質地優良的湖泊、水庫承載著國人對美好生活的向往，是美麗中國不可或缺的重要拼圖。近些年來，中國不斷加大環境保護力度，生態環境的各個要素都有非常顯著的改善，但與大江、大河的水質相比，全國湖泊、水庫水質類別現狀要低很多。
一方面，中國湖泊、水庫的水質標準要比河流嚴苛很多（主要指湖泊、水庫總磷的標準限值，比同類級別的河流嚴格2到4倍），另一方面，在當前的水環境工作實踐中，還存在對湖庫生態系和環境保護特點，在認識上還不夠統一，這不僅影響了中國水環境保護工作的決策，還導致一些地方湖泊治理工作事倍功半。
就水環境常規汙染物而言，汙染防治攻堅戰的主戰場應該從城市轉為農村，從工業轉為農業，只有解決好農村地區水汙染物排放問題，中國的水環境才能發生根本性的質變。
基於湖庫汙染零維模型，我認為讓湖庫的換水周期（n）小一點，讓水體的自凈能力（k）大一點，湖庫才有生路。
總磷「P」的收集處理已近極限
中國當前水質較差的江河湖泊中，絕大部份是總磷超標。據【全國生態環境統計年報】（2022年），全國總磷排放量為34.6萬噸。其中，工業源（含非重點）廢水中總磷排放量為0.2萬噸，集中式汙染治理設施廢水（含滲濾液）排放為0.005萬噸，農業源27.7萬噸，生活源6.6萬噸。
從這個數據來看，中國工業廢水和城市生活汙水處理廠排放的總磷合計僅0.205萬噸，占比僅0.7%，說明在汙染治理方面，能收集到的含磷汙廢水處理已經達到極限，再進一步深度挖潛，對全國水環境總體而言，意義不大。
而農業源和生活源合計排放量達到34.3萬噸，占比超過99%。其中生活源6.6萬噸指的就是未被收集處理的生活汙水，考慮到當前中國全部城市和部份鄉鎮都已建成生活汙水處理廠，因此這6.6萬噸生活源基本上就是指農村居民生活汙水。從這個意義上講，中國今後水環境總體狀況，完全取決於來自農村地區的汙染，包括農業生產尾水和農村居民生活汙水。
這個推論是基於中國當前汙染治理水平糊汙染物排放情況得出的，是生態環境工作發生歷史性轉變後形成的新形勢，與過去中國以工業汙染和城市汙水汙染為主的局面是完全不同的。因此，就水環境常規汙染物而言，汙染防治攻堅戰的主戰場應該從城市轉為農村，從工業轉為農業。只有承認並順應這種形勢的變化，中國水環境工作才能發生質變。
來自農村地區的汙染對水環境能造成多大影響？值不值得重視？
以湖北省為例，全省總磷年排放量約2.5萬噸，與其他省份一樣，基本來自農村地區。2.5萬噸總磷，如果按0.1mg/L稀釋（這個數值可以讓湖庫直接惡化到劣Ⅴ類），需要2500億立方米的水。而湖北省全省地表水資源量約為1800億立方米，其中大中型水庫（含三峽庫區和丹江口水庫）蓄水總量約為480億立方米，13個典型湖泊蓄水總量約為24億立方米。從數據上來看，來自農村地區的汙染，即便是水資源相對較豐富的湖北省來說，也是難以承受之重。
如何治理來自農村地區的汙染？
總體來說，農村地區汙染特點就是量大面廣濃度低，相對於城市和工礦企業而言，農村地區汙染是分散源、面源。就其中的生活源（主要指農村居民生活汙水和零散畜禽養殖廢水）來說，理論上是可以參照城鎮生活汙水一樣，進行收集並處理，但實際上是極難做到的，不僅工程投資巨大，而且規模小而眾多，維持正常執行更是極為困難。再看農業源，研究資料顯示，中國農田灌溉水有效利用系數普遍略高於50%，這意味著有近一半的農田灌溉水還是要回到河流或湖庫，化肥的流失情況也可想而知。
