我國(guó)典型湖泊及其入湖河流氮磷水質(zhì)協(xié)同控制探討

　　摘要：入湖河流是外源氮磷輸入湖泊的主要途徑，是湖泊外源輸入控制的關(guān)鍵中間環(huán)節(jié).本文主要開展我國(guó)一些典型湖泊及其主要入湖河流TN、TP濃度對(duì)比研究，結(jié)合入湖河流氮磷輸入對(duì)湖體營(yíng)養(yǎng)水平和富營(yíng)養(yǎng)化程度的影響分析，初步探討我國(guó)入湖河流與湖體氮磷水質(zhì)協(xié)同控制的必要性和途徑.結(jié)果表明，目前入湖河流氮磷水平仍然是我國(guó)一些典型湖泊水體氮磷水平和富營(yíng)養(yǎng)化程度的重要影響因素之一;單純依靠入湖河流氮磷協(xié)同控制已經(jīng)無(wú)法較好地實(shí)現(xiàn)我國(guó)一些湖泊氮磷水平達(dá)到Ⅲ類及以下水平和中營(yíng)養(yǎng)化水平及以下，建議結(jié)合內(nèi)源控制、生態(tài)修復(fù)等綜合治理;除了入湖河流氮磷水質(zhì)，水量也是湖泊水體氮磷水平和富營(yíng)養(yǎng)化程度重要因素之一.進(jìn)一步結(jié)合國(guó)際上入湖河流和湖泊氮磷協(xié)同控制，以及《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838—2002)和相關(guān)配套政策、措施等，最終提出我國(guó)入湖河流與湖體氮磷協(xié)同控制政策建議，以期為富營(yíng)養(yǎng)化湖泊外源氮磷輸入控制，湖泊內(nèi)源治理和生態(tài)修復(fù)有效開展等提供支撐和依據(jù).

　　關(guān)鍵詞：入湖河流;湖泊;氮;磷;富營(yíng)養(yǎng)化效應(yīng);基準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn);協(xié)同控制

　　湖泊是地表生態(tài)系統(tǒng)各要素相互作用的節(jié)點(diǎn)，是地球上重要的淡水資源庫(kù)、物種基因庫(kù)和洪水調(diào)蓄庫(kù)等，與人類的生產(chǎn)、生活息息相關(guān)[1].我國(guó)湖泊眾多，分布廣泛，目前共有1.0km以上的自然湖泊約為2693個(gè)，分布在28個(gè)省(自治區(qū)、直轄市)，總面積8.1萬(wàn)km，約占國(guó)土面積的0.9%[1].這些湖泊具有非常重要的價(jià)值，例如為人類提供生活飲用水、農(nóng)業(yè)灌溉水等可利用價(jià)值;維持一些重要生態(tài)價(jià)值及為生物提供棲息地;甚至一些湖泊擁有非常重要的文化和宗教價(jià)值[2].

　　與河流相比，湖泊一般具有個(gè)基本特征包括集成性、換水周期長(zhǎng)和復(fù)雜的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，這些特征也相對(duì)容易導(dǎo)致氮磷等營(yíng)養(yǎng)鹽匯聚、累積，從而導(dǎo)致多數(shù)湖泊較易富營(yíng)養(yǎng)化和暴發(fā)藍(lán)藻水華[3].湖泊流域經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和人類活動(dòng)加劇，進(jìn)一步導(dǎo)致氮磷等營(yíng)養(yǎng)鹽大量輸入湖體并長(zhǎng)期累積于沉積物和生物體等，從而極大加速了湖泊富營(yíng)養(yǎng)化進(jìn)程和生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)等變化.目前，富營(yíng)養(yǎng)化也已經(jīng)成為我國(guó)湖泊面臨的主要生態(tài)環(huán)境問(wèn)題之一[4].

　　外源氮、磷營(yíng)養(yǎng)鹽負(fù)荷的輸入，例如含氮磷生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)廢水的輸入等，是引起湖泊氮磷負(fù)荷急劇增加并引發(fā)藍(lán)藻水華暴發(fā)的主要因素之一[57].近年來(lái)我國(guó)對(duì)外源氮磷的輸入負(fù)荷，尤其是點(diǎn)源輸入負(fù)荷控制取得了積極成效[8]，湖泊富營(yíng)養(yǎng)化及藍(lán)藻水華治理需要進(jìn)一步協(xié)同開展外源削減、內(nèi)源控制以及生態(tài)修復(fù)[912].

