水的富营养化是什么？

水的富营养化是什么？

水体富营养化是指在人类活动的影响下，生物所需的氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河、湖、海湾等缓流水体，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖，水体溶解氧量下降，水质恶化，鱼类及其他生物大量死亡的现象。

在自然条件下，湖泊也会从贫营养状态过度到富营养状态，不过这种自然过程非常缓慢。

而人为排放含营养物质的工业废水和生活污水所引起的水体富营养化则可以在短时间内出现。

水体出现富营养化现象时，浮游藻类大量繁殖，形成水华(淡水水体中藻类大量繁殖的一种自然生态现象)因占优势的浮游藻类的颜色不同，水面往往呈现蓝色、红色、棕色、乳白色等。

水的富营养化是指水体中N、P等元素超标，藻类大量繁殖导致水质恶化的现象。

我国富营养化的湖泊

我国是一个多湖泊国家，天然湖泊遍布全国，湖泊在我国社会经济发展中占据了十分重要的地位。但目前我国多个大中型湖泊不仅水质恶化，其生态系统也发生了明显退化，有毒蓝藻水华暴发频繁，饮用水源安全受到严重威胁，部分湖泊不仅丧失了其作为饮用水源的功能，其他生态服务功能，如鱼类产卵场、生物栖息地、游泳和娱乐等功能也处于已经丧失或正在丧失过程中，我国已成为全球湖泊环境问题最为突出的国家之一。

一我国湖泊保护治理回顾

从社会属性的角度来讲，由于我国正处于经济社会快速发展的特殊阶段，我国湖泊富营养化也具有社会经济发展的阶段性特点，即经济社会高速发展与环境保护相关措施及设施等较为落后间的矛盾突出。如长江中下游地区开发历史久远，人类活动强度大，且江湖河湖关系较特殊；云贵高原湖泊多为断陷形成，具有典型坝区经济特点，狭小坝区的人地矛盾突出。由于快速城市（镇）化及农业等产业快速发展，导致长江中下游和云贵高原湖泊水污染及富营养化问题较为严重。

自上世纪70年代起，我国开始关注湖泊保护治理问题，至今大致经历了四个阶段，其中“六五”到“七五”期间，主要任务是摸清家底，标志性工作是开展了我国湖泊富营养化调查。“八五”到“九五”期间为探索治理阶段，以杭州西湖、南京玄武湖等小型湖泊为重点，探索了湖泊富营养化治理问题；以太湖、滇池、巢湖等为重点，开展了重点流域水污染治理与富营养化控制的技术研究、工程示范及应用等，标志性工作是形成了我国湖泊富营养化治理的“一湖三圈”理论与技术方法。2000年到2010年，为控源治污阶段，遵循控源和生态修复相结合的技术思路，以控源、治河与生态修复为主要技术手段。2010年以来，为山水林田湖一体化保护的流域综合调控阶段，以保护优先和流域综合整治为技术思路。

经过多年努力，虽然部分湖泊或部分水域水环境质量有所改善，但我国湖泊水污染与富营养化的总体形势依然严峻。一方面与我国水资源、人口及产业等资源禀赋特征有关，像青藏高原、黄土高原、熔岩、沙漠地区等，生态环境本身就很脆弱；而人类活动和经济社会开发相对集中的东部地区，人口密集，水系河网复杂，且开发历史久远，人类活动对水环境干扰强度大。另一方面，我国经过改革开放40年的发展，走过了发达国家近百年的历程，各种环境问题集中出现；同时，我国环境基础设施建设相对滞后，即污染速度远超环境治理速度，导致目前我国水污染物排放总量远超水环境容量。未来一段时间，经济和人口依然将持续增长，必然会给湖泊流域带来持续压力，我国湖泊水环境依旧面临严峻挑战。

