科技治蓝藻污染遇尴尬产业化背后是否暗影重重

家银

　　危机的背后

　　在一场由蓝藻带来的绿色污染危机频发的同时，社会各界开始深思。

　　北京普仁生态科技有限公司技术总监金立成告诉《科技中国》，蓝藻危机爆发的背后，是太湖水被严重污染的事实。

　　从1991年起，国家便启动了第一期太湖治理工程，十数年间投资逾百亿元，其中包括专项治污的“零点行动”。金立成认为，此次危机，意味着太湖十多年的治污工作功败垂成。而背后，不仅在于太湖流域各城市重经济轻环保，多头治水同样也是困局。

　　金立成表示，以太湖为例，就可以略一斑而窥全豹了。

　　近年来，太湖几乎成为中国江河湖海污染水处理难的负面标本，太湖蓝藻更是年年爆发。江浙沪三地政府多年来重视对太湖环境治理，但目前尚未收到标本兼治的效果，太湖的水污染依然严重，太湖生态系统结构持续恶化。

　　特别是2005年以来，太湖夏季出现严重蓝藻水华的面积大幅南扩和东扩，目前已基本覆盖整个太湖。以前太湖蓝藻爆发的时间是每年的5月至11月，但去年12月，部分水域仍漂浮着大量的藻体颗粒。去年太湖首次出现超厚蓝藻水华，沿岸带几百米水面上的蓝藻厚度达10厘米左右，湖面上如同盖了个厚厚的绿色泡沫棉被。今年蓝藻爆发更是比往年提前了近3个月，蓝藻爆发的严重性也在增加。

　　由于污染不断加重，太湖沉水植物的分布面积大幅度萎缩。中科院南京地理与湖泊研究所的报告显示，近3年来，随着蓝藻大面积入侵，在贡湖湾、西山岛南至七都的东英嘴一带、西山与东山之间，清水型水草大量减少，水体透明度显著下降。

　　监测结果还显示，太湖的营养盐浓度持续增高，富营养化加重趋势明显。每年5～10月份太湖湖心区8号监测点的数据显示，1998年以来水体总磷的浓度和叶绿素含量的平均值均呈现不断增加趋势。

　　由于水体严重富营养化，太湖流域的饮用水日益受到威胁。监测数据显示，目前，太湖流域的饮用水源地水质以二类、三类为主，有32%的水体水质不能达到饮用水要求。其中，浙江嘉兴市的情况较为严重，其饮用水源地水质全部劣于四类水体。

　　难道都是蓝藻惹的祸？

　　“责任不在蓝藻，是人祸。”金立成告诉《科技中国》。

　　对此，北京大学生命科学学院副院长赵进东也持相同观点，他对《科技中国》解释说：“是人的错，而不是蓝藻的错。蓝藻只是表面现象，并不是蓝藻把太湖弄脏了，实际上是人把太湖弄脏了。”

　　蓝藻从何而来？

　　既然是人把湖水弄脏了，那么蓝藻水华从何而来？

　　金立成说，蓝藻来源于水体污染，是大量的不加控制的工业污水和生活污水的排放，导致了水体严重污染。由于污水中包含有大量的氮、磷、硫等元素，它们与水中的微生物相互作用，如果水体不流动，再加上适宜的温度，会造成蓝藻爆发。

　　中国科学院植物研究所首席研究员蒋高明介绍，蓝藻是远比人类等高等动物出现得早得多的物种，迄今为至，蓝藻已经在地球上生存了33亿多年。目前已知的蓝藻1500多种，分布十分广泛，遍及世界各地，但主要为淡水产。除少数蓝藻能够生活在60℃至85℃的温泉中外，大部分蓝藻生存的温度在30℃-40℃之间。

　　在办公室里，周云龙一边用显微镜观察蓝藻细胞，一边向《科技中国》讲述，蓝藻多见于光照充足温度高的夏季，温度在20度以下时蓝藻水华较少发生。并且，水深、水量、水面的大小和水的流动性等都对水华的发生有重要影响，通常在浅水湖泊、水面较小、水的流动性很小甚至为死水、而且没有清洁的水补充更换的富营养水体最容易发生水华现象。