　　其中，外源氮磷輸入進(jìn)一步嚴(yán)格控制，可能仍是我國(guó)一些湖泊，尤其是一些國(guó)控重點(diǎn)湖泊富營(yíng)養(yǎng)化治理的長(zhǎng)期和首要任務(wù)，是其他途徑有效治理的前提和基本保障.河流是點(diǎn)源、面源輸入湖泊的中間過(guò)程和重要紐帶，點(diǎn)源、面源基本通過(guò)入湖河流匯聚并最終輸入至湖泊[13].例如，我國(guó)大型淺水湖泊、流域內(nèi)河網(wǎng)密布的太湖，其主要入湖河流污染輸入負(fù)荷可占入湖污染負(fù)荷總量的70%80%[14].

　　一般而言，河流、湖泊在地形地貌和基本屬性等方面存在較明顯差異[15,16]，尤其是水動(dòng)力、水力停留時(shí)間、分層等，最終體現(xiàn)在生物對(duì)氮、磷等營(yíng)養(yǎng)鹽的響應(yīng)存在顯著差異[15].因此，河流、湖泊制定氮、磷基準(zhǔn)或標(biāo)準(zhǔn)的方法不同或最終限值上差別較大，河流、湖泊的氮、磷基準(zhǔn)或標(biāo)準(zhǔn)限值一般分別制定[1718].目前，國(guó)際上如美國(guó)[19]、英國(guó)[2021]、加拿大[2223]、日本[24]和韓國(guó)[25]等國(guó)家制定的河流、湖泊氮磷的基準(zhǔn)或標(biāo)準(zhǔn)限值中并未直接體現(xiàn)入湖河流與湖泊水體氮磷水質(zhì)協(xié)同控制，而是分別制定適合河流和湖泊保護(hù)的氮磷水質(zhì)基準(zhǔn)或標(biāo)準(zhǔn)限值.

　　我國(guó)現(xiàn)行《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838—2002)中地表水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)基本項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)限值一欄中規(guī)定了河流、湖庫(kù)各類別水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)限值，是我國(guó)湖泊流域河流、湖泊氮、磷控制的基本依據(jù).依據(jù)不同水體、功能和生物響應(yīng)等，基于科學(xué)研究基礎(chǔ)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件等，分別制定河流和湖泊水體氮、磷基準(zhǔn)或標(biāo)準(zhǔn)限值是必要的. 關(guān)于入湖河流、湖庫(kù)和不直接流入湖庫(kù)河流總磷(TP)控制閾值，Mackenthun[26]指出為防止水體富營(yíng)養(yǎng)化，不直接流入湖庫(kù)河流TP理想的目標(biāo)是0.1mg/L以下;入湖(庫(kù))河流在其流入處TP濃度不得超過(guò)0.05mg/L;湖庫(kù)水體TP濃度不得超過(guò)0.025mg/L.顯然，入湖河流具有特殊性，而且其輸入的外源氮磷與湖體氮磷濃度、富營(yíng)養(yǎng)化程度和藍(lán)藻水華暴發(fā)等往往緊密聯(lián)系[26].

　　因此，入湖河流氮磷控制應(yīng)該充分考慮下游湖泊富營(yíng)養(yǎng)化控制和生態(tài)保護(hù)需求，并執(zhí)行比一般河流更為嚴(yán)格的限值.例如美國(guó)環(huán)境保護(hù)局(EPA)頒布的河流與湖泊營(yíng)養(yǎng)物基準(zhǔn)制定指南中均提出了該要求，并通過(guò)日最大負(fù)荷(TMDL)計(jì)劃等配套措施實(shí)現(xiàn)湖泊及其入湖河流營(yíng)養(yǎng)鹽協(xié)同控制[2728].

