水體富營養(yǎng)化

水體富營養(yǎng)化的原因、危害、治理方法或技術1、 水體富營養(yǎng)化的概念和原因天然水體中由于過量營養(yǎng)物質（主要是指氮、磷等）的排入，引起各種水生生物、植物異常繁殖和生長，這種現(xiàn)象稱作水體富營養(yǎng)化。這些過量營養(yǎng)物質主要來自于農田施肥、農業(yè)廢棄物、城市生活污水和某些工業(yè)廢水。污水中的氮分為有機氮和無機氮兩類，前者是含氮化合物，如蛋白質、多肽、氨基酸和尿素等，后者則指氨氮、亞硝酸態(tài)氮，它們中大部分直接來自污水，但也有一部分是有機氮經微生物分解轉化作用而形成的。水體富營養(yǎng)化主要發(fā)生在湖泊、河口、海灣等流動緩慢且水體更新時間較長的水域。城市生活污水中含有豐富的氮、磷，如人體排泄含有一定數(shù)量的氮，使用含磷洗滌劑，含有大量的磷等。另外如磷灰石、硝石、鳥糞層的開采、化肥的大量使用，也是氮、磷等營養(yǎng)物質進入水體的來源。富營養(yǎng)化的防治是水污染處理中最為復雜和困難的問題。這是因為：污染源的復雜性，導致水質富營養(yǎng)化的氮、磷營養(yǎng)物質，既有天然源，又有人為源；既有外源性，又有內源性。這就給控制污染源帶來了困難；營養(yǎng)物質去除的高難度，至今還沒有任何單一的生物學、化學和物理措施能夠徹底去除廢水的氮、磷營養(yǎng)物質。通常的二級生化處理方法只能去除30-50%的氮、磷。2、 水體富營養(yǎng)化的危害我國的這種水體現(xiàn)象比較嚴重。淡水水域中，50%以上的湖泊、30%以上的大型水庫都出現(xiàn)過水體營養(yǎng)化（也稱作“水華”），其中以太湖、巢湖和滇池尤為嚴重.而海域的水體富營養(yǎng)化（也稱為“赤潮”）也不容樂觀，20世紀80年代前，只有渤海發(fā)生過較多的赤潮；進入90年代后，東海成為赤潮發(fā)生最為頻繁的海域；到了21世紀，除南海外，其他海域都頻頻爆發(fā)大面積的赤潮.這種現(xiàn)象正朝著頻率提高、面積增大、損失加大的趨勢發(fā)展。表1是近幾年發(fā)生赤潮情況的統(tǒng)計數(shù)據(jù)。一般來說，總磷和無機氮分別為20毫克/立方米和300毫克/立方米，就可以認為水體已處于富營養(yǎng)化的狀態(tài)。富營養(yǎng)化問題的關鍵，不是水中營養(yǎng)物的濃度，而是連續(xù)不斷地流入水體中的營養(yǎng)鹽的負荷量，因此不能完全根據(jù)水中營養(yǎng)鹽濃度來判定水體富營養(yǎng)化程度。水體中營養(yǎng)物的極限負荷量有兩種表示方法：單位體積負荷量：克/（立方米。年）單位面積負荷量：克/（平方米。年）據(jù)研究，如進入水體中的磷大部分以生物代謝的方式流入時，則貧營養(yǎng)湖與富營養(yǎng)湖之間的臨界負荷量是：總磷為0.2?0.5克/（平方米。年），總氮為5?10克/（平方米。年）?？傊?，對發(fā)生富營養(yǎng)化作用來說，磷的作用遠遠大于氮的作用，磷的含量不很高時就可以引起富營養(yǎng)化。在自然界物質的正常循環(huán)中，湖泊會由貧營養(yǎng)湖發(fā)展為富營養(yǎng)湖，進一步又發(fā)展為沼澤地和十地，但這一歷程需要很長的時間，在自然條件下需幾萬年甚至幾十萬年。但由于水體污染而造成的富營養(yǎng)化將大大促進這一過程。如果氮、磷等植物營養(yǎng)物質大量而連續(xù)地進入湖泊、水庫及海灣等緩流水體，將促進各種水生生物的活性，刺激它們異常繁殖（主要是藻類），這樣就帶來一系列嚴重后果:（1） 藻類在水體中占據(jù)的空間越來越大，使魚類活動的空間越來越?。凰ニ涝孱悓⒊练e塘底。（2） 藻類種類逐漸減少，并由以硅藻和綠藻為主轉為以藍藻為主，而藍藻有不少種有膠質膜，不適于作魚餌料，而其中有一些種屬是有毒的。