研究成果相關(guān)管理部門(mén)及專(zhuān)家咨詢(xún)會(huì )
總磷入湖量比例
改革開(kāi)放以來(lái)，隨著(zhù)流域經(jīng)濟社會(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，但治理強度趕不上污染速度，水環(huán)境問(wèn)題逐漸顯現。2007年的太湖水危機事件，太湖流域水污染防治工作進(jìn)入快車(chē)道。經(jīng)過(guò)各方共同努力，太湖治理成效顯著(zhù)，水環(huán)境質(zhì)量明顯改善。與20世紀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)養化程度也由中度富營(yíng)養轉為輕度富營(yíng)養。
在2007年以后的治理過(guò)程中，太湖流域社會(huì )經(jīng)濟和產(chǎn)業(yè)結構均發(fā)生較大轉變。經(jīng)濟總量取得質(zhì)的飛躍、人均GDP大幅增長(cháng)，第三產(chǎn)業(yè)規模和比重持續上升、產(chǎn)業(yè)結構明顯優(yōu)化。同時(shí)，人口小幅增長(cháng)、城鎮化率顯著(zhù)提高。由此流域氮磷污染源的類(lèi)型、分布、規模和性質(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。因此，理清太湖氮磷污染物來(lái)源與貢獻，明確太湖治理的重點(diǎn)區域和重點(diǎn)污染源，制定適宜的流域氮磷污染控制決策，成為科學(xué)、精準治太的當務(wù)之急。
水專(zhuān)項“太湖流域水環(huán)境承載力評估與綜合調控技術(shù)研究與應用”課題（2018ZX07208-005）自“十一五”水專(zhuān)項以來(lái)，持續開(kāi)展了大量流域綜合調查與研究工作，在此基礎上，綜合分析了近10年來(lái)流域生態(tài)保護、水利等相關(guān)部門(mén)的污染源、水質(zhì)、水量數據和文獻資料，解析了2007年~2018年10余年太湖流域社會(huì )經(jīng)濟發(fā)展帶來(lái)的水環(huán)境改善壓力，以及流域氮磷污染負荷的入河量和入湖量及其結構變化特征，以此有針對性地提出流域氮磷污染控制對策，為“十四五”太湖精準治污提供有力的支撐。
太湖富營(yíng)養化治理歷程長(cháng)，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50年代，僅有局部湖灣小范圍“水華”。流域水系連通暢達，濕地植被豐富，生物多樣性完整。湖體遵循自然水文節律，水生植物覆蓋率高達600平方公里。流域城市化程度低，生活污水大多自然消納，農戶(hù)及畜禽排泄物均作為肥料直接施入農田。工業(yè)污染負荷也極低。
20世紀的60年代~80年代，流域污染負荷逐步加重，湖體由中營(yíng)養快速轉變?yōu)檩p度富營(yíng)養，生態(tài)退化加速。1981年太湖的總氮和總磷平均為Ⅲ類(lèi)。20世紀80年代末太湖富營(yíng)養化問(wèn)題已經(jīng)比較突出，梅梁湖北部水質(zhì)惡化至Ⅴ類(lèi)，部分水域生境已適合藍藻大量生長(cháng)繁殖，藍藻水華開(kāi)始小規模暴發(fā)。此時(shí)期，城市化程度逐漸提高，生活污染負荷增加，污水處理設施少，生活污水排放加大。農田也開(kāi)始使用化肥農藥。鄉鎮企業(yè)在20世紀80年代大發(fā)展，工業(yè)污染負荷也明顯增加。湖體開(kāi)始人工投餌圍網(wǎng)水產(chǎn)養殖，水生植物面積減少，生物多樣性降低。
1990年~2007年這段時(shí)期，城鎮化進(jìn)一步加速，城鎮生活污水排放大量增加，紡織、化工等重污染工業(yè)發(fā)展，農藥化肥全面取代傳統農家肥，規?；笄蒺B殖大量增加，導致入湖污染負荷急劇上升。人工投餌圍網(wǎng)水產(chǎn)養殖大規模擴展，僅東太湖養殖水產(chǎn)面積就達130平方公里。建環(huán)湖大堤及圍墾導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藻水華年年大暴發(fā)，最大暴發(fā)面積達太湖40%以上，生物多樣性減少。
從“九五”計劃期開(kāi)始，國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”計劃和“十五”計劃。工業(yè)點(diǎn)源污染防治取得進(jìn)展，重點(diǎn)監控企業(yè)排放達標率高達97%；城鎮生活污染源治理取得一定成效，截至2006年底，重點(diǎn)治理區共建成污水處理廠(chǎng)186座，日處理能力共為558.8萬(wàn)立方米，出水達一級B標準。農村污染治理工程開(kāi)始啟動(dòng)，內源治理工程效果良好，生態(tài)修復工程取得一定進(jìn)展?？萍疾繂?dòng)太湖水污染專(zhuān)項研究，圍繞五里湖底泥疏浚與生態(tài)修復、農業(yè)面源污染治理和水源地生態(tài)修復開(kāi)展專(zhuān)項研究，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年太湖水危機事件的發(fā)生，太湖流域水污染防治工作進(jìn)入快車(chē)道。國家發(fā)展改革委會(huì )同國務(wù)院有關(guān)部門(mén)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(chēng)《總體方案》）。2008年國務(wù)院批復并實(shí)施《總體方案》，治理項目總投資高達1100多億元。