　　目前，我國(guó)現(xiàn)行《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838—2002)中對(duì)河流、湖泊水體的總氮(TN)、總磷(TP)標(biāo)準(zhǔn)限值的規(guī)定差異較大.以地表水Ⅲ類水質(zhì)控制目標(biāo)為例：河流TP≤0.2mg/L，TN未作要求;湖體TP≤0.05mg/，TN≤1.0mg/L.為了防治湖庫(kù)富營(yíng)養(yǎng)化，與之相互配套發(fā)布了《湖庫(kù)富營(yíng)養(yǎng)化防治技術(shù)政策》環(huán)發(fā)[2004]59號(hào)，但是《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838—2002)中河流、湖泊TN、TP標(biāo)準(zhǔn)限值仍然是考核基本依據(jù).已有研究表明，如果同樣以Ⅲ類水質(zhì)為入湖河流和湖泊水體控制標(biāo)準(zhǔn)，基于湖泊水體Ⅲ類水質(zhì)控制目標(biāo)，太湖西北部入湖河流TN協(xié)同控制限值應(yīng)該設(shè)定在1.5~1.6mg/L之間，TP協(xié)同控制限值設(shè)定在0.0710.090mg/L之間[29];鄱陽(yáng)湖主要入湖河流TN的控制限值應(yīng)該設(shè)定在1.2mg/L，TP的控制限值設(shè)定為0.075mg/L[30];陽(yáng)澄湖入湖河流TN的控制限值應(yīng)該設(shè)定在1.641.96mg/L，TP的控制限值設(shè)定為0.0600.076mg/L[31].

　　顯然，如果僅以現(xiàn)行《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838—2002)中Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)為湖泊及其入湖河流水質(zhì)控制目標(biāo)，河流的氮、磷控制標(biāo)準(zhǔn)可能難以滿足湖體氮、磷控制需求，對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化湖泊外源氮、磷輸入有效控制十分不利[2931].本研究基于“十三五”期間我國(guó)一些典型湖泊及其入湖河流TN、TP濃度差異，以及《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838—2002)執(zhí)行以來(lái)，我國(guó)大型淺水湖泊太湖入湖河流、湖體TN、TP濃度歷史差異、水量變化以及氮磷輸入負(fù)荷歷史變化，分析我國(guó)入湖河流氮、磷輸入對(duì)湖泊水體中氮、磷濃度和富營(yíng)養(yǎng)化程度的影響，以此分析我國(guó)湖泊及其入湖河流氮、磷輸入?yún)f(xié)同控制的必要性;結(jié)合國(guó)內(nèi)外關(guān)于入湖河流氮、磷控制相關(guān)法律法規(guī)、指南和研究現(xiàn)狀等，初步探討我國(guó)入湖河流和湖體氮、磷協(xié)同控制途徑并提出可能的政策建議，以期為富營(yíng)養(yǎng)化湖泊外源氮、磷輸入負(fù)荷進(jìn)一步科學(xué)控制和《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》修訂提供支撐和依據(jù).

　　1材料與方法

　　1.1研究區(qū)域

　　基于“十三五”期間，我國(guó)開展水質(zhì)監(jiān)測(cè)的110個(gè)重要湖泊中選取了不同區(qū)域、數(shù)據(jù)較完整的湖泊及其對(duì)應(yīng)的主要入湖河流.針對(duì)現(xiàn)行《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838—2002)執(zhí)行以來(lái)，入湖河流與湖泊水體TN、TP水質(zhì)指標(biāo)的歷史變化趨勢(shì)及其對(duì)比分析，選取數(shù)據(jù)較豐富、我國(guó)重點(diǎn)治理的大型淺水湖泊太湖及其主要入湖河流為代表性研究對(duì)象.

