,(昆明滇池研究會,云南 昆明 650000)
滇池20年污染治理實踐與探索
劉瑞華,曹暄林
(昆明滇池研究會,云南 昆明 650000)
介紹了滇池的自然地理概貌、滇池的富營養化演變過程,分析了滇池污染的主要成因,回顧了滇池污染治理思路的創新和演進過程,總結了滇池污染治理主要骨干工程、滇池治理實施的主要政策法規,提出了下階段滇池治理的思路。
高原湖泊;污染治理;實踐;思路;滇池
縱觀全球,幾乎所有的湖泊和其他娛樂水體都存在著大大小小的富營養化污染問題,其徹底治理是世界公認的難題,滇池的富營養化污染治理也不例外。自20世紀80年代開始,各級黨委、政府在大力發展經濟的同時,對滇池水體污染、生態惡化給予了高度重視。“九五”以來,昆明連續編制了4個滇池污染治理五年規劃,從政策、項目、資金、技術等方面給予了大力支持和保障,滇池污染治理取得了顯著成效,流域水環境、水生態和水資源狀況明顯改善,水質企穩向好,基本消滅了劣Ⅴ類,實現了20年來的首次突破,終于摘掉“劣Ⅴ類”的帽子。
認真回顧和總結滇池污染治理的成功實踐,對啟迪、探索未來湖泊污染治理具有重要意義。
滇池位于昆明壩子中央,處于長江、紅河、珠江三大水系的分水嶺地帶,有35條河流注入,湖面面積約299.7 km2,總蓄水量15.6億m3,是中國第六大淡水湖。滇池分為內外兩部分,海埂以南稱外海,是滇池的主體部分,面積約289.065 km2,占滇池總面積的97.2%;海埂以北稱內海,又名草海,面積約10.65 km2。滇池是典型的淺水湖泊,平均深度約5 m,最深處8 m左右,北部草海較淺,只有1 m多深。
滇池流域面積2920 km2。流域徑流6.961億m3/a,湖面降水約2.72億m3/a,共計9.68億m3/a,地下水補給很少。湖面蒸發強,平均達4.5億m3/a。
20世紀 50年代以前,滇池流域人口較少,幾乎沒有工業,滇池湖水清澈透亮,水質多在Ⅰ~Ⅱ類。20世紀60年代,隨著滇池流域經濟社會的高速發展,人口向城區集聚,工業在近郊區布局,生活污水和工業廢水直接排入滇池,流域森林植被遭大量砍伐,覆蓋率逐年下降,生態環境開始惡化,但尚未超出滇池的自凈能力,直到20世紀70年代,滇池水質仍維持在地表水Ⅲ類范圍內。
從20世紀80年代初期開始,滇池流域工業獲得長足發展,工業企業達5000多家。同時,鄉鎮企業崛起,滇池周圍建設了一批磷肥廠、冶煉廠、印染廠、造紙廠、制革廠、電鍍廠等,污染越來越重。1988—2015年,滇池流域點源污染產生總量呈持續上升趨勢,增長了約4.6倍,詳見圖1。
同時,在滇池沿岸和流域農村,為提高農作物產量,開始大量使用農藥化肥。生產生活所產生的大量污染物流入湖內,滇池水體農業面源污染逐步加重。但隨著滇池流域農業布局和結構的調整優化,尤其是“全面禁養”、“測土配方”、秸稈資源化利用及農村污水處理設施建設等措施的實施,使得滇池流域農業面源入湖量呈現出了明顯的下降趨勢。2015年滇池流域農業面源化學需氧量、總氮、總磷和氨氮的入湖量分別為3132 t、845 t、166 t和432 t,較1988年減少了約39%。
與農業面源變化趨勢相反,城市面源入湖量呈現出明顯的逐年升高趨勢。2015年,滇池流域城市面源化學需氧量、總氮、總磷和氨氮的入湖量分別為20815 t、1039 t、89 t和298 t,較1988年增加了約2.5倍。滇池流域面源污染變化趨勢見圖2。


(1)迅速惡化階段(1987—2000年)
此階段草海和外海水質迅速惡化,主要污染物濃度持續增大。草海總磷和氨氮增加最為明顯,到2000年,分別較1987年增加了1.56和3.29倍,而化學需氧量、五日生化需氧量和總氮也分別增加了0.75、0.12和0.22倍(其中,化學需氧量最早監測年份為1993年)。滇池外海總磷濃度較1987年增加了1.2倍,其次為五日生化需氧量,增加了0.85倍,總氮和氨氮分別增加了0.2和0.6倍,化學需氧量濃度波動變化,年均值約為62 mg/L,遠高于其水環境功能要求濃度。