由國家發(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)高錳酸鹽指數和氨氮為Ⅱ類(lèi)、總磷為Ⅳ類(lèi)、總氮為劣Ⅴ類(lèi)，濃度較2007年分別下降了10%、60%、38%和10%。除總氮外，其他三項指標均達到《太湖流域水環(huán)境綜合治理總體方案》確定的近期目標。隨著(zhù)地區經(jīng)濟社會(huì )的發(fā)展變化和治理工作的不斷深入，國家發(fā)展改革委會(huì )同有關(guān)部門(mén)和地方組織技術(shù)力量，經(jīng)過(guò)深入調查研究，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(chēng)《總體方案修編》），總投資高達總投資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(lèi)，高錳酸鹽指數、氨氮和總氮指標已提前達到《總體方案修編》確定的2020年治理目標，但最近幾年總磷指標出現反彈，藍藻水華暴發(fā)程度超過(guò)往年。
緩解社會(huì )經(jīng)濟快速發(fā)展帶來(lái)的巨大壓力，流域水環(huán)境綜合治理成效顯著(zhù)
流域社會(huì )經(jīng)濟快速發(fā)展，使太湖流域水環(huán)境持續承受著(zhù)巨大壓力。2007年到2018年，近10年太湖流域經(jīng)濟總量一直保持穩定增長(cháng)。地區生產(chǎn)總值從1.96萬(wàn)億元增加至6.22萬(wàn)億元，累計增長(cháng)217%，年均增長(cháng)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(cháng)速度高達5.9%~14.3%。伴隨著(zhù)經(jīng)濟增長(cháng)，流域人口累計增長(cháng)14.9%，其中城鎮常住人口由2329萬(wàn)人增長(cháng)到3151萬(wàn)人，累計增長(cháng)35.3%。城鎮化率從62.5%提升至73.7%，農業(yè)人口逐步向非農人口轉移，城鎮生活年用水量增加了約50%。如果沒(méi)有環(huán)保技術(shù)的應用以降低資源消耗和污染治理設施的建設運行，工業(yè)經(jīng)濟快速發(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)地方政府積極轉變經(jīng)濟發(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(zhù)成效。在產(chǎn)業(yè)結構優(yōu)化調整方面，流域內大力發(fā)展戰略新興行業(yè)。2007年以來(lái)高新技術(shù)行業(yè)（如通信設備、計算機及其他電子設備制造業(yè)）產(chǎn)值增加了117%；而傳統重污染行業(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(zhù)減少。在農業(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%；畜禽養殖規模下降了65%。
經(jīng)濟發(fā)展方式轉變的同時(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。根據不完全統計，截至2015年底，江蘇、浙江兩省太湖專(zhuān)項資金補助項目就已經(jīng)高達6627個(gè)，總投資約2620億元。其中，城鎮生活污水處理廠(chǎng)和管網(wǎng)項目工程投資接近1200億元，實(shí)現城鎮污水設計處理規模達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。針對農業(yè)農村的面源污染，修建氮磷攔截工程達70萬(wàn)畝，新增農村生活污水處理能力達7.2萬(wàn)噸/天，新增修復濕地面積達14.61萬(wàn)畝。
氮磷污染物入河量顯著(zhù)降低，但水環(huán)境質(zhì)量繼續改善遇到瓶頸
在克服了流域社會(huì )經(jīng)濟快速發(fā)展帶來(lái)巨大水環(huán)境壓力的前提下，太湖流域氮、磷污染負荷入河量自2007年以來(lái)呈現明顯下降的趨勢?？偟獜?007年的16.3萬(wàn)噸下降到2018年的9.3萬(wàn)噸，下降幅度達到43%?？偭讖?007年的1.41萬(wàn)噸下降到2018年的0.77萬(wàn)噸，下降幅度達到45%。工業(yè)點(diǎn)源和養殖業(yè)的氮磷入河量下降幅度最大（超過(guò)60%）?，F階段來(lái)看，城鎮生活源（超過(guò)30%）和種植業(yè)面源（超過(guò)20%）的貢獻最為突出，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(zhù)降低，水環(huán)境質(zhì)量有了明顯改善，但氮磷污染負荷壓力仍遠超承載能力，太湖的水環(huán)境進(jìn)一步改善遇到瓶頸。