　　1.2數(shù)據(jù)收集與來(lái)源

　　“十三五”期間，研究涉及的典型湖泊及其對(duì)應(yīng)的主要入湖河流TN、TP數(shù)據(jù)來(lái)源于生態(tài)環(huán)境部國(guó)家地表水環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù).湖泊綜合富營(yíng)養(yǎng)化指數(shù)(TLI(∑))等數(shù)據(jù)和信息來(lái)源于生態(tài)環(huán)境部歷年發(fā)布的《中國(guó)環(huán)境狀況公報(bào)》和《中國(guó)生態(tài)環(huán)境狀況公報(bào)》，或者湖泊所在省、市官方公開的《生態(tài)環(huán)境狀況公報(bào)》等.“十三五”期間，主要是2016—2019年月監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，其中2019年一些月份監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)缺失，統(tǒng)計(jì)分析中僅以部分月份數(shù)據(jù)為統(tǒng)計(jì)分析依據(jù)，由于月份差異不是十分明顯，對(duì)總體規(guī)律分析影響不大.

　　另外，2003年以來(lái)，太湖及其入湖河流TN、TP水質(zhì)、輸入負(fù)荷和水量等歷史數(shù)據(jù)來(lái)源于太湖流域管理局公開的數(shù)據(jù)及基于太湖流域管理局水質(zhì)和水量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)表的相關(guān)文獻(xiàn)資料[3233].近年來(lái)太湖及其主要入湖河流TN、TP水質(zhì)數(shù)據(jù)采用生態(tài)環(huán)境部國(guó)家地表水環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù).太湖流域管理局與生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)部門來(lái)源的TN、TP水質(zhì)數(shù)據(jù)差異對(duì)總體變化趨勢(shì)、相互關(guān)系等研究影響較小.

　　1.3數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析

　　同一湖泊水體涉及多個(gè)點(diǎn)位監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，采用算術(shù)平均值方式統(tǒng)計(jì)分析該湖泊水體監(jiān)測(cè)數(shù)值的平均值;同一湖泊對(duì)應(yīng)多條入湖河流，均統(tǒng)計(jì)分析其算術(shù)平均值.平均值計(jì)算樣本中的變化范圍采用標(biāo)準(zhǔn)偏差(SD)表示.利用Origin2018開展相關(guān)性分析，并采用Pearson系數(shù)(雙尾檢驗(yàn))進(jìn)行相關(guān)性分析.柱狀圖、散點(diǎn)圖及其對(duì)應(yīng)趨勢(shì)線等采用Excel2019作圖及分析.

　　2結(jié)果與分析

　　2.1“十三五”期間我國(guó)典型湖泊及其主要入湖河流氮磷水質(zhì)對(duì)比分析

　　2.1.1入湖河流與湖泊水體氮磷水平總體對(duì)比分析

　　近些年來(lái)，研究涉及的我國(guó)典型湖泊主要入湖河流TN、TP平均濃度基本較對(duì)應(yīng)湖泊高，尤其是滇池、巢湖和太湖入湖河流TN、TP濃度較高.其中，湖泊TN濃度變化范圍大，介于0.552.20mg/L之間，處于湖泊水質(zhì)ⅡⅤ類;對(duì)應(yīng)主要入湖河流TN濃度均值介于0.846.37mg/L之間.這些典型湖泊水體TP濃度介于0.010.10mg/L之間，處于湖泊水質(zhì)的ⅡⅣ類，對(duì)應(yīng)主要入湖河流TP濃度介于0.010.19mg/L之間，屬于河流水質(zhì)ⅠⅢ類.顯然，單純從水質(zhì)類別上分析，入湖河流氮磷水質(zhì)控制要優(yōu)于湖泊水體.然而，從二者TN、TP實(shí)際濃度差異對(duì)比分析，表明入湖河流TN濃度是對(duì)應(yīng)湖泊水體的0.963.09倍，TP濃度是對(duì)應(yīng)湖泊水體的0.462.18倍.

　　另外，與湖泊水體TN、TP濃度相比，其對(duì)應(yīng)入湖河流TN、TP濃度時(shí)空變化范圍較大，即圖中誤差變化范圍相對(duì)較大.進(jìn)一步分析結(jié)果表明，研究所涉及的這些典型湖泊TN、TP濃度與其對(duì)應(yīng)的主要入湖河流TN、TP濃度呈顯著正相關(guān).“十三五”期間，我國(guó)一些典型湖泊主要入湖河流氮磷輸入仍然對(duì)湖泊水體氮磷水平具有直接的影響，進(jìn)而對(duì)湖泊富營(yíng)養(yǎng)化水平產(chǎn)生了顯著影響，即隨著入湖河流TN、TP濃度的上升，湖體TLI(∑)顯著升高.

