水體富營養(yǎng)化的原因及其措施

1、水體富營養(yǎng)化的原因及其措施富營養(yǎng)化是由于水體中氮磷等營養(yǎng)物質(zhì)的富集,引起某些特征性藻類 （主要是藍(lán)藻、綠藻）及其他浮游生物的迅速繁殖，水體生產(chǎn)能力提高，使水 體溶解氧含量下降，造成藻類、浮游生物、植物、水生物和魚類衰亡甚至 絕跡的水質(zhì)惡化污染現(xiàn)象。富營養(yǎng)化具有緩慢、難以逆轉(zhuǎn)的特點(diǎn),因此水 體富營養(yǎng)化問題是當(dāng)今世界面臨的最主要水污染問題之一。1.1自然因素?cái)?shù)千年前或者更遠(yuǎn)年代，自然界的許多湖泊處于貧營養(yǎng)狀態(tài)。然而，隨 著時間的推移和環(huán)境的變化，湖泊一方面從天然降水中吸收氮、磷等營養(yǎng) 物質(zhì);一方面因地表土壤的侵蝕和淋溶，使大量的營養(yǎng)元素進(jìn)入湖內(nèi),湖泊水體的肥力增加，大量的浮游植物和其他水生植物生長

2、 繁殖，為草食性的甲殼綱動物、昆蟲和魚類提供了豐富的食料。當(dāng)這些動 植物死亡后，它們的機(jī)體沉積在湖底,積累形成底泥沉積物。殘存的動植物 殘體不斷分解,由此釋放出的營養(yǎng)物質(zhì)又被新的生物體所吸收。因此，富營養(yǎng)化是天然水體普遍存在的現(xiàn)象。但是在沒有人為因素影 響的水體中，富營養(yǎng)化的進(jìn)程是非常緩慢的，即使生態(tài)系統(tǒng)不夠完善，仍需 至少幾百年才能出現(xiàn)。一旦水體出現(xiàn)富營養(yǎng)化現(xiàn)象，要恢復(fù)往往是極其困 難的。1.2人為因素1.2.1工業(yè)廢水工業(yè)廢水主要是指工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的，其中鋼鐵、化工、制藥造 紙、印染等行業(yè)的廢水中氮和磷的含量都相當(dāng)高。近年來,工業(yè)排放的廢 水逐年遞增。據(jù)報道,2003年全國工業(yè)廢水排放

3、量達(dá)212.4億噸。但由于 技術(shù)與資金的原因，大部分工業(yè)廢水只經(jīng)簡單處理甚至未經(jīng)任何處理就直接排入江河等水體中，許多廢水中所含的氮、磷等物質(zhì)也就不斷地在水體 中累積了下來。1.2.2生活污水排放人們在日常生活中也產(chǎn)生了大量的生活污水,2001年全國生活污 水排放達(dá)247.6億噸,超過工業(yè)廢水排放量。生活污水中含有大量富含氮、 磷的有機(jī)物。其中的磷主要來自洗滌劑。據(jù)2003年中國環(huán)境狀況公報統(tǒng)計(jì),2003年全國工業(yè)和城鎮(zhèn)生活廢水排放總量為460.0億噸，其中工業(yè)廢水排放量212.4億噸，比 上年增加2.5%;城鎮(zhèn)生活污水排放量247.6億噸，比上年增加6.6%。廢水 中化學(xué)需氧量(COD)排放總

4、量1333.6萬噸，比上年減少2.4%。其中工業(yè)廢 水中COD排放量511.9萬噸，比上年減少12.3%;城鎮(zhèn)生活污水中COD排放 量821.7萬噸，比上年增加5.0%?？梢姡钗鬯阎饾u取代工業(yè)廢水而 成為水體富營養(yǎng)化的最大污染源。1.2.3化肥、農(nóng)藥的使用現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中大量使用化肥、農(nóng)藥，人類在享受它們帶來農(nóng)業(yè)豐收 的同時，在很大程度上污染了環(huán)境。農(nóng)藥、化肥在土壤中殘留，同時不斷地 被淋溶到周圍環(huán)境，特別是水體中,其中所含的氮、磷就導(dǎo)致了水體富營養(yǎng) 化。此外，屠宰場和畜牧場也會有含有較多氮磷的廢水進(jìn)入水體等。水體營養(yǎng)化的危害2.1影響湖泊水體的生態(tài)環(huán)境藻類的過度繁殖，死亡后藻類有機(jī)體被異

