研究成果相關管理部門及專家咨詢會
總磷入湖量比例
改革開放以來，隨著流域經濟社會的發展變化，太湖水環境質量逐步退化。盡管水污染治理投入增加，但治理強度趕不上污染速度，水環境問題逐漸顯現。2007年的太湖水危機事件，太湖流域水污染防治工作進入快車道。經過各方共同努力，太湖治理成效顯著，水環境質量明顯改善。與20世紀90年代初期起至“十五”期間一直處于高位波動的水質狀態相比，自2007年以來總氮總磷下降明顯，湖體富營養化程度也由中度富營養轉為輕度富營養。
在2007年以后的治理過程中，太湖流域社會經濟和產業結構均發生較大轉變。經濟總量取得質的飛躍、人均GDP大幅增長，第三產業規模和比重持續上升、產業結構明顯優化。同時，人口小幅增長、城鎮化率顯著提高。由此流域氮磷污染源的類型、分布、規模和性質等都發生了巨大變化，給新時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源與貢獻，明確太湖治理的重點區域和重點污染源，制定適宜的流域氮磷污染控制決策，成為科學、精準治太的當務之急。
水專項“太湖流域水環境承載力評估與綜合調控技術研究與應用”課題（2018ZX07208-005）自“十一五”水專項以來，持續開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年來流域生態保護、水利等相關部門的污染源、水質、水量數據和文獻資料，解析了2007年~2018年10余年太湖流域社會經濟發展帶來的水環境改善壓力，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。
太湖富營養化治理歷程長，近10年進入水污染綜合治理提速期
太湖水環境演變經歷了多個不同時期。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，農戶及畜禽排泄物均作為肥料直接施入農田。工業污染負荷也極低。
20世紀的60年代~80年代，流域污染負荷逐步加重，湖體由中營養快速轉變為輕度富營養，生態退化加速。1981年太湖的總氮和總磷平均為Ⅲ類。20世紀80年代末太湖富營養化問題已經比較突出，梅梁湖北部水質惡化至Ⅴ類，部分水域生境已適合藍藻大量生長繁殖，藍藻水華開始小規模暴發。此時期，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。農田也開始使用化肥農藥。鄉鎮企業在20世紀80年代大發展，工業污染負荷也明顯增加。湖體開始人工投餌圍網水產養殖，水生植物面積減少，生物多樣性降低。
1990年~2007年這段時期，城鎮化進一步加速，城鎮生活污水排放大量增加，紡織、化工等重污染工業發展，農藥化肥全面取代傳統農家肥，規模化畜禽養殖大量增加，導致入湖污染負荷急劇上升。人工投餌圍網水產養殖大規模擴展，僅東太湖養殖水產面積就達130平方公里。建環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，最大暴發面積達太湖40%以上，生物多樣性減少。
從“九五”計劃期開始，國家把太湖流域治理列為環保工作的重點，制定并實施了太湖水污染防治“九五”計劃和“十五”計劃。工業點源污染防治取得進展，重點監控企業排放達標率高達97%；城鎮生活污染源治理取得一定成效，截至2006年底，重點治理區共建成污水處理廠186座，日處理能力共為558.8萬立方米，出水達一級B標準。農村污染治理工程開始啟動，內源治理工程效果良好，生態修復工程取得一定進展。科技部啟動太湖水污染專項研究，圍繞五里湖底泥疏浚與生態修復、農業面源污染治理和水源地生態修復開展專項研究，有力支撐了太湖治理工程的實施，但這一時期整體來看，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生，太湖流域水污染防治工作進入快車道。國家發展改革委會同國務院有關部門以及太湖流域江蘇、浙江、上海兩省一市編制了《太湖流域水環境綜合治理總體方案》（以下簡稱《總體方案》）。2008年國務院批復并實施《總體方案》，治理項目總投資高達1100多億元。由國家發展改革委牽頭的太湖流域水環境綜合治理省部級聯席會議制度同時成立，以保證治太工作順利開展。截至2012年底，實際完成投資960億元。2012年，太湖湖體水質高錳酸鹽指數和氨氮為Ⅱ類、總磷為Ⅳ類、總氮為劣Ⅴ類，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《太湖流域水環境綜合治理總體方案》確定的近期目標。隨著地區經濟社會的發展變化和治理工作的不斷深入，國家發展改革委會同有關部門和地方組織技術力量，經過深入調查研究，編制形成了《太湖流域水環境綜合治理總體方案（2013年修編）》（以下簡稱《總體方案修編》），總投資高達總投資1164億元，截至2018年底，實際完成投資1012億元。2018年，太湖總氮改善為Ⅳ類，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，藍藻水華暴發程度超過往年。
緩解社會經濟快速發展帶來的巨大壓力，流域水環境綜合治理成效顯著
流域社會經濟快速發展，使太湖流域水環境持續承受著巨大壓力。2007年到2018年，近10年太湖流域經濟總量一直保持穩定增長。地區生產總值從1.96萬億元增加至6.22萬億元，累計增長217%，年均增長速度11.1%。第一、二、三產業生產總值均逐年增加，年均增長速度高達5.9%~14.3%。伴隨著經濟增長，流域人口累計增長14.9%，其中城鎮常住人口由2329萬人增長到3151萬人，累計增長35.3%。城鎮化率從62.5%提升至73.7%，農業人口逐步向非農人口轉移，城鎮生活年用水量增加了約50%。如果沒有環保技術的應用以降低資源消耗和污染治理設施的建設運行，工業經濟快速發展、城市化進程加速、常住人口增加必然帶來工業廢水量的增加和污染負荷的大幅增加。
為改善太湖環境質量，近10年來地方政府積極轉變經濟發展方式，大力實施水環境綜合治理工程，流域氮磷污染物減排取得顯著成效。在產業結構優化調整方面，流域內大力發展戰略新興行業。2007年以來高新技術行業（如通信設備、計算機及其他電子設備制造業）產值增加了117%；而傳統重污染行業（紡織、造紙等）產值所占比例下降了約10%。工業廢水排放總量從2007年的25.6億噸減少到2018年的12.9億噸，流域的萬元工業增加值的用水量顯著減少。在農業方面，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%。
