文/水博
最近筆者隨記者到我國最早的大型水電站新安江考察,電站的工作人員給我們提出了一個尖銳的問題。社會上(包括學術界)都說水庫建成之後,由於河水的流速減慢會導致河流的水質淨化能力下降,從而加劇河流的水汙染。但是,新安江水庫(千島湖)的情況,卻完全不是這樣。電站的工作人員告訴我們,目前新安江水電站水庫的水質非常好,完全達到了一類水的飲用標準。著名的“有點甜的”農夫山泉礦泉水,就是直接引自水庫70米深的水下。讓他們疑惑不解的是,水庫入水口處的河流水質其實並不是很好。
帶著這個疑問,我們驅車近200公裏來到了新安江水庫的源頭,安徽省黃山地區的深渡鎮。我們親眼看到那裏的河流水質情況確實不太好,直觀上就與新安江水庫的水質有著巨大的差別。據隨行的工作人員介紹,這種情況已經持續了幾十年。那裏的水質檢測結果隻能達到二類,有時甚至是三類。為了鼓勵安徽省保護新安江水庫上遊來水的水源清潔,國家已經建立了專項的保護基金。安徽和浙江兩省分別在交界處建立水質監測站,各自取樣後交環保部統一檢測。如果,檢測的結果說明水質保持良好,浙江省和專項基金都要拿出一部分經費,獎勵和補償安徽省為保護新安江水質所付出的努力。用經濟手段促進新安江水庫的水質保護。因此,目前我國東部地區最大的水資源儲存地新安江水庫的水質一直保持良好。上百億的純淨水源,已經成為我國東部地區最重要的水資源戰略儲備。
然而,為什麼流進水庫的普通河水會變成了有點甜的優質礦泉水,卻讓人們始終疑惑不解。經過考察分析筆者發現:河流的水質淨化作用與水庫的水質淨化作用有著本質的區別。盡管就淨化水質的效果而言,我們很難籠統的比較水庫和激流孰優孰劣。但是,對於大型水庫,卻有可能產生淨化水質的效果,明顯優於任何激流河段的結果。要理解這一現象,我們要從分析水汙染與河流、水庫的自淨能力的機理入手。
根據水汙染的有關分析,水汙染主要分為:死亡有機質汙染;有機和無機化學藥品汙染:磷汙染;重金屬汙染(汞, 鉛, 鎘, 鎳, 硒, 砷, 鉻, 鉈, 鉍, 釩, 金, 鉑, 銀等);酸類汙染 (比如, 硫酸);:懸浮物汙染和油類物質汙染等。一般來說,有機汙染,磷汙染,油類物質汙染,酸類汙染等類型的汙染都可以通過與水體中的氧發生氧化作用而得到緩解。因此,這類水汙染通常被稱為化學需氧量(即COD)。所以,河流水汙染通常可以分為兩大類,即化學需氧量(即COD)和懸浮顆粒物。
我們常說的“流水不腐”和激流河段,確實有較強的水體淨化能力,但這主要是針對水體中的化學需氧量而言的。因為,流動的水的表麵與空氣有更多的接觸,能增加水體中的含氧量,有利於中和水體中的化學需氧量汙染物的分解。所以,通常來說流動的水比靜止的水具有更強的水體自淨能力。但是,流動的水也不是總會增加水的自淨力,因為,對於懸浮顆粒物類的水汙染,則需要用沉澱的方法才能使其淨化。
舉一個最簡單的例子,每個人都可以自己去驗證。隨便找兩個桶,裝上同樣的汙水,如果你在其中的一個桶裏麵不斷地用棍子去攪動汙水,是不是一定就能得出被攪動的桶裏麵的汙水,就一定要比沒有攪動的桶裏的汙水要幹淨的結論呢?如果你試驗過,就會發現,當然不是。對某一些成分的汙水也許會產生這樣的結果,但是肯定有很多的情況,會因為你的攪動,使汙水變得更加汙濁,因為,被攪動的汙水無法在桶中沉澱。所以,結論將是非常明確的,快速流動並不一定會淨化水體,反之,在很多情況下降低流速,到可以起到沉澱的淨化作用。
