那些“聰明”的藍藻和水葫蘆，總是搶在人類前面。

它們能快速找到富含磷和氮的水域，在炎熱的夏天霸道生長。所到之處，便是其他水中生物的地獄。

這是大自然在用自己的方式向人類發(fā)出警示：生物賴以生存的營養(yǎng)元素一旦濃度過高，水也會生病。如同一個人，吃得太多太好，患上了“三高”。

上世紀90年代初，太湖北部梅梁灣因水華大爆發(fā)導致100多家工廠停產(chǎn)，直接經(jīng)濟損失上億元。巢湖、滇池、陽澄湖、洪澤湖等地也經(jīng)歷過藍藻爆發(fā)。更為極端的例子發(fā)生在2007年5月、6月間，太湖爆發(fā)嚴重藍藻污染，造成無錫市飲水告急，超市、商店里的桶裝水一度被搶購一空。

人們不得不一次次向“藍藻和水葫蘆”開戰(zhàn)，一點點給“營養(yǎng)過?！钡暮恿骱秃粗尾?。在我國，這是一場持續(xù)十多年的持久戰(zhàn)，昂貴而又艱難。

自2006年，“全國主要污染物總量減排考核”在全國施行，把治污減排納入政績考核，進行“考試式監(jiān)管”。數(shù)據(jù)顯示，從2006年到2014年，國家投入了約7923億元專門用于治理城鎮(zhèn)生活污水和工業(yè)廢水。

很難算清，這場戰(zhàn)役已經(jīng)花了多少錢，還要再花多少錢。僅僅一個太湖，每年打撈藍藻一項，就要花掉7000萬元，撈得快卻追不上長得快。

為了考察減排的成效，天津大學環(huán)境學院教師童銀棟團隊歷時2年多，對遍布中國從南到北幾乎全部省份的862個湖泊，進行了水質(zhì)數(shù)據(jù)的跟蹤分析。

他的研究聚焦了導致湖泊水體富營養(yǎng)化的一個關(guān)鍵要素——磷。研究結(jié)果顯示，在2006～2014年間，60%的湖泊中磷元素含量從每升80微克下降到了每升51微克?！傲缀康南陆禈酥局粻I養(yǎng)化現(xiàn)象發(fā)生風險減少，也是研判湖水整體質(zhì)量是否好轉(zhuǎn)的重要指標之一?！睋Q句話說，中國湖泊的“富貴病”正在慢慢治愈。

這項首次對中國湖泊統(tǒng)一測量磷含量的研究，近日在線發(fā)表于英國《自然》雜志子刊《自然-地球科學》。

看上去非常干凈的水，喝了也可能會死人

學的是環(huán)境科學專業(yè)，又做了許多關(guān)于水的研究，童銀棟見過各種顏色的“病湖”。那些深深淺淺的綠色、藍色，亦或是大片的紅褐色，“其實是水中姿態(tài)各異的微生物本身的色彩?！?/p>

很多時候，他能從水的顏色，讀出岸上的故事。在他的經(jīng)驗里，如果水體呈現(xiàn)鐵銹色，往往周邊可能有工業(yè)區(qū)或是礦山，“那是三價鐵離子呈現(xiàn)的顏色”。

湖水的顏色也會隨著季節(jié)變化。童銀棟注意到，同樣一個湖泊，冬天比夏天看上去更清澈一些。在一些農(nóng)業(yè)種植密集的區(qū)域，這種季節(jié)差異更為明顯。因為夏天是農(nóng)作物集中施肥的季節(jié)，而冬天，低溫可以將水中的藻類等生物凍死。

“但這并不能說明水的質(zhì)量變好了，水體中各種營養(yǎng)物質(zhì)的濃度可能依舊很高，只是表現(xiàn)得不明顯?！?/p>

童銀棟記得，在他的老家附近有一條河，河水湛藍、清澈見底，看上去非常漂亮?！暗俏⑽l(fā)藍的水，其實含有大量銅離子，因為周邊有大量銅加工廠?！彼f，銅離子有很強的殺菌能力，濃度過高便會將水中的魚類等生物全部殺死，“所以看上去非常干凈的水，喝了也可能會死人?！?/p>

