伏爾加河出現(xiàn)水污染
2001年，我們幾個人（詩人、著名翻譯家高莽，原中蘇友好協(xié)會秘書長、后來的駐俄羅斯大使館公使衘參贊紐英麗，攝影家、后來擔(dān)任中國攝影家協(xié)會副主席的張桐勝和劉恕、田裕釗）乘坐《普希金號》游艇，從莫斯科出發(fā)，沿運(yùn)河駛?cè)攵砹_斯的母親河伏爾加河南行，用一個星期的時間，到達(dá)頓河。伏爾加河全長3692公里，流域面積138萬平方千米。說是沿著伏爾加河，實(shí)際上是從一個大水庫轉(zhuǎn)入另一個大水庫，因?yàn)榉鼱柤雍釉缫巡皇悄菞l昔日的暢通奔騰的江河，而是為了發(fā)電，為了修建水電站，用大型的水壩，把伏爾加河攔腰切斷。這是在蘇聯(lián)建國后的“偉大水利工程”。人類改造大自然在蘇聯(lián)的創(chuàng)舉：一個是“五海通航”，另一個是“水力發(fā)電”。我們過去只知道這是“偉大的成就”，但不了解負(fù)面的后果。這次乘船的旅行中，有機(jī)會親眼目睹了一個使人震驚的發(fā)現(xiàn)，那就是伏爾加河的水污染。12個大型水庫2萬3千平方公里的水面，當(dāng)初修建時曾經(jīng)淹沒了26萬5千公頃的耕地，73萬5千公頃的草場和刈草地，移民搬遷了65萬居民。聲勢之浩大，前所未有！流入伏爾加河水庫中的河流共計2600條，整個流域的大小河叉共15萬個。這些連接貫通一體的水系，出現(xiàn)水污染，是嚴(yán)峻的生態(tài)災(zāi)難問題。
在伏爾加河的水面上，漂浮著一片片、一縷縷的藍(lán)藻。我用攝像機(jī)拍攝的時候，天空下著小雨，甲板濕滑，當(dāng)時激動的心情，難以自控，曾經(jīng)一時把持不住平衡，摔倒在甲板上。我的這些珍貴的錄像帶，都在張桐勝同志那里（他不幸英年早逝）。伏爾加河的水污染，在今天，已經(jīng)眾所周知，但在當(dāng)時，對于我們一行的幾個人而言，卻是難以置信的發(fā)現(xiàn)。
20世紀(jì)下半葉，在現(xiàn)代文明生活中出現(xiàn)了一些全球性問題，例如：人口爆炸性增長，生態(tài)狀況惡化，不可再生資源枯竭，食品不足，種族間的沖突，宗教的偏執(zhí)，恐怖主義。1999年阿茲洛揚(yáng)茨Э.А出版了《“世界的征服者”在自己勝利的墓地上》，強(qiáng)調(diào)指出自然環(huán)境的變遷引起的后果。
微型藻類應(yīng)對非傳統(tǒng)安全問題
當(dāng)今，除軍事、政治和外交沖突以外，非傳統(tǒng)安全的威脅，構(gòu)成了對民族、國家及人類整體生存與發(fā)展的安危因素。
非傳統(tǒng)安全問題主要有：經(jīng)濟(jì)安全、生態(tài)環(huán)境安全、資源安全等，包括糧食和能源供應(yīng)；水、空氣、食品的安全；自然災(zāi)害、疫情、蝗災(zāi)等導(dǎo)致的社會動蕩…等等。
非傳統(tǒng)安全在上世紀(jì)就有：“民國十八年”西北旱災(zāi)和非洲的薩赫勒災(zāi)變，造成大量人群死亡的慘劇，是兩次世界大戰(zhàn)以外，人世間最不能忘卻的教訓(xùn)。“民國十八年”西北旱災(zāi)和非洲的薩赫勒災(zāi)變給人的啟示是：重視人為因素的排除，找到應(yīng)對的措施手段。
《申報》認(rèn)為：所謂的“天災(zāi)”，“ 并不盡由天禍，強(qiáng)半出自人為。”（發(fā)生在西北、華北，1928年延續(xù)到1930年的特大旱災(zāi)，甘肅死亡230萬人，陜西300萬，寧夏死亡三分之一。“凡樹葉、樹皮、草根、棉籽之類，俱將食盡。”）比利時籍的一位聯(lián)合國官員1986年在亞廸斯亞貝巴問我對埃塞俄比亞旱災(zāi)的看法，她同意我說的三句話。（既是自然的原因，也有人為的因素；既是天災(zāi)，也是人禍；三分天災(zāi)，七分人禍。）