(2)緩慢改善階段(2001—2009年)
2001年以后,隨著滇池治理力度的進一步加大,滇池治理的效果逐漸呈現,草海和外海的水質得到緩慢改善。
草海化學需氧量明顯降低,從2000年的145.9 mg/L下降到2009年的41.4 mg/L,下降了約72%,五日生化需氧量濃度有一定的波動,年均值為10.7 mg/L,較2000年的15.4 mg/L下降了31%。但在化學需氧量和五日生化需氧量有所改善的同時,氨氮、總氮和總磷仍然呈現波動上升趨勢,較2000年分別上升了1.1、0.4和0.4倍。
外海水質緩慢改善,化學需氧量、五日生化需氧量和總磷明顯降低,2009年較2000年分別降低了17.5%、35.6%和46.4%,其中五日生化需氧量在2007年出現歷史最低值2.23 mg/L。總氮和氨氮則仍然呈現出一定升高趨勢,2009年分別較2000年升高了0.1和0.6倍。
(3)快速改善階段(2010—2016年)
2010年以后,滇池治理工程成效逐漸凸顯,滇池湖體水質進入快速改善階段。
草海,2011—2013年已經從多年的重度富營養狀態轉變為中度富營養狀態。與2010年相比,化學需氧量、總氮、總磷和氨氮均有明顯下降,分別下降35.27%、69.48%、76.86%和95.16%。
外海污染物濃度波動下降,總磷顯著下降,營養狀態多年穩定為中度富營養,近年來富營養狀態指數呈下降趨勢。2016年,滇池外海營養狀態指數為60.12,為中度富營養狀態,比2010年下降了13.95%。與2010年相比,除氨氮略有升高外,主要污染物總磷、總氮和化學需氧量分別下降了55.06%、40.50%和43.52%。
(1)滇池特殊的構造及地理位置導致污染物滯留
滇池是典型的寬淺型半封閉高原淺水湖泊,平均水深僅4.4 m,有利于水體營養鹽混合及底泥再懸浮。
滇池地處磷礦區,營養鹽背景值較高,雨季地表磷素流失嚴重,大量富磷地表徑流會隨河道進入滇池湖體。
(2)滇池處于城市的下游
滇池周圍被昆明北城區(主城)、東城區(呈貢區)、南城區(晉寧區)、西城區(海口)所包圍,城市工業和生活污水都要排入滇池,某種程度上滇池是城市的“納污池”。
(3)特殊的氣候條件有利于藻類繁殖生長
昆明年平均氣溫15.1 ℃,滇池年平均水溫16.3 ℃,年溫差較小(11.7~13.3 ℃),日照時數為2081~ 2470 h,年日照率47%~56%。適宜的溫度及充足的日照,為藻類光合作用及繁殖生長提供了有利的條件。
(4)水資源短缺導致水體易污染
滇池流域地處三江之源,源近流短,自然補水量有限,補給系數為8.38,即便是在牛欄江-滇池補水工程每年向滇池補水約5.66億m3的情況下,滇池換水周期仍需2a。
(1)生態環境破壞
在“涸水謀田”思想的指導下,近40多年來,滇池湖泊水面共減小了38.8 km2,約占1938年湖水面積的12%,滇池容量減少1.65億m3,降低了湖體的自然凈化能力。
森林破壞嚴重。1953年有林地占總面積的59.0%,1959年是22.2%,1982年下降至16.5%。雨季大量營養鹽在泥沙的攜帶下隨河道進入滇池,進一步加劇了滇池富營養化。
(2)城鎮面源污染
滇池流域是昆明市政治經濟文化中心,20世紀80年代以后,流域人口持續快速增長。滇池流域1949年5區2縣人口為89.1萬人。 “十二五”末期,滇池流域人口達430.4萬人。此外,流動人口也常年保持在100萬人左右。污染負荷大量入湖,加劇了滇池水質惡化。
(3)工業點源污染
自20世紀80年代開始,重工業在流域內快速發展,用水量大幅提升,大量工業廢水的排放直接對滇池水質造成了嚴重的影響。
(4)農業面源污染
