端午赛龙舟：水清舟疾丨民俗里的科学

中科院之声

2024-06-08 08:00发布于北京中科院之声官方账号

编者按：

又是一年端午佳节到，万户千门喜气多！吃粽子、赛龙舟、避五毒、挂香囊，这些习俗，大家都体验了吗？它们除了具有深厚的文化意义，还是科学家眼中的“宝藏”。值此端午节，我们特别策划推出系列文章，邀请科学家解读端午习俗背后的科学。

龙舟争渡可谓最“热闹”的习俗。龙舟赛的举办地通常选在江河湖泊之间，龙舟比赛不仅取决于选手本身，还受水质的影响。水质的好坏直接影响到龙舟赛的体验和安全。来看看，科研人员在治理湖泊方面做了哪些努力。

“内、外”污染致藻类泛滥

太湖是无锡、苏州和上海的重要水源，但近几十年来，湖水中氮、磷等营养物质过多导致了富营养化问题，严重影响湖水水质。

特别是在春夏季，在一些太湖滨岸会发生“湖泛”现象，其本质是藻类泛滥成灾。这些污染不仅会影响周边地区的发展，更会对水源地的供水安全构成威胁。

湖泊污染主要来自外源和内源两个方面。外源污染主要来自工业废水、农业污染等排放，而内源污染则主要源自湖底底泥。

底泥是湖泊底部的沉积物，约有90%以上的污染物质积聚在其中，尤其是富含氮、磷等营养物质，主要来源于外部污染物的输入及湖泊内的生物死亡。当外源污染得到控制时，底泥中的污染物质仍有可能重新释放到水体中，进一步污染湖水。

太湖污染亦是如此，因此，太湖治理必须“内外”兼治。

▲蓝藻泛滥

科学“净化”湖泊底泥

近年来，太湖治理均是从内源和外源两种污染来源入手。

首先，针对减少外源污染，政府部门出台了各项法律法规禁止乱排乱放，要求工业废水和生活污水需经过处理净化，并达到排放要求标准后才能进行排放，这有效地从源头控制污染输入，减少了太湖湖区的污染负荷。

相较于外源污染，内源污染是湖泊水质污染的“顽疾”，污染物在湖泊底泥中富集后会导致底泥营养物质过剩，并造成湖泊基底硬化，即底泥的“劣质化”。

劣质化底泥会持续不断地缓慢释放污染物，使这些污染物持续在湖水和底泥之间循环，从而对湖泊水质造成长久破坏。

过去，研究人员采用底泥疏浚结合生态修复的技术手段，即将污染严重的底泥直接挖出，并结合水生植物种植和人工湿地的构建以增强湖泊的自净能力。然而，疏浚过程会造成的潜在环境风险，仍然是解决内源污染过程中全世界面临的重要问题。

▲湖泊生境修复的重要性

针对劣质化底泥导致植物难以扎根生长，且水体光补偿深度对沉水植被生长分布构成限制的问题，中国科学院南京地理与湖泊研究所科研人员创新性地采用了前期“水养草”、后期“草养水”的治理理念，集成创新了污浊水体水生态立体修复的湿地稳定化技术。

采用生态絮凝、水下黏土薄层覆盖双重措施，营造水体透明度提升与底质生境改善“窗口期”，借助模块化三维植物纤维毯耦合沉水植物草皮技术快速恢复沉水植被，形成高污浊水体水层—底泥水生态立体修复技术。该技术突破了快速高效、大规模、低成本、工程化恢复受损水体生境的关键性技术瓶颈。

水清岸绿静待“龙舟”

中国科学院南京地理与湖泊研究所紧扣富营养湖泊治理和蓝藻水华控制的国家重大战略需求，聚焦太湖水环境与藻华快速精准监测与模拟应用，以理论创新-技术突破-系统应用为主线，创建了预测预警理论及空天地一体化的监测网络；研制了水体-沉积物集成监测平台，构建了不同类型湖库水环境及生态系统多途径、广覆盖监测技术体系；开发了生态系统动力学模型和预测预警技术，在国际上率先实现了藻华及湖泛监测预警业务化运行，在太湖“两个确保”中发挥了不可替代的作用。

经过多年来对太湖水体污染的治理和修复，数据显示，截至2023年，太湖水质藻情达到2007年以来最好水平，连续16年实现安全度夏，湖心区首次达Ⅲ类地表水水质标准。2023年全年蓝藻水华同比减少50多次。流域水生生物多样性指数有所提升，从“良好”提升到“优秀”等级。

▲太湖吴塘片区水质治理示范区

进一步研究显示，在太湖治理上，以汛期农村污水流入为代表的外源污染的减少和内源污染的控制仍是水质治理的难题。太湖的水质治理仍然需要依靠科技创新和综合治理措施，结合内外源污染治理，才能逐步实现湖泊生态系统的全面恢复。

众桨划“湖”战鼓擂，龙舟竞渡迎端午。龙舟赛不仅是文化的传承，更是生态环境改善的见证。期待通过共同努力，太湖水面再现千帆竞渡、水清岸绿之景！

来源：中国科学院南京地理与湖泊研究所