藍藻爆發(fā)應該從兩方面來治理:一方面是治標,另一方面是治本。治標是治理水體本身的污染問題,即除藻、除磷、消除富營養(yǎng)化等。治本是加強湖泊流域管理,防止污染物、防止過剩營養(yǎng)物質(zhì)進入水體。治標是短期應急措施,治本是長期解決之道。標本兼治,雙管齊下,才能從根本上杜絕湖泊污染和藍藻爆發(fā)。
美國西海岸加利福尼亞州和華盛頓州等有不同程度的水體污染及藍藻爆發(fā)問題。各州在治理藻類污染的同時,非常重視湖泊流域和水源水質(zhì)的長期性管理,并有高度權(quán)威的法律,相對龐大的機構(gòu)和人員,全面的管理規(guī)劃,詳盡的工作方案,認真的實施執(zhí)行,較高的公眾意識和社會參與,有效的監(jiān)測和懲處機制等。
一、加利福尼亞州流域管理
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加州負責水資源管理的機構(gòu)是附屬于加州環(huán)保廳的加州水源管理委員會,其職責是保護、改善、修復加州水質(zhì),確保為了現(xiàn)在和后代的利益,合理分配和有效使用加州水源。委員會由5個全職支薪委員組成,每人負責一方面的工作,任期4年,由州長提名,州參議院批準。委員會共有約700名工作人員,負責水質(zhì)、水權(quán)、行政運作以及支持地區(qū)水質(zhì)管理委員會等方面的工作。
根據(jù)加州主要流域分布情況,加州還設立了9個地區(qū)性水質(zhì)管理委員會,負責各地區(qū)的相關工作:即北部海岸地區(qū);舊金山海灣地區(qū);中部海岸地區(qū);洛杉磯地區(qū);中央山谷地區(qū);拉洪坦地區(qū);科羅拉多河谷地區(qū);圣安娜地區(qū);圣地亞哥地區(qū)。每個地區(qū)委員會由9個兼職委員組成,由州長任命,州參議院批準。9個地區(qū)委員會共有1000多名工作人員。
對加州水源管理委員會而言,各地區(qū)委員會屬于半自治性機構(gòu),可以根據(jù)本地區(qū)的氣候、地形地貌、地理和水文等實際情況,就地區(qū)內(nèi)相關水質(zhì)問題做出決策,包括:制定水質(zhì)管理規(guī)劃、制定政策、制定水質(zhì)標準、發(fā)放排污許可、監(jiān)測水質(zhì)、對違規(guī)者采取強制行動等。
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在加州發(fā)展戰(zhàn)略中,水資源一直是重要的一環(huán)。為配合發(fā)展戰(zhàn)略,加州水源管理委員會要求各地區(qū)水質(zhì)管理委員會制定本地區(qū)的流域管理規(guī)劃。規(guī)劃目的是查清各流域水資源水質(zhì)狀況以及要優(yōu)先解決的問題,并與各利益攸關方合作,共同提出解決方案;妥善協(xié)調(diào)點源污染與非點源污染之間的規(guī)章制度的管理關系;在委員會分管不同工作的人員之間建立良好的工作關系;妥善協(xié)調(diào)地方、州及聯(lián)邦政府之間的各類計劃和行動,特別是涉及到規(guī)章制度和經(jīng)費資助的計劃或行動,以及協(xié)助地方的各種流域組織。
根據(jù)此要求,加州9個地區(qū)水質(zhì)管理委員會都制定了本地區(qū)流域管理規(guī)劃。該規(guī)劃今后可由地區(qū)委員會進行修訂,加州水源管理委員會也可提出修訂要求。這9個地區(qū)的流域管理規(guī)劃綜合起來,就形成了加州流域管理規(guī)劃。
從各地區(qū)規(guī)劃中可以看出,加州水體的污染主要是非點源污染問題。非點源污染具有擴散性、零散性和難于追蹤源頭的特點。因此,不可能通過許可制度來管理,造成治理的難度非常大。而且去除非點源污染物的成本很高,可以說,是一項永無止境的工作。因此,非點源污染最根本的治理辦法就是防止污染物進入水中。
