“湖上漂”朱廣偉智斗藍藻

潮音瀑

朱廣偉

長三角重要的戰略水源地千島湖，最近有了自己的“體檢系統”——“千島湖水質水華預測預警系統”。該系統每隔4小時會采集一次水樣并輸出水質數據，它還能結合未來七天的天氣預報，生成未來七天水質變化的預測預警報告。這也是國內首個深水湖泊水質水華預測預警平臺。

中國科學院南京地理與湖泊研究所（以下簡稱南京地湖所）研究員朱廣偉，是這套“體檢系統”的研制者之一。自2001年與湖泊水環境治理結緣以來，朱廣偉便開始圍著湖泊水庫中的藍藻、淤泥、營養鹽、水草轉。

打造千島湖“體檢系統”

黝黑的皮膚、清瘦的面龐，常年在國內外湖泊取樣、觀測的朱廣偉，被野外的雨雪風霜“雕刻”成了如今這副模樣。

最近，他每隔幾天就會打開“千島湖水質水華預測預警系統”，察看監測數據能否正常上傳。這套系統是他和同事7年心血的結晶。

2019年9月，千島湖正式向杭州市供水。千島湖是浙江省杭州市的重要水源，也是整個長三角地區重要的戰略水源地。

但千島湖的局部庫灣也曾暴發藍藻水華，對周圍地區居民的飲水安全造成影響。

水華，是指由于湖庫水體中氮、磷等營養物質含量過多，導致在適宜的水文、氣象條件下，水中藻類瘋長的一種生態現象，也是水體在富營養化過程中常出現的生態問題。

“千島湖是深水湖泊，最深處可達100米。我們在千島湖500多平方公里的湖面上，設置了11個浮標。其中的剖面標、水質探頭每隔4小時下沉至水底40米處，分層檢測水體葉綠素、溶解氧、水溫、濁度等關鍵水質參數。系統可根據這些數據，預測出未來七天千島湖水質水華的變化情況。”朱廣偉說。

從2012年起，朱廣偉開始牽頭設計千島湖水質水華的自動監測體系，這是“體檢系統”的重要組成部分。

“人們一般只知道藍藻瘋長與水污染有關，但很少有人關注快速變化的水文、氣象條件在藍藻生長過程中所發揮的作用，特別是在水質較好的深水水庫。”朱廣偉說，他和同事根據監測數據，逐步摸索出水庫中硅藻、藍藻的生長規律。更重要的是，他們還分析出了短期水文、氣象條件變化對水中藻類種群、生物量等的影響。

一場暴雨過后，水庫入庫河道部分的水體可能會變得十分渾濁。高濁度水團就像攤大餅一樣，在水庫中迅速擴散。其所到之處，與藻類生長有關的營養鹽濃度、光溫條件可能會驟變。

“利用‘體檢系統的水動力生態模型，可以算出高濁度水團從進庫到出庫的時間，再綜合水庫當時的氣象、水文等條件，就可預測出該水庫水質和藍藻的變化情況。這些信息可以為自來水廠等企業和相關部門及時采取應對措施提供幫助。”朱廣偉說。

每年有大半時間漂在湖上

2001年，浙江大學環境工程專業博士畢業后，朱廣偉來到心儀已久的南京地湖所工作。

“讀博期間，我已經在做運河底泥污染及疏浚物處置的相關研究，覺得做水體研究很有意思。當時，我和同學常去湖泊取樣，坐在船里、漂在水上的感覺，有點像旅游啊。”不茍言笑的朱廣偉，一提到野外作業，狀態立刻放松下來，仿佛心都要飛出去了。

“太湖特別大，但水很淺，最深的地方才3米。一場風雨襲來，湖水就全被攪動起來了。湖底淤泥會釋放出磷，這給藍藻提供了豐富的養料。”朱廣偉一年中有大半時間漂在湖上。他輾轉于太湖的幾百根泥柱中，測量泥土的營養鹽成分，了解底泥懸浮、沉降過程對水中磷濃度的影響。

在朱廣偉看起來，常在“江湖”漂，說起來浪漫，卻也險象環生。

2003年7月17日，是朱廣偉銘記一生的日子。那天下午，他和同事剛剛結束在太湖梅梁灣為期一周的觀測工作，在返航途中，大片黑云裹挾著暴雨向他們襲來，頓時狂風大作。浪頭掀至1米多高，在船尾綁著的救生艇就像驚馬一樣跳來跳去。幸虧當時船上備了六個錨，他們頂風下錨，船上八名工作人員一起趴下，用身體壓住采樣設備和樣品。

“那時，我感覺人就像樹葉一樣脆弱，隨時可能被卷到湖里去。”朱廣偉回憶道。30分鐘之后，風雨過去，大家起身發現，船上的帆布篷已被狂風撕成碎條，船上到處是湖水。

還有一次，朱廣偉和同事從太湖蘇州段回來，GPS沒有電了，船長憑著經驗駕駛，結果到了晚上八九點，才發現方向錯了，油也耗光了。漆黑的晚上，失去動力的船在大風下亂漂，船上工作人員的手機又沒有電了。幸虧隨行的學生帶了備用手機，才呼叫到了救援隊。

這些經歷，讓朱廣偉變得愈加細心。每次去湖泊采樣，導航儀、手機、發動機電瓶都要備雙份，GPS要充滿電，油料要備足。另外，他還會準備一根竹篙，以便在拋錨時自救。

另辟蹊徑設計監測平臺

2005年朱廣偉任太湖湖泊生態系統研究站副站長后，承擔起太湖逐月生態監測工作。他喜歡站在船頭，觀察湖水的變化，預判水體透明度、總氮、總磷、葉綠素等指標，并將它們記錄在當天的調查日志中。

“對水體研究來說，現場直觀的觀測感受十分重要。如果實驗室分析出的結果和預判相差太大，就需要認真剖析原因。做生態環境研究，不去做實地調查，就沒有發言權。”朱廣偉說。

“在制訂太湖藍藻水華控制方案時，許多人將重點放在底泥疏浚上，但其實太湖的底泥污染并沒有大家想象得那么嚴重，大部分水域的底泥是不需要被挖走的。”在掌握了豐富的數據后，朱廣偉提出，把恢復湖灣中的水草植物列為工作重點。“這樣做，一來可以加固底泥，二來可以讓水草與藍藻競爭營養鹽與光照，抑制藍藻的生長。此外，水草多了，浮游動物和魚類也就多了，湖體的營養鹽自凈能力也會得到加強。”

從2005年起，朱廣偉開始設計太湖水質及藍藻高頻監測平臺，監測數據自動上傳入網的頻次達10分鐘/次。此前，湖泊水質監測基本靠人工取樣分析，耗時長且無法監測到大型淺水湖泊藍藻水華、營養鹽濃度在氣象因素影響下的快速變化情況。

2009年，基于高頻監測系統的藍藻水華預測預警模型被開發完成，成為國內首套湖泊藍藻水華及湖泛監測預警系統。

從2009年到2016年，朱廣偉和同事發布了380期《太湖藍藻及湖泛監測預警半周報》，為國家和省市有關部門決策提供了重要依據，保障了太湖飲用水源地的生態安全。他們的工作獲得國家水專項的項目支持，相關成果獲得2018年度環境保護科學技術獎一等獎。

“我喜歡湖泊，最讓我開心的，莫過于看到湖庫變得更美、水資源變得更安全、生態系統變得更健康。”朱廣偉說。

圖片由本文作者提供? 編輯 王冬艷 437408345@qq.com