污染的洱海而我国现有水环境解决方案明显不足以支撑流域水环境质量改善。其一是污水排放标准问题。按现有污水排放标准，很多企业可以做到达标排放，而现实的水污染状况却在加重，究其原因，与我国现行排放标准有关。目前，我国污废水排放标准并没有与水环境容量挂钩，尤其未考虑目前流域城市的“高密度”布局特征。另外，也与违法成本较低、缺乏激励机制等有关。其二是污水处理效率同发达国家相比还有很大差距。我国污水处理厂建设与运营监管薄弱，管网不健全，污水处理设施运行不到位，污泥处置提升空间较大。其三是污染总量控制缺乏系统设计，质量目标与环境监管脱节，总量控制与浓度控制脱节，水污染控制与水生态保护脱节，以行政区为基础的环境功能区划与流域水污染调控脱节，缺乏与污染物排放标准、地表水质量标准等相适应的水环境容量核定与分配技术方法等。

二对我国湖泊富营养化问题的几点认识

湖泊富营养化的本质是湖泊与流域间氮磷生物地球化学循环过程失衡，即过多氮磷等营养物湖内累积，导致湖泊营养物代谢失衡。就湖泊富营养化研究来讲，多年来更多关注了总氮、总磷与无机氮磷等，其实有机氮磷，特别是溶解性有机氮磷在湖泊生态系统中也占有重要比重；部分污染严重湖泊，沉积物溶解性有机氮磷释放可达到氮磷释放总量的30%以上，且具有较高的生物有效性，即如果忽略有机氮磷的作用，会在一定程度上低估湖泊富营养化风险。同时，我国湖泊大多为浅水湖泊，污染较严重，氮磷等污染物长期累积，在湖内形成了一定规模的内负荷，在外源负荷逐步得到控制后，内负荷较长时间内仍然是影响湖泊水质改善的重要因素。这可能是我国湖泊水环境质量改善难度较大的原因之一。

污染的洱海另外，改革开放40年来，流域人类活动对我国湖泊产生了巨大影响。如长江流域大型水利工程建设导致江湖关系变化，由此导致湖泊枯水期沉积物出露时间提前，且时间延长，将引起沉积物表层环境由厌氧转为好氧，溶解氧升高，反硝化作用减弱，好氧微生物固氮作用增强；同时，蒸发作用促使更多水溶性氮磷向沉积物表层迁移，导致表层沉积物氮磷蓄积量增大，且沉积物高程越高，出露时间越长，表层沉积物氮磷含量越高，来年水位升高会对湖泊水质产生一定影响。再如，修建巢湖闸和裕溪闸，切断了长江与巢湖间联系，大幅提升了巢湖水位，恶化了水生植物生存条件，导致沉水植物大量消失，进而加重了巢湖富营养化。江湖、河湖及人湖关系间的相互变化表明，新时期我国湖泊治理任务有加重趋势。

三洱海水环境特征及保护治理建议

洱海作为典型的高原湖泊，坝区经济特点明显，流域生态环境较脆弱。近10年来，在国家重大水专项的支持下，在云南省及大理州政府努力下，洱海保护治理取得了一定成效，在流域经济高速增长情况下，与“十一五”相比，“十二五”洱海Ⅱ类水的月份数有所增加，但主要水质指标氮磷浓度等却呈增加趋势，特别是2014年、2015年、2016年，洱海Ⅱ类水质月份数连续下降。基于此，云南省启动了洱海抢救模式，持续改善湖泊水质，防控规模藻类水华。

自1990年以来，洱海水质总体呈下降趋势,自2003年由Ⅱ类下降到Ⅲ类；近年来水体氮浓度增加幅度大于化学需氧量大于总磷，且藻类生物量增加幅度较总氮大；2017年洱海水质与2015、2016年总体持平。多年来，洱海水生植被退化明显，虽近几年面积稍有增加（2017年增加到32平方千米，处于近15年来最好水平），但依然较低，尚不能对藻类形成竞争优势；洱海鱼类群落表现为外来种增加，特有种消失，土著种减少，杂型化严重，凶猛掠食性鱼类比例偏低，银鱼占有一定比重，鱼类结构不合理，生态控藻力差；洱海藻类密度高，水华风险加重，且趋于常态；特别是近几年，藻类密度年末较高，即未来洱海藻类水华风险较高，且持续时间可能较长。