數據顯示，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荷并沒(méi)有隨著(zhù)流域污染源入河負荷的下降而減少，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：一是因為近年（2015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(zhù)，造成入湖氮磷負荷維持較高水平；二是調查表明太湖流域內河流、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年調查數據），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”，增加了氮磷入湖負荷。三是東太湖草型生態(tài)系統呈快速退化狀態(tài)，全湖浮游植物生產(chǎn)力持續高位；藍藻水華暴發(fā)時(shí)間顯著(zhù)提前，藍藻水華期延長(cháng)，強度加大，顆粒態(tài)營(yíng)養鹽總量攀升。
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)勢趨緩，但作為重要的生態(tài)用地類(lèi)型仍然呈現下降趨勢，生態(tài)類(lèi)用地持續受到侵占。例如，20世紀90年代建成環(huán)湖大堤，圍墾使蘆葦地減少了150平方公里。流域生態(tài)用地對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(zhù)增加。太湖湖體藻類(lèi)生長(cháng)，透明度下降，藻型湖泊生境形成，造成湖泊底部光利用顯著(zhù)下降，不利于水生植被生長(cháng)與恢復，降低湖體自?xún)裟芰?。流域河湖生態(tài)系統從“清水草型”向“濁水藻型”生態(tài)系統演替的局面無(wú)法短期內逆轉。因此，未來(lái)如何實(shí)現太湖營(yíng)養鹽濃度持續性下降、如何提升流域污染治理和生態(tài)修復成為重中之重的問(wèn)題。
調整太湖流域氮磷污染控制策略，持續削減水環(huán)境壓力
針對近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策。
一是轉變流域氮磷控制策略，實(shí)現“控磷為主，協(xié)同控氮”。將流域控源的著(zhù)眼點(diǎn)放在磷的負荷削減上，挖掘各污染源中磷負荷的削減空間，分區制定以磷總量為目標的流域水污染與富營(yíng)養化控制方案。改進(jìn)相關(guān)處理工藝及相關(guān)配套設施，引進(jìn)、吸納與應用國內外先進(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)抓好湖西片區和浙西片區的氮磷污染治理。湖西區和浙西區是太湖的上游區。2018年湖西區入湖氮、磷負荷占太湖入湖氮、磷總負荷比例分別為75%、77%；浙西區入湖氮、磷負荷占太湖總入湖氮、磷污染負荷均為17%。因此，是太湖入湖氮磷污染負荷控制的重點(diǎn)區域。
三是聚焦城鎮生活源治理，深化工業(yè)源治理。按照《長(cháng)江三角洲區域一體化發(fā)展規劃綱要》和《城鎮污水處理提質(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，強化區域優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)協(xié)作，推動(dòng)傳統產(chǎn)業(yè)升級改造和污水重復利用，減少傳統重污染行業(yè)廢水排放量?；緦?shí)現生活污水全收集全處理，基本消除黑臭水體；以流域內建制鎮為對象，完善污水管網(wǎng)系統。在未來(lái)5年，實(shí)現重污染行業(yè)廢水量再減少20%，城鎮生活污水納管處理率再提高10%。
四是加強農業(yè)和農村面源治理。強化農村生活污水治理設施建設，解決污水處理設施運行資金、維護管理隊伍等瓶頸問(wèn)題，實(shí)現設施穩定運行率90%以上。鼓勵農村土地流轉，并實(shí)施規?；a(chǎn)；測土配方施肥技術(shù)覆蓋率達到90%以上，進(jìn)一步減少農藥化肥使用量。未來(lái)5年，實(shí)現農村生活污水設施覆蓋率75%；污染削減負荷20%以上。
五是強化流域節水和污水資源化利用，合理控制引調長(cháng)江入太湖水量。嚴格落實(shí)2011年中央1號文件的要求，實(shí)行最嚴格的水資源管理制度，著(zhù)力改變水資源過(guò)度開(kāi)發(fā)、用水浪費、水污染嚴重等突出問(wèn)題，確立太湖流域水資源開(kāi)發(fā)利用控制紅線(xiàn)，嚴格實(shí)行用水總量控制，特別是湖西地區，著(zhù)力破解因進(jìn)入湖水量增加而引起的入湖負荷居高不下的問(wèn)題。
六是實(shí)施上游和調水沿線(xiàn)生態(tài)凈化工程，降低徑流與引調水引起的氮磷負荷沖擊。強化河道整治，減少河網(wǎng)污染物的囤積，實(shí)現區域內河道清潔，減少暴雨徑流與引調水對蓄積于河道的污染物沖刷入太湖。增加和利用上游和調水沿線(xiàn)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)修復工程，恢復河網(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，提升調水入湖的水質(zhì)。
據了解，上述研究成果已形成了《太湖流域近十年氮、磷污染源結構及負荷變化特征研究》報告，并報送至生態(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。本研究課題負責人也通過(guò)參與編制國家發(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(xún)評估》工作，將研究成果應用其中，為“十四五”乃至今后更長(cháng)一段時(shí)間內實(shí)施科學(xué)、精準治太提供有力的支撐。
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