水體富營養(yǎng)化的危害及其防治措施

1、水體富營養(yǎng)化的危害及其防治措施 組員： 主講： 富營養(yǎng)化內(nèi)容 富營養(yǎng)化來源及機理 富營養(yǎng)化危害 富營養(yǎng)化防止措施富營養(yǎng)化 富營養(yǎng)化是湖泊分類學和演化學的一個概念,是指為水生生物生長所需氮磷等營養(yǎng)物質(zhì)大量進入湖泊, 當其濃度超過一定數(shù)值引起藻類及其他浮游生物迅速繁殖, 快速消耗水中溶解氧, 導致水質(zhì)惡化乃至生物死亡的現(xiàn)象。1、水體富營養(yǎng)化的幾個指標 水體中氮含量超過02mg/L03mg/L； 生化需氧量（BOD）大于10 mg/L； 磷含量大于001mg/L002mg/L， pH值79的淡水中細菌總數(shù)每毫升超過10萬個； 表征藻類數(shù)量的葉綠素a含量大于1Oug/L。 嚴重的整個淡水湖面被藻類覆蓋

2、而形成水華，在海洋中出現(xiàn)稱為赤潮。2、我國富營養(yǎng)化現(xiàn)狀 從上世紀70年代到現(xiàn)在的近40年間，全國湖泊富營養(yǎng)化面積增長了約60倍。 上世紀70年代，中國湖泊富營養(yǎng)化面積約為135平方公里。而隨著近年來經(jīng)濟社會快速發(fā)展，目前富營養(yǎng)化面積已達約8700平方公里。 2011年中國環(huán)境狀況公報中指出我國湖泊(水庫)富營養(yǎng)化問題突出，監(jiān)測的26個湖泊(水庫)中，處于富營養(yǎng)化狀態(tài)的湖泊(水庫)占53.8，其中，輕度富營養(yǎng)狀態(tài)和中度富營養(yǎng)狀態(tài)的湖泊(水庫)比例分別為46.1和7.7。 中國如此，全球也如此，全球約有75%以上的封閉型水體存在富營養(yǎng)化問題。圖片展污染來源及污染機理1.農(nóng)田面源污染 近年來，我國農(nóng)

3、村施肥結(jié)構(gòu)不合理，農(nóng)田施肥中原型肥料使用量逐漸減少，化學肥料使用量劇增，從而導致土壤物理性狀的惡化、土塊板結(jié)和土壤通透性降低、地表徑流加大、大量養(yǎng)分流失，造成水體富營養(yǎng)化。據(jù)報道，我國每年土壤流失量高達50億噸，帶走的氮、磷、鉀及微量元素等養(yǎng)分相當于全國一年的化肥使用總量，其中大部分進入了水。 2.污水排放的污染 生活污水經(jīng)過污水處理廠的一級、二級處理后，仍含有大量的無機營養(yǎng)物，這些物質(zhì)排放到自然水體可以直接被藻類利用；工業(yè)廢水中一般都含有磷、氮等有機物質(zhì)。此外，工業(yè)廢氣或汽車燃燒的尾氣直接排人大氣后，造成空氣中的氮、磷化合物的含量嚴重超標，這些化合物隨雨水降落匯集到水體中，導致水體的富營養(yǎng)化

4、 。3 水體富營養(yǎng)化產(chǎn)生機理水體富營養(yǎng)化是一個十分復雜的過程。首先從藻類生長繁殖所需的外界條件說起。溫度、光照、無機鹽、CO2等都是藻類繁殖必需的，藻類利用光能，通過化合作用制造有機物，以滿足自身生長繁殖所需。光合作用中所需的葉綠素、藻藍素等光合色素幾許多酶需要氮、磷等，氮磷等含量的增多會提高這些物質(zhì)的含量，進而提高光合效率，制造較多有機物，繁殖也更快一些。 對于藻類等浮游生物大量繁殖影響水質(zhì)的大致過程可用下圖表示：富營養(yǎng)化的危害破壞生態(tài)系統(tǒng) 富營養(yǎng)化會打破湖泊水體中各種能量和物質(zhì)的循環(huán)平衡，從而藻類大量繁殖，遮蔽陽光，降低水中的溶解氧量，產(chǎn)生水華現(xiàn)象。有些藻類還能分泌藻毒素，嚴重影響了水生生

