長江干流江蘇段及環(huán)太湖區(qū)域典型城市水生態(tài)環(huán)境問題解析及控制對策
【谷騰環(huán)保網(wǎng)訊】長江干流江蘇段及環(huán)太湖區(qū)域位于長江下游平原，屬長江三角洲的重要部分。2019年，區(qū)域以占全國0.64%的土地面積容納了4.12%的常住人口、4.82%的城鎮(zhèn)人口，創(chuàng)造了8.67%的國內(nèi)生產(chǎn)總值，區(qū)域人口城鎮(zhèn)化率已經(jīng)達到73.28%。區(qū)域城鎮(zhèn)化率高、城市人口密集且經(jīng)濟及產(chǎn)業(yè)高度發(fā)達，導(dǎo)致城市生活源及工業(yè)源的污染物負荷量大；區(qū)域降水相對充沛，加上城市發(fā)展帶來的不透水面積的增加，導(dǎo)致由城市地表徑流引起的城市面源污染日趨嚴(yán)重，影響區(qū)域內(nèi)城市水生態(tài)環(huán)境狀況。長江及太湖一方面是區(qū)域城市的供水水源，另一方面又接納各城市排放的污染物。因此在長江大保護的背景下，對區(qū)域內(nèi)城市水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的問題解析及控制對策研究具有重要意義。
筆者以長江干流江蘇段及環(huán)太湖區(qū)域城市建成區(qū)為研究對象，不考慮農(nóng)業(yè)源污染，通過資料獲取和相關(guān)計算得到城市生活源、城市工業(yè)源和城市面源污染負荷數(shù)據(jù)，分析不同污染源對區(qū)域內(nèi)城市水生態(tài)環(huán)境的污染貢獻，從水環(huán)境質(zhì)量、水資源、水生態(tài)等方面進行城市水環(huán)境特征及問題解析，并有針對性地提出控制對策建議，以期為區(qū)域內(nèi)城市未來一段時間內(nèi)的水環(huán)境綜合整治提供參考。
1. 數(shù)據(jù)來源與研究方法
1.1 研究區(qū)概況
研究區(qū)包括長江干流沿線的南京、鎮(zhèn)江、揚州、泰州、南通以及環(huán)太湖周邊的常州、無錫、蘇州、嘉興和湖州共10個典型城市，各城市與長江及太湖的位置關(guān)系如圖1所示。區(qū)域總面積為60 694 km2，城鎮(zhèn)人口為4 260.6萬人，近5年平均水資源量為374.6億m3，區(qū)域內(nèi)以太湖、高郵湖為首的淡水湖泊分布較為集中，以長江、京杭運河、滁河、秦淮河等為首的干支流水系眾多，具備典型的平原河網(wǎng)特征。
圖 1長江干流江蘇段及環(huán)太湖區(qū)域概況
Figure 1.General situation of Jiangsu Province reach of the Yangtze River and the area around Taihu Lake
1.2 數(shù)據(jù)來源
數(shù)據(jù)來源主要包括5個部分：1）通過各城市2016—2020年生態(tài)環(huán)境狀況公報、2019年和2020年水資源公報等獲取水質(zhì)及水資源等數(shù)據(jù)信息；2）根據(jù)2019年《中國城市建設(shè)年鑒》及各城市統(tǒng)計年鑒等統(tǒng)計資料，整理得到各城市基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)；3）通過文獻調(diào)研總結(jié)各城市不同下墊面類型的場次降雨徑流平均濃度，估算城市面源污染負荷；4）從第二次全國污染源普查數(shù)據(jù)和環(huán)境統(tǒng)計數(shù)據(jù)中提取工業(yè)源污染負荷數(shù)據(jù)；5）通過各城市水資源公報及2019年《中國氣象年鑒》獲取降水量數(shù)據(jù)。
1.3 污染負荷計算方法
1.3.1 城市生活源
城市生活源污染負荷計算參考第二次全國污染源普查計算方法，具體公式如下：