20世紀80年代初期,滇池海口以上流域內每年施用農藥450 t、化肥約11000 t。大量未吸收、未降解的農藥、化肥隨回歸水和雨水沖刷進入滇池后,使滇池水中的有害物質超標幾倍、幾十倍、甚至幾百倍。
回顧滇池污染治理思路是一個不斷探索、深化和創新的過程:“六五”期間是對水認識上的深化,滇池水污染與水資源短缺問題逐步引起省、市高層的重視;“七五”期間開始著手研究滇池水污染防治技術,陸續出臺了一些滇池保護治理法規、政策;“八五”期間提出滇池污染綜合治理措施;“九五”和“十五”開始實施以點源污染控制為主的控制工程;“十一五”和“十二五”期間,開展了流域系統治理的工作。
“十一五”期間,在總結多年滇池治理經驗的基礎上,治理的區域從湖盆區向全流域的綜合治理轉變;治理的重點從注重滇池本身治理向充分考慮內外源有機結合和統一治理轉變;治理的時間從注重當前向著眼于長期綜合治理和保護轉變;治理的內容從注重工程治理向工程治理與生態治理相結合轉變;治理的投入機制從政府投入向政府投入與市場運作相結合轉變;治理的方式由專項治理向統籌城鄉發展、轉變發展方式、積極調整經濟結構的綜合治理轉變。創造性地提出了滇池治理“六大工程”,并形成了以“六大工程”為主線的流域治理思路,即環湖截污及交通、外流域引水及節水、入湖河道整治、農業農村面源治理、生態修復與建設、生態清淤,把滇池治理作為一項系統工程來推進,找到了一條符合滇池水污染防治的新路子。
“十二五”期間,又提出“清污分流”、“分質供水”,在“削減存量”的同時“遏制增量”;治理的區域,從主城區向全流域轉變;治理方式方面,統籌保護與發展的關系,由專項污染治理向統籌城鄉發展、積極調整經濟結構的綜合治理轉變;治理內容方面,污染治理與生態修復相結合,削減負荷與增大環境容量相結合;治理的投入機制方面,從政府投入向政府投入與市場運作相結合轉變。
據統計,自“九五”以來,通過實施4個“五年規劃”,共實際實施滇池治理工程234項,實際總投資574.7億元。
(1)城市污水處理。從“七五”期間建設了昆明市第一污水處理廠,日設計處理能力5.5萬t開始,經過“九五”、“十五”、“十一五”、“十二五”20年的新建、改擴建,截止2015年12月31日,滇池流域共建設22座污水處理廠,設計處理規模達198.2萬m3/d,出水水質全面達到《GB18918-2002城鎮水質凈化廠污染物排放標準》一級A標的國家排放標準,部分水質指標優于一級A標準。
(2)集鎮污水處理。截止2015年底,已建成11個集鎮污水處理站,設計處理能力1.28萬m3/d。
(3)工業園區污水處理。從“十一五”開始,對工業園區污水實施集中處理。2015年,園區污水處理設施建設后,累計新增污水處理規模13.36萬m3/d,出水水質達到一級A標準。
自“九五”以來,共完成城鎮污水處理廠及配套管網建設項目51個,完成投資165.5億元,旱季污水收集率達到92%。
(1)世界銀行貸款項目排水管網工程。主要建成:城市排水管網工程、東郊污水處理廠配套管網、西郊污水管網系統、呈貢污水處理廠配套管網、晉寧污水處理廠配套管網等。
(2)滇池北岸截污工程。將船房河和大清河接納的城市污水,通過泵站、輸水管線,從西園隧洞排出到滇池以外的螳螂川。
(3)環湖截污工程。建成97 km環滇池截污主干管渠和雨、污水管網342.7 km。
(4)昆明主城雨污分流次干管及支管配套建設工程。共敷設336.84 km管網及其配套設施。
滇池環湖截污工程建成后,通過截污干渠、污水處理廠,大量削減了入湖污染負荷,加速了滇池水質改善。
到2015年底基本完成了35條主要入湖河道整治項目,完成河道綜合整治230 km,累計完成截污及雨污分流改造河道排污口4100多個,鋪設改造截污管網1300 km,河道清淤101.5萬m3。
