美国加州等湖泊流域管理及蓝藻治理.doc
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1、 美国加州等湖泊流域管理及蓝藻治理 卫之奇 (科学技术部,北京 100862) 摘要:美国加利福尼亚州等地方有长期的湖泊流域管理规划、具体的工作方案、相应的经费预算和相对庞大的工作人员队伍。管理规划的重点在非点源污染。在制定规划中特别是涉及到非点源污染时,注意广泛征求流域内农民、牧民、居民、机构、公司企业、当地政府等各方面的意见。对点源污染,科学设定排放标准,认真监测,严格执法。对非点源污染,以开展宣传教育为主,提高公众环境意识和责任感。最好的管理方案实质上是一种社区和公众积极参与的方案,重点在于调整和规范流域内公众日常生活的行为方式达到减少对环境影响、实现长期治理的目的。关键词:湖泊流域管理
2、;污染蓝藻治理 蓝藻广泛分布在世界陆地和水中,有3O多亿年的历史,是常见的自然植物。蓝藻对人类既有帮助,又有负面影响。蓝藻可以用来肥沃土壤和稻田,还可起到保墒和减少土壤侵蚀的作用。水体中的蓝藻很常见,一般情况下数量不多时对水质没有什么影响。当出现蓝藻爆发现象时,水质则会严重恶化。同时也反映出水体总体状况下降,如水流减缓、水温上升、富营养化等问题。 蓝藻爆发应该从两方面来治理:一方面是治标,另一方面是治本。治标是治理水体本身的污染问题,即除藻、除磷、消除富营养化等。治本是加强湖泊流域管理,防止污染物、防止过剩营养物质进入水体。治标是短期应急措施,治本是长期解决之道。标本兼治,双管齐下,才能从根本
3、上杜绝湖泊污染和蓝藻爆发。 美国西海岸加利福尼亚州和华盛顿州等有不同程度的水体污染及蓝藻爆发问题。各州在治理藻类污染的同时,非常重视湖泊流域和水源水质的长期性管理,并有高度权威的法律,相对庞大的机构和人员全面的管理规划,详尽的工作方案,认真的实施执行,较高的公众意识和社会参与,有效的监测和惩处机制等。一、加利福尼亚州流域管理(一)管理机构 加州负责水资源管理的机构是附属于加州环保厅的加州水源管理委员会,其职责是保护、改善、修复加州水质,确保为了现在和后代的利益,合理分配和有效使用加州水源。委员会由5个全职支薪委员组成,每人负责一方面的工作,任期4年, 由州长提名,州参议院批准。委员会共有约70
4、0名工作人员,负责水质、水权、行政运作以及支持地区水质管理委员会等方面的工作。根据加州主要流域分布情况,加州还设立了9个地区性水质管理委员会,负责各地区的相关工作:即北部海岸地区;旧金山海湾地区;中部海岸地区;洛杉矶地区;中央山谷地区;拉洪坦地区;科罗拉多河谷地区;圣安娜地区;圣地亚哥地区。每个地区委员会由9个兼职委员组成,由州长任命,州参议院批准。9个地区委员会共有1000多名工作人员。 对加州水源管理委员会而言,各地区委员会属于半自治性机构,可以根据本地区的气候、地形地貌、地理和水文等实际情况,就地区内相关水质问题做出决策,包括:制定水质管理规划、制定政策、制定水质标准、发放排污许可、监测
5、水质、对违规者采取强制行动等。(二)流域管理规划 在加州发展战略中,水资源一直是重要的一环。为配合发展战略,加州水源管理委员会要求各地区水质管理委员会制定本地区的流域管理规划。规划目的是查清各流域水资源水质状况以及要优先解决的问题,并与各利益攸关方合作,共同提出解决方案;妥善协调点源污染与非点源污染之间的规章制度的管理关系:在委员会分管不同工作的人员之间建立良好的工作关系;妥善协调地方、州及联邦政府之间的各类计划和行动,特别是涉及到规章制度和经费资助的计划或行动,以及协助地方的各种流域组织。根据此要求加州9个地区水质管理委员会都制定了本地区流域管理规划。该规划今后可由地区委员会进行修订,加州水
6、源管理委员会也可提出修订要求。这9个地区的流域管理规划综合起来,就形成了加州流域管理规划。 从各地区规划中可以看出,加州水体的污染主要是非点源污染问题。非点源污染具有扩散性、零散性和难于追踪源头的特点。因此,不可能通过许可制度来管理,造成治理的难度非常大。而且去除非点源污染物的成本很高,可以说,是一项永无止境的工作。因此,非点源污染最根本的治理办法就是防止污染物进入水中。(三)旧金山海湾地区流域管理规划 根据加州水源管理委员会的要求2004年10月旧金山海湾地区水质管理委员会制定了地区流域管理规划。总体目标是保护水源、改善水质和整治污染,并协调经济与环境的影响。该规划重点确定水源保护与修复的优