式中：W城市生活為城市生活源污染物排放負荷量，t/a；N城為城市的城鎮(zhèn)居民常住人口數(shù)，萬人；Q城為城市人均生活用水量，L/（人?d）；F為城市生活源折污系數(shù)，一般取0.8~0.9；R為城市生活污水收集率，%；C0為城市生活污水污染物濃度，取城鎮(zhèn)污水處理廠進水濃度，mg/L；C為城市生活污水經(jīng)城鎮(zhèn)污水處理廠處理后排放的污染物濃度，取城鎮(zhèn)污水處理廠出水濃度，mg/L。各城市城鎮(zhèn)污水處理廠進出水污染物濃度參考第二次全國污染源普查集中式污染治理設(shè)施產(chǎn)排污系數(shù)手冊[1]，污水收集率按70%計算。
1.3.2 城市面源
降雨歷時和強度等因素對面源污染的影響較大，且隨著降雨事件的發(fā)生過程變化而引起的地表徑流污染狀況的變化較為復(fù)雜，因此場次降雨徑流污染物平均濃度（EMC）是常用來評價降雨徑流水質(zhì)及分析城市面源污染負荷的重要指標(biāo)。朱紅生[2]給出了常州市大、中、小不同降雨類型過程中的生活區(qū)、商業(yè)區(qū)和工業(yè)區(qū)的徑流污染物EMC范圍；趙玉坤等[3]通過檢測4場典型降雨的8個采樣點水質(zhì)，得到常州市工業(yè)區(qū)、居民區(qū)、商業(yè)區(qū)的路面徑流污染物EMC；周曼等[4]在河網(wǎng)區(qū)水污染負荷分析過程中總結(jié)了蘇州市降雨徑流的EMC；王旭婷等[5]選取蘇州市護城河以內(nèi)的古城區(qū)為研究區(qū)域，分別在商業(yè)區(qū)、居住區(qū)、交通區(qū)等5個不同功能區(qū)采樣，得到不同污染物的EMC；祁妍娟等[6]通過采集徑流雨水水樣，得到揚州市5種不同用地類型典型污染物EMC。通過總結(jié)得到區(qū)域典型城市或周邊相似城市居住區(qū)、工業(yè)區(qū)、商服區(qū)、綠地區(qū)和交通區(qū)5種用地類型徑流雨水中化學(xué)需氧量（COD）、氨氮、總氮和總磷4項指標(biāo)的EMC，不同類型下墊面徑流系數(shù)參考GB 50014—2021《室外排水設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》，通過下式計算得到區(qū)域內(nèi)各城市面源污染負荷近似值[7]。
式中：W城市面源為城市面源污染物排放負荷量，t/a；EMCi為i下墊面類型場次降雨徑流污染物平均濃度，mg/L；P為城市年降水量，mm；Si為i下墊面類型的面積，km2；ai為i下墊面類型的徑流系數(shù)；f為地表徑流校正因子，取0.9。
2. 研究區(qū)城市水生態(tài)環(huán)境特征
水環(huán)境質(zhì)量方面，對區(qū)域城市生態(tài)環(huán)境狀況公報及水質(zhì)月報數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計整理，給出了長江干流江蘇段及環(huán)太湖區(qū)域的國家級及省級考核斷面水質(zhì)情況，如圖2所示。由圖2（a）可知，2016年以來，92個國家級考核斷面水質(zhì)總體呈現(xiàn)出不斷提升的狀態(tài)，達到或優(yōu)于GB 3838—2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》Ⅲ類水質(zhì)的斷面占比不斷升高，2020年達到80%，但Ⅴ類水質(zhì)斷面始終沒有完全消除。從2020年研究區(qū)城市國家級、省級考核斷面逐月水質(zhì)情況〔圖2（b）〕可以看出，無論是國家級還是省級考核斷面，5—9月水質(zhì)普遍下降，且較其他月份水質(zhì)差距明顯，斷面水質(zhì)達標(biāo)率及優(yōu)良率（達到或優(yōu)于Ⅲ類水質(zhì)占比）均較低。區(qū)域湖泊水質(zhì)較差，蘇州市2020年未達標(biāo)省級及以上考核斷面均在湖泊[8]；揚州市高郵湖、邵伯湖水質(zhì)為輕度污染[9]。