流域经济社会快速发展等导致入湖污染负荷较高是洱海水质下降的重要原因。近年来，流域经济社会逐步向洱海周边发展，旅游人口等向坝区聚集，城镇用地与农村居民点对径流水质有重要影响，来自大蒜和蔬菜地为主的面源污染及沿湖生活污染问题突出；城镇污染存量大，旅游污染快速增加，由此导致洱海入湖河流水质提升任务艰巨，湖泊对污染负荷的缓冲能力下降。经过抢救性保护行动，与2016年相比，2017年洱海入湖河流水质有所改善，主要是西部河流水质改善明显；但入湖沟渠仍有污水直排，污染严重。

污染的洱海洱海“两污”治理及藻类水华应急控制等措施成效显著。虽然2017年流域入湖污染负荷依然较高，但城镇溢流污水及雨季污染负荷集中入湖得到一定控制，“七大行动”基本遏制了入湖污染负荷快速增加的势头。沿湖截污、关停客栈及藻类水华应急控制等措施对2017年洱海水质保持和藻类水华防控发挥了重要作用，近岸水域藻类水华得到一定控制，水体感观改善效果明显。尤其是污染源结构发生了明显变化：与2016年相比，2017年洱海氨氮、化学需氧量、总磷和总氮入湖负荷分别降低约20%、12%、12%和3%；其中，环湖旅游污染大幅下降，城镇截污工程开始发挥效益，农村生活污染虽有控制，但负荷总量依然较高，农田面源污染持续增加。

流域发展变化是影响洱海水质的根本所在，重视流域保护与治理才是洱海保护治理的关键。必须重视流域保护与生态建设，特别是要重视湖滨缓冲区的保护与建设。洱海保护治理虽已取得一定成效，但藻类水华风险较大，扭转水质下降的总体趋势尚需时日；入湖污染负荷较高，湖泊氮磷浓度处于高位，治理工程发挥效益具有一定的滞后性，且治理工程的整体效益发挥尚需时间。预测今后相当一段时间，洱海水质改善任务艰巨，亟需提高保护治理的针对性，提高保护治理效率。洱海保护治理尚处在初级阶段，亟需建立和完善洱海保护治理三大体系，即保护与治理工程体系、绩效评估体系和监管考核指标体系。鉴于流域污染来源变化较大，洱海水质变化不确定性增加，近期需突出重点，解决洱海保护治理首要问题，即保持湖泊水质，防控规模水华发生。

基于对洱海水环境特征及流域发展演变等认识，初步提出近期保护治理建议。

首先是要控制负荷，改善水质。要点是精准治污、持续停污、系统减污、防控重点、修复增容、分区控制，并防控水华。应持续加强农田面源及养殖污染控制，提升入湖河流水质；充分发挥湿地及库塘系统的水质净化等作用，解决生态库塘及湖滨湿地运行技术支撑不到位、运行效果不稳定、进水不畅、浓度较低及水生植物缺乏管理等问题；加强餐饮客栈监管与监测，保障处理设施稳定达标运行；提升城镇污水处理厂运行效率，完善村落污水处理设施，着重解决水量不足、出水水质不稳定及管理不规范等问题；加强运行监管，解决学校、农村客事办理场所污水处理设施油污堵塞等问题；加强片区污染综合治理，有效控制入湖沟渠污染问题，持续开展水华蓝藻控制与应急处置绩效评估，优化蓝藻控制与应急处置设施、设备工艺及运行条件等，保障洱海藻类水华防控效果长期稳定。

其二是修复生境，优化湖泊生态系统。目前洱海缓冲区正在实施的工程包括环湖截污一期工程、环湖截污二期工程、河道综合治理工程、湖滨缓冲带湿地建设工程与海西高效节水减排工程等，如何发挥工程的综合功能及协同作用是近期洱海保护治理的重点任务之一。应做好缓冲区功能定位，开展湖滨缓冲区建设与生态修复工程，在缓冲区内统一协调相关工程，充分发挥工程的综合联动效益。另外，洱海沉积物氮磷含量较高，全湖沉积物氮磷释放通量总体虽然较小，但释放风险较大，对局部水域水质在关键时期（夏秋季）影响较大；如环境条件变化，沉积物氮磷释放量将会大幅增加，可能明显影响水质。应开展洱海沉积物污染调查及治理研究，定量沉积物氮磷污染及释放特征；开展洱海污染沉积物工程勘测，定量不同时间不同水域沉积物氮磷释放对洱海水污染贡献及藻类水华影响；在控制外源污染的同时，部分重要敏感区域，结合蓝藻水华防控与生态修复等，实施沉积物污染控制工程