非傳統(tǒng)安全中全球性問題舉例：1，第一性生物產(chǎn)品的消費(fèi)水平超越自然的再生能力；2，溫室氣體增多；3，森林面積減少；4，土地荒漠化；5，農(nóng)耕地退化；6，海洋水位抬升；7，物種的多樣性消失；8，水體質(zhì)量下降；9，有害物質(zhì)在環(huán)境和有機(jī)體中積累；10，人群集居地都市環(huán)境惡化。
人類應(yīng)當(dāng)學(xué)會在一種新的文明框架內(nèi)生活，倡導(dǎo)安全的文明，理智的、有限的需求的文明，人與人之間和諧的文明，以及人類構(gòu)建一個人與大自然共同體的技術(shù)圈。地球生物圈的眾多客體中，只有人具備理智。只有人能夠意識到大自然反饋的信號，并且克制自身，規(guī)范自己的行為，規(guī)避災(zāi)難、災(zāi)害，防患未然。
有人形容今天的地球人擁擠在一輛高速駛向萬丈深淵的大巴車上，他們擠來擠去，互相埋怨，卻不關(guān)心面臨的危險。有人熱衷于描述災(zāi)害，散布悲觀主義，認(rèn)為無力找到切實(shí)可行的對策、辦法、措施，但是，找出路，是主要之點(diǎn)。面對怎么辦的對策，微型藻類在應(yīng)對這些非傳統(tǒng)安全中的地位和作用，值得重視。微型藻類應(yīng)對水、空氣、食品安全中的科學(xué)價值，是一個熱門話題，其非凡的使命將日益獲得實(shí)踐的認(rèn)同。
利用微藻整治水污染
生態(tài)環(huán)境安全是當(dāng)代的非傳統(tǒng)安全中十分重要的內(nèi)容。微藻在保護(hù)生態(tài)環(huán)境中的作用是多元化、多方面的。利用小球藻整治水污染是一個實(shí)證。
古往今來，人類聚集生存一直都是依江傍河。住在水源附近以獲得飲用水。在過去的一百年里，工業(yè)發(fā)展提高了人們轉(zhuǎn)移、控制水的能力，擴(kuò)大灌溉，滿足工農(nóng)業(yè)用水，使用更多水，浪費(fèi)更多水、污染更多水。 在世界許多地區(qū)，人類活動越來越超出生態(tài)可持續(xù)發(fā)展的限度，這不僅會給現(xiàn)代發(fā)展造成威脅，還讓后代子孫為此付出代價。
由于藻類大量地存在和適中條件下快速繁殖特點(diǎn)，既可以做功，也能夠釀禍。在我國沿海地區(qū)，隨著工農(nóng)業(yè)發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快以及大規(guī)模養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展，大量陸源有機(jī)物、營養(yǎng)鹽類的排入造成的海水污染，為赤潮生物的暴發(fā)提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。據(jù)相關(guān)研究，僅長江輸送入海的活性磷酸鹽和溶解態(tài)無機(jī)氮，平均每年分別為600萬噸和31萬噸；2006年我國近海未達(dá)到清潔海域水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的面積約為13530平方公里， 嚴(yán)重和中度污染的海域面積分別比2005年增加了約3060和730平方公里。如果20滴水是1毫升，那么一滴自然水體中健康的水中大概活躍著10個左右的浮游藻類；如取自內(nèi)陸水華區(qū)或是海洋赤潮發(fā)生區(qū)，里面的浮游藻類可能達(dá)到50個，100個。除海水污染外，我國湖泊、水庫和江河富營養(yǎng)化的發(fā)展趨勢非常迅速。 在 1978～1980年間大多數(shù)湖泊處于中營養(yǎng)狀態(tài)，占調(diào)查面積的91.8%，貧營養(yǎng)狀態(tài)湖泊占3.2%，富營養(yǎng)狀態(tài)湖泊占5.0%。短短10年間，貧營養(yǎng)狀態(tài)湖泊所占面積比例從3.2%迅速降低到0.53%，中營養(yǎng)狀態(tài)湖泊向富營養(yǎng)狀態(tài)過渡，富營養(yǎng)化湖泊所占面積比例從5.0%劇增到55.01%。