盡管我們在農業面源控制方面做了很多艱苦的努力，比如測土配方、農藥化肥減量化、高標準農田建設、科學滴灌技術推廣等等，但很顯然，農業源是不可收集並處理的。考慮到中國的國情，人口眾多糧食壓力大，必須承認，農村地區的汙染物總量，將在很長一段時間都會維持在目前的水平。
從以上分析，不難得出一個結論：農村地區已逐漸成為中國水汙染防治攻堅戰的主戰場，農村地區的水汙染物是不可收集並處理的，不可控的巨量產生情況將長期存在；只有解決好農村地區水汙染物排放問題，中國的水環境才能發生根本性的質變。
如何處理好農村地區的水汙染物排放問題？
仿效城鎮生活汙水處理和工業點源的治理模式，透過工程的方式削減汙染物，這是一種直線思維模式，很顯然是勞而無功的，也是沒有必要的。我們必須要轉換思維方式，農村地區的水汙染物，主要是含碳、氮、磷的常規汙染物，對於水環境來說，它們是「討厭」的汙染物，但對於農作物來說，它們是「受歡迎」的肥料。另辟蹊徑，如果能將農村地區的汙水控制在農產區，盡可能地迴圈利用，這可能才是中國水環境發生質變的根本出路。這個蹊徑的核心就是「湖泊和水庫」。
結合水環境零維模型，有必要認識一下湖泊和水庫生態環境的特點。湖庫水環境零維模型揭示一個庫容為V的湖庫，其汙染物濃度C是如何隨補給水變化而變化的。該模型假設該湖庫的補給水源為流量為Q的河流，河水汙染物濃度為C河；湖泊的自凈系數為K（直觀的理解就是湖泊一年內能將汙染物減少多少百分比，是一個0～1之間的常數，通常可以指征水生態系的好壞。模型中用的自凈系數k與K還存在一個數學換算的關系，k=－ln（1－K）），湖庫的汙染物初始濃度為C0，那麽：
當前水環境保護工作中，絕大部份註意力都放在C河上，即盡可能地降低補給水的汙染物濃度。事實上，結合模型分析，對於湖泊和水庫而言，n和k更為重要。
換水周期「n」是基礎
不考慮湖庫自凈能力的情況下（k≈0），
經模擬計算，絕對純凈的湖庫經過0.7個換水周期（對於一年換一次水的湖庫來說，就是約8個半月），汙染物濃度就會上升到入湖河流的一半；3個換水周期後就非常接近入湖河流的濃度。這意味著，即便補給水源是水質不錯的Ⅲ類河流（總磷≤0.2mg/L），流入湖庫後就變為Ⅴ類水體；哪怕補給水是極其優良的Ⅱ類水質，情況也好不了太多，湖庫最大可能呈Ⅳ類水體，其功能最好的表現也只是「人體非直接接觸」的娛樂用水。
通常情況下，同樣的總磷濃度，湖庫的水質類別會比河流劣約2個檔。這就是為什麽當前中國的河流大部份是Ⅱ、Ⅲ類的不錯形勢下，湖泊、水庫多數在Ⅳ類及以下的主要原因。一個很有代表性的例子是湖南省的洞庭湖，該湖主要的補給水是長江幹流（Ⅱ類），入湖後按照湖庫標準評價為Ⅳ類，環境表現為中度富營養化。
不要以為Ⅴ類湖庫與Ⅲ類河流在汙染物（總磷）濃度值上差不多，就認為它們的環境表現也差不多。事實上，它們的環境表現就跟它們的水質類別的差別一樣大，Ⅲ類水體會給人一種清爽、愉悅的感覺，而V類水體則在透明度、藻腥味、顏色等理化特征上，會給人明顯不適的感覺。例如，湖北省的清江幹流水質非常優秀，總體為Ⅱ類水質，由於水利水電工程的開發，清江幹流的局部河汊水流變緩，形成類湖庫型的水文特征，早些年就曾發生過「水華」事件，大量呈棉絮狀的矽藻短時間內爆發式生長，場面非常壯觀。