自“九五”以來,尤其是“十一”和“十二五”期間,積極開展了滇池濕地恢復與治理工作:完成湖濱退塘退田3000 hm2,退房152.1萬m2,退人2.5萬人,拆除防浪堤43.14 km,新增加滇池水域面積11.51 km2,建成湖濱生態濕地3600 hm2。初步構建了一條平均寬度約200 m、面積約33.3 km2、區域內植被覆蓋超過80%的閉合生態帶。
實施牛欄江—滇池補水工程。2013年12月28日正式建成通水,設計平均每年可向滇池補水5.66億m3。至2015年底,已累計向滇池補水10.64億m3,實現了“還水于湖”的歷史性轉變。
從1993年7月23日進行滇池草海底泥疏浚試點工程開始,到“十二五”期末,共完成滇池草海底泥疏浚一期工程、繼續疏浚工程、二期疏浚工程、三期疏浚工程。同時在滇池草海、外海北部及主要入湖河口實施了底泥疏浚。完成淤泥疏浚1213萬m3,去除總氮約2萬t、總磷約0.54萬t。
滇池藍藻清除工程主要有:試驗“食藻蟲”控制滇池藍藻;利用Phoslock鎖磷技術除磷—除藻;放養鰱鳙魚控制藍藻;使用生化藥劑除藻;利用機械清除藍藻等。效果比較好的除藻方法是機械除藻,包括:固定式抽藻,移動式抽藻,流動式除藻,人工圍捕、打撈等。2003年5月—2007年5月,共清除藍藻富藻水1804萬m3,約清除藍藻11萬t,削減總氮、總磷量分別為397 t和85 t。
在流域范圍內全面取締了規模化畜禽養殖,完成1.8萬養殖戶的680萬頭(只)畜禽禁養;完成農業產業結構調整1.1萬hm2,累計實施配方施肥14.9萬hm2、秸稈直接還田3.4萬hm2,減少化肥施用約9萬t;建成885個村莊生活污水收集處理設施;建立農村垃圾“村收集、鄉運輸、縣處置”的運轉機制。
在實施工程治理的同時,充分發揮了政府在立法、規劃、監管等方面的主導作用,先后頒布實施了多項政策法規和規章。
自1980年以來,昆明市把滇池水資源開發利用與保護逐步納入法制化管理軌道。
(1)1980年5月1日,頒布實施了《滇池水系環境保護條例(試行)》。這部條例是滇池保護的第一部地方法規,首次明確指出:凡是向滇池水系排放污水的單位,均要向環保部門登記領取排污許可證,排放的污水、廢渣需繳納排污費,規定了排污收費標準;要求農田少用和不用六六六、DDT等殘毒農藥,禁止使用汞制劑、砷制劑等劇毒農藥。
(2)1988年7月1日,頒布實施了《滇池保護條例》。首次全面系統地界定了滇池的功能、保護范圍、水質保護標準、部門職能職責;明確提出了“誰污染、誰治理”的原則和“污染總量控制制度”;明確規定了滇池流域水資源實行取水許可制度和有償使用制度。
(3)1989年1月18日,發布了《滇池綜合整治大綱》。提出了滇池分階段水資源、水質和森林覆蓋率整治目標和增加水量、改善水質、合理利用資源的三大任務以及相應的保障措施等。
(4)1981年8月14日,頒布實施了《松華壩水庫水系水源保護區管理條例》。重點明確了水源保護區森林覆蓋率2000年達到50%,2010年達到65%的生態目標以及相應措施。
(5)2002年11月24日,頒布實施了《昆明市城市排水管理條例》。強化了城市排水許可管理,明確了排污收費標準等。
(6)2010年2月24日,頒布實施了《昆明市河道管理條例》。明確將“河長責任制”、“四全”(全面截污、全面禁養、全面綠化、全面整治)治污措施列入河道管理條例。
(1)1989年4月21日,市政府設立了“滇池保護委員會”及其辦公室,作為市人民政府對滇池及其流域的保護和開發利用進行宏觀管理的職能機構。
(2)2002年7月26日,昆明市滇池保護委員會辦公室,同時掛牌昆明市滇池管理局,并將水利、交通、市政公用的部分職能劃入昆明市滇池管理局,進一步理順和增強了綜合管理職能。
(3)1996年發布《昆明市人民政府關于在滇池流域內經銷和限制使用含磷洗滌用品的通告》。
(4)1998年實施滇池流域工業企業限期達標“零點行動”,即從1999年4月1日零時—4月30日24時,滇池流域工業企業限期達標排放,不達標企業全部實行“關、停、并、轉”。