?。ㄈ┡f金山海灣地區(qū)流域管理規(guī)劃
根據(jù)加州水源管理委員會的要求,2004年10月舊金山海灣地區(qū)水質(zhì)管理委員會制定了地區(qū)流域管理規(guī)劃??傮w目標是保護水源、改善水質(zhì)和整治污染,并協(xié)調(diào)經(jīng)濟與環(huán)境的影響。該規(guī)劃重點確定水源保護與修復的優(yōu)先任務以及實施規(guī)劃的工作內(nèi)容。
舊金山海灣地區(qū)水質(zhì)管理委員會由9人組成,屬于兼職工作性質(zhì)。委員會設有專職辦公室,辦公室下設毒物清理、地下水保護、流域管理、國家污染排放治理系統(tǒng)許可、日負荷最大總量控制、規(guī)劃與政策等管理處室,共約60多人。
1. 優(yōu)先任務
舊金山海灣地區(qū)水質(zhì)管理委員負責的流域范圍大約有4550平方英里,其中陸地為4100平方英里,占90%。許多海灣、深水河道、江河口、潮汐灘涂、沼澤地、河流、湖泊、溪流等在流域內(nèi)形成了非?;钴S和復雜的環(huán)境,造就了植物、動物、鳥類和水生生物等豐富多姿的生態(tài)系統(tǒng),并成為市政、農(nóng)業(yè)、工業(yè)、娛樂以及航運等用水的來源。造成舊金山海灣地區(qū)水質(zhì)問題的因素很多,最主要的是市政廢水、工業(yè)排放、工業(yè)化學品、碳氫化合物、殺蟲劑、水銀污染,以及筑堤與填埋引起濕地消失和防洪工程及城市發(fā)展,改變了溪流等問題。
委員會在確定優(yōu)先任務中,充分考慮流域中點源及非點源污染、地下水與地表水互動、水質(zhì)與水量相互關系等各種因素。并匯集流域內(nèi)各利益攸關方的意見,促使各方共同合作努力,控制點源及非點源污染。規(guī)劃確定的優(yōu)先任務包括:市政及城區(qū)暴雨徑流排放、日負荷最大總量、濕地及溪流保護、鄉(xiāng)間非點源污染、流域管理、流域監(jiān)測及評估、地下水保護及毒物清除、國家污染排放治理系統(tǒng)地表水保護、政策規(guī)劃及信息更新應用等。
2. 工作內(nèi)容
舊金山海灣地區(qū)流域管理規(guī)劃優(yōu)先任務的工作主要在地區(qū)流域?qū)用婧涂h流域?qū)用嬲归_。舊金山海灣地區(qū)共有9個縣。舊金山海灣地區(qū)流域又按照這9個縣的行政區(qū)劃分為9個縣流域區(qū)。地區(qū)委員會認為,按各縣行政區(qū)而不按各流域的真正邊界劃分流域區(qū)的好處,在于能夠更好地組織、調(diào)動和尋求地方政府和機構(gòu)參與及合作。
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?。?)縣流域區(qū)層面工作
二、華盛頓州水資源管理
華盛頓州許多湖泊,甚至一些河流都有污染問題以及藻類過度繁殖問題。因此,華盛頓州制定了全面的水治理規(guī)劃,以期改善水質(zhì),為華盛頓州的生活、經(jīng)濟、社會發(fā)展提供可靠的保障。
(一)水治理規(guī)劃
1972年,美國聯(lián)邦清潔水法案要求各州列出水質(zhì)不符合要求的水體的名單。凡名單上的水體必須在合理的時間內(nèi),通過水治理規(guī)劃或污染控制達到聯(lián)邦水質(zhì)標準要求。美國環(huán)保局負責每兩年對該名單進行評估和批準。通過普查,華盛頓州共有643個受污染的水體。根據(jù)要求必須在2013年前制定和實施相應的治理規(guī)劃。自1992—2002年,美國環(huán)保局已經(jīng)批準了華盛頓州生態(tài)廳提交的280多個水治理規(guī)劃。