　　2.1.2不同區(qū)域典型湖泊水體與入湖河流氮磷濃度關(guān)系的對(duì)比分析

　　以本研究涉及的東部平原湖區(qū)與云貴高原湖區(qū)的典型湖泊為例，發(fā)現(xiàn)不同地域典型湖泊與入湖河流氮磷濃度的相互關(guān)系存在一定差異.基于線性統(tǒng)計(jì)分析而言，涉及的東部平原湖區(qū)典型湖泊TN濃度與入湖河流TN濃度的響應(yīng)關(guān)系為：=0.1022+1.2749(<0.05);TP濃度的響應(yīng)關(guān)系為：=0.2397+0.0515(<0.05).云貴高原湖區(qū)典型湖泊TN濃度與入湖河流TN濃度響應(yīng)關(guān)系為：=0.239+0.5822(0.01);TP響應(yīng)關(guān)系為：=0.375+0.0108(<0.01).以此為依據(jù)，東部平原湖區(qū)典型湖泊和云貴高原典型湖泊達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838—2002)不同TN、TP水質(zhì)類別。

　　涉及的東部平原湖區(qū)和云貴高原湖區(qū)典型湖泊，不同湖泊水體TN、TP水質(zhì)類別，入湖河流協(xié)同控制目標(biāo)值可能存在較大差異.僅僅通過(guò)河湖氮、磷協(xié)同控制，東部平原湖區(qū)這些典型湖泊可能難以達(dá)到湖泊水體TN、TP的Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，云貴高原湖區(qū)這些典型湖泊可能可以達(dá)到較好的效果.進(jìn)一步分析，表明在同一湖區(qū)內(nèi)的典型湖泊之間也存在河湖響應(yīng)關(guān)系的明顯差異.例如，東部平原湖區(qū)，南四湖與其它長(zhǎng)江中下游湖泊TN、TP濃度對(duì)入湖河流TN、TP濃度的響應(yīng)規(guī)律差異較大.云貴高原湖區(qū)，滇池入湖河流TN、TP濃度變化對(duì)湖泊水體TN、TP濃度具有決定性作用.然而，紅楓湖和洱海入湖河流TN、TP濃度變化對(duì)湖泊水體TN、TP濃度的影響程度相對(duì)較小.

　　3討論

　　3.1入湖河流氮磷輸入對(duì)我國(guó)典型湖泊水質(zhì)和富營(yíng)養(yǎng)化的影響

　　基于現(xiàn)行《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》，單純從水質(zhì)類別評(píng)價(jià)，目前我國(guó)典型湖泊流域內(nèi)入湖河流TN、TP水質(zhì)類別優(yōu)于湖泊水體，其中TN無(wú)限值規(guī)定.但是，總體、區(qū)域和歷史數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析均表明我國(guó)典型湖泊流域主要入湖河流氮磷濃度水平和輸入負(fù)荷對(duì)湖泊水體TN、TP水平及其富營(yíng)養(yǎng)化具有顯著的影響.這表明結(jié)合《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》，進(jìn)一步開展我國(guó)入湖河流與湖泊氮磷協(xié)同控制十分必要和緊迫.基于我國(guó)一些典型湖泊TLI(∑)與入湖河流TN、TP擬合線性響應(yīng)方程,表明湖泊不同營(yíng)養(yǎng)水平控制目標(biāo)，對(duì)應(yīng)入湖河流TN、TP濃度需要控制到一個(gè)合理水平.

　　總體而言，如果我國(guó)一些典型湖泊營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)控制在輕度富營(yíng)養(yǎng)化水平以下，入湖河流TN濃度可能需要控制在2.66mg/L以下，TP濃度控制在0.109mg/L以下.另外，隨著我國(guó)湖泊氮磷輸入長(zhǎng)期累積、湖泊生態(tài)結(jié)構(gòu)改變等，單純依靠入湖河流氮磷控制可能難以使一些典型湖泊達(dá)到中營(yíng)養(yǎng)水平以下.與入湖河流TN相比，入湖河流TP輸入對(duì)湖泊水體TP濃度的影響較大，對(duì)湖泊水體富營(yíng)養(yǎng)化程度的影響更顯著.