國家級、省級考核斷面水質(zhì)情況并不能很好地反映區(qū)域內(nèi)城市水體水質(zhì)情況，雖然長江干流江蘇段及環(huán)太湖區(qū)域內(nèi)國家級考核斷面水質(zhì)整體較好，但區(qū)域內(nèi)城市水體水質(zhì)總體較差。2020年11月常州市主城區(qū)內(nèi)20個監(jiān)測點位水質(zhì)結(jié)果顯示，25%的監(jiān)測點位水質(zhì)為Ⅲ類，20%為Ⅳ類，35%為Ⅴ類，20%為劣Ⅴ類[10]；南京市建成區(qū)內(nèi)斷面水質(zhì)達標(biāo)率僅為30%左右[11]，城南河龍王廟斷面2019年達標(biāo)率為75%，主要污染指標(biāo)為氨氮和總磷，中下游河道出現(xiàn)Ⅴ類水質(zhì)[12]，城南河支流污染較干流嚴(yán)重，存在劣Ⅴ類水質(zhì)[13]；南通市海門區(qū)22個水功能區(qū)2020年水質(zhì)達標(biāo)率僅為72.7%[14]。
水資源方面，研究區(qū)內(nèi)城市水資源量短缺，除湖州市外，其余9座城市2016—2020年人均水資源量平均值遠低于國際重度缺水警戒線（1 000 m3），均在國際極度缺水警戒線（500 m3）上下，城市水資源短缺程度嚴(yán)重且水資源開發(fā)利用程度高（圖3），其中南京、揚州和泰州2016—2020年水資源開發(fā)利用率均值在100%以上，另外無錫、蘇州、南通均值在90%以上。因此，研究區(qū)存在明顯的水量型缺水問題。
水生態(tài)方面，總體上研究區(qū)水生態(tài)健康處于中等狀態(tài)，多樣性指數(shù)呈現(xiàn)輕到中度污染[16-21]。由于區(qū)域內(nèi)水體受到不同程度污染，水生生物多樣性呈現(xiàn)逐年降低的趨勢，部分河網(wǎng)湖蕩的水生生物多樣性大幅衰退，尤其太湖流域沉水植物大面積喪失，生態(tài)功能退化嚴(yán)重，各城市之間的表現(xiàn)略有差異（表1）。
飲用水安全方面，沿長江干流分布有30多個飲用水水源地，且湖泊水源地眾多。部分水源地水質(zhì)不能完全達標(biāo)，存在總磷污染問題，同時存在特征有機污染物、重金屬、危險化學(xué)品等潛在安全風(fēng)險。長江干流97個飲用水水源地中，高風(fēng)險水源地共有8個，均位于江蘇段，分布在無錫、揚州、鎮(zhèn)江和泰州4市，另外無錫市還存在1個潛在風(fēng)險極高的水源地[22]；長江南京段飲用水水源地風(fēng)險等級為中等，主要潛在風(fēng)險是水質(zhì)和污染風(fēng)險[23]；滆湖飲用水水源地水質(zhì)等級為不安全[24]。2020年常州市長蕩湖水源地達標(biāo)率僅為16.7%，主要影響因素為總磷[25]；泰州市長江飲用水水源地底棲動物及魚類殘毒結(jié)果顯示為輕到中度污染[26]；湖州市水源地中典型微污染物有機氯農(nóng)藥、有機磷農(nóng)藥和鄰苯二甲酸酯類污染物檢出物質(zhì)種類分別為17、2和15種[27]；嘉興市飲用水水源地磺胺類抗生素檢出率為60%~100%[28]；太湖水源地中東部和北部抗生素濃度較高[29]。
3. 研究區(qū)城市水生態(tài)環(huán)境問題解析
3.1 污染負荷總量大，生活源占比高
研究區(qū)城市工業(yè)源、城市生活源和城市面源3類污染源的COD、氨氮、總氮和總磷污染負荷排放量見表2。由表2可以看出，區(qū)域內(nèi)的城市生活源是第一大污染源，其COD、氨氮、總氮和總磷排放量分別占區(qū)域排放總量的44.44%、72.42%、63.04%和63.80%。工業(yè)源和城市面源占比相當(dāng)，其中工業(yè)源的4種污染物排放量占比分別為16.01%、17.09%、26.66%和16.42%，城市面源分別為39.56%、10.49%、10.30%和19.78%。值得注意的是，區(qū)域內(nèi)COD排放量中城市生活源與城市面源占比差別并不大，從各城市4種污染物負荷來源及排放量占比（圖4）來看，常州、蘇州、嘉興、湖州、揚州、泰州、鎮(zhèn)江7市的城市面源為COD排放的第一大污染源，蘇州和嘉興2市的城市面源是總磷的第一污染排放來源，蘇州市工業(yè)源對總氮、氨氮貢獻率超過城市生活源。
3.2 城市污水收集與處理利用效能有待提升