華盛頓州將州內(nèi)整個水系劃分為若干水質(zhì)管理區(qū),每個區(qū)包括一個或多個流域或水源,共有62個管理區(qū)。在當?shù)卣?、部落、產(chǎn)業(yè)界和公眾參與及合作下,每年華盛頓州生態(tài)廳都會選擇一部分水源管理區(qū)制定水治理規(guī)劃。根據(jù)管理區(qū)流域水體的有關數(shù)據(jù),分析和建立數(shù)據(jù)模型,拿出如何從源頭減少或消除污染的結(jié)論和建議報告。從這些結(jié)論和建議中,再提出戰(zhàn)略實施概要,確定降低污染的具體行動,并將該戰(zhàn)略實施概要報美國環(huán)保局審批。通過審批后,生態(tài)廳再據(jù)此制定水治理實施方案,確定具體措施、時間進度表、措施責任人、經(jīng)費來源及其他所需資源等。整個水治理工作以實施戰(zhàn)略概要為基礎、以實施方案為細則進行,并通過相關監(jiān)測對治理效果進行評估。對于點源污染,規(guī)劃中規(guī)定了相關許可排放量。但華盛頓州的問題主要是非點源污染。因此,生態(tài)廳與流域管理區(qū)內(nèi)其他機構(gòu)、當?shù)卣?、土地擁有者、公眾等廣泛合作,共同制定和實施污染控制方案,又稱最優(yōu)管理方案。在實際執(zhí)行中,最優(yōu)管理方案主要在自愿的基礎上結(jié)合教育、技術(shù)及經(jīng)費支持、設定排污限量等方式實施。強制執(zhí)行只是最后不得已的方式。
根據(jù)華盛頓州的經(jīng)驗,湖泊最優(yōu)管理方案實質(zhì)上是一種社區(qū)和公眾參與方案,重點在于調(diào)整和規(guī)范居住在湖泊周邊的公眾日常生活的行為方式,達到減少對環(huán)境影響的目的。
(二)紐曼湖流域規(guī)劃
紐曼湖流域大約9英里長,3~4英里寬,由紐曼湖1200英畝水面和18 500英畝流域土地構(gòu)成。紐曼湖流域處于森林地區(qū),林業(yè)采伐是當?shù)刈钪饕漠a(chǎn)業(yè)活動。流域地區(qū)山坡多,因此,農(nóng)業(yè)很少,只有在靠近坡底處有少數(shù)農(nóng)場和牧場。紐曼湖邊大約65%的地段都是居民住宅和夏季度假屋,常住人口500多人。沿湖周圍沒有公共給排水系統(tǒng)等市政服務設施。流域內(nèi)部分地區(qū)由于陡峭的巖石地形以及缺乏可靠的供水,使得建設市政服務設施的成本非常高。因此,緊靠湖邊的居民大都以各種方式使用湖水,例如:用于廁所、洗手池、淋浴、過濾后飲用等。
紐曼湖流域規(guī)劃委員會由紐曼湖區(qū)內(nèi)的單位、居民和政府機構(gòu)代表組成。規(guī)劃目的是評估紐曼湖水質(zhì)以及影響水質(zhì)的相關流域活動,提出治理方案,最終減少紐曼湖的污染和營養(yǎng)負荷。委員會對紐曼湖的水質(zhì)、流域內(nèi)的農(nóng)業(yè)、林業(yè)和生活居住狀況進行了廣泛詳細的調(diào)查。為使規(guī)劃能反映實際具體情況并切實可行,該規(guī)劃廣泛征集了湖區(qū)流域內(nèi)農(nóng)民、牧民、林業(yè)公司高管、當?shù)卣畽C構(gòu)代表以及住家居民等的意見。通過研究分析調(diào)查數(shù)據(jù),委員會得出結(jié)論,認為造成流域水質(zhì)問題的主要因素是私人道路土壤侵蝕,廢物處理不足,暴雨徑流管理不夠,林業(yè)公司未經(jīng)授權(quán)使用道路,農(nóng)業(yè)化肥使用不當以及牧場載畜量過大等。
