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太湖的“隐忧”:泥沙淤积19亿m³,为何会引发“蓝藻之患”?

太湖位于长江中下游尾闾的“鱼米之乡”,是国内著名的第三大淡水湖。和其他湖泊相比,太湖的显著特征是面积大、水浅、底平,蓄水量仅有44.3亿m³,相当于鄱阳湖正常水量的17%。

据资料记载,太湖是典型的浅水平原湖泊,湖中没有明显的深槽。受人为活动(建闸蓄水、清淤)的影响,太湖的水深有所增加,但平均深度也仅1.9m,最大水深为4~5m

凡事都有利弊,水浅意味着蓄水量有限,蓄洪能力较低,但好处也很明显:浅水环境有利于湖水温度的升高、浮游生物的繁殖,有利于提高水面单产。因此,太湖的鱼产力历来为国内一流,2017~2019年每年出鱼6.8~7.2万吨,平均每亩水面出产19公斤湖鲜,堪称“天然鱼塘”。

太湖水浅的原因究竟是什么?

有两方面的因素不容忽视,一是自然的地质构造,二是泥沙的淤积

从地理区位上看,太湖位于长江下游平原,湖床比降很小。太湖大部分区域由江南古陆演变而来,区内发生的凹陷局限于两处:东南部的钱塘凹陷,以及西北部的下扬子凹陷,凹陷幅度均较小。新第三纪以来,太湖受西升东降的构造影响,形成了大小不一的断块山地,表现为零散的基岩岛屿。

其次,泥沙淤积也导致湖盆出现浅平化的趋势,累计淤积量不低于19.15亿m³,相当于储藏了84万吨的氮、60万吨的磷。太湖的淤泥和当地的生产、生活有着密切联系:上世纪60~70年代,太湖地区流行着“(lǎn)”的生产方式,当地农民将湖底的淤泥捞出,晒干后用作有机肥,滋养了无数湖滨良田。

据资料记载,太湖周边的挖泥量高达180~200万m³/年,基本和当年的自然淤积量持平。本质上,“罱泥”属于人工清淤的一种,其好处不言而喻,既加深了湖泊深度,减轻了底层的有机污染,又创造了可观的生产效益。但由于农业化肥的普及,“罱泥”现象从80年代开始减少,90年代的罱泥船极为罕见,太湖的水质也开始出现恶化倾向。

2013年,太湖西山岛居民割芦苇,清除湖滨污染物

对太湖的淤泥应当辩证看待,挖出来利用就是宝贵的资源,如果任其沉积湖底,则会助长蓝藻的泛滥,加重太湖的“营养病”。

研究表明,太湖的淤泥属于有机污染型,淤泥的颗粒在1mm以下,大部分小于80μm,其间还夹杂着大量的细沙、粗屑垃圾、腐殖质等,塑性指数低于8。2018年的一项调查显示,太湖表层底泥中有机质的质量分数在0.36%~7.06%之间,平均值为1.62%,这为蓝藻的大规模暴发埋下了隐患。

太湖并非原本就存在“蓝藻之患”。60年代的太湖还是一个贫营养湖泊,水质清瘦,是水好景美的生态港湾。1981年,太湖整体转变为中营养湖泊,但富营养化并不是特别严重,大规模的蓝藻还未出现。真正令人担忧的是80年代后期,苏州、无锡、湖州等38个市区的工农业迅速发展,大量的生活污水、养殖废水排放入湖,水质急剧恶化。

从那时起,太湖北部的梅梁湾就开始频繁出现蓝藻水华,蓝藻密度、暴发范围愈演愈烈,以至于到了“失控”的程度。

影响最大的一次水华发生在2007年5月,水华覆盖无锡市的饮用水源地,导致市区出现了供水危机。太湖的“水危机”引发国家的高度重视,当地快速响应,组织人力打捞藻水1200万m³,通过望虞河“引江济太”补水93亿m³,同时从梅梁湖抽出89亿m³的“高肥”水体,改善了水质。

值得一提的是,太湖的淤泥也被认为是蓝藻久治不绝的重要原因。2007年以来,太湖的清淤工程随即展开,工程清淤量达3000万m³

可能有人不理解:太湖的淤泥和蓝藻之间究竟是什么关系?事实上,淤泥为蓝藻的增殖提供了“温床”,而蓝藻的泛滥又反过来加重淤泥的污染,两者之间恶性循环,太湖的水环境深受其害!