我国是一个多湖泊国家，天然湖泊遍布全国，湖泊在我国社会经济发展中占据了十分重要的地位。但目前我国多个大中型湖泊不仅水质恶化，其生态系统也发生了明显退化，有毒蓝藻水华暴发频繁，饮用水源安全受到严重威胁，部分湖泊不仅丧失了其作为饮用水源的功能，其他生态服务功能，如鱼类产卵场、生物栖息地、游泳和娱乐等功能也处于已经丧失或正在丧失过程中，我国已成为全球湖泊环境问题最为突出的国家之一。

一

我国湖泊保护治理回顾

从社会属性的角度来讲，由于我国正处于经济社会快速发展的特殊阶段，我国湖泊富营养化也具有社会经济发展的阶段性特点，即经济社会高速发展与环境保护相关措施及设施等较为落后间的矛盾突出。如长江中下游地区开发历史久远，人类活动强度大，且江湖河湖关系较特殊；云贵高原湖泊多为断陷形成，具有典型坝区经济特点，狭小坝区的人地矛盾突出。由于快速城市（镇）化及农业等产业快速发展，导致长江中下游和云贵高原湖泊水污染及富营养化问题较为严重。

自上世纪70年代起，我国开始关注湖泊保护治理问题，至今大致经历了四个阶段，其中“六五”到“七五”期间，主要任务是摸清家底，标志性工作是开展了我国湖泊富营养化调查。“八五”到“九五”期间为探索治理阶段，以杭州西湖、南京玄武湖等小型湖泊为重点，探索了湖泊富营养化治理问题；以太湖、滇池、巢湖等为重点，开展了重点流域水污染治理与富营养化控制的技术研究、工程示范及应用等，标志性工作是形成了我国湖泊富营养化治理的“一湖三圈”理论与技术方法。2000年到2010年，为控源治污阶段，遵循控源和生态修复相结合的技术思路，以控源、治河与生态修复为主要技术手段。2010年以来，为山水林田湖一体化保护的流域综合调控阶段，以保护优先和流域综合整治为技术思路。

经过多年努力，虽然部分湖泊或部分水域水环境质量有所改善，但我国湖泊水污染与富营养化的总体形势依然严峻。一方面与我国水资源、人口及产业等资源禀赋特征有关，像青藏高原、黄土高原、熔岩、沙漠地区等，生态环境本身就很脆弱；而人类活动和经济社会开发相对集中的东部地区，人口密集，水系河网复杂，且开发历史久远，人类活动对水环境干扰强度大。另一方面，我国经过改革开放40年的发展，走过了发达国家近百年的历程，各种环境问题集中出现；同时，我国环境基础设施建设相对滞后，即污染速度远超环境治理速度，导致目前我国水污染物排放总量远超水环境容量。未来一段时间，经济和人口依然将持续增长，必然会给湖泊流域带来持续压力，我国湖泊水环境依旧面临严峻挑战。

污染的洱海

而我国现有水环境解决方案明显不足以支撑流域水环境质量改善。其一是污水排放标准问题。按现有污水排放标准，很多企业可以做到达标排放，而现实的水污染状况却在加重，究其原因，与我国现行排放标准有关。目前，我国污废水排放标准并没有与水环境容量挂钩，尤其未考虑目前流域城市的“高密度”布局特征。另外，也与违法成本较低、缺乏激励机制等有关。其二是污水处理效率同发达国家相比还有很大差距。我国污水处理厂建设与运营监管薄弱，管网不健全，污水处理设施运行不到位，污泥处置提升空间较大。其三是污染总量控制缺乏系统设计，质量目标与环境监管脱节，总量控制与浓度控制脱节，水污染控制与水生态保护脱节，以行政区为基础的环境功能区划与流域水污染调控脱节，缺乏与污染物排放标准、地表水质量标准等相适应的水环境容量核定与分配技术方法等。