　　那么，当水体达到了富营养化水平时是否就一定会发生水华现象呢？周云龙认为，只能说水体达到了富营养化时已经具备了发生水华的基本条件，并不一定会发生水华现象。但是，基本可以肯定的是，大多数情况下，水体中的氮、磷等营养物质过多是发生水华的基本因素。

　　对此，中国科学院水生生物研究所、淡水生态与生物技术国家重点实验室研究员宋立荣也告诉《科技中国》，蓝藻水华的频繁发生，是水体富营养化不断加剧和水生态环境不断恶化的结果，其巨大的生物量又会造成水体的二次污染。

　　周云龙也表示，蓝藻会造成水体缺氧，引起水生动物窒息死亡，还会影响自来水厂的生产和自来水的质量，破坏水体景观。

　　值得注意的是，蓝藻所带来的危害远不止于此。宋立荣指出，蓝藻还会不断产生和分泌次生代谢产物，如毒素、异味化合物等。毒素可引起水生和一些陆生动物中毒，并可能危害到人类的健康；异味化合物可严重影响饮用水以及水产品的品质，造成严重的经济损失。

　　近年来，在中国的巢湖、太湖、东湖、滇池、广东开平自来水厂和黑龙江团子山水库等地，先后出现过不同程度的异味问题，严重地影响了人们的正常生活。

　　目前，国内对异味问题的关注程度尚不及毒素问题。但在国外，20世纪50年代末、60年代初就开展了对水体异味的研究，至20世纪80年代初，已有20多个国家先后报道了存在水体异味的环境问题。

　　技术治理之困

　　几十年来，面对污水引发的蓝藻污染，人们一直在努力探索科学有效的治理方法。

　　最初的方法就是太湖流域的农民所采用的方法，把蓝藻变废为宝，打捞出来，用来沤肥，哪里土地贫瘠，就把它用到哪里。

　　有农业专家认为，蓝藻可以直接固定大气中的氮，而氮可以提高土壤肥力，使作物增产。特别是蓝藻内含氮量高达10%左右，含磷量也近1%。1立方米蓝藻可生产4公斤氮，相当于8公斤尿素，尤其是打捞蓝藻能有效地减少水中的氮和磷的含量，其社会效益和环境效益十分显著。但是由于无法突破打捞困难的瓶颈，该方法仍处于试验阶段。

　　后来，研究人员发现，蓝藻的价值远不止于此。据了解，蓝藻的蛋白质含量高达38%～47%，并具有高等动物所必需的多种氨基酸和维生素。上个世纪八十年代初，安徽省环境科学院曾专门立项对蓝藻的利用进行科研攻关。曾试图提取藻蓝素，利用它的营养价值生产一些保健品、药片，如螺旋藻。

　　1998年，中科院生态环境研究中心研究员潘纲在黏土除藻方面取得了一项英国专利，黏土除藻技术的研究后来被列入了国家“十五”重大科技专项、国家自然科学基金和中国科学院重要方向以及“百人计划”等项目，受到广泛关注。

　　但是潘纲认为，除了以往多次实地除藻失败的记录以外，黏土技术本身不能防止藻类的再次泛起和底泥二次污染，导致该技术在淡水湖泊中难以被广泛使用。并且，黏土改性技术将藻华转入水底后，由于腐烂或泛起而释放出的氮、磷等，还会重新返回到水体。这些缺陷有的属于当前该领域科学发展的局限，有的是技术定位本身所客观决定的。

　　很明显，当大量的黏土投入下去，将藻华带入水底，在海洋中这种泛起的现象不明显，但到了淡水湖泊中，在风的助力下，很容易泛起。泛起问题不解决，就只能治标不能治本了。

　　据有关资料显示，在中国的大型淡水湖泊中，滇池、太湖、巢湖、洪泽湖已达富营养程度，鄱阳湖、洞庭湖目前正处于向富营养过渡阶段。利用当地黏土清除藻华，虽然使黏土除藻技术运用到淡水湖泊的设想成为现实，并且实现了原料的本土化，可大大降低治理成本、避免底泥淤积、并实现生态安全性。但是如果湖泊富营养化的问题得不到解决，藻华还会不断出现。