童銀棟更愿意拿數(shù)據(jù)來說話。在他為中國湖泊開具的這份“體檢報告”中，在2006年到2014年這8年跨度的時間軸上，確確實實呈現(xiàn)了一個逐步向好的箭頭。

在被調(diào)查的862個淡水湖泊中，約60%的湖泊監(jiān)測點的總磷濃度下降，中值濃度從每升80毫克降至每升51毫克。2006年，約22%的監(jiān)測點總磷濃度大于每升200毫克(我國湖泊Ⅴ類水質(zhì)標準)。到了2014年，總磷濃度這么高的監(jiān)測點湖泊僅剩7%?？偭诐舛却笥诿可?00毫克的監(jiān)測點數(shù)量也在大幅減少。

約70%的湖泊總磷濃度低于每升50毫克，這是易發(fā)生水華和赤潮的濃度閾值，也就是說，這些地方發(fā)生富營養(yǎng)化的風險相對較小。

從地區(qū)分布來看，我國東部、中部、西部湖泊的總磷濃度顯著下降，巢湖、洞庭湖、洪澤湖、鄱陽湖和太湖這五大淡水湖的總磷濃度也呈下降趨勢。

在東部和中部地區(qū)，農(nóng)村生活污水是湖泊中磷元素的主要來源，約占總量的三分之一。整體上看，我國大部分地區(qū)生活污水處理設施的升級和改善減輕了水體磷元素負荷，尤其在城市地區(qū)，降幅更大。即使如此，在東、中部地區(qū)，仍存在一些面源污染，比如網(wǎng)箱養(yǎng)魚，過剩的餌料和魚類糞便，也會使得磷排放量增加，魚類對餌料的利用效率很難超過30%。

在我國西部地區(qū)，湖泊中磷元素主要來自種植業(yè)和含磷化工業(yè)排放，云南滇池來自磷礦及相關(guān)工業(yè)的年負荷量有30噸。此外，還有可能存在其他增加磷負荷量的原因，如強降雨等。

盡管不同地區(qū)水質(zhì)改善的具體原因并不相同，但我國城市大規(guī)模興建并投入使用的污水處理設施在其中“功不可沒”。

讓藍藻和水葫蘆與人類為敵的，正是人類自己

從高空俯瞰，陸地上星星點點的湖泊像是這個藍色星球的一滴滴“眼淚”，純美而又敏感。因為對人為活動變化的感知極為靈敏，湖泊被比喻成陸地生態(tài)系統(tǒng)狀況的“哨兵”。

“把湖泊作為水體富營養(yǎng)化研究的對象，再合適不過?！蓖y棟解釋說，不同于時刻流動的河水，湖泊是相對靜態(tài)的，其本身就是一個完整的生態(tài)系統(tǒng)，與人關(guān)系更為密切，也更能反映人為活動的影響。

藍藻和水葫蘆“占領”了波光粼粼的湖面，阻塞水道，慢慢將湖泊逼近“死亡”時，成了人人喊打的“毒草”。

然而，它們也曾與人類和平相處過。

藍藻是地球上最早的光合放氧生物。幾十億年前，它對地球表面從無氧大氣環(huán)境變?yōu)橛醒醐h(huán)境產(chǎn)生巨大作用。甚至有一種說法，沒有藍藻，可能就沒有人類。

100多年前，水葫蘆被當作觀賞植物引入中國。那時它有個好聽的名字，叫做“鳳眼蓮”。上世紀五六十年代，它還曾被當作理想的豬飼料得到大面積推廣。

童銀棟的報告稱，磷是地球所有生物生長最重要的元素，但也是工業(yè)、農(nóng)業(yè)等生產(chǎn)生活常見的污染物。生活廢水、畜牧業(yè)廢水、水產(chǎn)養(yǎng)殖以及化工業(yè)排放，都是人為造成的磷排放源。

雖然磷對生命至關(guān)重要，可水中磷含量過高，就會引起藻類及浮游生物瘋狂繁殖。水體溶氧量會下降，使魚類及其他生物大量死亡，威脅生物多樣性。其產(chǎn)生的藻毒素也威脅周邊居民的飲用水安全。

