国外水体富营养化治理的经验及对我国的政策建议-周景博.pdf

DOI:10.14026/j.cnki.0253-9705.2003.09.015{nternat,onalCoope旧t,onandExChange国际合作与交流国外水体富营养化治理的经脸a对我国的政策慈议ForeignExPerieneesinEutroPhieationControlandRefereneeforChina周景博(中国人民大学环境学院,北京1078)2摘要本文在总结美国、欧盟、日本、瑞典、荷兰、加拿大、澳大利亚等多个国家(地区)水体富营养化治理经验的基础上,提出我国治理水体富营养化的政策建议。关键词水体富营养化治理政策措施根据《201年中国环境状况公报》,0210年太湖和滇池外海的营养状态指数分别为6.039和66.21,属中度富营养状态,巢湖的营养状态指数为5.831,属轻度富营养状态,可见,在我国湖泊富营养化仍是一个突出的问题。除我国外,世界上许多其他国家也都面临同样的挑战。当然,不同国家水体富营养化的成因不同,国情不同,因而所采取的治理措施也有差异。国外水体富营养化治理的政策措施为公众提供健康的水环境、维护生态系统平衡是政府的责任。为摆脱水体富营养化问题的困扰,各国政府采取了各种政策措施。政策措施往往是政府治理水体富营养化时的主导思想的集中体现,考察表明,在多年与水体富营养化的斗争中,各国政府普遍逐步形成了一种从生态角度考虑问题的、长期的、整体的、分阶段的并且科学的治理政策体系。,.,以保护生态作为制定政策的出发点生态观点表现为对水体生态环境特征的尊重与重视,在各国的富营养化治理中占有突出地位。河流与环境之间的多维度关系造成了生态群落组成的巨大差异,实际的水生群落可以认为是生物整体对现有生物和非生物压力响应的结果。因此,可以采用生物评估观点来测定河流的生物和生态状态,以确定河流的自然类型,在不同的河流生态系统采取不同的治理策略。欧盟的大部分成员国,如奥地利、捷克共和国、荷兰等,都制定了常规地表水生物监测规程,进行污染指示生物的调查,以对水质进行分类,从而对症下药。美国在水体富营养化治理中所采用的生态区概念也反映了对生态观点的重视。生态区概念基于对水体生态特征的关注,即在同一个生态区内,水体在营养物、底泥、有机质和生物群落等特征上一般比较相似,但在一个小区域内,水体的形态特征、水力特点也常有很大差异。因此,虽然说对每一个生态区内富营养化湖泊的恢复都是可能的,但由于生态特征不同,所采取的策略也应有所不同;而且,因为各生态区的营养本底值不一致,因此最后水体经过恢复所能达到的营养水平也是不一样的。生态区概念有助于了解水体富营养程度的类型与差别,并据此制定富营养化治理政策的优先顺序及具体策略选择,避免投人的偏差和低效率。例如,美国俄亥俄州水质最坏的一个超富营养化湖泊所属的生态区为腐殖质土壤,其营养本底值本来就很高,尽管可以采取措施使湖泊状态改善,但所能够达到的营养状态与现在不会有太大差异,而且效果也不会长久,如果不考虑这些因素就把这个湖列为最先需要恢复的,就有可能浪费恢复基金,而影响处于其他营养本底值较低的湖泊利用这笔基金恢复达到一个更好的营养状态的机会。1.2整体的政策措施生态观点所激发的是整体的治理政策措施。生态系统是一个完整不可分割的整体,因此,从生态观点出发的富营养化治理政策必然表现出整体性。欧盟的集水地整体管理模式体现了整体观点。在过去,对水体的管理往往主要考虑水力学方面的问题,但新的水生生态系统概念表明河流具有完整的生态功能需要保护,所以一种更加全面的、广泛涉及水力学、水文学、水质的水体管理方式,将水生生态系统作为一个功能整体来加以保护的政策措施逐步被采纳,欧盟用“集水地整体管理模式”的概念来表述这一思想,这种思想贯彻于包括水体富营养化的监测与评估在内的所有水质管理中。整体性还表现在流域内各地方政府、机构行动上的协调统一。