研究區(qū)城市污水收集處理及再生利用情況如圖5所示。由圖5(a)、圖5(b)可以看出，區(qū)域內(nèi)城市管網(wǎng)密度均大于我國城市管網(wǎng)密度平均值，大部分城市雨污合流制管網(wǎng)占比遠小于全國平均值，但湖州及南京2市高于全國平均值。城市建成區(qū)管網(wǎng)中合流制管網(wǎng)占比高將影響雨季污水處理效率，尤其是研究區(qū)內(nèi)降水豐沛，雨季時大量雨水進入合流制管網(wǎng)與污水一同輸送至污水處理廠，一方面可能由于雨污混合水量超過污水處理廠處理能力導(dǎo)致漫溢，另一方面由于雨水的摻入導(dǎo)致污水中污染物濃度低于污水處理廠設(shè)計處理濃度，降低污水處理效率。上述2個方面均會增大進入城市受納水體的污染物量，進而直接影響到長江及太湖水質(zhì)。無錫和南通2市建成區(qū)管網(wǎng)密度較高且雨污合流制管網(wǎng)占比較低，說明這2座城市管網(wǎng)建設(shè)情況較好。
雖然從數(shù)據(jù)上看，研究區(qū)城市管網(wǎng)建設(shè)水平與全國平均值相比并不差，但從絕對意義上來講，一方面我國整體管網(wǎng)密度與發(fā)達國家還存在差距，另一方面不能僅用管網(wǎng)密度去評判城市的污水收集能力。以湖州市為例，其管網(wǎng)密度在研究區(qū)內(nèi)位于第3位，但浙江省公布的2019年全省城鎮(zhèn)污水處理工作第三方評估情況顯示，湖州市城市生活污水集中收集率僅為59.15%。有研究對鎮(zhèn)江市主城區(qū)管網(wǎng)排水能力進行了評估[31]，結(jié)果表明老城區(qū)現(xiàn)有管網(wǎng)系統(tǒng)存在總體排水能力較弱、截留倍數(shù)低、10年及以上排水管道占比高等問題。另外研究區(qū)屬于平原河網(wǎng)地形，河道較密集，排水管道埋深普遍低于水面高程，極易導(dǎo)致污水漏失、外水侵入等問題。污水收集率與污水處理廠運行負荷緊密相關(guān)，在假設(shè)城市污水處理廠建設(shè)與城市污水產(chǎn)生量相符的情況下，污水收集率低會直接導(dǎo)致污水處理廠運行負荷率偏低，而雨水、地下水等入侵嚴(yán)重會導(dǎo)致污水處理廠運行負荷率偏高。由圖5(c)可知，區(qū)域內(nèi)城市污水處理廠運行負荷率總體上與全國平均水平相差并不大，但無錫市運行負荷率較低，而嘉興（94.73%）、湖州（90.93%）2市較高。值得注意的是，湖州市在污水收集率較低的情況下仍然有較高的污水處理廠運行負荷率。從再生水利用情況〔圖5（d）〕看，區(qū)域內(nèi)除無錫、常州、蘇州3市再生水利用率高于全國平均值外，其余城市均低于全國平均值。
3.3 降雨引起的徑流污染及“網(wǎng)-廠”效應(yīng)導(dǎo)致雨季水質(zhì)差
研究區(qū)2019年月均降水量如圖6所示。由圖6可知，研究區(qū)5—9月處于汛期，降水量較大。結(jié)合圖2(b)可知，區(qū)域內(nèi)斷面水質(zhì)與降水量之間的相關(guān)關(guān)系明顯，即降水量大的月份斷面水質(zhì)明顯變差，這說明研究區(qū)水環(huán)境質(zhì)量在雨季受面源污染嚴(yán)重。由圖4可知，研究區(qū)內(nèi)城市面源污染對COD和總磷的貢獻較高。由此分析得到影響城市水體雨季水質(zhì)變差的原因主要有以下3方面。
（1）降雨引起的水量水質(zhì)波動影響污水處理廠處理效率
雨季污水處理廠進水水量大、污染物濃度低，如蘇州新區(qū)第二污水處理廠6—8月（雨季）日均進水量較大，導(dǎo)致進水水質(zhì)基本指標(biāo)均有所下降，如COD、生化需氧量、總氮、總磷濃度分別較最大值減少了57.77%、57.09%、39.29%和60.67%[32]。進水水質(zhì)、水量的大幅波動對污水處理廠造成沖擊，導(dǎo)致污水處理廠處理效率降低、出水水質(zhì)不穩(wěn)定，進而影響城市受納水體的水質(zhì)。
（2）降雨進入管網(wǎng)引起合流制溢流污染和分流制初期雨水污染