為此,規(guī)劃委員會就流域內(nèi)排污系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)用地、林業(yè)采伐及其道路土壤侵蝕造成的影響等方面提出相關治理建議。例如:在整個紐曼湖建立公共排污系統(tǒng)或在物業(yè)相對集中的地區(qū)建設社區(qū)排污系統(tǒng);在農(nóng)用地周圍種植灌木叢,用石頭堆壓有問題的地方,搬遷有關水泥建筑。在林業(yè)道路方面,在采伐結(jié)束后立刻關閉采伐用道路,并在第一次暴雨季節(jié)來臨之前在道路上和原木壓出的滑道上種養(yǎng)植被;對不關閉的道路要盡快鋪敷路面;在30%~35%以下的坡度上用拖拉機運送原木,坡度大的地方用纜繩運送。
另外,紐曼湖流域規(guī)劃委員會還制定了行動計劃,擬定了具體工作內(nèi)容。
(三)藻類控制計劃
華盛頓州湖泊生長藻類比較普遍。在情況比較嚴重的時候,幾天之內(nèi),原本干凈清潔的湖內(nèi)就會長滿了藻類。2005年華盛頓州議會決定,每年撥款25萬美元,用于州內(nèi)湖泊及河流的藻類治理,并要求華盛頓州生態(tài)廳具體負責制定和實施藻類控制計劃。該項經(jīng)費主要用于開展藻類問題宣傳教育、藻類控制、減少藻類爆發(fā)新技術(shù)實驗示范等工作。華盛頓州政府各有關機構(gòu)、地方政府、部落、有關特別區(qū)域等都可申請該項經(jīng)費,但申請機構(gòu)必須自行籌措25%的配套經(jīng)費。該計劃所擬定治理的藻類,特指藍藻。因為華盛頓州議會認為,藍藻對人類、寵物和畜牧構(gòu)成比較大的健康威脅。
華盛頓州生態(tài)廳負責每兩年檢測并評估一次州內(nèi)各水體水質(zhì)狀況,以獲取總體最新資料。從根本上考慮,減少營養(yǎng)物質(zhì)進入湖泊是唯一能長期有效防止藻類爆發(fā)現(xiàn)象的解決方案。但因為州議會撥給的經(jīng)費有限,州政府覺得不可能在全州湖泊流域范圍開展綜合性的整治行動。因此,華盛頓州的藻類控制計劃主要是向各地方政府提供其治理藻類所需要的有關知識和技術(shù)支持,如進行藻類鑒定和毒性檢測、建立實驗室檢測結(jié)果在線數(shù)據(jù)庫、提供藻類或營養(yǎng)物治理項目小額經(jīng)費資助(2.5萬~5萬美元)等。另外,在生態(tài)廳的資助下,華盛頓州衛(wèi)生廳負責制定華盛頓州有毒藻類爆發(fā)指南,幫助地方政府決定何時應該發(fā)布健康通告,以及何時應該關閉娛樂水體等,并負責制作藻類爆發(fā)宣傳畫頁和宣傳資料。
三、湖泊修復和藍藻治理
湖泊修復和藻類治理是湖泊管理的兩種類型,其著眼點在于解決水體本身現(xiàn)有的問題,如改善水體環(huán)境,或使用除藻劑殺除多余的藻類等。這些措施可以處理湖泊的生物癥狀問題,但不能從根本上解決問題。因此,屬于快速短期解決方案。要想從根本解決水體的污染和水質(zhì)問題,必須注重長期管理。長期管理關注的是影響湖泊的環(huán)境、文化和生物等因素,著眼于長期戰(zhàn)略和長期投入,并致力于尋求長期解決方案。湖泊管理是一項復雜的工作,它要求社區(qū)、個人、土地擁有者以及政府的共同努力。
(一)湖泊修復
在湖泊管理方面,快速修復是必要的措施,使水體質(zhì)量能夠盡快地得到改善。湖泊修復的主要措施如下:
冷水層曝氣。
冷水層抽取。
人工曝氣。
稀釋。
營養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)移。
疏浚。
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1. 藍藻管理和研究