澳大利亚墨累一达令河富营养化治理过程中采用了整体流域开发环境保护20.3,团国际合作与交流Internat.onalCooperat,onandEXChange和管理模式,其决策不是以各个州的需求,而是以整个流域的总体利益为基础,流域内的联邦、州和社区共同享有技术和资源,全流域采取一种整体的流域规划和管理方法。整体流域开发和管理模式在墨累一达令河流域or年的探索和所显示的成效证明了整体的水体富营养化治理的成功潜力。1.3长期治理的政策措施富营养化的治理是一个长期的过程,因为非生物环境的改变需要数年,而生态环境的恢复还需更长时间,不可能在短期内就看到消除富营养化计划的结果,必须长期治理、长期监控。如荷兰Naardemrer自然保护区内的浅湖曾经产生富营养化问题,采用输人不含磷的艾瑟尔湖水的方法治理后的前3年中,水质并没有得到明显改善,5年后才发现轮藻科种群的恢复。有些政策措施从短期看对治理水体富营养化没有什么成效,但从长远来看,却是解决问题的关键。美国制订和实施了许多土地使用管理措施,如减少耕地、轮作、肥料的使用及储存管理、沿湖区新开发项目的延缓或限制、开发带的限定等,以减少土壤侵蚀,防止农业或城区土壤中的营养物流失。,.4分阶段治理的政策措施长期的富营养化治理不可能一跳而就,外源和内源的清除和削减以及生态恢复的工作只能按部就班地一步一步来做,因此,制定分阶段的目标可能是必要的;而且,培养环境友好的行为模式,巩固富营养化的治理成果更是长期行为。如澳大利亚的治理政策可分成短期措施和长期策略,短期措施主要考虑污水脱氮除磷处理工程的运行和管理;长期策略则是以氮磷等营养物质的减少、流域的管理、民众的教育、富营养化的研究和监测为主要内容。荷兰治理措施也是分阶段进行的。先是减少点源的磷排放;继之是减少来自农业的扩散污染,像控制食物链,清淤和使淤泥中磷失活等。部分湖泊从严重的富营养化状态中的恢复说明了措施的有效性。,.5科学的政策制定政策制定的科学化与程式化可以保证政策措施的成效。在这方面,澳大利亚的流域管理支持系统(CtaehmentMan鳍ements即砂rtSystem,eMss)有其特色。CMSs是由国家科学工业研究组织开发的一种简单的决策支持系统。管理者用它分析土地使用情况和土地管理政策对流域营养物状态的可能冲击负荷,以便准备营养物管理计划和评估政策效果。目前它被澳大利亚绝大多数流域管理小组所采用,并获得成功。困环境保护0230.,2国外水体富营养化治理的法律手段法律手段的强制性相对于政策手段的指导性更易产生直接的效果。在加拿大,水体富营养化治理纳人了法制轨道。联邦政府和其下属省都有相关立法,如为了有效地控制五大湖流域内的点源磷排放,以使磷控制对策能够顺利实施,加拿大政府制订了联邦法律规定洗涤剂中的磷含量。美国的伊利诺斯州、印第安那州和密执安州也制订了相应法律限制洗涤剂中磷的含量。在荷兰,为了减少因肥料的营养物质引起的问题,政府对每公顷动物肥料量、总的家畜数量以及农场扩建的时间等实施了日益严格的限制,成效显著。3国外水体富营养化治理的经济手段强制性的法律手段相对缺少弹性,因此在富营养化的治理中,经济激励或限制等调控手段被广泛采用。补贴是常用的经济刺激手段。美国对城市污水处理厂建设的处理体现了补贴的经济激励作用。美国《水污染控制法1956年修正案》规定联邦政府要支付城市污水处理厂建设投资的5%;《联邦水污染控制法,1972》规定联邦政府要支付75%的城市污水处理厂建设投资;《城市污水处理厂建设资金补助法案1981年修正案》将联邦政府的支付比例定为5%;《水质法》(1978)将联邦政府的补贴转为州政府贷款。从联邦补贴的效果来看,具有二级处理能力的污水处理厂的比例从1960年的4%上升到了1908年的37%和1988年的84%,说明补贴的激励是有效的。荷兰的税收与矿物计算系统的联合应用构造了很富弹性的经济调控手段。矿物计算系统要求准确记录所有的氮磷排放,目的是将农场的过剩物最小化到免征税水平。如果超过了这个值,要为超出部分纳税,其优点在于给农场主机会以便采取最适合农场主个人的手段来满足环境的要求,这要比采用一般性政策措施要求每一位农场主满足要求更具有弹性。