我國城市合流制排水體系大多截留倍數(shù)低，甚至旱季已經(jīng)形成滿管流，在降雨條件下極易形成溢流污染。溢流污水中不僅包含雨水還混雜著生活污水，水質(zhì)較差。楊默遠等[33]的研究表明，合流制排水分區(qū)的雨水徑流污染高，其主要原因在于合流制雨水徑流外排過程中攜帶生活污水，且生活污水對合流制雨水徑流污染中總磷的貢獻率高達84.45%。分流制排水管網(wǎng)體系中初期雨水未經(jīng)處理，水質(zhì)差，如無錫市宜興新城區(qū)、老城區(qū)、環(huán)科園3類區(qū)域雨水管道的入流和出流水質(zhì)均劣于地表水Ⅴ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)[34]。
另外無論是合流制管網(wǎng)還是分流制管網(wǎng)，降雨過程中沉積在管道內(nèi)部的污染物均會在短時間內(nèi)被大量沖刷出來，進一步增加污染物濃度。金科[35]的研究顯示，蘇州市張家港合流制管道沉積物中含有大量的COD、懸浮顆粒物、總氮及總磷等物質(zhì)，大暴雨期間降雨15 min時管道中4種污染物濃度就達到最大值，且此時管網(wǎng)已處于溢流狀態(tài)；南京市江北新區(qū)分流制管道沉積物中總磷溶出濃度遠高于地表水Ⅴ類水質(zhì)濃度[36]。
（3）高濃度降雨徑流進入水體直接影響城市水環(huán)境
由于地面沉積物的大量存在，導(dǎo)致城市地表徑流水質(zhì)一般較差？祼奂t等[37]的研究表明，揚州市地表徑流采樣中懸浮顆粒物濃度是典型生活污水的7倍，總氮、總磷和重金屬濃度均超標(biāo)；毛旭輝[38]對蘇州市平江新城的模擬結(jié)果顯示，短歷時暴雨下排口出流污染峰值濃度遠超地表水Ⅴ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，徑流入河對排口附近斷面水質(zhì)影響較大，可使其氨氮濃度升至2.0 mg/L以上。由于區(qū)域城市河網(wǎng)密布，無論是摻雜了生活污水、管道沉積物的溢流污染和初期雨水還是降雨直接形成的徑流，未經(jīng)處理直接進入城市受納水體均嚴(yán)重影響其水環(huán)境質(zhì)量。
研究區(qū)城鎮(zhèn)化率高、經(jīng)濟發(fā)達，經(jīng)濟發(fā)展帶來的城市建設(shè)使城市不透水面積增加，導(dǎo)致城市地表徑流污染嚴(yán)重。而不同下墊面和降雨（類型、強度、歷時、降雨量等）條件下，徑流污染的時空分布呈現(xiàn)出不同的特點，給城市面源污染治理與管理帶來較大難度。
3.4 工業(yè)源污染及潛在風(fēng)險大
研究區(qū)內(nèi)化工園區(qū)數(shù)量為長江沿線城市之首，“重化圍江”特點明顯。江蘇8市沿長江干流的化工園區(qū)共16個，沿江危險化學(xué)品生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量占整個江蘇省的70%以上，沿江重工業(yè)企業(yè)數(shù)量占企業(yè)總數(shù)的60%以上。區(qū)域內(nèi)各城市工業(yè)源污染特征見表3！督K省第二次全國污染源普查公報》顯示，工業(yè)源COD、氨氮、總氮、總磷4項污染指標(biāo)排放量前3位的行業(yè)均包含化學(xué)原料和化學(xué)制品制造業(yè)及紡織業(yè)，區(qū)域內(nèi)工業(yè)源呈現(xiàn)出明顯的化工及紡織印染行業(yè)污染特點。2018年生態(tài)環(huán)境部通報的長江流域涉水排污超標(biāo)企業(yè)行業(yè)分布中，除污水處理廠占比66%外，工業(yè)行業(yè)中占比最高的2類分別是印染行業(yè)（16%）和化工行業(yè)（10%），而印染和化工行業(yè)恰恰是研究區(qū)內(nèi)的典型工業(yè)行業(yè)類型。可見，區(qū)域內(nèi)工業(yè)源帶來的污染物及風(fēng)險對長江干流水質(zhì)影響較大。
研究區(qū)工業(yè)廢水排放量大，園區(qū)污水處理廠大多不考慮廢水水質(zhì)而直接進行混合處理。工業(yè)廢水中難降解污染物種類多，通？缮詷O低，且工業(yè)特征污染物較難處理，由于缺少對有毒物質(zhì)的有效管控手段，無法對來水水質(zhì)進行精準(zhǔn)快速識別，應(yīng)對水量變化大、化學(xué)成分復(fù)雜、有毒有害物質(zhì)濃度高的行業(yè)廢水時，綜合處理廠的處理效率很容易受到影響而導(dǎo)致出水水質(zhì)不穩(wěn)定。