　　這可能與河湖連續(xù)系統(tǒng)氮、磷不同生物地球化學(xué)過(guò)程密切相關(guān)[3435].入湖河流輸入的部分氮在湖體內(nèi)通過(guò)反硝化作用，最終以氮?dú)獾男问椒祷赜诖髿?相比之下，入湖河流輸入磷，僅能通過(guò)出湖水體等輸出，被湖體截留的磷均可能成為水體潛在內(nèi)源磷.以太湖為例，太湖水體中通過(guò)反硝化等途徑去除的TN約為太湖入湖河流輸入TN的50%左右[36].

　　因此，從長(zhǎng)期及湖體富營(yíng)養(yǎng)化控制角度，為了有效防止磷在湖泊內(nèi)長(zhǎng)期累積，開展入湖河流及其對(duì)應(yīng)湖泊中磷的協(xié)同控制可能尤為重要.我國(guó)幅員遼闊，不同區(qū)域入湖河流對(duì)典型湖泊水體氮、磷水平和富營(yíng)養(yǎng)化的影響程度可能存在較大差異.即使在同一區(qū)域不同類型湖泊，入湖河流對(duì)湖體氮、磷水平及富營(yíng)養(yǎng)的影響也可能存在較大差異.以云貴高原湖區(qū)典型湖泊為例，洱海、紅楓湖均屬于深水湖泊，而滇池屬于高原淺水湖泊.入湖河流氮、磷輸入對(duì)深水湖泊和淺水湖泊氮磷水平的影響存在明顯差異：入湖河流氮、磷輸入對(duì)淺水湖泊的影響顯著，而對(duì)深水湖泊的影響程度較弱.這可能是由于水深導(dǎo)致湖體內(nèi)氮磷生物地球化學(xué)循環(huán)、自凈能力和生物響應(yīng)等存在差異，淺水湖泊更易富營(yíng)養(yǎng)化和暴發(fā)藍(lán)藻水華[37].入湖河流氮磷輸入對(duì)湖泊水體水質(zhì)和富營(yíng)養(yǎng)化影響的決定性因素不僅僅是TN、TP濃度，水量可能也是重要因素之一.

　　以太湖為例，2003年以來(lái)，環(huán)太湖主要入湖河流氮磷水質(zhì)和入湖水量均發(fā)生了顯著的變化.基于太湖氮磷歷史數(shù)據(jù)分析和文獻(xiàn)研究報(bào)道[3839]，實(shí)際上，入湖河流TN、TP濃度的降低和“引江濟(jì)太”等入湖水量的增加，均可以同時(shí)改善湖泊水體TN、TP濃度及富營(yíng)養(yǎng)程度然而，環(huán)太湖主要入湖河流水質(zhì)提升和水量增加，最終氮磷入湖負(fù)荷卻未發(fā)生顯著變化，這可能是影響太湖富營(yíng)養(yǎng)化和藍(lán)藻水華仍頻繁暴發(fā)的重要因素之一.基于湖泊水體TN、TP和富營(yíng)養(yǎng)化改善目標(biāo)，太湖入湖水量增加和氮磷濃度降低的同時(shí)，也進(jìn)一步協(xié)同調(diào)控并有效降低氮磷入湖總量，在保證合理?yè)Q水周期條件下，使湖體TN、TP濃度水平降低[3940].因此，針對(duì)一些入湖水量變化較大的湖泊，入湖河流與湖泊水體氮磷協(xié)同控制應(yīng)該同時(shí)考慮入湖河流的氮磷水質(zhì)和水量，確保水質(zhì)改善和水量調(diào)控對(duì)湖體富營(yíng)養(yǎng)化改善起到更優(yōu)效果[41].