(5)2004年1月1日發布了《昆明市餐飲業環境污染防治管理辦法》,首次將餐飲業納入環境污染防治管理,明確在滇池一級保護區內禁止從事餐飲業。
(6)2006年,市人民政府以昆政發〔2006〕49號發布了《禁止營運性燃油機動船舶在滇池水域航行和作業的通告》。
(7)2007年10月市政府制定了《關于對滇池流域面山“五采區”植被修復工作的指導意見》,恢復破損裸露植被。
(8)2008年1月,昆明市成立了滇池流域水環境綜合治理指揮部,統籌協調滇池治理各項工作。
(9)2008年3月27日,滇池流域主要入湖河道正式明確實行環境綜合控制目標“河(段)長負責制”,由市級領導擔任“河長”,河道流經區域的縣、區領導擔任“段長”,對轄區河道水質目標負總責。
(10)2008年5月11日,昆明市人民政府公布了《昆明市人民政府關于在滇池流域范圍內限制畜禽養殖的公告》。在滇池一級保護區和入滇池主要河道兩側外延200 m禁止養殖;滇池流域允許養殖的地區,養殖規模牲畜不能超過20頭,禽不能超過200羽,取締養殖小區。
(11)2008年9月12日,昆明市人民政府公布了《昆明市“一湖兩江”流域綠化建設管理技術規范》,明確了流域綠化工作技術要求。
(12)2008年9月12日,昆明市人民政府公布了《昆明市河道沿岸公共空間保護規定》,對有可能污染水環境的活動做出了限制。
(13)2009年7月,昆明市人民政府以 “昆政發【2009】54號”下發《滇池湖濱“四退三還一護”生態建設工作指導意見》,從此開始了環湖濕地建設。
(14)2009年,制定了《中共昆明市委昆明市人民政府關于進一步加強集中式飲用水源保護的實施意見》,明確了對水源區補助扶持辦法。
(15)2009年8月21日,昆明市人民政府下發昆政發[2009]60號文 “昆明市人民政府關于印發昆明市城市雨水收集利用規定的通知”,開發利用雨水資源。
(16)2010年2月9日,市委、市政府決定成立昆明市“一湖兩江”流域水環境綜合整治專家督導組。幫助項目實施單位解決一些實際問題,推進各項重點工作和重點工程的順利實施。
(17)2010年10月,市政府制定了《關于在滇池流域和其他重點區域實施“十個禁止”加強環境保護和生態治理工作的實施意見》。在滇池流域及其他重點區域,全面實施禁止挖砂、采石、取土、燒磚、毀林、開墾、放牧、填河、圍湖、擅采地下水等。
(18)2010年10月,市政府制定了《昆明市滇池水體污染物去除補償辦法(試行)》,明確了補償對象、補償標準、補償核定、補償金支付方式和要求等。
(19)2010年,建立縣、區政府(開發區管委會)及市級有關部門的領導班子和主要負責人“一崗雙責”制度,落實水環境綜合治理目標。
(20)2013年1月1日頒布實施了《云南省滇池保護條例》,確立了省人民政府領導滇池保護工作、市人民政府具體負責滇池保護工作的管理體制,標志著滇池保護治理朝著規范化、法制化方向邁進了一大步。
(21)2013年10月22日,市政府發布了“關于深入推進滇池湖濱生態建設工作的意見”,明確了生態建設資金籌措、土地使用、流轉等有關政策。
(22)市政府制定了《牛欄江流域(昆明段)水污染防治工作方案》,提出了河道綜合整治“158”要求。
(23)外流域引水補充滇池。“十二五”期間,實施牛欄江—滇池補水工程,每年向滇池補水5.66億m3。
(24)強化領導協調機構建設。“十二五”期間,制定《滇池治理三年行動方案》,成立了《滇池治理三年行動》領導小組,下設以市人大主任、市政協主席和市政府分管副市長為指揮長的徹底截污、水體置換和生態修復三大任務工作推進指揮部,做到一線指揮、一線協調、一線解決問題。
對流域河道管理,要繼續全面強化和推進“河長制”,健全流域水環境責任鏈條。
同時,要全面推進村級環境管理責任制,把環境管理鏈條縱向管理到底。要深化農村環境綜合整治,對農村已有設施進行升級改造,并建立長效運行機制,落實運行和管護人員經費。