　　近几年来，研究人员沿着技术主义的路线继续前行。他们进一步发展了黏土改性技术，研制出化学“固磷”的方法，并且开发了以生物防止法、生物浮床法、微生物菌除藻法、高强磁灭藻法、工程疏浚法等为代表的多种技术与方法。

　　但是，蒋高明告诉《科技中国》，上述治理方法都是在末端上治理，是治标不治本的“下策”。滇池污染花费48亿元失败的教训，就说明了人工治理措施都是非常局限的。尽管采取以邻为壑的做法，引长江水冲洗太湖或巢湖，将污染一冲了之，可以得到暂时的缓解，但仅是将污染转移到近海而已，由蓝藻变成褐藻，由水华变成赤潮，最终污染没有治理，反而会愈演愈烈。

　　物理的机械法可以根治湖泊蓝藻污染，但这种方法是要将全湖淤泥全部挖走。显然这种方法不能在太湖和滇池实施。即使能实施，那将会花费上百亿元的巨额资金。

　　此前，武汉东湖中的一个水果湖，面积只有0.14平方公里，挖走全部淤泥花费2000万元。由此可见，物理的机械法并不能解决根本问题。

　　蒋高明指出，科学的治理措施是，下大决心，采取强有力措施，切断工业、生活污水、农田氮磷等污染源，使水体流动起来。待污染源中断后，尊重自然的选择，实行生态自我修复，仅辅以必要的人工治理措施即可。湖泊富营养化的治理绝不能靠单一技术，还要靠诸如外源污染源的甄别和控制等诸多包括技术、法规和管理各个层面的措施。

　　金立成认为，只有控制工业污水和生活污水的排放，并对污水进行有效处理，去除水体中与湖底淤泥生成蓝藻的基本养源，恢复水体生物的食物链与湖水的生态修复功能，让湖水自净，才能让技术发挥效用，从而根治蓝藻。

　　实现这一目标并不是一件容易的事情。因为这需要市政工程投资建设污水处理厂和排污管道，以便将污水全部通过污水管道流到污水处理厂进行处理。另一方面，必须要求有关企业投资建设污水处理设施，要求排放的废水必须达标。甚至对于一些生产技术落后、污染严重和资源浪费严重的企业要坚决予以关闭。对于政府，这都会是头疼的事。

　　榜样并不少

　　说到治理蓝藻，国际上可资学习、借鉴的榜样并不在少数。

　　在日本，早在1979年就实施湖泊富营养化防止条例，内容已包括工业企业排放管理、含磷洗涤剂禁用、氮磷排放控制等，并明确了县、市、町、村，企业家、县民的责任。同时，制定了十分全面的营养盐控制策略，针对市政污水，广泛推行城市污水厂的深度处理改造；针对排放量较小的点源如小村镇、别墅区等，普及合并式净化槽和土壤渗滤系统等分散型污水处理设施；针对面源污染，一方面改进农作技术，如引入侧沟施肥机改善施肥方法，根据土壤性质适度施肥等，另一方面则针对入湖入库河道，开展直接净化，

　　在丹麦，政府强制城市污水厂实施除磷脱氮技术，规定服务量超过5000人口的污水厂必须有除磷工艺，服务量超过1.5万人口的必须有脱氮工艺。

　　澳大利亚在河流湖泊富营养化治理过程中则采用了整体流域管理模式，其决策不以某个州，而是以整个流域的总体利益为基础。

　　美国为恢复与重建伊利湖、密执安湖等五大湖的生态系统，通过政府立法，采取了包括工程、生物措施（水生植被恢复、重新引进土著鱼种、消除外来入侵种类及群落结构调整等）和行政管理等措施，取得了显著的成果。以治理Apopka湖为例，佛罗里达州政府专门通过了Apopka　湖法案以及地表水改善和管理法案，同时指派圣约翰斯水资源管理局具体负责整治工作。

　　为解决流域中各行政区域间的矛盾，美国湖泊最高管理机构可以考虑由流域内各行政区分别派员组成。例如，五大湖的最高管理机构就是国际联合委员会。委员会由美国和加拿大政府各委派3名代表组成，委员会下面再设立为委员们服务的具体工作班子。

