在太湖,中国采取行动对抗大规模的藻类繁殖

二十年来,中国东部曾经风景优美的太湖已经被毁灭性的藻类爆发所窒息,威胁到数百万人的饮用水。现在,中国正在采取措施恢复太湖的生态平衡,此举可能会为世界其他大型湖泊提供借鉴。

初夏的一天,雾霾笼罩着太湖。中国第三大淡水湖的北部边缘现在应该已经被绿色的黏液堵塞了。相反,最近的暴雨破坏了藻类的生长。就像一个正在缓解的癌症患者,太湖正在享受着疾病的短暂缓解,仿佛回到了工业废水、农业径流和污水破坏其生态平衡之前的时代。

这种健康光环不会持续太久。在中国东部闷热的江苏省,一旦气温上升,一种令人讨厌的蓝藻就会爆发。藻青菌,微胞藻属绿脓杆菌,产生可能损害肝脏,肠和神经系统的毒素。2007年5月,一个巨大的微胞藻属太湖北岸无锡市的自来水厂被水淹没,超过200万人一周没有饮用水。

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太湖的藻类

刘金/法新社/盖蒂图像
工人清洁藻类在湖太湖无锡市的饮用水进气管。

这一臭名昭著的事件使太湖成为中国经济快速增长所带来的环境后果的典型代表。Â中国科学院南京地理与湖泊研究所生物化学家朱光伟说:“中国在环境问题上的冲突越来越多。”朱光伟在太湖管理着一个研究站。政府官员知道水资源短缺可能引发暴力抗议,誓言要清理太湖的混乱。

四年后,恢复太湖的运动正在显现成效。为了减少污染,减少氮和磷大量流入藻类(相当于食人鱼的生肉),当局迫使太湖附近的数百家小型化工厂和制造厂关闭或迁往江苏北部。他们还对那些被允许留下来的工厂的废水进行了严格的监测。该省已经在太湖的支流上建立了污水处理设施,并正在疏浚支流口以清除富含营养的沉积物。因此,湖中的营养物浓度开始逐渐减少。“水质不再恶化,”NIGLAS的生态学家秦伯强说。

然而,将太湖恢复到真正健康的状态将是一个更严峻的挑战。钱不是问题:

太湖的成功可能会带来全球性的回报,因为蓝藻在世界各地的繁殖正在增加。

中央政府,通过其环境保护部,计划在未来5年拨款1.55亿美元来清理太湖。外交部正在起草工作计划。但是秦说,挑战在于确定氮和磷的来源,以便更好地阻止它们流入湖中。

太湖的成功可能会带来全球性的回报。在太湖进行研究的北卡罗来纳大学教堂山分校海洋生物学家汉斯·帕尔指出,全球范围内蓝藻水华正在增加。帕尔说,从美国的伊利湖和奥基乔比湖到非洲的维多利亚湖以及日本最大的湖泊Biwa和Kasimagaura,藻华对饮用水供应以及大型淡水生态系统的生态和经济可持续性构成了严重威胁。“太湖就像其他湖泊的镜子,”他说。根据Paerl,在美国单独的,有害的蓝藻绽放每年造成约20亿美元的损失,因为Paerl。

如今的太湖与上世纪80年代的热门歌曲《太湖之美》中所歌颂的“水上白帆,水上绿芦苇,水下鱼虾”的田园诗般的自然景观相去甚远。那时很少出现藻华。但是这个浅湖——最深的地方只有3米——很容易发生富营养化,也就是营养物质积累。从20世纪80年代开始,太湖的生态系统开始由良性浮游植物硅藻为主向蓝藻为主转变。到90年代末微胞藻属开花是夏季常见的现象。

