出品：科普中国
制作：中科院南京地理与湖泊研究所 李玲玲 平原外国语学校 李娟娟
监制：中国科学院计算机网络信息中心
山川湖泊，是我们美丽星球上不可或缺的靓丽风景，一碧万顷的湖水总能让人心旷神怡。然而，这美丽景象的形成，除了大自然的鬼斧神工之外，也离不开人类的治理和爱护。
说到环境治理，我们得先来认识一个名词：湖泊富营养化。由于人类活动将大量工业废水、生活污水以及农田径流中的植物营养物质排入湖泊，导致湖水中的氮、磷等营养物质含量快速增加，超过了湖泊的环境承受能力，在光照和水温合适的条件下，会引起藻类的大量繁殖，如此一来，水体的透明度和溶解氧大大降低，水质便会恶化。
那么，怎样改变这种情况呢？相信很多读者的第一个想法就是不往湖里扔垃圾。说的专业一点，就是控制湖泊的外源污染。这是非常必要的，但却并不是一个一劳永逸的方法。还有一些读者可能想到了换水，但实践证明这个方法也不能彻底解决问题。后来，人们认识到仅在水上下功夫是不够的，因为水下的底泥也是污染源。于是就有了清淤。
湖泊清淤：如何更环保，也是讲科学的
清淤，顾名思义就是清除淤积，专业术语叫底泥疏浚。清淤最初主要是为了增加湖泊的蓄水能力，提高湖泊的防洪调蓄功能并减缓沼泽化。例如，南京的玄武湖从东晋开始即存在大规模的疏浚整治，目的是增加水容量以操练水军。而改革开放以后，清淤的目的又增加了一个：它成了环境治理的重要措施之一。
说到环境治理，其实就是要解决底泥释放的问题，最直接的做法就是把上层富含营养盐的底泥去除，环保清淤（又称生态清淤）的概念就这样应运而生了。相对于技术含量不高的工程清淤，环保清淤要复杂得多，对技术的要求也大大提升。这就需要解决以下三个问题：
一、底泥需要清多厚多宽？
环保清淤要清除的底泥厚度很薄，对清淤范围的定位和深度控制精度的要求相当高。我们先来看一组数据：以太湖为例，其污染最严重的水域五里湖，清淤面积5.6平方公里，清淤总量240.1万立方米，平均清淤深度仅43.5厘米; 于2010年8月20日完工的梅梁湾三山岛区域的生态清淤，共完成清淤面积6.1平方公里，方量为184.9万立方米，平均清淤深度为30厘米; 而竺山湾清淤的立项申请中显示设计清淤面积9.6平方公里，清淤方量254.6万立方米，计算可得平均清淤深度仅为26厘米，相当于一个啤酒瓶的高度。
那么清淤的范围和深度要怎么决定呢？挖少了不能有效治污，挖多了又会对湖泊生态系统造成根本性破坏，不利于湖泊的生态恢复。因此，这些数据的得出都是要有科学依据的。
清淤范围应当根据底泥污染水平来确定，并优先考虑蓝藻、湖泛易发区及重要入湖河口，另外还要远离水草分布区；清淤深度则应综合考虑底泥淤积及泥深分布、底泥污染的垂直分布规律并结合底泥释放实验的结果，同时考虑施工设备等因素。总之，环保清淤是以科学研究为基础的，没有想象得那么简单。
二、清淤能否避免二次污染？
传统的工程清淤多采用挖泥船，更有甚者将挖掘机开上船进行湖上操作。虽然不会像陆上挖掘机一样飞沙扬尘，但也不可避免地会造成污染扩散及细颗粒物的再悬浮。
环保清淤既然是以环保为目的，自然要避免这些问题。从70年代起北美、欧洲、日本等发达国家就已相继投入大量人力、物力，致力于环保疏浚设备的研制和相关技术开发，清淤技术在尝试中不断改进。
目前公认较为环保的清淤方式，是环保绞吸式挖泥船。相关技术发展较为成熟的有荷兰IHC公司，荷兰DAMEN造船集团，日本IHI株式会社等大型造船企业。我国已具备了大型挖泥船的自主建造能力，其中的天鲸号绞吸式挖泥船已经享誉海内外，但某些技术还与发达国家存在差距，目前环保型清淤设备主要还是依赖进口。