　　“美国的这个做法对于中国有重要借鉴意义，成功实施的前提是先切断营养源，尤其是磷。太湖以及其它大湖泊如滇池等，在没有采取断源的前提下采取美国人的做法，不会有什么结果。”蒋高明告诉《科技中国》，“化学的办法有时是雪上加霜，遗憾的是我们采取的化学办法过多。中国目前的现实是，头痛医头，脚痛医脚。”

　　蒋高明分析说，国家的治理经费经常被层层分解，最需要经费和最直接参与污染的农民群体得不到好处，只好继续污染。企业则与政府捉迷藏，有些地方政府甚至干脆与企业同流合污，任污染继续下去。

　　以此来看，要根治蓝藻污染，企业必须承担社会责任，做到少排或不排污染，实行循环生产、清洁生产；政府则需要进行政策引导和立法控制，进一步改变经济发展模式，加大环境保护力度，强化源头控制，保护生态，凭借科技的力量，防治蓝藻污染。

　　尴尬的技术产业化

　　科技虽然没能根治蓝藻污染，但是治理技术产业化的步伐却正在加快。

　　2007年5月31日，中国科学院合肥物质科学研究院向安徽帝元生物科技有限公司、安徽红四方股份有限公司转让了四项巢湖治理研究成果。这四项成果分别是：生物表面活性剂、水处理剂、氮肥控失剂、控失复合肥生产技术。并且，这些成果已经申请了12项发明专利，还通过了小试和中试，达到了工业化生产的目标。

　　据了解，这次签约的成果——安徽红四方股份有限公司的一条年产60万吨的“控失复合肥”生产线正在动工兴建，拟于2008年建成投产，确保2009年整个巢湖流域全部用上该产品。生物表面活性剂、选择性水处理剂、氮肥控失剂一期建设规模分别为10万吨/年氮素控失剂、10万吨/年污水处理剂和年产20吨生物表面活性剂3条生产线，分别于2008、2009年投产，除了满足巢湖治理需求外，生物表面活性剂还将瞄准国内外高端市场。

　　对于这种蓝藻治理产业化的趋势，蒋高明却有着不同的见解，他提醒说，应慎提产业化，毕竟利用污染的蓝藻做产业有其局限性，比如制作出来的食物就不能进入食物链。如果制作肥料，其中的重金属等也不好处理。不过，可以发展一些围绕湖水污染处理的环保产业，但是，蓝藻治理好了，这些产业就结束生命了。

　　并且，更为严重的是，利用水体污染蓝藻等原料形成产业后极有可能导致负面作用出现——老百姓为了卖原料供应工厂继续制造水华污染。

　　产业化之路到底行得通吗？

　　蒋高明表示，如果真的要搞产业，国家倒不如将以往用于治污的资金投放到开发上游的有机种植产业上，如建立沼气池、建设污水处理厂，进行厕所革命、厨房革命、养殖业革命、种植业返回传统有机种植等，转变大众观念、树立环保意识。对国家而言，这个产业是非常有生命力的，是可持续发展的。

　　蒋高明说，按照常识分析，产业化开发水污染带来的蓝藻有很大的环境风险。

　　辅文：

　　什么是蓝藻？

　　蓝藻，又称蓝细菌，一般呈蓝绿色，是一种最原始、最古老的藻类植物，也是地球上最早出现的光合自养生物。在长期的进化过程中，这类生物发展了一套独特的形态和生理生化机制，能够在各种不同环境包括极端恶劣的环境中生衍，使其比其他生物具有一定的竞争优势。在环境条件适宜时，某些蓝藻能快速生长，当达到一定生物量时，这些藻类在水体表层大量聚集，在水面形成藻类聚集体——一层肉眼可见的蓝绿色而有腥臭味的浮沫，称为“水华”，即蓝藻水华。“水华”发生时，水体一般呈蓝色或绿色，水质恶化，对鱼类等水生动物，以及人、畜均有较大危害，严重时会造成鱼类的死亡，这种现象在中国古代历史上就已有记载。