實(shí)施規(guī)模化生產(chǎn)；測(cè)土配方施肥技術(shù)覆蓋率達(dá)到90%以上，進(jìn)一步減少農(nóng)藥化肥使用量。未來(lái)5年，實(shí)現(xiàn)農(nóng)村生活污水設(shè)施覆蓋率75%；污染削減負(fù)荷20%以上。
五是強(qiáng)化流域節(jié)水和污水資源化利用，合理控制引調(diào)長(zhǎng)江入太湖水量。嚴(yán)格落實(shí)2011年中央1號(hào)文件的要求，實(shí)行最嚴(yán)格的水資源管理制度，著力改變水資源過(guò)度開(kāi)發(fā)、用水浪費(fèi)、水污染嚴(yán)重等突出問(wèn)題，確立太湖流域水資源開(kāi)發(fā)利用控制紅線，嚴(yán)格實(shí)行用水總量控制，特別是湖西地區(qū)，著力破解因進(jìn)入湖水量增加而引起的入湖負(fù)荷居高不下的問(wèn)題。
六是實(shí)施上游和調(diào)水沿線生態(tài)凈化工程，降低徑流與引調(diào)水引起的氮磷負(fù)荷沖擊。強(qiáng)化河道整治，減少河網(wǎng)污染物的囤積，實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)河道清潔，減少暴雨徑流與引調(diào)水對(duì)蓄積于河道的污染物沖刷入太湖。增加和利用上游和調(diào)水沿線湖蕩濕地面積和河網(wǎng)水系連通性，開(kāi)展流域河網(wǎng)湖蕩濕地生態(tài)修復(fù)工程，恢復(fù)河網(wǎng)湖蕩濕地生境完整性，使其具有更大的接納能力和凈化能力，提升調(diào)水入湖的水質(zhì)。
據(jù)了解，上述研究成果已形成了《太湖流域近十年氮、磷污染源結(jié)構(gòu)及負(fù)荷變化特征研究》報(bào)告，并報(bào)送至生態(tài)環(huán)境部和江蘇、浙江兩省生態(tài)環(huán)境廳，并受到了地方政府的重視。本研究課題負(fù)責(zé)人也通過(guò)參與編制國(guó)家發(fā)改委牽頭的《關(guān)于太湖流域水環(huán)境綜合治理總體方案（2013年修編）實(shí)施情況的咨詢?cè)u(píng)估》工作，將研究成果應(yīng)用其中，為“十四五”乃至今后更長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)實(shí)施科學(xué)、精準(zhǔn)治太提供有力的支撐。
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