經濟發展方式轉變的同時，“兩省一市”積極組織實施了大量水環境綜合治理工程，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、浙江兩省太湖專項資金補助項目就已經高達6627個，總投資約2620億元。其中，城鎮生活污水處理廠和管網項目工程投資接近1200億元，實現城鎮污水設計處理規模達1000萬噸/天，每年可削減生活污水氮磷排放量分別為7萬噸和1萬噸。針對農業農村的面源污染，修建氮磷攔截工程達70萬畝，新增農村生活污水處理能力達7.2萬噸/天，新增修復濕地面積達14.61萬畝。
氮磷污染物入河量顯著降低，但水環境質量繼續改善遇到瓶頸
在克服了流域社會經濟快速發展帶來巨大水環境壓力的前提下，太湖流域氮、磷污染負荷入河量自2007年以來呈現明顯下降的趨勢。總氮從2007年的16.3萬噸下降到2018年的9.3萬噸，下降幅度達到43%。總磷從2007年的1.41萬噸下降到2018年的0.77萬噸，下降幅度達到45%。工業點源和養殖業的氮磷入河量下降幅度最大（超過60%）。現階段來看，城鎮生活源（超過30%）和種植業面源（超過20%）的貢獻最為突出，成為新時期氮磷減排的核心。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降低，水環境質量有了明顯改善，但氮磷污染負荷壓力仍遠超承載能力，太湖的水環境進一步改善遇到瓶頸。
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有隨著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，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，平時堆積、淤積在河網支浜的污染物通過暴雨進入河道，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系統呈快速退化狀態，全湖浮游植物生產力持續高位；藍藻水華暴發時間顯著提前，藍藻水華期延長，強度加大，顆粒態營養鹽總量攀升。
此外，由于太湖流域生態用地，例如林地和水域，雖然近10年較之前急劇下降的態勢趨緩，但作為重要的生態用地類型仍然呈現下降趨勢，生態類用地持續受到侵占。例如，20世紀90年代建成環湖大堤，圍墾使蘆葦地減少了150平方公里。流域生態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增加。太湖湖體藻類生長，透明度下降，藻型湖泊生境形成，造成湖泊底部光利用顯著下降，不利于水生植被生長與恢復，降低湖體自凈能力。流域河湖生態系統從“清水草型”向“濁水藻型”生態系統演替的局面無法短期內逆轉。因此，未來如何實現太湖營養鹽濃度持續性下降、如何提升流域污染治理和生態修復成為重中之重的問題。
調整太湖流域氮磷污染控制策略，持續削減水環境壓力
針對近10年太湖流域污染源治理的瓶頸問題，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，實現“控磷為主，協同控氮”。將流域控源的著眼點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養化控制方案。改進相關處理工藝及相關配套設施，引進、吸納與應用國內外先進的適宜于各污染源特征的除磷工藝與技術，提升污水處理和末端尾水磷的去除能力。
二是重點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區域。
三是聚焦城鎮生活源治理，深化工業源治理。按照《長江三角洲區域一體化發展規劃綱要》和《城鎮污水處理提質增效三年行動方案（2019-2021年）》的要求，推動制造業高質量發展的要求，強化區域優勢產業協作，推動傳統產業升級改造和污水重復利用，減少傳統重污染行業廢水排放量。基本實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，完善污水管網系統。在未來5年，實現重污染行業廢水量再減少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題，實現設施穩定運行率90%以上。鼓勵農村土地流轉，并實施規模化生產；測土配方施肥技術覆蓋率達到90%以上，進一步減少農藥化肥使用量。未來5年，實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，合理控制引調長江入太湖水量。嚴格落實2011年中央1號文件的要求，實行最嚴格的水資源管理制度，著力改變水資源過度開發、用水浪費、水污染嚴重等突出問題，確立太湖流域水資源開發利用控制紅線，嚴格實行用水總量控制，特別是湖西地區，著力破解因進入湖水量增加而引起的入湖負荷居高不下的問題。
六是實施上游和調水沿線生態凈化工程，降低徑流與引調水引起的氮磷負荷沖擊。強化河道整治，減少河網污染物的囤積，實現區域內河道清潔，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湖蕩濕地面積和河網水系連通性，開展流域河網湖蕩濕地生態修復工程，恢復河網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。
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，并報送至生態環境部和江蘇、浙江兩省生態環境廳，并受到了地方政府的重視。本研究課題負責人也通過參與編制國家發改委牽頭的《關于太湖流域水環境綜合治理總體方案（2013年修編）實施情況的咨詢評估》工作，將研究成果應用其中，為“十四五”乃至今后更長一段時間內實施科學、精準治太提供有力的支撐。
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