5、物的生存，造成水生生物的中毒，甚至死亡。死亡藻類不斷沉到底部，加快了底部氧的消耗，使表面以下的水體處于厭氧狀態(tài)，造成好氧生物死亡。水生生物不能正常的生長、發(fā)育、繁殖，最終大量死亡，嚴重地破壞了生態(tài)系統(tǒng)。影響經(jīng)濟增長 富營養(yǎng)氧化嚴重影響水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)和捕撈業(yè)。富營養(yǎng)化水體作飲用水源會嚴重影響水廠的工藝運行、腐蝕管網(wǎng)、惡化出水水質(zhì)。修復已受破壞的水體需要投入大量的人力物力和財力，從而帶來經(jīng)濟方面的巨大壓力和負擔。富營養(yǎng)化導致水體發(fā)臭，破壞流域景觀，嚴重影響旅游業(yè)的發(fā)展，影響經(jīng)濟增長。危害人體健康水源地水質(zhì)的污染直接影響了飲用水的水質(zhì)，從而影響人的身體健康安全。水質(zhì)下降在表觀上影響水的氣味和濁度，水中微

6、生物導致疾病的產(chǎn)生。富營養(yǎng)化水體中含有亞硝酸鹽和硝酸鹽，而人類和蓄類如果長期飲用富營養(yǎng)化水體，其水體中富含的硝酸鹽或亞硝酸鹽會使得人蓄體內(nèi)代謝失調(diào)，進而中毒致病。防止措施控制外源性營養(yǎng)物質(zhì)輸入絕大多數(shù)水體富營養(yǎng)化主要是人為性富營養(yǎng)化造成的，即有外部氮磷物質(zhì)輸入水體。如果減少或者截斷外部輸入的營養(yǎng)物質(zhì)，就使水體失去了營養(yǎng)物質(zhì)富集的可能性。所以，首先最為重要的是從外源性營養(yǎng)物質(zhì)的輸入入手，盡量減少或切斷營養(yǎng)物質(zhì)的來源。這就必須找出該水體的人為排放源，控制排放源的污水排放量，監(jiān)測排入水體的廢水和污水中的氮、磷濃度，計算出年排放的氮、磷總量，為實施控制外源性營養(yǎng)物質(zhì)的措施提供可靠的科學依據(jù)。在城市污水

7、方面，應大力提倡不含磷的洗滌劑，從而減少外源性物質(zhì)向內(nèi)源性物質(zhì)轉(zhuǎn)變的可能性。為防止水體富營養(yǎng)化，美國、日本及西歐一些國家和地區(qū)從20世紀70年代就開展了洗滌用品的禁磷工作。通過禁磷并加強生活污水處理，取得了治理的明顯效果。如德國從1975年開始禁磷，其萊茵河流域140個監(jiān)測點的水質(zhì)資料顯示，1987年河水中總磷濃度較1979年下降了64%。近年來，我國也有許多省市和地區(qū)開展了禁磷工作，其中太湖、滇池、巢湖周邊地區(qū)從1998年開始率先實施禁磷。渤海地區(qū)沿海省份如遼寧、山東已在全省開展“禁磷”行動。據(jù)了解，實施禁磷后，太湖、滇池的富營養(yǎng)化程度均得到了一定程度的緩解。 物理方法 (1)污水分流。湖泊