富營養(yǎng)化最直接的表現(xiàn)就是藍(lán)藻水華的爆發(fā) 。上世紀(jì)90年代初，太湖北部緊鄰無錫市的梅梁灣因水華大暴發(fā)而導(dǎo)致100多家工廠停產(chǎn)。我國的巢湖、滇池、陽澄湖、洪澤湖等也發(fā)生過嚴(yán)重的藍(lán)藻水華爆發(fā)。大量的湖泊因水質(zhì)惡化而導(dǎo)致原本并不缺水的地區(qū)，也發(fā)生水質(zhì)性缺水。
近幾年來，城市湖泊富營養(yǎng)化日趨嚴(yán)重，幾乎所有公園和房地產(chǎn)小區(qū)及高爾夫球場的觀賞湖和澆灌湖都有不同程度的水質(zhì)污染現(xiàn)象，水藻的大量繁殖已嚴(yán)重影響到人們的生活。
嚴(yán)重的水體污染發(fā)生在世界各地。俄羅斯母親河伏爾加河出現(xiàn)的環(huán)境問題和采取的解救措施，是個值得借鑒研究的生動案例。
俄羅斯有25萬平方公里的水面，差不多所有的水面都遭受到污染。
沃龍涅什水庫不僅產(chǎn)生“水華”，而且日益變臭。隨著溫度上升藍(lán)綠藻分解，產(chǎn)生有毒害的物質(zhì)。
河流的水污染
伏爾加河和頓河的伏爾加格勒區(qū)段
蘇聯(lián)建國后，按列寧的“蘇維埃＋電氣化＝共產(chǎn)主義”的公式，在伏爾加河流域大量建設(shè)水電站。 開啟了一個大興水利與構(gòu)筑大壩的時代，這些項(xiàng)目導(dǎo)致河流和里海的萎縮。如今，伏爾加河流域的12個水電站的水庫面積超過23000平方公里，約為伏爾加河流域總面積的1.5％。到 上世紀(jì)70 年代中期，蘇聯(lián)用水量是 1913 年的 8 倍，其中大部分用來灌溉。伏爾加河流域占8％的國土，卻集中了45％的工業(yè)和50％的農(nóng)業(yè)。俄羅斯大氣污染最嚴(yán)重的100個城市中，65個位于伏爾加河流域。伏爾加河流域內(nèi)生活著5700萬居民，因而形成了巨大的污染源。每年向伏爾加河排放23立方公里污水，向大氣排放1千萬噸有害物質(zhì)。這樣的長年積累，導(dǎo)致水庫的水富營養(yǎng)化，引發(fā)水華形成。
2004年伏爾加-頓運(yùn)河上的別列斯拉夫水庫中的水華
葉爾佐夫水灣
2005年伏爾加格勒水庫葉爾佐夫水灣的水華
伏爾加頓茨克20萬居民缺水
大水庫邊上的伏爾加頓茨克
我們曾乘游艇沿伏爾加河行船一周，親眼觀察到藍(lán)藻漂浮在水面的情景，曾震驚不已，難以置信。
為防止危機(jī)的漫延，俄羅斯制定了國家項(xiàng)目《水-21世紀(jì)的俄羅斯》，聯(lián)邦設(shè)立專項(xiàng)《復(fù)興伏爾加》。 伏爾加復(fù)興計劃治理水污染，統(tǒng)一俄羅斯黨2008年提出“潔凈的水源”方案。在眾多的治理方案中，通過眾多科學(xué)家研究、對比、爭論，利用小球藻整治的生物手段被采納，并且廣泛在許多水庫中實(shí)施。
人們在不斷探索防治手段時，一種“用藻治藻”，即用小球藻治理藍(lán)藻引起的水華污染辦法被廣泛認(rèn)同 , 取代了其他的一些技術(shù)方案。當(dāng)今，整治伏爾加河流域水域的污染，在許多水庫都由專門機(jī)構(gòu)向水體投放小球藻 , 取得了積極效果。既省錢省力 , 也高效實(shí)惠 ,因?yàn)樾∏蛟迨怯昔~的餌料。
在俄羅斯的母親河伏爾加大河岸邊，出現(xiàn)了神奇的災(zāi)難，“沒水吃”，這是難以讓人置信的事。“用藻治藻”的效果，同樣令人神往。
在伏爾加河、頓河、庫班河、德聶波爾河上形成的大型水庫水體，促使水的流速降低，甚至在海灣出現(xiàn)滯留帶，從而自凈作用降低。營養(yǎng)豐富的水體中水華藍(lán)綠藻達(dá)到500 克/м3。水華現(xiàn)象過后，藍(lán)綠藻死亡施放出氣味和有毒物質(zhì)，使水質(zhì)變壞，引發(fā)魚類死亡，污損電站和抽水站。采用了物理的、化學(xué)的、生物的、細(xì)菌的，各種保護(hù)水體的措施。化學(xué)的辦法收效不好。