（3） 藻類過度生長繁殖，將造成水中溶解氧的急劇變化，藻類的呼吸作用和死亡的藻類的分解作用消耗大量的氧，有可能在一定時間內使水體處于嚴重缺氧狀態(tài)，嚴重影響魚類的生存。3、水體富營養(yǎng)化的治理方法輸入到湖泊等水體的營養(yǎng)物質在時空分布上是非常復雜的。氮、磷元素在水體中可能被水生生物吸收利用，或者以溶解性鹽類形式溶于水中，或者經過復雜的物理化學反應和生物作用而沉降，并在底泥中不斷積累，或者從底泥中釋放進入水中。減少內源性營養(yǎng)物負荷，有效地控制湖泊內部磷富集，應視不同情況，采用不同的方法。方法如下：3.1控制外源性營養(yǎng)物質輸入絕大多數(shù)水體富營養(yǎng)化主要是外界輸入的營養(yǎng)物質在水體中富集造成的。如果減少或者截斷外部輸入的營養(yǎng)物質，就使水體失去了營養(yǎng)物質富集的可能性。為此，首先應該著重減少或者截斷外部營養(yǎng)物質的輸入，控制外源性營養(yǎng)物質，應從控制人為污染源著手，應準確調查清楚排入水體營養(yǎng)物質的主要排放源，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)物質的措施提供可靠的科學依據(jù)。3.2減少內源性營養(yǎng)物質負荷輸入到湖泊等水體的營養(yǎng)物質在時空分布上是非常復雜的。氮、磷元素在水體中可能被水生生物吸收利用，或者以溶解性鹽類形式溶于水中，或者經過復雜的物理化學反應和生物作用而沉降，并在底泥中不斷積累，或者從底泥中釋放進入水中。減少內源性營養(yǎng)物負荷，有效地控制湖泊內部磷富集，應視不同情況，采用不同的方法。3.3工程性措施包括挖掘底泥沉積物、進行水體深層曝氣、注水沖稀以及在底泥表面敷設塑料等。挖掘底泥，可減少以至消除潛在性內部污染源；深層曝氣，可定期或不定期采取人為湖底深層曝氣而補充氧，使水與底泥界面之間不出現(xiàn)厭氧層，經常保持有氧狀態(tài)，有利于抑制底泥磷釋放。此外，在有條

件的地方，用含磷和氮濃度低的水注入湖泊，可起到稀釋營養(yǎng)物質濃度的作用。3.4化學方法這是一類包括凝聚沉降和用化學藥劑殺藻的方法，例如有許多種陽離子可以使磷有效地從水溶液中沉淀出來，其中最有價值的是價格比較便宜的鐵、鋁和鈣，它們都能與磷酸鹽生成不溶性沉淀物而沉降下來。例如美國華盛頓州西部的長湖是一個富營養(yǎng)水體，1980年10月用向湖中投加鋁鹽的辦法來沉淀湖中的磷酸鹽。在投加鋁鹽后的第四年夏天，湖水中的磷濃度則由原來的65pg/L降到30pg/L，湖泊水質有較明顯的改善。在化學法中，還有一種方法是用殺藻劑殺死藻類。這種方法適合于水華盈湖的水體。殺藻劑將藻殺死后，水藻腐爛分解仍舊會釋放出磷，因此，應該將被殺死的藻類及時撈出，或者再投加適當?shù)幕瘜W藥品，將藻類腐爛分解釋放出的磷酸鹽沉降。3.5生物性措施利用水生生物吸收利用氮、磷元素進行代謝活動以去除水體中氮、磷營養(yǎng)物質的方法。目前，有些國家開始試驗用大型水生植物污水處理系統(tǒng)凈化富營養(yǎng)化的水體。大型水生植物包括鳳眼蓮、蘆葦、狹葉香蒲、加拿大海羅地、多穗尾藻、麗藻、破銅錢等許多種類，可根據(jù)不同的氣候條件和污染物的性質進行適宜的選栽。水生植物凈化水體的特點是以大型水生植物為主體，植物和根區(qū)微生物共生，產生協(xié)同效應，凈化污水。經過植物直接吸收、微生物轉化、物理吸附和沉降作用除去氮、磷和懸浮顆粒，同時對重金屬分子也有降解效果。水生植物一般生長快，收割后經處理可作為燃料、飼料，或經發(fā)酵產生沼氣。這是目前國內外治理湖泊水體富營養(yǎng)化的重要措施。近年來，有些國家采用生物控制的措施控制水體富營養(yǎng)化，也收到了比較明顯的效果。例如德國近年來采用了生物控制，成功地改善了一個人工湖泊（平均水深7米）的水質。其辦法是在湖中每年投放食肉類魚種如狗魚、鱸魚