「n」變小，容易形成「靜水」水文特征，給藻類的滋生創造條件，因此，很多地方在治理湖庫生態環境問題時，自然而然想到的第一個辦法就是給湖泊「換水」，將「n」做大。透過模型，我們假設用Ⅲ類河流給劣Ⅴ類湖庫「換水」，看看這樣做會有多大效果。由於Ⅲ類河流和劣Ⅴ類湖庫總磷汙染物濃度是差不多，因此這樣做其實對改善湖庫水質類別幫助不大，對於其他汙染因子，如化學需氧量等，還是有些許作用。湖南省常德市安鄉縣為了修復珊珀湖，投資超過6億元實施環湖截汙、底泥清淤，並大量引澧水入湖，確保珊珀湖水每月一次大迴圈（即n大於12），整治工作不可謂不徹底。但效果呢？也只是將珊珀湖從劣Ⅴ類「改善」到Ⅳ類。武漢市實施「江湖聯通」工程，加大了城市內湖的換水頻次，城市內湖水質有了一定程度改觀，湖水腥臭味明顯降低，「水華」暴發程度也明顯減弱，但水質也只能維持在Ⅳ、Ⅴ類水準。
河流對湖庫的水量補給，本質上只是個物理稀釋過程，並不會減少汙染物。考慮到河流和湖庫總磷標準上的差異，那些以「生態補水」的名義加大湖庫的換水頻次，並不能顯著改善湖庫的水質類別，甚至對改善湖庫生態環境保護是「南轅北轍」。湖庫的水汙染問題治又治不了，換水也不行，是不是對湖庫的保護問題絕望了？
水體自凈能力「k」很關鍵
在模型公式中，k總是與換水周期n出現在相同的位置。與n相比，k總體上要小很多，這是不是意味著相對於n，k就沒那麽重要呢？
我們設想一下，讓n=0，關閉湖庫的補給水，讓湖泊「自生自滅」，只讓k發揮作用，看看會發生什麽情況。此時，
。假設這個湖庫總磷初始濃度C0=0.2mg/L，Ⅴ類標準的上限。當K=0.5時（這很容易，一般水草茂盛的湖庫都可以達到這樣凈化能力），1年後湖庫總磷濃度透過自凈會降到0.1mg/L，達到Ⅳ類標準；2年後降到0.05mg/L，達到Ⅲ類標準；3年後降到0.025mg/L，達到Ⅱ類標準；4年零4個月後，湖庫總磷濃度將降到0.01mg/L以下，達到Ⅰ類標準。如果K=0.7，湖庫水質改善速度將會更快：7個月後達到Ⅳ類標準，13個月後達到Ⅲ類標準，18個月後達到Ⅱ類標準，30個月後達到Ⅰ類標準。K要是能培育到0.9，湖庫水質改善將會神速：不到4個月就提升到Ⅳ類標準，7個月就達到Ⅲ類標準，不到1年就提升到Ⅱ類標準，15個月後達到Ⅰ類標準。
從模型分析來看，湖庫的自凈能力實在是太重要了。湖庫的換水周期n，實際上反映的是湖泊上遊來水的多少，它對湖泊的凈化能力是純物理過程，比較單一；而且凈化效果是有下限的，下限就是補給河流的濃度；同時，它的可塑性不大，湖庫的換水周期跟周圍的水文環境息息相關，沒有水利工程的改變它是不會有大變化的。與n相對應的是，湖庫的自凈能力包含物理、化學和生化過程，取值範圍從0到1，可塑性極強，而且理論上處理效果是無下限的，可以將汙染物降解到0。如果說換水周期反映的是湖泊的「家底夠不夠厚實」，那麽自凈系數代表的是湖泊「長得夠不夠強壯」，反映的是湖泊生態系的生命力。對於湖泊汙染物濃度而言，n能帶來量變，但k能產生質變。縱觀中國水質最為優秀的幾個湖泊，如青海湖、西藏納木錯、雲南撫仙湖等，都有一個共同的特點：除了補給水非常優良外，湖泊的水草系統非常發育，也就是說湖泊的生態系非常旺盛，自凈能力非常強壯。
「n」小一點、「k」大一點，湖庫才有生路