5、養(yǎng)微生物分解，消耗了水中的 大量溶解氧，使水中溶解的氧含量急劇下降。同時,由于水面被藻類覆蓋， 影響大氣的復(fù)氧作用，使水中缺氧，甚至造成厭氧狀態(tài)。此外，水體中藻類 大量繁殖，也會阻塞魚鰓和貝類的進(jìn)出水孔，使之不能進(jìn)行呼吸而死亡。水 體出現(xiàn)富營養(yǎng)化時主要表現(xiàn)為浮游生物的大量繁殖,因占優(yōu)勢的浮游生物 的不同而水面往往呈現(xiàn)出藍(lán)色、紅色、棕色和乳白色等。在江河、湖泊和 水庫中稱為“水華”，在海洋中稱為“赤潮”。這些因素將導(dǎo)致魚類等水 生生物因缺氧而窒息死亡。20世紀(jì)以后，赤潮發(fā)生的次數(shù)逐年增加，我國渤海1998年、1999年連 續(xù)兩年發(fā)生嚴(yán)重赤潮，面積達(dá)6500km2,持續(xù)時間超過一個月，嚴(yán)重影響海

6、產(chǎn)養(yǎng)殖，造成重大經(jīng)濟(jì)損失。2000年我國海域共記錄到赤潮28起，比1999 年增加了 13起,累計(jì)面積超過10000km22.2影響水體的利用總體上說,水體富營養(yǎng)化破壞了水體原有的生態(tài)系統(tǒng)的平衡。若水體 中光合作用生成有機(jī)物的速度與呼吸消耗有機(jī)物的速度基本相等時，藻類 在水體中有機(jī)物的生長遠(yuǎn)大于其消耗，使有機(jī)物積蓄起來。水體富營養(yǎng)化 現(xiàn)象一旦出現(xiàn)，水就不能被人畜直接利用。大量生物和有機(jī)物殘體沉積于 水的底層,在缺氧情況下，被一些微生物分解，產(chǎn)生甲烷、硫化氫等有害氣 體。富營養(yǎng)化的水體中還存在能使人畜中毒受害的亞硝酸鹽和硝酸鹽物質(zhì)。 2.3加速水體沼澤化、陸地化進(jìn)程由于富營養(yǎng)化的水體含有大量營養(yǎng)

7、物質(zhì),使得藻類和水生生物大量生 長和繁殖，加速了水體沼澤化和陸地化進(jìn)程，破壞了特定地區(qū)的生態(tài)平衡。治理措施3.1削減外源來自各種污染源的營養(yǎng)負(fù)荷的增加會使水中的營養(yǎng)物質(zhì)濃度急劇增高, 導(dǎo)致藻類爆發(fā)、溶氧耗盡等富營養(yǎng)化癥狀，因此，外源的削減與控制是治理 水體富營養(yǎng)化的先決條件。削減營養(yǎng)負(fù)荷的技術(shù)有以下幾種:廢水分流以 減少營養(yǎng)物質(zhì)的入湖量；生產(chǎn)無磷洗滌劑以降低磷的入湖負(fù)荷;使用化學(xué)方法或生物技術(shù)進(jìn)行廢水脫磷;利用穩(wěn)定塘、人 工或自然濕地等進(jìn)行非點(diǎn)源營養(yǎng)物質(zhì)的截流;湖水稀釋;應(yīng)用生態(tài)技術(shù)改變 常規(guī)農(nóng)業(yè)種植方法。3.2消除內(nèi)源一些水體,只削減外源就可使水體恢復(fù)到以前的狀態(tài)，但在富營養(yǎng)化程 度嚴(yán)重的情