水體富營養(yǎng)化，已經(jīng)成為我國水環(huán)境安全面臨的最大難題。對付湖泊的“富貴病”，某種程度上，與人治療“三高”一樣，需要“管住嘴”，即通過大規(guī)模興建污水處理廠，對工業(yè)、生活污水中產(chǎn)生的營養(yǎng)元素“減量化”后再排入水體。

據(jù)住建部數(shù)據(jù)統(tǒng)計，截至2016年第三季度，我國已經(jīng)建立并投入使用污水處理廠超過4000座。

我們走對了方向

那些“體檢表”上向好的數(shù)字并沒有讓童銀棟高興起來。雖然中國湖泊的磷含量下降了近三分之一，但每升51微克這個數(shù)字依舊很高。按照歐洲水質(zhì)標準，磷含量低于每升25微克，才可以被視為優(yōu)質(zhì)水。

不僅如此，那些已經(jīng)被排入湖水中的磷元素，也會在湖泊沉淀物中慢慢聚集，即使在污染源減少后也難以立刻消除，成為持續(xù)向表水層釋放的“內(nèi)源”。

童銀棟在報告中寫道：“中國湖泊達到良好生態(tài)狀態(tài)仍需相當長的時間。”

事實上，這位年輕的環(huán)境研究學者，在“人與自然如何和諧共生”的問題上，始終沒找到完美答案。

他最喜歡那些位于青藏高原上的美麗湖泊，卻又為它們憂心忡忡。喜歡的原因很簡單：那里人跡罕至，湖泊得以保存其最原始的美?？伤矒模祟惢顒釉絹碓蕉?，會讓湖泊不堪重負。他反對一些地方過度開發(fā)旅游，把湖泊當成老百姓脫貧致富的“提款機”，并為一些還沒得到重視的“弱勢地位”湖泊感到憂心。

在美麗的湖中采樣，聽上去是件挺浪漫的事。他喜歡迎著朝霞乘船出發(fā)，大朵大朵的白云映在湖面。他和同事將湖泊劃分成網(wǎng)格狀，分別在湖心、湖邊、湖半徑的中點等十幾個點位，汲取水面以下約50厘米深的湖水，灌進隨身帶來的瓶子里，再裝進帶有冰塊的保溫箱，空運回實驗室分析化驗。“一般來說，湖水的保質(zhì)期只有7天?！?/p>

在一些較為偏遠的湖景區(qū)，總有成片的垃圾漂浮在水面上。簡易的廁所就設在湖邊，游客的糞便直接排入湖中，岸邊的餐館也將餐廚垃圾直接丟到水里。

“我們努力讓不清澈的湖泊逐步清澈起來，同時，我們卻又在‘努力搞臟’一些還清澈的湖泊?！?/p>

童銀棟清楚，在基礎設施本來就不完善的偏遠地區(qū)，通過建設現(xiàn)代化污水處理廠或是改善衛(wèi)生設施等方式來控制排放，需要花費極其高昂的成本。在中國這樣一個城區(qū)人口密集、城鄉(xiāng)分離明顯的發(fā)展中國家，其投入和產(chǎn)出比，是一筆不得不算的賬。

過去近10年間，中國投入近8000億元治理生活污水和工業(yè)廢水，改善農(nóng)村衛(wèi)生設施，換來了湖泊富營養(yǎng)化風險的下降。童銀棟想知道，這些投入能不能更精準、更高效。

在調(diào)查基礎上，他提到了一個理想方法，建議今后中國的水質(zhì)控制政策可以采取更為靈活的營養(yǎng)元素排放控制策略。

“導致水體富營養(yǎng)化有三大主因：氮、磷元素濃度，構(gòu)成比例以及適宜的水體溫度?！彼f，目前我國的污水處理廠已經(jīng)實現(xiàn)了營養(yǎng)元素“減量”。下一步，在已經(jīng)實現(xiàn)較高的污水處理率的情況下，污水處理廠可以嘗試采用靈活的指標，從營養(yǎng)元素的“削減器”變?yōu)楹粗械?、磷濃度的“調(diào)節(jié)器”。

即使這樣，童銀棟依舊認為，再先進的修復技術(shù)，也難讓湖泊回到它最初清澈的樣子，“‘路漫漫其修遠兮’，但至少這一次，我們走對了方向?！?/p>