二

对我国湖泊富营养化问题的几点认识

湖泊富营养化的本质是湖泊与流域间氮磷生物地球化学循环过程失衡，即过多氮磷等营养物湖内累积，导致湖泊营养物代谢失衡。就湖泊富营养化研究来讲，多年来更多关注了总氮、总磷与无机氮磷等，其实有机氮磷，特别是溶解性有机氮磷在湖泊生态系统中也占有重要比重；部分污染严重湖泊，沉积物溶解性有机氮磷释放可达到氮磷释放总量的30%以上，且具有较高的生物有效性，即如果忽略有机氮磷的作用，会在一定程度上低估湖泊富营养化风险。同时，我国湖泊大多为浅水湖泊，污染较严重，氮磷等污染物长期累积，在湖内形成了一定规模的内负荷，在外源负荷逐步得到控制后，内负荷较长时间内仍然是影响湖泊水质改善的重要因素。这可能是我国湖泊水环境质量改善难度较大的原因之一。

污染的洱海

另外，改革开放40年来，流域人类活动对我国湖泊产生了巨大影响。如长江流域大型水利工程建设导致江湖关系变化，由此导致湖泊枯水期沉积物出露时间提前，且时间延长，将引起沉积物表层环境由厌氧转为好氧，溶解氧升高，反硝化作用减弱，好氧微生物固氮作用增强；同时，蒸发作用促使更多水溶性氮磷向沉积物表层迁移，导致表层沉积物氮磷蓄积量增大，且沉积物高程越高，出露时间越长，表层沉积物氮磷含量越高，来年水位升高会对湖泊水质产生一定影响。再如，修建巢湖闸和裕溪闸，切断了长江与巢湖间联系，大幅提升了巢湖水位，恶化了水生植物生存条件，导致沉水植物大量消失，进而加重了巢湖富营养化。江湖、河湖及人湖关系间的相互变化表明，新时期我国湖泊治理任务有加重趋势。

三

洱海水环境特征及保护治理建议

洱海作为典型的高原湖泊，坝区经济特点明显，流域生态环境较脆弱。近10年来，在国家重大水专项的支持下，在云南省及大理州政府努力下，洱海保护治理取得了一定成效，在流域经济高速增长情况下，与“十一五”相比，“十二五”洱海Ⅱ类水的月份数有所增加，但主要水质指标氮磷浓度等却呈增加趋势，特别是2014年、2015年、2016年，洱海Ⅱ类水质月份数连续下降。基于此，云南省启动了洱海抢救模式，持续改善湖泊水质，防控规模藻类水华。

自1990年以来，洱海水质总体呈下降趋势,自2003年由Ⅱ类下降到Ⅲ类；近年来水体氮浓度增加幅度大于化学需氧量大于总磷，且藻类生物量增加幅度较总氮大；2017年洱海水质与2015、2016年总体持平。多年来，洱海水生植被退化明显，虽近几年面积稍有增加（2017年增加到32平方千米，处于近15年来最好水平），但依然较低，尚不能对藻类形成竞争优势；洱海鱼类群落表现为外来种增加，特有种消失，土著种减少，杂型化严重，凶猛掠食性鱼类比例偏低，银鱼占有一定比重，鱼类结构不合理，生态控藻力差；洱海藻类密度高，水华风险加重，且趋于常态；特别是近几年，藻类密度年末较高，即未来洱海藻类水华风险较高，且持续时间可能较长。

流域经济社会快速发展等导致入湖污染负荷较高是洱海水质下降的重要原因。近年来，流域经济社会逐步向洱海周边发展，旅游人口等向坝区聚集，城镇用地与农村居民点对径流水质有重要影响，来自大蒜和蔬菜地为主的面源污染及沿湖生活污染问题突出；城镇污染存量大，旅游污染快速增加，由此导致洱海入湖河流水质提升任务艰巨，湖泊对污染负荷的缓冲能力下降。经过抢救性保护行动，与2016年相比，2017年洱海入湖河流水质有所改善，主要是西部河流水质改善明显；但入湖沟渠仍有污水直排，污染严重。