4国外水体富营养化治理的技术措施在多年的治理中,各国在技术措施方面的经验积累与研究探索的成果最为丰富。这里将遵循治理富营养化的阶段来概括各国的技术经验:治理水体富营养化首先需要评价富营养化程度,然后根据水体富营养化成因和程度的不同选择降低水体中营养物质浓度的技术,或者削减外源,或者消除内源,在此之后,还需进行水体的生态恢复。4.,水体富营养化的评价技术水体富营养化程度的评价不仅是制定治理措施、选择治理技术的前提,也是建立富营养化预警系统的需要,是评价政策和技术的实施效果的依据。对各国的考察显示,生物评估技术将发挥日益重要的作用。其中,瑞典发展的生态学指数和欧盟各国普遍开展的生物监测在评价水体富营养化程度上取得了良好进展。.42削减外源来自各种污染源的营养负荷的增加会使水中的营养物质浓度急剧增高,导致藻类爆发、溶氧耗尽等富营养化症状,因此,外源的削减与控制是治理水体富营养化的先决条件。削减营养负荷的技术有以下几种:废水分流以减少营养物质的人湖量;生产无磷洗涤剂以降低磷的人湖负荷;使用化学方法或生物技术进行废水脱磷;利用稳定塘、人工或自然湿地等进行非点源营养物质的截流;湖水稀释;应用生态技术改变常规农业种植方法。.43消除内源在一些水体,只削减外源就可使水体恢复到以前的状态,但在富营养化程度严重的情况下,由于整个湖的情况已经发生了变化,只控制外源还不能从根本上治理富营养化,内源足以延缓甚至阻止湖泊停止外源输人后的恢复进程,因此还需采用湖内恢复技术消除内源。国外在消除内源方面做了很多探索:向湖中投加铝盐使磷惰化,从而减少内源磷的释放率;底泥疏浚;底泥氧化;均温层曝气;选择性地去除均温层的水以降低均温层的体积,减少水体的营养物质浓度;降低水位使一些或者全部的底部沉淀物暴露于大气中。.44生态恢复控制外源和内源的技术会使营养物浓度长期的减少,但对于恢复水体的生态功能往往还不够。各国经过长期的和大规模的研究,发明了许多技术用于富营养化水体的恢复:生物控制,有针对性地选择鱼或浮游动物等有机体来控制藻类或其他食物链中的组成部分的生长;通过人工循环使湖水达到和维持等温状态;通过毒性效应来控制藻类。5国外水体富营养化治理的研究工作各国在水体富营养化治理中所取得的成效是与研究工作分不开的,可以说,任何有效的治理措施某种意义上都是研究工作的成果。研究的不断深人,是探索水体富营养化成因、发展趋势,进而寻求解决良方的必经途径。『a,notnealnCtooperat,onandExehange{国际合作与交流.5,研究的方法分散的研究会导致研究力量和经费的分散,也不利于研究成果的交流。澳大利亚典型流域的研究方法克服了这些不利因素,促进了研究者、管理者和社区居民之间的相互交流,也为富营养化管理提供典型范例。在研究课题的选择上也应采取集中的方式,以将科研力量汇聚到共同的研究方向上。澳大利亚的国家富营养化管理计划就挑选了6个与澳大利亚的富营养化问题密切相关的课题进行集中的计划研究。.52研究的立足点不同地区水体富营养化的成因也可能不同,只有对症下药,才能有效地解决问题,因而,立足本土的研究就显得特别重要。澳大利亚原来对富营养化问题有所忽视,使得其本土关于富营养化问题的知识数据库的内容比较少,而对国外的知识和管理经验依赖程度高。在实践过程中,他们认识到澳大利亚独特的环境特征下富营养化问题的独特性,展开了生机勃勃的本土富营养化的研究。这些研究在营养物的迁移过程和藻类的生态功能上已有新发现,对制定针对性的管理政策有积极的意义。.53研究中的生态倾向水体富营养化治理的最终目标是恢复水体的生态环境,使之成为一个稳定和谐的生态系统,其中,生物多样性是一个非常重要的评价指标。因此,国外对富营养化的监测与评估及治理措施中,生态目的、生物指标占有越来越重要的位置。这一方面是富营养化的研究推动所致,反过来,又进一步促进了研究中的生态倾向。欧盟的生物评估、瑞典的生物监测都反映了