由研究區(qū)工業(yè)源特點導(dǎo)致的特征有機化學(xué)品和重金屬環(huán)境風(fēng)險較大。2018年，干流江蘇段化工園區(qū)實測評估檢出17種優(yōu)控化學(xué)品；2019年，江蘇省5個化工園區(qū)中優(yōu)先評估化學(xué)品和第一批優(yōu)控化學(xué)品內(nèi)80%的物質(zhì)都有檢出。由于化工行業(yè)是高風(fēng)險行業(yè)，以及新型化工產(chǎn)業(yè)的規(guī)；l(fā)展，致使持久性有機污染物趨于復(fù)雜化的本質(zhì)難以改變，長江及研究區(qū)飲用水面臨的持久性有機污染風(fēng)險很難從根本上消除。傳統(tǒng)印染廢水治理重點關(guān)注COD、色度等，忽視印染行業(yè)生產(chǎn)過程中銻污染物的形態(tài)轉(zhuǎn)化，導(dǎo)致廢水及污水處理廠尾水銻濃度普遍超標(biāo)，影響飲用水水源地水質(zhì)安全。另外，長江流域航道運輸繁忙，油品、危險化學(xué)品運輸量大，江蘇段沿江8市30 個港區(qū)共有113家危險化學(xué)品碼頭、倉儲企業(yè)，270個危險化學(xué)品泊位[39]，存在航運事故造成危險化學(xué)品泄漏的潛在風(fēng)險，威脅飲用水源水的安全。
3.5 城市化進程導(dǎo)致城市水體水生態(tài)系統(tǒng)受損
隨著研究區(qū)城鎮(zhèn)化進程的快速發(fā)展，各類污染負荷的增加一方面給水環(huán)境質(zhì)量帶來較大壓力，營養(yǎng)鹽的大量輸入增加了區(qū)域富營養(yǎng)化的風(fēng)險，影響湖泊及環(huán)湖河道的水生態(tài)狀況；另一方面各種人類活動干擾造成城市河湖水系結(jié)構(gòu)的改變甚至阻隔，從而導(dǎo)致城市水體水生態(tài)功能受損，水生生物群落減少。
（1）水質(zhì)污染
根據(jù)前文解析可知，生活源、工業(yè)源和面源等外源污染的輸入影響研究區(qū)內(nèi)城市水體質(zhì)量。另外，內(nèi)源污染同樣存在，如嘉興南湖周圍航運發(fā)達，船體擾動引起周邊淤積嚴(yán)重的河網(wǎng)中底泥再懸浮，導(dǎo)致水體質(zhì)量變差[20]。水環(huán)境質(zhì)量是水生態(tài)的根本，水質(zhì)污染導(dǎo)致生境質(zhì)量變差，從而造成水生態(tài)惡化。
（2）湖泊富營養(yǎng)化
研究區(qū)湖泊富營養(yǎng)化風(fēng)險大，2020年太湖總體水質(zhì)處于Ⅳ類，為輕度富營養(yǎng)狀態(tài)；太湖蘇州水域湖體總磷、總氮平均濃度為0.065和1.18 mg/L，與2019年相比，分別上升1.6%和7.3%；太湖無錫水域湖體總磷、總氮平均濃度為0.082和1.24 mg/L，與2019年相比，分別上升4.7%和6.8%；2020年嘉興南湖中心斷面年均水質(zhì)為Ⅴ類。2017—2020年太湖藍藻水華有所惡化，區(qū)域上從西部、北部逐漸擴展到湖心甚至東部和南部等，時間上主要集中在每年5—10月[40]。常州市竺山湖的水華發(fā)生次數(shù)、單次最大水華面積、累計暴發(fā)水華面積和藻密度均值均呈現(xiàn)上升趨勢。南京市5個主要湖泊中玄武湖、石臼湖、莫愁湖及揚州市各湖泊營養(yǎng)狀態(tài)均為輕度富營養(yǎng)。由于大型淺水湖泊的優(yōu)勢風(fēng)向具有明顯的年際變化，不同的風(fēng)場會形成不同的湖泊流[41]，加上區(qū)域城市河網(wǎng)水體流向交錯復(fù)雜，部分河段水流方向不穩(wěn)定，湖泊藍藻在風(fēng)向和水流的共同作用下，隨湖水倒流進入城市內(nèi)河，導(dǎo)致城市環(huán)湖河流藍藻聚集，影響周圍城市水生態(tài)環(huán)境。
（3）河湖水系結(jié)構(gòu)改變