仍以總磷初始濃度C0=0.2mg/L的Ⅴ類湖庫為例，補給水源為C河=0.2mg/L的Ⅲ類河流，假設K=0.7，當n=0.1時，7個月後，水質改善到Ⅳ類標準；4年後穩定在0.016mg/L，為Ⅱ類水質。n=0.3時，8個月後總磷濃度降到0.1mg/L以下，之後穩定在0.04mg/L，水質改善到Ⅲ類。n=0.5時，9個月後總磷濃度降到0.1mg/L以下，之後穩定在0.06mg/L，水質Ⅳ類。n=1時，14個月後總磷濃度降到0.1mg/L以下，之後穩定在0.091mg/L，水質Ⅳ類。n=3時，總磷濃度穩定在0.14mg/L，水質Ⅴ類，汙染物濃度有所降低，但水質類別沒有改善。
從模型分析情況來看，加大湖庫的補給水量，對湖庫水質改善是有害的。這一點，與很多人的直覺，以及當前在工作實踐中慣用做法，是完全矛盾的。一些地方為了改善湖庫水質，加大所謂的「生態補水」力度，雖然能起到一定的「立竿見影」效果，但從長遠來看，無異於「飲鴆止渴」。有些地方，甚至在河道補種水草，試圖用這種方法降解河流中的汙染物，實際上效果是不佳的。
從國家治理層面，有必要對當前盛行的「生態補水」做法，進行審慎的科學評估，如果真的像模型分析的結果那樣，加大湖庫換水頻次不利於湖庫的生態環境修復，就應當盡快制止。湖泊是一個靜水生態系，過高的換水頻率，可能會改變湖泊的基本內容。
從模型分析的結果來看，n小於0.1，即每年湖庫更新不超過10%的水，從環境表現上來看是可以接收的；新疆天池、喀納斯湖、馬湖、紮陵湖、博斯騰湖、鄂陵湖、白洋澱、興凱湖、瀘沽湖、長白山天池、撫仙湖等知名湖泊，換水周期都超過10年，水質明顯要好於其他湖泊。當n大於3，湖庫的生態修復工作沒有任何意義；洞庭湖、鄱陽湖、高郵湖、澱山湖、洪澤湖、南漪湖、石臼湖、駱馬湖等，換水周期只有幾天到幾十天，其水質狀況完全取決於補給水。另外還有一些湖泊，如鏡泊湖、巢湖、太湖、滇池、洱海等，換水周期介入二者之間，其水生態建設何去何從，是減水還是補水，有待慎重抉擇。
模型顯示，透過生態修復和水利控制，將湖庫的年換水比例控制在不超過10%，自凈能力提升到0.7以上，對於生態環境、科學技術和經濟成本來說，是一個較為理想的平衡點。
一個生命系統較為強健的湖庫，是有非常強的汙染耐受能力的，每年接納10%的汙水，哪怕是黑臭水體，甚至是未經處理的生活汙水，都不會顯著影響湖水的水質，生態系強健的湖庫具有很好的減汙能力。從這一點來說，濕地，尤其是湖泊、水庫，有「地球之腎」的稱號是當之無愧的。恢復和構建湖庫的生態系，既是我們生態環境工作的目的，也是我們削減汙染物可以依賴的渠道。
那麽到底什麽是當前湖庫生態環境問題的罪魁禍首？
被忽視的「魚」
當前，一提到湖庫的生態環境問題，輿論的第一反應就是是汙染造成的，久而久之就形成了汙染導致湖庫生態破壞的慣性思維，水環境保護工作也是在這個慣性思維指導下開展的。誠然，湖庫的汙染物濃度上升與水草生態系的受損，在絕大多數情況下是存在數據相關性，但並不能就可以簡單地認為是環境汙染導致湖庫的生態破壞，我們總不能說是樹葉黃了導致秋天到了吧？湖庫的環境汙染與生態破壞，誰是因誰是果的問題必須要理清楚，因為這是我們的很多工作的基礎，個人更傾向認為是生態破壞導致湖庫的環境汙染。因為生態破壞意味著湖庫的自凈能力減弱，k值減小，導致汙染物在湖庫中只能富集而不能降解。反而，很少有科學證據證明，汙染物在一定濃度範圍內增加，會導致湖庫的水草生長受阻。
