太好了!滇池富营养化程度持续下降,氮磷含量下降。
蓝藻水华是如何形成的?
中国科学院水生生物研究所原副所长、博士生导师、国家项目“滇池蓝藻水华污染控制研究”首席科学家刘永定说,地球上大约在34亿年前就出现了蓝藻,几乎都是在淡水环境中发现的。蓝藻有很多特殊的生活方式。例如,它们细胞中储存的二氧化碳比它们细胞中用于光合作用的二氧化碳高1000倍以上。细胞中有一种多磷酸盐,可以吸收水中大量的磷,储存起来作为营养储备。经过漫长的进化,它们耐辐射,营养低,易于生长繁殖,生命力极其旺盛顽强。它们是无法被“淘汰”的自然物种,也不应该被轻易淘汰。
“通常情况下,单个蓝藻的大小只有一粒米的千分之几。只有大量聚集起来,才会展现在我们面前。我们肉眼能看到的,其实是一个蓝藻群落,一个蓝藻群。在营养丰富的水体中,蓝藻在夏季大量繁殖,聚集在一定区域。达到一定量后,在水面上形成一层蓝绿色、恶臭的浮沫,称为‘水华’,是淡水水体中藻类大量繁殖的自然生态现象。”昆明滇池高原湖泊研究所(原昆明滇池生态研究所)高级工程师何峰解释说,蓝藻水华具有明显的季节性。对于富营养化的湖泊,夏秋季在一定时间内必然会间歇性出现,每年5月至10是蓝藻富集的主要时期。受温度、阳光、营养物质和水流的影响,例如,当温度在20℃以上,水中富含氮和磷,且水的pH值高,光照强且持续时间长时,蓝藻细胞形成气球状结构,使其漂浮到水面并迅速聚集形成蓝藻水华。
如何判断蓝藻水华的等级?
“目前,国内外对蓝藻水华的等级没有统一的标准。我们判断滇池蓝藻水华是重度、中度还是轻度,有很多指标,包括水色、透明度、叶绿素、蓝藻富集范围(详见图表1)。”何峰介绍。
何峰说,在冬春等风浪较大的季节,滇池蓝藻一般不会明显富集;轻度富集多发生在每年3月以后,此时蓝藻生长繁殖速度明显加快,受风向影响会在滇池北部近岸富集。中度和重度富集多发生在夏秋季。
何峰说,正常情况下,蓝藻在水中生长漂浮,通过光合作用补充水中的溶解氧。但在夜间和藻类大量死亡时,会消耗水中的溶解氧,使水中的溶解氧迅速降低,可能造成鱼虾等水生生物缺氧死亡。蓝藻生物量高或水温大幅降低时,部分蓝藻会死亡。蓝藻死亡后变黄,漂浮在水面上,可能会形成油状条纹,而且由于含有藻红蛋白(藻蓝蛋白),在阳光下会出现蓝色斑点,形成大家看到的“绿漆”。
滇池里有哪些种类的蓝藻?
“目前,地球上已发现和鉴定的蓝藻有2000多种,中国有记录的约900种,滇池约30种。最常见的种类是微囊藻、棕囊藻和鱼腥藻(见图)。然而,滇池浮游植物种类丰富,在几十年的调查中,优势藻种并不是一成不变的。每次统计发现的蓝藻种类与调查区域、调查持续时间和水环境有关。”何峰说。
昆明对滇池的浮游植物种类做了详细的调查,可以追溯到70多年前。20世纪50、60年代,滇池浮游植物调查共采集到藻类植物102属186种,其中金藻分布广泛,喜生长在透明度高、有机质含量低的水体中。20世纪80年代初,滇池共采集到藻类8门81属205种和变种。
20世纪90年代初,钱彪、韩亚平等专家对滇池进行了浮游植物调查,共采集到浮游植物126种,隶属于7门64属。此时金藻已经基本消失,而过去滇池没有的种类,如棕囊藻和念珠藻开始出现,同时蓝藻门、绿藻门和硅藻开始占据优势。2006-2007年,中科院水生所对滇池进行了14个月的藻类监测,共采集到185种,隶属于8门89属。种类最多的是绿藻门和蓝藻门,其中蓝藻门的微囊藻成为绝对优势类群。2012年,云南省环境监测中心在滇池41点进行了藻类调查。共采集到159种,隶属于8门66属,其中以绿藻门和蓝藻门种类最多。
近年来,昆明滇池高原湖泊研究所持续开展滇池北部沿岸水域蓝藻水华监测研究,发现该水域重现率较高的藻类有7门31属102种,大部分为耐污染种。其中蓝藻门的微囊藻是常见的优势种,硅藻门的鱼腥藻、褐指藻、线状硅藻也会在气温较低的个别月份成为优势类群。
“值得注意的是,近年来栅藻、绿藻门的柄锈菌、硅藻门的微囊藻和直链硅藻也成为全年常见的类群。”何峰说,“蓝藻生物量和比例下降,其他藻类比例上升,说明滇池水质得到了明显改善。”
打捞蓝藻的作用有哪些?