城鎮(zhèn)化進程中對水域的侵占和水系的改造使得河網(wǎng)水系結(jié)構(gòu)發(fā)生一定程度的改變。研究表明，嘉興市河網(wǎng)密度、水面率和河網(wǎng)發(fā)育系數(shù)均呈現(xiàn)下降趨勢，河網(wǎng)水系形態(tài)結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)明顯的主干化趨勢[42]。蘇州市市轄區(qū)附近范圍內(nèi)近年來快速城鎮(zhèn)化區(qū)域的河網(wǎng)密度在20世紀(jì)60年代—21世紀(jì)10年代衰減了16.23%，水面率在20世紀(jì)80年代—21世紀(jì)10年代減少了21.06%[43]。從幾十年前開始，大量的人類活動造成了一系列的江湖阻隔，切斷了湖泊與長江的天然聯(lián)系[44]。
由于研究區(qū)內(nèi)水質(zhì)污染、湖泊富營養(yǎng)化及社會經(jīng)濟活動帶來的土地利用類型改變、水系結(jié)構(gòu)改變、水系連通受阻等影響作用，使得城市水體水生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)發(fā)生較大變化、部分水生態(tài)功能喪失及水生生物群落減少。水位變化是湖泊水生植物群落類型減少、群落結(jié)構(gòu)簡單化的重要原因[45]。江湖連通受阻導(dǎo)致長江平原湖泊中魚類總數(shù)減少38.1%[46]，其中太湖魚類群落所包含的科、屬、種數(shù)分別減少52.38%、38.71%、44.34%，而無錫市內(nèi)湖五里湖群落包含的科、屬、種數(shù)分別減少53.85%、36.59%、38.71%[47]。
4. 研究區(qū)城市水生態(tài)環(huán)境控制對策
研究區(qū)城市水環(huán)境質(zhì)量、水資源、水生態(tài)及飲用水安全（“四水”）之間存在著緊密的聯(lián)系，在“四水”系統(tǒng)性的整體框架下，結(jié)合區(qū)域特征問題開展區(qū)域城市水生態(tài)環(huán)境的綜合整治，提出如下5個方面的控制對策措施。
4.1 水資源保護對策
對于區(qū)域城市水資源量短缺的問題，主要對策如下：1）堅持以水定城，量水發(fā)展，協(xié)調(diào)城市經(jīng)濟社會發(fā)展，規(guī)劃制定水資源優(yōu)化配置方案，完善水量分配和用水調(diào)度制度。2）加強節(jié)水能力，提高居民節(jié)約用水觀念，推廣節(jié)水器具，減少生活用水量；加強工業(yè)再生水用于循環(huán)冷卻水使用，加大技術(shù)和設(shè)備改造，提高工業(yè)用水重復(fù)利用率，降低萬元工業(yè)增加值用水量。3）研究區(qū)再生水利用率較低，用水量大且降水較為豐沛，因此雨水、再生水等非常規(guī)水資源的利用空間大，通過海綿城市建設(shè)采取適宜的雨水蓄積和收集設(shè)施，用于城市綠地澆灑、景觀補水或其他市政雜用水，擴大再生水應(yīng)用范圍，加大諸如南京、鎮(zhèn)江等再生水利用率低和極度缺水城市的再生水利用力度。
4.2 城市生活源控制對策
研究區(qū)城市生活源為第一大污染源，因此對城市生活污水收集與處理效能進行提質(zhì)增效非常有必要。主要控制對策如下：1）針對研究區(qū)諸如湖州等污水收集率低的城市，通過排查整治消除污水直排口，以城郊接合部、城中村、老舊城區(qū)為重點，全面排查管網(wǎng)覆蓋情況；檢測雨污水管網(wǎng)功能性和結(jié)構(gòu)性狀況，查清混錯接和滲漏等問題，通過管網(wǎng)新建及改造逐步實現(xiàn)區(qū)域內(nèi)城市管網(wǎng)的全覆蓋全收集。2）針對諸如嘉興、湖州等污水處理廠運行負荷率高的城市，研究其污水處理廠運行負荷率高的根本原因，并采取應(yīng)對措施。3）對全區(qū)域污水處理廠進行提標(biāo)改造，提升雨季污水處理效能，減少氮、磷營養(yǎng)鹽向受納水體的輸入，進而降低湖泊富營養(yǎng)化風(fēng)險。
4.3 城市面源控制對策