小球藻接種水體的技術(shù)，研究了7年。2005- 2007 年在崔姆連水庫用小球藻的試驗(yàn)，在伏爾加格勒水庫和其他三個地方應(yīng)用效果顯著，微藻化水體納入政府制定的規(guī)劃，有助于措施落實(shí)和擴(kuò)大應(yīng)用范圍。
從別列斯拉夫水庫中搜集水生生物和水化學(xué)樣本的地點(diǎn)（紅點(diǎn)）和施放小球藻懸浮液的位置（紫圈）
在伏爾加格勒水庫獲得好效果以后，用小球藻治理藍(lán)綠藻水華，在2007年也獲得學(xué)術(shù)界認(rèn)可。小球藻吸取有害藻類有機(jī)物的養(yǎng)分。
向水體中施放小球藻懸浮液整治水華
在眾多的方案中利用微藻整治被實(shí)踐證明是最有效的。
用小球藻凈化水庫案例
小球藻積極地進(jìn)行光合作用，吸用二氧化碳，為水體充填氧氣，并在這些過程中用細(xì)胞的全部表面從水中吸收營養(yǎng)物 。當(dāng)有足夠的光照時，小球藻非常活躍地消除病原有機(jī)體，小球藻進(jìn)入水體中并不沉降在水底也不貼附在高等植物上，而是滑翔飄浮在水上層40-100公分，積極進(jìn)行光合作用。 只要幾天的時間，小球藻就成為這個層面內(nèi)的建群種，為這一水層填充氧氣，消除它的二氧化碳和水層內(nèi)的有機(jī)質(zhì)和無機(jī)物。
在這一過程中消滅了所有的病原微生物區(qū)系。 在春季里對水體進(jìn)行微藻接種，藍(lán)綠藻的大規(guī)模繁殖不會出現(xiàn)，因?yàn)樾∏蛟逶诖饲耙呀?jīng)把藍(lán)綠藻發(fā)展所必需的生物發(fā)生物質(zhì)吸收應(yīng)用了。
當(dāng)水體已經(jīng)受藍(lán)綠藻的污染，接種我們的小球藻可以溶解藍(lán)綠藻的結(jié)塊，并把溶解物在光合作用過程中變?yōu)榈鞍踪|(zhì)、脂類等，成為小球藻的組成。沒有冬季的俄羅斯南方，小球藻接種應(yīng)該在藍(lán)綠藻營養(yǎng)期最不活躍的12月，1月，2月進(jìn)行。漂浮在水體上層，成為建群種，消化二氧化碳，放出氧氣，吸收有機(jī)和無機(jī)物，從而消滅所有的病原微生物。
用小球藻治理藍(lán)藻水污染，依熱夫水庫投資1200萬盧布，2009年倒入水庫小球藻10.5噸。
普京關(guān)于引入綠藻消除藍(lán)藻水華的回答
2006年7月1日，奧列格 · 尤里耶維契向總統(tǒng)普京提問，“每年夏天，古比雪夫水庫都發(fā)生藍(lán)藻繁殖，影響人的健康。我覺得類似的狀況在所有的水庫中都存在。國家采取了什么辦法與之斗爭？”
總統(tǒng)普京回答：“在你指出的水庫中，以及其他的一些水庫里，目前已經(jīng)獲得了很好的治理效果。
向水庫中引入綠藻的辦法，除了能消除藍(lán)藻水華外，還明顯地優(yōu)化了水質(zhì)，顯著降低致病菌的程度，擴(kuò)大水體中的生物飼料資源。
這個方法不存在生態(tài)方面的負(fù)面影響，只是優(yōu)化水的質(zhì)量，增加水體含氧量，消除致病性細(xì)菌。小球藻自身就是很好的水生飼料。
這個方法可以在任何水體中采用，在完成消除水體污染使命后，不破壞水體生物群落的平衡。
這個方法在經(jīng)濟(jì)上不能替代，因?yàn)閷?shí)施這個舉措，和任何那一種與‘水華’斗爭的方法相比，都能夠成十倍地減少開支費(fèi)用，而且還得到附加的、正面的效益。”
在國外的另一些地方，也有許多成功的案例。位于西班牙南部的“All Gas”工廠利用微藻處理污水，將城市生活污水預(yù)處理后注入培養(yǎng)池，作微藻培美，取得既處理了城市生活污水，又產(chǎn)生生物能的一箭雙雕的效果。
（供稿人： 田裕釗 原中國科學(xué)院國家計委自然資源綜合考察委員會副主任、中國網(wǎng)生態(tài)中國頻道總顧問）