“虽然不能消灭蓝藻,但消灭蓝藻水华是可能的。”昆明市滇池管理局副局长吴朝阳说,科学研究和实践表明,要防止蓝藻水华大规模爆发,必须控制氮、磷等营养物质进入水体,降低水体富营养化程度,阻断蓝藻水华的营养“供给线”,这是治本之策。治标措施是打捞处理蓝藻,减少二次污染。“标准”和“书”相互作用,相互协调。
经过20多年的不懈保护和治理,2018年,滇池草海和外海水质由曾经的劣ⅴ类改善为ⅳ类,水体营养状况也由重度富营养化转为轻度富营养化,水质稳定好转明显。2018,昆明市委、市政府开启新征程,带领全市人民展开“滇池保护治理三年会战”,对所有进入云南的河流、支流进行“水质”和“污染负荷削减”双重控制,千方百计阻止污染物进入滇池,阻断蓝藻水华造成的营养物质供应。
“控制入湖污染是一项艰巨的长期任务。目前滇池的富营养化水平和湖宽湖浅的特点非常适合蓝藻的生长,并且在生长过程中,蓝藻会从水体中吸收和积累大量的氮、磷等营养物质。因此,及时打捞和处置蓝藻,本质上是减少滇池内源污染,从湖中提取氮、磷等营养物质的过程。”吴朝阳介绍,此外,蓝藻死亡分解后营养物质返回水体,造成二次污染,给其他藻类提供营养物质。通过打捞大量聚集在局部地区的蓝藻,不仅可以防止水华的危害,还可以减缓蓝藻的过度繁殖,改善水体景观,消除异味,提升滇池的旅游价值。因此,在一定时期内,将控制和清除蓝藻作为治理滇池污染物的标本兼治的有效手段之一是完全必要的。
多年前,在市委、市政府的安排下,市滇管局、市环保局、昆明滇池投资有限公司等部门联合建立了滇池蓝藻水华监测、预警和处置的主动防控机制。“昆明还合理调配牛栏江-滇池补水,增强外海北岸水动力,有效缓解该水域蓝藻富集。”吴朝阳表示,云南管理处等部门将坚持科技攻关,加强成果应用,与中国工程院、中国环境科学研究院、清华大学等高校、科研院所和环保企业开展专项合作,从蓝藻、绿藻的生长机制和影响因素等方面找准污染原因,提高滇池保护管理的效率和科学水平,加强科技支撑,实现滇池科学管理。
卫星监测到蓝藻水华有哪些变化?