針對區(qū)域汛期水質(zhì)差，地表徑流污染嚴(yán)重，城市面源對于COD、總磷污染排放負荷貢獻較大的特點，主要控制對策如下：1）參照嘉興市海綿城市建設(shè)試點經(jīng)驗，加強區(qū)域內(nèi)海綿城市建設(shè)，增強建設(shè)工程設(shè)施運行的長效管理能力，控制削減降雨徑流污染；2）針對雨污分流制區(qū)域，加快建設(shè)初期雨水收集處理設(shè)施，減少初期雨水對河道的污染；3）對于合流制排水分區(qū)，增加溢流污染控制設(shè)施，控制溢流污染外排；4）定期開展排水管道沉積物清除工作，減輕管道沉積物對城市水體的污染貢獻。
4.4 工業(yè)污染及風(fēng)險防控對策
針對區(qū)域工業(yè)園區(qū)數(shù)量多、工業(yè)廢水排放量大、以化工及紡織印染為重點整治行業(yè)的特點，解決研究區(qū)化工企業(yè)帶來的持久性有機污染物排放及累積風(fēng)險的關(guān)鍵在于強化環(huán)境風(fēng)險源頭管控和處理水平。主要控制對策如下：1）通過源頭治理消除諸如重金屬銻、特征有機污染物等有毒有害物質(zhì)，調(diào)整化工、紡織印染等產(chǎn)業(yè)布局，加快淘汰落后生產(chǎn)企業(yè)，同時完善達標(biāo)排放的監(jiān)管措施；2）針對研究區(qū)工業(yè)園區(qū)內(nèi)廢水混合處理影響出水水質(zhì)的情況，推進園區(qū)內(nèi)廢水分類收集、分質(zhì)處理；3）全面調(diào)查工業(yè)企業(yè)基本狀況，以排放重金屬、危險廢物、持久性有機污染物和生產(chǎn)使用重點環(huán)境管理危險化學(xué)品的污染源為重點，建立重點風(fēng)險源清單，逐步開展重點風(fēng)險源環(huán)境和健康風(fēng)險評估，加強化學(xué)品生產(chǎn)、儲運過程的風(fēng)險監(jiān)管，提高從企業(yè)到水源地之間的監(jiān)控預(yù)警能力。
4.5 水生態(tài)修復(fù)對策
針對區(qū)域富營養(yǎng)化風(fēng)險大、水生態(tài)功能退化特點，堅持遵循控源截污—生境改善—生態(tài)恢復(fù)的治理策略，主要對策如下：1）積極推進諸如泰州等城市的水生態(tài)調(diào)查工作，明確各城市水體水生態(tài)現(xiàn)狀及水生態(tài)保護的方向和重點；2）從水質(zhì)角度加強內(nèi)源、外源的污染負荷削減，降低水體氮、磷營養(yǎng)鹽濃度，降低藍藻水華暴發(fā)風(fēng)險；3）針對城市化對區(qū)域水生態(tài)的干擾，堅持以自然恢復(fù)為主，加強河湖緩沖帶及濕地建設(shè)，實施水系連通工程，增強河網(wǎng)水系連通性，優(yōu)化水位調(diào)控，逐步恢復(fù)水生態(tài)功能及水生生物多樣性。
5. 結(jié)論
（1）從污染源負荷結(jié)構(gòu)來看，長江干流江蘇段及環(huán)太湖區(qū)域第一大污染源為城市生活源，應(yīng)加強生活污水收集與處理效能，提高管網(wǎng)及污水處理廠的建設(shè)、運行、監(jiān)管水平。
（2）城市面源對COD的貢獻占比與城市生活源十分接近，部分城市甚至超過城市生活源。受雨季影響，區(qū)域汛期水質(zhì)較差，城鎮(zhèn)地表徑流對城市河道水質(zhì)影響嚴(yán)重，應(yīng)加強合流制管網(wǎng)溢流削減，加快海綿城市建設(shè)。
（3）區(qū)域工業(yè)園區(qū)數(shù)量較多，工業(yè)源以化工、印染為主，應(yīng)提高工業(yè)園區(qū)污水處理水平，關(guān)注特征有機污染物及銻污染物等風(fēng)險源控制。
（4）區(qū)域人均水資源量極度緊缺，水資源開發(fā)利用率高，再生水利用率低，應(yīng)以水定城，量水發(fā)展，規(guī)劃制定水資源分配方案，提高區(qū)域用水效率，加大非常規(guī)水資源利用。
（5）針對區(qū)域水生態(tài)功能退化特點，應(yīng)持續(xù)加強湖泊富營養(yǎng)化控制，增強水系連通和水位管控，恢復(fù)水生生物多樣性。
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