由此可見,淨化水質必須要有一個矛盾的過程。一方麵要通過擾動增加水體中的含氧量,中和化學需氧量;另一方麵又要通過沉澱,減少水體中的懸浮顆粒物和重金屬含量。我們去參觀任何一個自來水廠或者汙水處理廠時,都會發現水處理的過程,既需要有增加水流動的“暴氣”池,也需要有相對靜止的“沉澱”池。
相對於天然河流來說,激流隻能產生“暴氣”的中和COD的效果,但無法產生“沉澱”的淨化作用。但是,大型水庫則有可能產生既降低了水體中化學需氧量COD,同時也沉澱了懸浮顆粒物的水體淨化的雙重作用。這是因為,水庫對化學需氧量汙染的淨化機理完全不同於天然河流中的增加水體含氧量。
眾所周知,水體中的COD的過量汙染常被稱為“富營養化”。也就是說COD其實就是水體中的某種營養物質。這種營養物質通常可以促進藻類和水生植物的生長。對於大型水庫來說,由於水環境容量巨大,不僅藻類和水生植物都有著較大的生存空間,而且靠食用藻類和水生植物生長的魚類,數量也非常大。水庫水生態係統的正常運轉,水生植物和藻類在生長過程中通過光合作用產生了大量的氧氣(相當於流動水體中的暴氣),水生動物又通過食用水生植物和藻類把它變成動物蛋白。這樣通過水庫中的有機生物鏈把大量的COD轉變成了各種漁產品的動物蛋白。人們又通過不斷的捕撈、食用水庫中的魚產品,就消耗掉了水體中的COD。據統計,新安江水庫建成之後的50多年裏,當地的魚獲總量增長了50多倍。然而,人們根本就沒有意識到,水庫在提供給我們的豐富的魚類蛋白質的同時還淨化了水質。
圖1,千島湖在收獲漁產品的同時也治理了水中的COD汙染
這樣,大型水庫雖然不能靠水的快速流動增加水體中的含氧量,但是,同樣也能具有非常強的中和水體中的化學需氧量(COD)汙染的能力。因此,隻要進入大型水庫的水體的汙染物被控製在一定的範圍之內,大型水庫就具有了同時淨化COD和懸浮顆粒物水汙染的雙重作用。這也就解釋了,為什麼新安江水庫能具有任何天然河流都不可能具有的超強的水體淨化能力。
其實,大型水庫的這種水體淨化作用,並不僅體現在新安江水庫。例如,我國湖南郴州的東江水庫建成之後水質也比原來的天然河流有了大幅度的提高,以至於吸引來青島啤酒在那裏建分廠。這類的例子非常多。事實上,隻要我們注重控製水汙染的排放,任何大型水庫建成之後,都會使得原來河流的水質,得到大幅度的提高。這一結論幾乎在全世界都可以得到證明。然而,遺憾的是由於國內外反水壩極端環保組織的長期誤導宣傳,社會公眾甚至我國的個別環境監管官員都接受了“建水庫增加水汙染”的錯誤概念。
當然,我們也不能否認現實當中確實有一些河流建設水庫之後水質變得更差。這一方麵是由於上遊和當地汙染排放沒有得到有效的控製,過量的汙染物排放超過了水庫的自淨能力。一旦水庫中的有機生物鏈崩潰,水庫不僅會失去了淨化作用,反而變成了一個大的汙水“發酵”池;另一方麵也可能是因為該水庫的庫容較小,沒有足夠的環境容量,無法讓水庫形成的水生態係統和生物鏈,能夠消耗掉水中營養物質。所以,一般來說大型水庫的水質淨化作用會更加明顯。
總之,通過總結分析新安江水庫50多年來所發揮的淨化水質的重要作用,我們不難發現:隻要我們能控製汙染物的過量排放,並注意營造好水庫的水生態環境,大型水庫的水體淨化作用是任何天然河流都無法比擬的。
可見,建水庫增加河流水汙染的說法,不僅不科學,而且也不符合客觀事實。科學的水庫建設不僅能夠發電;防洪、供水調節水資源時空分布不均的矛盾;而且,還能在淨化水質的同時增加水產品的產量。這也就是,為什麼全世界水資源開發程度越高的國家和地區的生態環境越好,社會文明程度越高的根本原因之一。