按照“科學治水、鐵腕治污”的要求,層層落實責任,嚴格考核,嚴肅問責。同時,強化公眾參與和社會監督,依法公開環境信息,構建全民監督體系,為滇池水污染防治各規劃的有效實施提供制度保障。
滇池治理應以其湖泊生態健康為終極目標,深入研究高原湖泊藍藻生理生態特征與水質響應關系,明確滇池藍藻水華暴發的氮磷濃度控制范圍和湖體營養鹽基準,確立相應的水質目標閾值,倒推入湖河流應達到的水質要求,科學規劃與湖體水質目標相銜接的入湖河流水質目標。進一步摸清污染物入湖通量、負荷分配與貢獻率,實施TMDL(最大日負荷)精細管理。
劃定與生態功能關聯的空間管制紅線、與許可證緊密掛鉤的總量控制紅線、與產業布局相關的準入紅線,并將此三類紅線作為滇池保護與流域開發過程中不可逾越的底線。同時,圍繞現有和潛在的環境風險,完善原有規劃及行動方案的制訂思路,構建以風險負面清單為主的管控模式,在強化風險控制的同時,增強社會經濟活力。
最嚴格地控制入湖的總磷、總氮、氨氮以及化學需氧量4個關鍵指標,建立水質目標管理體系,實現精準減排。進一步深化對COD、BOD5、NH3-N與TP 4個關鍵指標的控制,并特別關注對導致藍藻水華暴發的關鍵因子的控制。制定強化流域水環境、水生態、水資源一體化管控的有效措施,完善流域監測網絡,提升入湖水質水量的監測系統水平,整合水文、國土、規劃、氣象、環保、滇管、滇投等部門的基礎數據,并集成大數據、云計算、物聯網等手段,建立流域水質目標管理與決策支持的業務化平臺。優選低耗、綠色、高效的最佳適用技術,實現滇池流域不同區位關鍵污染物的精準調控和源頭減排。同時,要高度關注滇池流域有毒污染物的源頭及過程控制。
持續強化工業、生活、面源、內源以及不確定源等5類污染源的協同控制,重點解決主城區面源污染問題。全面推進主城區排水系統建設,建立排水系統在旱季、雨季的長效監測系統和量化評估,結合海綿城市建設,實踐低影響開發建設理念,構建滲、滯、蓄、凈、用、排相結合的雨水收集利用設施,提高對城市雨水徑流的積存、滲透和凈化能力,形成可持續的中心城區排水系統建設與管理模式。
優化“六大工程”運行效率,確保工程效果得以發揮。加強對已建工程調試、優化運行管理,提能增效,切實發揮作用。
PollutionTreatmentofPracticesofDianchiLakeinthePastTwentyYears
LIU Rui-hua, CAO Xuan-lin
(Kunming Dianchi Lake Research Society, Kunming Yunnan 650000 ,China)
The general information of Dianchi Lake was presented covering natural and geological situation and the trajectory of eutrophication of Dianchi Lake. The main causes of water pollution of the lake were analyzed. The various ways of treating water pollution were reviewed. The significant engineering projects and environmental protection policies were summarized. The future ideas of water prevention in the following years were put forward.
plateau lakes; pollution treatment; practice; idea; Dianchi Lake
2017-07-11
X52
A
1673-9655(2017)06-0031-07