　　3.2國(guó)際上關(guān)于入湖河流與湖泊水體氮磷協(xié)同控制政策與案例

　　水質(zhì)基準(zhǔn)是指環(huán)境中特定污染物對(duì)特定對(duì)象(人或其他生物)產(chǎn)生不良或有害影響的最大劑量或濃度，不具有法律效力[4245].同時(shí)，水體營(yíng)養(yǎng)物基準(zhǔn)的制定又與毒理學(xué)基準(zhǔn)不同，需要綜合考慮地理區(qū)域、水體類型、基準(zhǔn)指標(biāo)、制定方法以及管理與評(píng)價(jià)等關(guān)鍵因素.從河流與湖泊營(yíng)養(yǎng)物基準(zhǔn)制定的角度考慮，二者在分類方法、營(yíng)養(yǎng)物主要指標(biāo)和其他指標(biāo)、數(shù)據(jù)分析和基準(zhǔn)建立等方面均存在差異[17]，因此二者獲得的營(yíng)養(yǎng)物基準(zhǔn)值可能存在較大差異.水體營(yíng)養(yǎng)物標(biāo)準(zhǔn)是以營(yíng)養(yǎng)物基準(zhǔn)為依據(jù)，在考慮自然條件以及國(guó)家或地區(qū)的社會(huì)、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等條件的基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)綜合分析后制定的，由國(guó)家有關(guān)管理部門或機(jī)關(guān)頒布，一般具有法律強(qiáng)制性[46].

　　最終，河流、湖泊營(yíng)養(yǎng)物基準(zhǔn)與標(biāo)準(zhǔn)限值均存在一定差異，例如美國(guó)EPA推薦的不同生態(tài)分區(qū)河、湖氮磷基準(zhǔn)均存在一定差異，一些河流基準(zhǔn)值甚至要嚴(yán)格于湖庫(kù)水體基準(zhǔn)值. 國(guó)際上，針對(duì)河流與湖泊營(yíng)養(yǎng)物基準(zhǔn)或標(biāo)準(zhǔn)限值存在差異，制定了一些補(bǔ)充技術(shù)、政策措施或法律法規(guī)等，充分考慮了入湖河流、湖泊水體氮磷協(xié)同控制.例如，EPA現(xiàn)行的河流營(yíng)養(yǎng)物制定的基準(zhǔn)指南中針對(duì)入湖河流指出流入靜態(tài)水體(包括湖泊)的河流可能需要制定更為嚴(yán)格的營(yíng)養(yǎng)物基準(zhǔn)，并在標(biāo)準(zhǔn)限值中體現(xiàn)[27].

　　EPA現(xiàn)行湖泊、水庫(kù)營(yíng)養(yǎng)物制定基準(zhǔn)指南中明確指出基于美國(guó)清潔水法303(d)，針對(duì)受損水體需要開展每日最大負(fù)荷計(jì)劃(TMDLs)[28]，并對(duì)上游水體執(zhí)行更為嚴(yán)格、有實(shí)際效力的控制限值.如果受損湖泊為氮磷引起的富營(yíng)養(yǎng)化和藍(lán)藻水華問(wèn)題，按照美國(guó)清潔水法303(d)要求，為了修復(fù)受損湖泊需要制定TMDLs計(jì)劃并按照削減計(jì)劃對(duì)點(diǎn)源面源負(fù)荷進(jìn)行直接控制和削減.在TMDL計(jì)算過(guò)程中需要考慮入湖河流氮、磷負(fù)荷，但最終是基于湖泊水體營(yíng)養(yǎng)物和葉綠素控制標(biāo)準(zhǔn)，制定點(diǎn)源和面源的污染控制削減方案，結(jié)合內(nèi)源治理等最終達(dá)到富營(yíng)養(yǎng)化湖泊修復(fù)目的.

　　以美國(guó)明尼蘇達(dá)州密西西比河源頭區(qū)域LittleTurtle湖和Irving湖營(yíng)養(yǎng)物削減TMDL計(jì)劃為例：LittleTurtle湖和Irving湖出現(xiàn)富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題，被納入EPA受損水體清單，按照美國(guó)清潔水法303要求進(jìn)一步制定具有實(shí)際效力的營(yíng)養(yǎng)物削減TMDL計(jì)劃[47].該TMDL計(jì)劃方案制定過(guò)程中，表明入湖河流和湖泊執(zhí)行不同的TP標(biāo)準(zhǔn)是影響湖體富營(yíng)養(yǎng)化和藍(lán)藻水華的重要原因，即湖泊TP標(biāo)準(zhǔn)限值為30μg/L以下，但是對(duì)應(yīng)區(qū)域河流TP標(biāo)準(zhǔn)限值為50μg/L以下.