蓝藻是一种周期性增殖的有毒藻类,藻群失控的原因和氮磷含量、水温都有关系。每年7~10月份,太湖水温升高至25~35℃,此时最易暴发水华。到了冬季,蓝藻的优势度下降,幸存的藻种(厚壁孢子)蛰伏于淤泥表层,暂时进入休眠状态,次年春季再次复苏、繁殖。

蓝藻的形态多样性

因此,淤泥就是蓝藻越冬的种质资源库和营养库,也是太湖“蓝藻病”久治不愈的“病灶”所在。

不仅如此,蓝藻的有机含量达76%,死亡沉底还会加重淤泥污染。例如:2007年蓝藻泛滥时,贡湖北部出现大面积的藻膜堆积,在相应区域的底泥中,有机质含量高达13.01%,这是什么概念?太湖淤泥的有机质含量一般为2%左右,北贡湖淤泥的有机质比常规水平高了5.5倍

由此可见,治理太湖的蓝藻,就不能忽视对淤泥的处理。但问题又随之而来:太湖的淤泥相当麻烦,全部清淤绝非易事。

一方面,太湖淤泥最大的特点是淤积量大,配套工程规模浩大,清淤成本高昂。前文提到的19.15亿m³还是2002年测得的数据,经过20年的沉积,自然淤积量应当更高。根据180万m³/年的速度计算,20年间相当于新增了3600万m³的淤泥。而太湖清淤工程设定的清淤量也只有3000万m³,不及淤积总量的2%。

再从清淤速度上看:从2007~2020年,无锡市在13年间的清淤总量为2300万m³,平均每年的清淤仅有177万m³,清淤效率难尽人意,甚至不及1960年代的罱泥量。

按目前的清淤进度计算,即便自然淤积量不再增加,至少需要1000多年才能完成太湖的清淤,对应的成本也将超乎想象。以200元/m³的清淤成本计算,19.15亿m³淤泥将耗费3830亿元,堪称天文数字。

另一方面,太湖周边可用的土地面积较小,也限制了清淤的规模。20世纪80~90年代,太湖周边出现大面积的围垦现象,导致原始芦苇湿地减少了100平方公里以上。如今,围垦地大多变成了良田和居民用地,加之环湖地区经济发达,耕地单价昂贵,太湖淤泥即便挖出也缺少堆放场地。

那么,太湖清淤产生的淤泥究竟该如何利用呢?

颇具经济效益的开发用途就是作为肥料。经土质监测,太湖淤泥的重金属、有害物质基本符合《土壤环境质量标准》GB 15618-2018《农用污泥污染物控制标准》GB 4284-2018,因此可用作绿化土、种植土,有机质高的淤泥还可在堆肥后用于农业用地,或者加工制成复合肥、颗粒肥。

另一个途径是进行深加工,制成各种建筑材料,比如:淤泥烧结砖、陶瓷颗粒、免烧陶粒。当然,清淤回填也大有可为,既包括太湖大堤、鱼塘、宕口、堆场的回填,也包括芦苇湿地的回填。

有专家指出,太湖淤泥最佳的资源化利用就是用作芦苇荡的回填修复,产生的生态效应将不可估量。太湖的西部、北部和南部湖湾适宜培植芦苇,一来,芦苇能高效吸收氮磷,净化水质;二来,芦苇荡还能自然截污,阻拦蓝藻的扩散,降低次年春季蓝藻的萌发率,对于控藻大有裨益。

总之,太湖是长江流域的“生态宝库”,亦是长三角最重要的饮用水源地,保护太湖就是保护水源安全。湖区的淤泥是蓝藻暴发的隐患,同时又是宝贵的资源,在“变废为宝”的路上,太湖的美景又多了别样的底色。

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