昆明滇池蓝藻监测始于20多年前,尤其是2008年以来。昆明市环境监测中心和昆明滇池高原湖泊研究所对滇池蓝藻进行了卫星遥感监测,全年连续动态监测。
“动态监测数据显示,近年来,滇池首次出现严重蓝藻水华的时间明显推迟(详见图表2)。”何峰说,“而且,滇池沿岸北部海岸带出现水华的天数也逐年减少。2010年蓝藻水华中度以上天数达到137天,而2018年只有6天。”
与此同时,滇池蓝藻水华的主期也大大缩短。“十五”期间,浮游植物明显富集期一般为3-6月+065438+10月。每年3月以后,水中叶绿素a浓度超过40万微克/升,蓝藻中度和重度富集持续近9个月。十一五期间,浮游植物富集的时间变成了4月-165438+10月。“十二五”期间,浮游植物从6月到10月明显富集,达到65438+10月。“十三五”期间,7-9月浮游植物明显富集。
此外,滇池蓝藻水华分布面积也明显减少。“十二五”前,滇池蓝藻水华面积较大,主要集中在外海北部近岸海域,距离岸边约500米至2000米的近岸海域蓝藻富集频率较高。“十二五”以后,一般分布在离岸边50-500米左右的范围内。“十三五”以后,一般富集在30-200左右的海岸带。
“特别值得一提的是,滇池蓝藻的发生量也明显下降。”何峰说。
1988之后,草海水质整体变差,外海水质在劣ⅴ类和劣ⅴ类之间波动。水体富营养化导致蓝藻水华频发。1999年蓝藻水华覆盖面积达到20平方公里,厚度达到几十厘米。昆明第三水厂因为大规模蓝藻水华,被迫停止从滇池取水。
“十五期间,每年春夏秋三季,滇池海岸带的蓝藻厚度都很厚,在光照下会变硬。最严重的当地水体叶绿素a浓度高达每升45万微克,鸡蛋和石头都难以下沉。很多人也见过老鼠在蓝藻硬化上跑。”何峰形象地描述道,“近年来,即使发生了严重的蓝藻水华,叶绿素a的最高浓度也在2000微克/升左右,而20年前只有225/1,足以说明滇池的富营养化有了很大的改善。”
如何科学看待蓝藻水华的波动?
滇池水质改善为ⅳ类水,湖泊水环境不断改善。去年仅6天就发生了中度以上蓝藻水华。以后滇池不会出现严重的蓝藻水华吗?
“滇池蓝藻水华的出现是规律的重现,是必然现象。”刘永定多次阐述过这个观点。他表示,对于滇池这种富营养化的湖泊来说,水华形成的物质条件还是具备的,未来10年甚至更长时间内水华现象都是不可避免的,每隔几年出现一次严重的蓝藻水华是正常的。在未来一定时期内,蓝藻水华的防治仍将是滇池保护和管理的重要内容之一。
2007年,太湖发生了严重的蓝藻水华,甚至影响了当地的自来水供应。洱海发生大规模蓝藻水华,水质在ⅱ类和ⅲ类之间波动,2003年1997,2013。“这些都是时间生物学中正常的周期性现象,也就是有规律的重现。”刘永定表示,滇池蓝藻水华的发生虽然有规律,但也有特殊性。“这和生物的大周期、小周期、大环境、小环境有关。”在更大的尺度和格局上,蓝藻水华的发生不仅取决于光照、温度、营养等生物的作用,还取决于厄尔尼诺现象、拉尼娜现象、人类不规范行为、突发性污染事件、洪水和干旱等。
在刘永定看来,虽然滇池的富营养化水平在逐年下降,但严格定义下,滇池仍然是富营养化湖泊。富营养化不完全是人为造成的。落叶、落雨、腐烂的东西从地表进入水体也是富营养化过程。一个湖泊从自然贫营养化到富营养化可能需要数百年甚至数千年的时间。但是人类活动加快了富营养化的速度,蓝藻水华的发生必然离不开充足的营养,所以这也是一种不可避免的生物现象。
刘永定明确表示,绝不能因为蓝藻水华的反复性,就认为生态系统崩溃或滇池治理的成效“打折扣”。“蓝藻水华今天可能比昨天更严重,明年可能更严重。”因为以一个长跨度的年份为时间单位观察,水华的发生呈现平滑的下降曲线,但在一个小的时间节点上,偶尔会有波动。
“大家要意识到,滇池的治理不是短时间能完成的,水质也不是一朝一夕能改善的。这至少需要一代人甚至几代人的努力。”刘永定强调,可以肯定的是,当前治理滇池的措施和手段是卓有成效的,蓝藻水华数量逐渐减少、滇池水质改善是必然的。
编辑:王建宇一审:秦从军