7、先任务以及实施规划的工作内容。 旧金山海湾地区水质管理委员会由9人组成,属于兼职工作性质。委员会设有专职办公室,办公室下设毒物清理、地下水保护、流域管理、国家污染排放治理系统许可、日负荷最大总量控制、规划与政策等管理处室,共约60多人。1优先任务 旧金山海湾地区水质管理委员负责的流域范围大约有4550平方英里,其中陆地为4100平方英里,占90。许多海湾、深水河道、江河口、潮汐滩涂、沼泽地、河流、湖泊、溪流等在流域内形成了非常活跃和复杂的环境,造就了植物、动物、鸟类和水生生物等丰富多姿的生态系统,并成为市政、农业、工业、娱乐以及航运等用水的来源。造成旧金山海湾地区水质问题的因素很多,最主要的是
8、市政废水、工业排放、工业化学品、碳氢化合物、杀虫剂、水银污染,以及筑堤与填埋引起湿地消失和防洪工程及城市发展,改变了溪流等问题。 委员会在确定优先任务中,充分考虑流域中点源及非点源污染、地下水与地表水互动、水质与水量相互关系等各种因素。并汇集流域内各利益攸关方的意见,促使各方共同合作努力,控制点源及非点源污染。规划确定的优先任务包括:市政及城区暴雨径流排放、日负荷最大总量、湿地及溪流保护、乡间非点源污染、流域管理、流域监测及评估、地下水保护及毒物清除、国家污染排放治理系统地表水保护、政策规划及信息更新应用等。2工作内容 旧金山海湾地区流域管理规划优先任务的工作主要在地区流域层面和县流域层面展开
9、。旧金山海湾地区共有9个县。旧金山海湾地区流域又按照这9个县的行政区划分为9个县流域区。地区委员会认为,按各县行政区而不按各流域的真正边界划分流域区的好处,在于能够更好地组织、调动和寻求地方政府和机构参与及合作。(1)地区流域层面工作 在地区流域层面,主要工作是处理影响到整个地区的总体性问题以及各县流域的共性问题,包括:规划及政策制定、监测及评估、非点源污染治理、湿地及溪流保护、核心规章条例的执行、地下水源管理、地理信息系统利用等。每项工作都包括:工作目标、工作范围、具体职责、实施方法等内容。例如:监测及评估工作的具体任务是监测及评估地区内所有流域的水质,看是否符合相关标准。监测的具体内容:一
10、是测量环境负荷因子、生物影响以及生态指标,评估相关正常用水是否得到保护:二是评估整个地区流域的时间及空间发展趋势;三是确定最低干扰的参照条件; 四是确定环境影响与土地使用和水管理之间的关系;五是按照标准规范取样以及使用标准数据库,使监测数据在全州范围内具有一致性和实用性:六是评估流域监测方法;七是利用监测数据开发评估生态指标的索引等。(2)县流域区层面工作 在县流域层面。主要工作是执行核心规章条例、管理非点源污染、参与评审联邦和州政府项目经费申请、为具体流域项目提供技术指导以及开展公众教育活动等。9个县流域区的每个区都制定了县流域管理方案。所有县流域管理方案内容都相似,即国家污染排放治理系统主
11、要及次要市政许可、国家污染排放治理系统市政暴雨许可、水质检定、预处理、排污要求管理、非点源污染管理、流域项目管理、水再生,如:再循环或再使用、合同管理、日负荷最大总量、宣传与教育等。但是,具体工作根据每个县流域区当地的实际情况和需要而定。 如旧金山县流域区管理方案确定了一些区内的主要问题:关闭有关军事基地及相应的水质问题、地下水污染和土地再开发等;旧金山港地区鱼类加工及其它设施对水质的影响:贝克海滩和中国海滩等地受大肠杆菌污染而关闭;伊斯兰小溪底泥被污染;海湾大桥附近新建通勤火车站及相关的暴雨径流污染、对附近湿地和耶班岛的影响:地下水污染及相关水再生和饮用水问题;米慎湾、珍宝岛、轮渡码头、旧金