地方政府在十年前就开始重新平衡太湖的生态系统,这是有充分理由的。随着硅藻的消失,莲花和荸荠等大型植物也开始失去地盘。

一位中国生态学家说,腐烂的海藻有一种非常强烈的气味,就像腐烂的鱼一样。

省级水管理人员培育和重新引进了有缘植物。“他们认为这样可以清洁湖水,”秦说,因为漂浮的大型植物可以阻止风力驱动的藻类聚集在一起。在支持重新引入的研究中,NIGLAS的科学家们将湖泊的一小部分封闭起来,并在其中播种植物;植物生长茂盛。然而,在实验范围之外,对天然解药的尝试失败了。“当水被污染时,大型植物就不能很好地生长,”秦凯说。“我们明白,我们必须首先清理湖泊。”

在这一教训还未被理解之前,2007年的饮用水危机就把太湖推到了全国的聚光灯下。当时,无锡80%的饮用水来自太湖。那年五月,海藻席子如此之厚,繁花如此之广,以至于大量的海藻都沉到海底腐烂了。“腐烂的海藻有一种很强烈的气味,就像死鱼一样,”秦说。无锡居民抱怨他们的自来水发臭。无锡市的自来水厂根本应付不了大量流入水口的腐臭藻类。从长江调水冲湖的尝试适得其反;它迫使更多的藻类进入摄取区,秦说。

这场危机敲响了警钟。一个直接的解决办法是将无锡的进水管从近海延伸到湖的中心,那里的盛行风往往会把豌豆绿色的藻类毯吹到湖的中心。为了摆脱对太湖的依赖,无锡现在有一半的饮用水来自长江。江苏省政府还推出了搬迁化工厂等措施,以减少养分负荷。

地方当局渴望做得更多,但只有更清楚地了解流入太湖的营养物质的来源,才能取得重大进展。

科学家们说,他们需要更多的基础数据来恢复湖泊。

“我们需要基本的数据来恢复湖泊,”秦说。在太湖的支流和100多条流入太湖的运河中,“水质相当差,”朱先生说。在春季,茶农在田间施肥后会出现氮穗。化肥也难辞其咎。朱说,20年前,化肥价格昂贵,中国几乎没有使用化肥的设备。现在,他说,“江苏的农民很富有。他们可以负担得起使用大量化肥。”

农业并不是氮的唯一来源。秦说,NIGLAS太湖生态系统研究实验室最近发现,太湖大约四分之一的氮输入来自大气,很可能来自汽车排放。

近距离几十米,仪器填充的小屋坐落在太湖的浑浊水上。通过基层全球湖泊生态天文台网络的支持,去年Niglas建造了150,000美元的实验室,以不断测量营养浓度,二氧化碳水平和溶于湖泊的甲烷和其他参数。“之前,我们必须站在湖中的平台上,手动在雷暴中手动进行测量 - 不安全,”秦说。现在通过无线网络数据流到岸上。

随着太湖污染状况变得更加清晰,地方当局正在考虑是否要在岸边建立一个几百米宽的缓冲区,在那里农田和村庄将变成湿地和公园。秦刚说,在人口密集、富裕的江苏,搬迁计划将花费一大笔钱。但这将给这个四面楚歌的湖泊一些喘息的空间。“这个方向上的任何步骤都是有帮助的,”Paerl说,“即使它只处理了输入的营养的一小部分。”

该清理计划的其他内容包括进一步改善农村的卫生条件,并提供税收优惠,以试图将该地区的工业格局从化学公司主导转向以可再生能源和互联网技术为中心。“处理城市污水和减少主要河流排入太湖的水量,”Paerl说,“将是解决太湖养分过剩问题的关键。”

斯蒂文·威尔赫姆(Steven Wilhelm)是田纳西大学的微生物学家斯内德·威尔姆(Steven Wilhelm),斯图涅斯·克诺克斯维尔(Knoxville大学)在本湖竞技表演,斯图涅帖Steven Wilhelm表示,驾驶和顽固的策略可能需要更快的修复。“这不会变得容易,”他说。

朱镕基对此持乐观态度。他说,在未来的5到10年里,“我们将看到巨大的改善。”他预测,这两个领域微胞藻属开花和它们的持续时间会逐渐减少。但是要消除花开,恢复太湖的自然秩序,还需要几十年的时间。