　　因此，為了滿足湖體富營(yíng)養(yǎng)化控制，湖泊TP標(biāo)準(zhǔn)控制優(yōu)先于河流標(biāo)準(zhǔn)控制.基于區(qū)域富營(yíng)養(yǎng)化標(biāo)準(zhǔn)，以湖泊富營(yíng)養(yǎng)化控制為最終目標(biāo)，明尼蘇達(dá)州污染控制局通過(guò)HSPF模型和Bathtub模型等制定了詳細(xì)源頭磷污染源控制TMDL計(jì)劃，基于最終TMDL計(jì)劃，河流作為過(guò)渡區(qū)域，理論上TP控制標(biāo)準(zhǔn)限值為29μg/L，這個(gè)控制目標(biāo)值甚至要嚴(yán)格于區(qū)域湖泊水體TP的標(biāo)準(zhǔn)限值(TP≤30μg/L)[47].

　　河流湖泊論文投稿期刊：《地球科學(xué)與環(huán)境學(xué)報(bào)》本刊重點(diǎn)反映國(guó)內(nèi)外地學(xué)前緣及交叉學(xué)科的高水平科技成果，突出西部重大地質(zhì)科技問(wèn)題的研究特色，將我國(guó)尤其是西部地區(qū)最新與高水平地學(xué)成果推向國(guó)內(nèi)外地學(xué)界。

　　4結(jié)論

　　基于”十三五”期間我國(guó)一些典型湖泊及對(duì)應(yīng)入湖河流TN、TP監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比分析，并結(jié)合2003—2018年期間太湖及其主要入湖河流TN、TP、入湖水量和入湖負(fù)荷對(duì)比分析，結(jié)合國(guó)際上入湖河流和湖泊氮、磷協(xié)同控制，以及《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838—2002)和相關(guān)配套政策、措施等，針對(duì)這些典型湖泊及其對(duì)應(yīng)入湖河流獲得主要結(jié)論和政策建議如下：

　　1)入湖河流氮磷水平仍然是我國(guó)一些典型湖泊水體氮、磷水平和富營(yíng)養(yǎng)化程度的重要影響因素之一，其中TP輸入對(duì)湖泊水體TP的影響較大，對(duì)湖體富營(yíng)養(yǎng)化程度影響更顯著，開展入湖河流及其對(duì)應(yīng)湖泊中磷的協(xié)同控制可能尤為迫切.2)我國(guó)一些典型湖泊氮磷水平和富營(yíng)養(yǎng)化程度，單純依靠入湖河流氮、磷控制已經(jīng)無(wú)法較好地達(dá)到Ⅲ類水及以下水平，中營(yíng)養(yǎng)化水平及以下，建議結(jié)合內(nèi)源控制、生態(tài)修復(fù)等綜合治理.3)統(tǒng)一的入湖河流氮磷協(xié)同控制目標(biāo)值，對(duì)于不同湖區(qū)典型湖泊入湖河流氮、磷協(xié)同控制存在過(guò)于寬松或過(guò)于嚴(yán)格的情況，更無(wú)法適用于單個(gè)不同湖泊.因此，建議在考慮這些典型湖泊區(qū)域背景的基礎(chǔ)上，開展“一湖一策”的入湖河流氮磷協(xié)同控制.4)入湖河流水量也是湖泊水體氮磷水平和富營(yíng)養(yǎng)化程度重要因素之一.一些水量變化大的典型湖泊流域入湖河流氮磷協(xié)同控制，在傳統(tǒng)的氮、磷濃度的基礎(chǔ)上，也應(yīng)該關(guān)注不同水量下TN、TP差異化協(xié)同控制，或者建立水質(zhì)、水量、通量等的多控制目標(biāo).

　　5參考文獻(xiàn)

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　　作者：高可偉，朱元榮2**，孫福紅，陳艷卿，廖海清，馬蕙蕙，胡曉燕

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