“目前存在一種認識上的誤區,認為藍藻水華只是水體污染的結果,治理水華做好截污治污、消除污染,藍藻水華也就消失了,無需研究藍藻水華的基礎科學問題。這種看法反映了對藍藻水華問題認識上的不深入,是過于簡單化的判斷。”
2022年全國兩會上,全國政協委員、中國科學院水生生物研究所研究員徐旭東在接受《中國科學報》采訪時作上述說。他提出,當前許多人對藍藻水華問題的認識上存在誤區,應予以澄清,同時要加強對藍藻水華暴發和治理的基礎研究。
藍藻不再是“被動的結果”
徐旭東介紹說,天然水體從貧營養狀態積累營養發展到藍藻水華暴發,氮磷營養積累確實是關鍵因素(其中磷的積累最為關鍵)。“但是我們現在面臨的不是這樣一個問題,而是在已經頻發藍藻水華的大型水體中,如何消除藍藻水華。”
他指出,在這樣一個反向的過程中,藍藻本身不再是被動的結果,而是水體中的主角、是關鍵因素之一。徐旭東稱,這可以從 3 個方面給出解釋。
其一,藍藻利用光能和二氧化碳不斷合成有機質,為微生物的活動提供了能量和碳源,并與微生物互作,強化“藻型湖泊”的特征。
其二,藍藻繁殖及其沉積死亡過程,都參與調動底泥中磷的釋放,因此,即使在完全隔絕外界磷輸入的情況下,仍然可以維持藍藻在湖泊中周而復始的繁殖。
其三,多年暴發水華的水體已積累了豐富的藍藻種質,適應不同營養水平。即使穩步降低水體中的氮磷營養,藍藻通過種間和品系的演替,甚至在數年間積累遺傳突變以適應營養水平的變化,也會導致水體營養削減、而水華暴發程度不降或者不降反升的非線性關系。
發展新技術勢在必行
“除了藍藻與水環境的相互作用之外,長江流域大中型淺水湖泊十多年來的治理實踐表明,現有的措施甚至不足以控制污染源。”徐旭東說。
徐旭東指出,對于太湖這樣的大型湖泊,截污、挖泥、收藻都不足以解決污染源問題,引江水沖灌反而增加營養;而對于許多承擔調蓄、防澇功能的中小型城中湖來說,匯集雨季污染更是難以避免的。因此,發展新技術勢在必行。
“為此我建議,要加強大中型湖泊藍藻水華暴發和治理的基礎科學問題研究,以支撐發展水華治理的新技術、新路徑。”徐旭東告訴《中國科學報》,這是他今年參加全國兩會的提案之一。
他建議,首先,要組織國家自然科學基金重大專項,設置系列項目,系統深入地研究水華藍藻的周年適應性、伴隨湖泊營養削減的群落演替和種質演化,藍藻與微生物互作及生態效應,藍藻和其他微生物驅動的以磷為核心的營養元素循環,新型脫氮除磷微生物的生物學特性等基礎科學問題。
其次,建議針對污水處理、湖內脫氮固磷、藍藻和微生物遏制等環節,組織國家重點研發計劃專項,開展應用基礎研究,并發展微生物技術、物理和化學技術,以及其他生態工程技術。
同時,要注重促進基礎和應用基礎研究成果在水華治理實踐中的應用。為此,他建議組織藍藻水華治理的全國性政產學研聯合會,發揮基礎研究成果的指導作用,以企業為主體開展新產品試制和試生產,推動并規范技術成果的應用、轉化和推廣。
“要回過頭去把基礎科學問題搞清楚”
徐旭東說,大中型淺水湖泊富營養化和藍藻水華暴發,是我國水環境保護和修復領域重點關注的問題。從21世紀初開始,國家863、973、“水專項”等科技計劃曾先后支持對這一問題的研究。但是,基于這些研究產生的知識和技術成果,總體來說創新性不足、突破性不明顯。
“在上述科技計劃中,針對藍藻水華基礎研究的僅僅是個別項目,絕大多數都是以工程示范為主的。”徐旭東指出:“正因如此,才造成了藍藻水華機理認識不清、發展新技術知識供給不足的局面。”
這也導致,經過十多年的持續投入,太湖、巢湖、滇池等重點湖泊的藍藻水華雖然得到一定程度的遏止,但并未達到預期目標,有的甚至有加重趨勢。
實際上,藍藻水華問題也是水環境保護領域的世界性問題,我國所面臨的這一難題也是世界性難題。
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