三、挖出来的泥怎么处理？
传统的工程清淤产生的淤泥一般就近堆放，筑堤、造岛或建造人工湿地。其中最成功的当属杭州西湖的苏堤，它是由时任杭州知州的苏轼，在疏浚西湖时利用浚挖的淤泥构筑，并经后世无数次的增补修葺而成；另外，被誉为"金陵明珠"的南京玄武湖，洲湖交错、五洲林立，而这五洲竟也是古时湖泊清淤的底泥堆积而成，让人不禁感慨天人合一，方能成此美景。
相比之下，环保清淤就没有这么诗情画意了。环保清淤的淤泥一般含水率高、固结程度差，且淤泥含有较高的营养盐和重金属等，这些物质被雨水冲刷后容易浸出，从而对周围水环境造成二次污染，因此必须对清淤后产生的淤泥进行合理的处置。
一般的做法是首先将淤泥通过管道输送至排泥场，在排泥场内让泥浆进行物理沉淀固结，余水经过絮凝等处理后排放回湖泊中，淤泥经固化后可作为建筑材料或作为绿化用土。滇池是全国率先进行底泥环保疏浚的湖泊之一，湖边的柳苑基底修复区通过牢固的土工管袋围堰将约70万立方米的淤泥成功封存，但淤泥的变废为宝仍然是一个难题。
治理湖泊，清淤的长期效应需关注
令人遗憾的是，即使以上三个问题都能彻底解决，也未必就真的能根治湖泊污染。事实上，清淤到底能不能控制湖泊富营养化，一直以来颇受争议。短期（几天）内，它对水质的改善可谓是立竿见影，对此，科学家们的研究结果也比较一致。但清淤的长期效应（几个月甚至几年）较少受人关注，而这却是至关重要的。
有研究已经发现，数月后底泥营养盐释放会恢复甚至超过之前的水平。所以，需要明确的一点是，清淤并不是一定会带来正面效应，操作不当的话也可能会适得其反。且清淤需耗费大量的人力、物力和财力，所以行动之前需仔细评估投入效益比。
对于湖泊治污，尽管环保专家们观点不一，但公认的一点是不可能依靠清淤一项措施就能将湖泊治理好。清淤必须与减少外污染源、改善湖泊生态结构相结合才能事半功倍。这其中比较成功的就是太湖北部的五里湖（蠡湖），它采取了生态清淤、污水截流、退渔还湖、动力换水、生态修复、湖岸整治和环湖林带建设等方式，最终达到了湖水澄明的效果。这也说明了如措施得当，我们是可以治理好湖泊污染的。
国务院发展研究中心提出湖泊治理需"一湖一策"，对清淤与否的判断也需因湖制宜，不能一味的追求短期效应。相信随着政府对生态治理的重视，再加上民众环保自觉性的提高，人人参与，一定能治理出一片碧水蓝天！
参考文献：
濮培民, 王国祥, 胡春华, 胡维平, 范成新. 2000. 底泥疏浚能控制湖泊富营养化吗? 湖泊科学, 12(3): 270-278;
张建华. 2011. 太湖生态清淤关键技术及效果研究. 南京大学, 博士论文;
李源. 1998. 玄武湖历史上的疏浚工程. 南京史志: 27-29;
朱金华, 张耀华, 朱喜, 王震. 2015. 五里湖深度治理思路与措施. 水利发展研究;
钟继承. 2007. 湖泊底泥疏浚新生表层氮磷循环与内源控制. 中国科学院南京地理与湖泊研究所, 博士论文；
专利：
范成新, 张路. 污染水体底泥环保疏浚深度的确定方法, 2008, CN101266235;
范成新, 陈爽. 一种水体污染底泥生态疏浚范围的确定方法, 2010, CN101962961A.
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