12、山港等地方的重建项目:旧金山近海水域和湿地修复区出现外来物种问题等。旧金山县流域区的工作将围绕解决这些问题进行。 在各县流域层面,一项重要的共同工作是日负荷最大总量问题。根据1972年美国联邦清洁水法案各州必须确定哪些水体受到污染以及查明污染原因并根据情况设定水体日负荷最大总量即水体在容纳该数量的污染后,仍能满足相关水质标准的要求以此逐步修复受污染水体。加州的各种污染物约有1500种。每种都需要设定日负荷最大总量。另外,各州必须确定有关污染源,并设定该源头的排污量。该项工作的主要内容是查明哪些水质未达到标准以及污染的性质;设立水质改善目标;分析有关污染物源头、数量、排放时间;分析水质改善目标与
13、污染源之间的关系并估计水体容纳污染物的能力由此确定水体日负荷最大总量;根据总量,在点源、非点源以及本底源之间分配排污量但必须要留出一定的安全余量:执行排量控制的相应保证措施,包括强制禁排方案,以及启动加州水源管理委员会采取相关行动的条件:追踪了解总量控制实施情况及水质改善效果,必要时,修订日负荷最大总量方案。对点源污染相对比较容易控制,通常采取审查排放监测报告检测现场设施,认真处理有关投诉等并将有关遵守排放规定的情况公布于众。二、华盛顿州水资源管理 华盛顿州许多湖泊,甚至一些河流都有污染问题以及藻类过度繁殖问题。因此,华盛顿州制定了全面的水治理规划,以期改善水质,为华盛顿州的生活、经济、社会发
14、展提供可靠的保障。(一)水治理规划 1972年,美国联邦清洁水法案要求各州列出水质不符合要求的水体的名单。凡名单上的水体必须在合理的时间内,通过水治理规划或污染控制达到联邦水质标准要求。美国环保局负责每两年对该名单进行评估和批准。通过普查,华盛顿州共有643个受污染的水体。根据要求必须在2013年前制定和实施相应的治理规划。自l9922002年,美国环保局已经批准了华盛顿州生态厅提交的280多个水治理规划。 华盛顿州将州内整个水系划分为若干水质管理区每个区包括一个或多个流域或水源共有62个管理区。在当地政府、部落、产业界和公众参与及合作下每年华盛顿州生态厅都会选择一部分水源管理区制定水治理规划
15、。根据管理区流域水体的有关数据分析和建立数据模型,拿出如何从源头减少或消除污染的结论和建议报告。从这些结论和建议中,再提出战略实施概要,确定降低污染的具体行动,并将该战略实施概要报美国环保局审批。通过审批后,生态厅再据此制定水治理实施方案,确定具体措施、时间进度表、措施责任人、经费来源及其他所需资源等。 整个水治理工作以实施战略概要为基础、以实施方案为细则进行并通过相关监测对治理效果进行评估。对于点源污染,规划中规定了相关许可排放量。但华盛顿州的问题主要是非点源污染。因此,生态厅与流域管理区内其他机构、当地政府、土地拥有者、公众等广泛合作,共同制定和实施污染控制方案,又称最优管理方案。在实际执
16、行中最优管理方案主要在自愿的基础上结合教育、技术及经费支持、设定排污限量等方式实施。强制执行只是最后不得已的方式。 根据华盛顿州的经验,湖泊最优管理方案实质上是一种社区和公众参与方案,重点在于调整和规范居住在湖泊周边的公众日常生活的行为方式达到减少对环境影响的目的。例如:最优管理方案要求在家庭排污方面,做到洗衣、洗澡、厕所节约用水;厨房不使用垃圾粉碎处理器;不使用下水管道疏通添加剂;不将溶剂、塑料、纸尿片等放入排污管道等。在水禽方面,不喂食野生水禽,避免吸引它们长期滞留湖泊,因其排泄物和所带病菌会污染水体。在紧靠湖边的草坪和花园方面。不要养草坪最好种些本地植物。形成植被多样化的环境;不要将自家
17、园艺用的堆肥放在湖边避免营养物质渗透到湖中。在减少雨水径流和土壤侵蚀带来的影响方面。尽量减少裸露土壤,增加覆盖植被。在园艺肥料方面。不使用化肥尽量使用堆肥或厩肥并根据需要将用量控制在最低;如果必须使用化肥建议使用自然缓释产品。在杀虫剂方面使用毒性最小、降解性最好的杀虫剂;而且不要在有风的天气使用,避免随风飘散;妥善处理剩余的杀虫剂。不要随意倒在地上或排水系统中等。(二)纽曼湖流域规划 纽曼湖流域大约9英里长,34英里宽 由纽曼湖1200英亩水面和18 500英亩流域土地构成纽曼湖流域处于森林地区,林业采伐是当地最主要的产业活动。流域地区山坡多。因此。农业很少,只有在靠近坡底处有少数农场和牧场。