8、況下，由于整個湖的情況已經(jīng)發(fā)生了變化，只控制外源還不能從 根本上治理富營養(yǎng)化，內(nèi)源足以延緩甚至阻止湖泊停止外源輸人后的恢復(fù) 進(jìn)程，因此還需采用湖內(nèi)恢復(fù)技術(shù)消除內(nèi)源。國外在消除內(nèi)源方面做了很 多探索：向湖中投加鋁鹽加速磷惰性化，從而減少內(nèi)源磷的釋放率;底泥疏 浚;底泥氧化;均溫層曝氣;選擇性地去除均溫層的水以降低均溫層的體積, 減少水體的營養(yǎng)物質(zhì)濃度;降低水位使一些或者全部的底部沉淀物暴露于 大氣中。3.3生態(tài)恢復(fù)控制外源和內(nèi)源的技術(shù)會使?fàn)I養(yǎng)物濃度長期的減少，但對于恢復(fù)水體 的生態(tài)功能往往還不夠。各國經(jīng)過長期的和大規(guī)模的研究，發(fā)明了許多技 術(shù)用于富營養(yǎng)化水體的恢復(fù):石巖等人研究了草食性浮游動物凈

9、化富營養(yǎng) 化水體的效果;有學(xué)者研究水網(wǎng)藻在生長過程中吸收水體中的氨氮、硝氮 及無機(jī)磷等藻類營養(yǎng)素,從而限制藻類的生長，通過生物操縱法改變水體 生物群落結(jié)構(gòu)，減少水體內(nèi)的氮磷等營養(yǎng)物質(zhì)的量從而抑制藻類的生長， 通過人工循環(huán)使湖水達(dá)到和維持等溫狀態(tài);通過毒性效應(yīng)來控制藻類。3.4 綜合防治富營養(yǎng)化是多種原因、綜合作用的結(jié)果，且污染源復(fù)雜,營養(yǎng)物質(zhì)去除 難度大，防治上只用一種方法很難奏效。實(shí)踐中通常是多種方法同時使用, 既控制外源性營養(yǎng)物質(zhì)輸入，又減少內(nèi)源性營養(yǎng)物質(zhì)負(fù)荷，水體一旦富營養(yǎng) 化,及時去除污水中的營養(yǎng)物質(zhì)。如池塘常見的由藍(lán)藻形成的“銅綠水”， 只用0.7g/mL濃度的CuSO4,FeSO4

10、合劑(5:2)效果并不理想，但結(jié)合生態(tài) 學(xué)管理可降低藥量又可提高療效，然后注入其它池水引進(jìn)新藻類種,防止藍(lán) 藻成為池水優(yōu)勢種，然后施無機(jī)肥進(jìn)行肥水，效果較好。展望防止富營養(yǎng)化趨勢發(fā)展,必須以防為主，采取綜合防治措施，因地制宜, 要加強(qiáng)管理，特別使要加強(qiáng)水系環(huán)境監(jiān)測力量，加大執(zhí)法力度，建立起一整 套行之有效的管理體系。同時，完善有關(guān)富營養(yǎng)化的法規(guī)體系，以保證各項(xiàng) 管理工作能夠做到有法可依。在執(zhí)行法規(guī)的過程中，要做到執(zhí)法必嚴(yán)、違 法必究。富營養(yǎng)化是多種原因、綜合作用的結(jié)果，且污染源復(fù)雜,營養(yǎng)物質(zhì)去除 難度大，防治上只用一種方法很難奏效。實(shí)踐中通常是多種方法同時使用, 既控制外源性營養(yǎng)物質(zhì)輸入，又減少內(nèi)源性營養(yǎng)物質(zhì)負(fù)荷，水體一旦富營養(yǎng) 化,及時去除污水中的營養(yǎng)物質(zhì)。如池塘常見的由藍(lán)藻形成的“銅綠水”， 只用0.7g/mL濃度的CuSO4,FeSO4合劑(5:2)效果并不理想，但結(jié)合生態(tài) 學(xué)管理可降低藥量又可提高療效,然后注入其它池水引進(jìn)新藻類種,防止藍(lán) 藻成為