8、富營養(yǎng)化的一個重要原因就是外源污染。工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的污水直接排放到湖泊是造成湖泊水體營養(yǎng)鹽含量增加的主要原因。通過對排放管道的改造，將污水的排放引至別處，是防治湖泊富營養(yǎng)化重要的、有效的措施。 (2)換水稀釋。湖泊內(nèi)營養(yǎng)鹽含量過多，通過換水稀釋可以直接將湖泊水體內(nèi)的營養(yǎng)鹽濃度降低，同時可以排除掉大量的營養(yǎng)鹽。 (3)深層排水。湖泊底層營養(yǎng)物含量高，一般而言，底層水的營養(yǎng)鹽濃度高于表層水，當水流轉(zhuǎn)時，底層湖水進入上層，引起表層湖水營養(yǎng)物含量的增加。 (4)曝氣混合。采用機械攪拌、壓縮空氣、水泵、噴射泵等方法進行曝氣和促進水的流動，可以防止底泥釋放磷，改善氧氣狀況，加強礦化作用，降低浮游植物光合作用

9、等效果。 (5)挖泥。富營養(yǎng)化湖泊中的底部沉積物常是一個營養(yǎng)庫，在一定條件下可不斷釋放磷，這稱為內(nèi)部負荷。當外部負荷減少后，內(nèi)部負荷可補償，使富營養(yǎng)化現(xiàn)象繼續(xù)存在，挖泥可以直接去除底泥中的營養(yǎng)鹽含量，減輕內(nèi)部負荷對湖泊的影響。 (6)機械收草藻。利用機械收割裝置直接收獲水草和藻戔可以直接改善湖泊的表層生態(tài)環(huán)境，同時，水草和藻類本身就會吸收大量的營養(yǎng)鹽，通過對它們的收獲也可以從湖泊中去除營養(yǎng)鹽。 化學方法 (1)深水曝氣技術(shù)。營養(yǎng)鹽類的大量注入，致使藻類及浮游生物異常繁殖，水體溶解氧急速下降，在水與底泥的交界面甚至出現(xiàn)厭氧現(xiàn)象。在深水進行人工曝氣，可以在不改變水體分層的狀態(tài)下提高溶解氧濃度；其次

10、還可以降低氨氮、鐵、錳等離子性物質(zhì)的濃度,可有效改善厭氧狀況。 (2)營養(yǎng)物鈍化。利用鋁鹽與顆粒磷產(chǎn)生沉淀，可以減少水體中磷的含量，鐵鹽(氯鹽或鋁鹽)、硫酸鋁鐵、泥土顆粒和石灰泥都有類似的功能，鈣鹽也是相當有效的營養(yǎng)物鈍化劑。 生物修復生物修復植物修復利用植物及其根際圈微生物體系的吸收、揮發(fā)、轉(zhuǎn)化和降解的作用機制，清除環(huán)境中污染物質(zhì)的一項新興污染環(huán)境治理技術(shù)微生物修復微生物起著很重要的作用，包括降解、共代謝、去毒和激活作用，其中主要是去毒作用和激活作用植物修復 植物修復通常可分為植物凈化修復、植物提取修復、植物揮發(fā)修復、植物穩(wěn)定修復、植物降解修復和根際圈生物降解修復。水生植物可通過光合作用將光

11、能轉(zhuǎn)化為有機能，并向周圍的環(huán)境釋放氧氣，在水生生態(tài)系統(tǒng)中處于初級生產(chǎn)者的地位，能夠發(fā)揮多種生態(tài)功能，如：短期儲存N、P、K等水體中的植物營養(yǎng)物質(zhì)，吸收與凈化水中的污染物，抑制低等藻類的生長和促進水中其他水生生物的代謝。水生植物的特點是易于人工操縱，可通過人工收獲將其固定的氮、磷帶出水體。這一特點是利用水生植物進行污水處理，特別是應用于水體富營養(yǎng)化治理的理論基礎(chǔ)。微生物修復 環(huán)境介質(zhì)在受到污染后，一般能夠進行一定程度的自然凈化。在這個過程中，自然界存在的微生物起著很重要的作用，包括降解、共代謝、去毒和激活作用。如細菌(Bacterium)、真菌(Fungus)、藻類(Algae)和原生動物(P1protozoa)等可利用污染物質(zhì)作為生物氧化基質(zhì)，產(chǎn)生ATP并在好養(yǎng)條件下將有機污染物徹底氧化為C02和H20；假單胞菌屬(Pseud