不是汙染，那麽又是什麽導致湖泊生態破壞？
個人認為是商業性漁業。漁業即便不是湖庫生態破壞的首要罪魁禍首，也應該是極其重要的因素。縱觀國內一些生態環境問題突出的湖泊，大多數生態環境問題突變是發生在湖泊水庫開始實施商業化的水產養殖（很不幸的是，同期也是中國城鎮化和工業化開始騰飛的時候，無形中為水產養殖背鍋）。武漢市的東湖，據老一輩的人回憶，五六十年代，東湖的水草非常茂盛，行船只能走專門開辟的航道。但從七十年開始，東湖就被定位為一個「淺水養殖湖泊」，開始打造「魚庫」，每年投放了大量的以鰱鱅魚為主的四大家魚魚苗。數據顯示，1971年東湖年產魚180噸，到1995年，年產魚達到1840噸。漁業是發展了（實際上也沒多數收益，整個東湖的漁業產值也就是幾千萬元的水平），但自此後湖區水草逐漸絕跡，東湖變成一個沒有生命力的城市內湖，湖水汙染問題不斷加劇。
漁業對湖庫生態環境的破壞，至今我們還只是停留在投肥養殖汙染湖水這一顯性的汙染上，實際較高密度的水產養殖對水草的啃食破壞是非常明顯的，再加上拖網捕撈，對湖庫水草系統簡直是淪陷性的打擊。湖北黃石市的網湖、湖南常德市的珊珀湖等，開展商業性的水產養殖後，水草近乎消失。
那麽我們在湖泊水庫，乃至整個水環境保護上，該采取什麽樣的方略方法？
分門別類統籌考慮
我認為應當根據必要性和生態修復的難易程度，對湖泊水庫進行分類。將社會關註度高的歷史名湖，環境受眾多的城市內湖、景觀湖，具有飲用水水源涵養的重要湖庫，直接向大江大河排放尾水的湖庫等，列為生態修復必要性最強的湖庫；那些只承擔漁業和農業功能的湖庫，列為生態修復必要性弱的湖庫。生態修復的難易程度主要根據換水周期來確定，換水頻次過快，n值較大的湖庫為難以生態修復；換水周期長，超過10年的湖庫，確定為容易修復。
對於必要性強、易修復的湖庫，只要方法得當，是很容易獲得生態環境效益和社會效益。在方法上，應當首先是控漁，其次是補草，最後才是控汙。控漁非常關鍵，它決定了生態修復的成敗。控漁不僅要禁捕禁撈，而且要禁養禁放，同時還要對密度過大的魚群進行疏密。在補草方面，個人認為應當優先考慮沈水型草種，與漂浮植物相比，沈水植物可以沿湖深豎向生長，是立體的，生物質體量更具優勢，意味著汙染物吸收能力更強；漂浮植物和挺水植物不僅汙染物吸收能力相對要弱一些，而且遮蓋湖面，不利於湖水充氧和日光對沈水植物的照射，容易導致湖庫沼澤化，同時還影響人們對湖光水色的欣賞。
對於必要性弱的湖庫，應當以科學管理入湖出湖為主，盡可能地蓄積只含常規汙染物的城市生活汙水和農村地區汙水，盡可能地迴圈用於農業灌溉和水產養殖。這項措施對中國當期條件下進一步大幅削減汙染物排放、全面有效改善水環境，至關重要。中國西部大江大河的水質非常優良，並不是因為西部的汙染治理水平有多高，也不完全是因為西部開發強度低，主要是因為西部水資源缺乏，當地都會把城市汙水處理廠的尾水和農牧區的汙水，蓄積到水庫，梯度、迴圈、有序地供給下遊農牧區，既節約了資源，又大幅減少了向大江大河的汙染物排放，實作社會經濟與環境效益雙贏。
對於一些必要性強但難度大的湖庫，其命運應該在上述兩種類別中做出抉擇。
對於其他必要性弱、難度大的湖庫，其生態環境狀況隨大環境變化而變化，可以靜觀其變，不必，也不宜單獨治理。
（本文作者系生態環境部華南督察局一級調研員）