18、纽曼湖边大约65的地段都是居民住宅和夏季度假屋常住人口500多人。沿湖周围没有公共给排水系统等市政服务设施。流域内部分地区由于陡峭的岩石地形以及缺乏可靠的供水使得建设市政服务设施的成本非常高。因此紧靠湖边的居民大都以各种方式使用湖水,例如:用于厕所、洗手池、淋浴、过滤后饮用等。 纽曼湖流域规划委员会由纽曼湖区内的单位、居民和政府机构代表组成。规划目的是评估纽曼湖水质以及影响水质的相关流域活动,提出治理方案,最终减少纽曼湖的污染和营养负荷。委员会对纽曼湖的水质、流域内的农业、林业和生活居住状况进行了广泛详细的调查。为使规划能反映实际具体情况并切实可行,该规划广泛征集了湖区流域内农民、牧民、林业公
19、司高管、当地政府机构代表以及住家居民等的意见。 通过研究分析调查数据委员会得出结论认为造成流域水质问题的主要因素是私人道路土壤侵蚀废物处理不足暴雨径流管理不够。林业公司未经授权使用道路。农业化肥使用不当以及牧场载畜量过大等。为此。规划委员会就流域内排污系统、农业用地、林业采伐及其道路土壤侵蚀造成的影响等方面提出相关治理建议。例如:在整个纽曼湖建立公共排污系统或在物业相对集中的地区建设社区排污系统:在农用地周围种植灌木丛用石头堆压有问题的地方搬迁有关水泥建筑 在林业道路方面。在采伐结束后立刻关闭采伐用道路,并在第一次暴雨季节来临之前在道路上和原木压出的滑道上种养植被:对不关闭的道路要尽快铺敷路面
20、;在3035以下的坡度上用拖拉机运送原木,坡度大的地方用缆绳运送。另外纽曼湖流域规划委员会还制定了行动计划,拟定了具体工作内容。这些工作主要以宣传教育为主,如编制散发宣传手册。介绍水质问题和能够减少污染的日常生活常识;在船舶区、非道路车辆活动区、林区入口处等地方张贴宣传画;与居民住户协商解决排污系统问题:组织流域巡护人员:学习掌握有关私人道路和土壤侵蚀规章制度;了解掌握流域内有关的开发计划并予以评估;建立流域林业、农业和开发机构联络委员会,保持与各方的联系,开展教育活动;制定水质检测计划并培训志愿人员:通知流域内所有农户和牧民有关政府的水土保持服务计划并为有水保计划的农户和牧民提供寻求减税方面
21、的支持;开展宣传教育日以及纽曼湖清洁日活动等。(三)藻类控制计划 华盛顿州湖泊生长藻类比较普遍。在情况比较严重的时候几天之内原本干净清洁的湖内就会长满了藻类。2005年华盛顿州议会决定,每年拨款25万美元,用于州内湖泊及河流的藻类治理并要求华盛顿州生态厅具体负责制定和实施藻类控制计划。该项经费主要用于开展藻类问题宣传教育、藻类控制、减少藻类爆发新技术实验示范等工作。华盛顿州政府各有关机构、地方政府、部落、有关特别区域等都可申请该项经费,但申请机构必须自行筹措25的配套经费。该计划所拟定治理的藻类,特指蓝藻。因为华盛顿州议会认为蓝藻对人类、宠物和畜牧构成比较大的健康威胁。 华盛顿州生态厅负责每两
22、年检测并评估一次州内各水体水质状况,以获取总体最新资料。从根本上考虑减少营养物质进入湖泊是唯一能长期有效防止藻类爆发现象的解决方案。但因为州议会拨给的经费有限,州政府觉得不可能在全州湖泊流域范围开展综合性的整治行动。因此,华盛顿州的藻类控制计划主要是向各地方政府提供其治理藻类所需要的有关知识和技术支持,如进行藻类鉴定和毒性检测、建立实验室检测结果在线数据库、提供藻类或营养物治理项目小额经费资助(25万5万美元)等。另外,在生态厅的资助下,华盛顿州卫生厅负责制定华盛顿州有毒藻类爆发指南,帮助地方政府决定何时应该发布健康通告,以及何时应该关闭娱乐水体等,并负责制作藻类爆发宣传画页和宣传资料。三、湖
23、泊修复和蓝藻治理 湖泊修复和藻类治理是湖泊管理的两种类型,其着眼点在于解决水体本身现有的问题,如改善水体环境,或使用除藻剂杀除多余的藻类等。这些措施可以处理湖泊的生物症状问题,但不能从根本上解决问题。因此,属于快速短期解决方案。要想从根本解决水体的污染和水质问题,必须注重长期管理。长期管理关注的是影响湖泊的环境、文化和生物等因素着眼于长期战略和长期投入,并致力于寻求长期解决方案。湖泊管理是一项复杂的工作,它要求社区、个人、土地拥有者以及政府的共同努力。(一)湖泊修复 在湖泊管理方面,快速修复是必要的措施,使水体质量能够尽快地得到改善。湖泊修复的主要措施如下: 冷水层曝气。温带地区深水湖泊水体一
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