加州在許多水庫、河流、湖泊以及地表水中都檢測到過藍藻,有些地方也有過藍藻爆發(fā)。加州常見的藍藻有6~7種。有些藍藻還會產(chǎn)生毒素。據(jù)研究,至少有46種藍藻對脊椎動物顯現(xiàn)毒性。2007年6月加州水資源管理委員會藍藻工作組制定了加州娛樂水體藍藻監(jiān)測指南草案,向加州地方、州和部落管理人員提供工作手冊,保護人、畜、寵物免受有毒藍藻的影響。指南內(nèi)容包括:藍藻介紹及對健康影響;藍藻及毒性的環(huán)境取樣信息;公眾注意事項;當?shù)匦l(wèi)生人員發(fā)布藍藻狀況通知及公告程序等。該指南制定了有關藍藻監(jiān)測內(nèi)容、指標及方式,如:水體本底數(shù)據(jù)、周圍人、畜、寵物健康事件,水溫變化、水流狀況、磷、氮等營養(yǎng)物質(zhì)濃度、微生物數(shù)據(jù)、藍藻生長情況、水體中藍藻毒素含量等。并規(guī)定在一定情況下,當?shù)匦l(wèi)生部門要向公眾發(fā)布藍藻警告通知及注意事項。
俄勒岡州也有類似的娛樂水體藍藻監(jiān)測指南以及公共飲用水源藍藻管理計劃。如1997年11月俄勒岡州的十里湖藍藻數(shù)量增多,但還在可接受的范圍內(nèi)。水體中微囊藻毒素的濃度低于1克/升,也還未超過飲用水健康標準。俄勒岡州雖然對藍藻未采取任何處理措施,但為謹慎起見,還是根據(jù)有關計劃發(fā)布健康通告。建議十里湖附近將該湖水作為飲用水的居民,采取一定的處理措施,先用沙質(zhì)或袋式過濾器去除微生物,再進行氯化或臭氧消毒,最后用顆粒活性碳滲濾。經(jīng)過3道工序過濾后,然后再飲用該水。
2005年9月美國環(huán)保局牽頭,聯(lián)合海洋大氣局、食品及藥物管理局、美國地調(diào)局、國立衛(wèi)生研究院、疾控中心以及美國農(nóng)業(yè)部等機構(gòu),在北卡研究三角園召開有害藍藻爆發(fā)國際研討會。會議圍繞6個主題,即爆發(fā)及毒素、毒素動力學及動力學與組學、健康及生態(tài)影響、原因、預防及緩解、接觸評估方法以及風險評估等,展開5天的研討,并討論通過國家藍藻研究計劃大綱。
2. 藻類治理技術(shù)和措施
藻類數(shù)量取決于湖泊中供其攝取的營養(yǎng)物質(zhì)數(shù)量,主要是磷負荷量。磷在一般狀況下是抑制淡水中藻類生長的。但同時磷也是藻類生長的一種關鍵營養(yǎng)物質(zhì)。湖泊中磷負荷量與藻類生長的數(shù)量有直接的關系。如果磷負荷量增加,藻類數(shù)量也會增加。像暴雨徑流、腐爛污物、化肥殘留、寵物排泄物、水禽、農(nóng)業(yè)、甚至雨水等都能夠把磷帶到湖泊水體中。藻類的長期治理主要是去除水體中的源磷以及防止外部源磷進入水體,減少水中的營養(yǎng)物質(zhì)。這樣做雖然成本較高,也需要很多年的時間,但改善水質(zhì)的效果很好。
還有一些短期治理技術(shù)和措施可以控制藻類的生長。但這些大多是臨時性、應急性措施,不能發(fā)揮長效作用。根據(jù)有關規(guī)定,美國所有在公共水域使用的除草劑等,事先都要經(jīng)過嚴格徹底地實驗,看其對非設定殺除品種、人類健康、環(huán)境等潛在的負面影響,并經(jīng)過美國環(huán)保局審批備案后才能使用?,F(xiàn)介紹幾種有關藻類短期治理技術(shù)和措施如下:
碳酸鈉過氧水化合物產(chǎn)品。
茵多殺胺鹽產(chǎn)品。
敵草快產(chǎn)品。
飼養(yǎng)草魚。
捕撈。
遮光產(chǎn)品(水體染料)。
微生物產(chǎn)品。
大麥桿。
源磷限制產(chǎn)品(硫酸鋁、鋁酸鈉、氫化鈣/二氧化碳等)。
水循環(huán)機。美國水泵系統(tǒng)公司開發(fā)出一種稱作太陽能蜜蜂的懸浮型太陽能水循環(huán)機。
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