污染的洱海

洱海“两污”治理及藻类水华应急控制等措施成效显著。虽然2017年流域入湖污染负荷依然较高，但城镇溢流污水及雨季污染负荷集中入湖得到一定控制，“七大行动”基本遏制了入湖污染负荷快速增加的势头。沿湖截污、关停客栈及藻类水华应急控制等措施对2017年洱海水质保持和藻类水华防控发挥了重要作用，近岸水域藻类水华得到一定控制，水体感观改善效果明显。尤其是污染源结构发生了明显变化：与2016年相比，2017年洱海氨氮、化学需氧量、总磷和总氮入湖负荷分别降低约20%、12%、12%和3%；其中，环湖旅游污染大幅下降，城镇截污工程开始发挥效益，农村生活污染虽有控制，但负荷总量依然较高，农田面源污染持续增加。

流域发展变化是影响洱海水质的根本所在，重视流域保护与治理才是洱海保护治理的关键。必须重视流域保护与生态建设，特别是要重视湖滨缓冲区的保护与建设。洱海保护治理虽已取得一定成效，但藻类水华风险较大，扭转水质下降的总体趋势尚需时日；入湖污染负荷较高，湖泊氮磷浓度处于高位，治理工程发挥效益具有一定的滞后性，且治理工程的整体效益发挥尚需时间。预测今后相当一段时间，洱海水质改善任务艰巨，亟需提高保护治理的针对性，提高保护治理效率。洱海保护治理尚处在初级阶段，亟需建立和完善洱海保护治理三大体系，即保护与治理工程体系、绩效评估体系和监管考核指标体系。鉴于流域污染来源变化较大，洱海水质变化不确定性增加，近期需突出重点，解决洱海保护治理首要问题，即保持湖泊水质，防控规模水华发生。

王圣瑞：北京师范大学水科学研究院教授

我国是一个多湖泊国家，天然湖泊遍布全国，湖泊在我国社会经济发展中占据了十分重要的地位。但目前我国多个大中型湖泊不仅水质恶化，其生态系统也发生了明显退化，有毒蓝藻水华暴发频繁，饮用水源安全受到严重威胁，部分湖泊不仅丧失了其作为饮用水源的功能，其他生态服务功能，如鱼类产卵场、生物栖息地、游泳和娱乐等功能也处于已经丧失或正在丧失过程中，我国已成为全球湖泊环境问题最为突出的国家之一。

一

我国湖泊保护治理回顾

从社会属性的角度来讲，由于我国正处于经济社会快速发展的特殊阶段，我国湖泊富营养化也具有社会经济发展的阶段性特点，即经济社会高速发展与环境保护相关措施及设施等较为落后间的矛盾突出。如长江中下游地区开发历史久远，人类活动强度大，且江湖河湖关系较特殊；云贵高原湖泊多为断陷形成，具有典型坝区经济特点，狭小坝区的人地矛盾突出。由于快速城市（镇）化及农业等产业快速发展，导致长江中下游和云贵高原湖泊水污染及富营养化问题较为严重。

自上世纪70年代起，我国开始关注湖泊保护治理问题，至今大致经历了四个阶段，其中“六五”到“七五”期间，主要任务是摸清家底，标志性工作是开展了我国湖泊富营养化调查。“八五”到“九五”期间为探索治理阶段，以杭州西湖、南京玄武湖等小型湖泊为重点，探索了湖泊富营养化治理问题；以太湖、滇池、巢湖等为重点，开展了重点流域水污染治理与富营养化控制的技术研究、工程示范及应用等，标志性工作是形成了我国湖泊富营养化治理的“一湖三圈”理论与技术方法。2000年到2010年，为控源治污阶段，遵循控源和生态修复相结合的技术思路，以控源、治河与生态修复为主要技术手段。2010年以来，为山水林田湖一体化保护的流域综合调控阶段，以保护优先和流域综合整治为技术思路。

经过多年努力，虽然部分湖泊或部分水域水环境质量有所改善，但我国