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水体富营养化 摘要：近年来，随着现代经济快速发展和人口的急剧膨胀，环境污染问题也日益严重。其中，水污染问题尤为突出，水是人们日常生活生产的必需品，因此水污染对我们造成的影响程度之大可想而知。而在水污染中，最严重的问题是水体的富营养化。水体的富营养化导致了藻类的异常增殖，形成了人们常说的“水华”与“赤潮”，使水体变得恶臭难闻，透明度下降，大量水生生物死亡。本文主要介绍了水体富营养化的概念、成因、污染物来源、以及一些常用的物理的、化学的和生物的防治办法等内容。 关键词：水体富营养化 成因 氮磷 危害 治理方法 水是生命之源，水资源和水环境是人类生存、发展的基本要素之一。我国的水资源基本情况是，总量不少，但人均水量不多，而且时间和空间分布不均。水污染问题使得我国水资源的可用量大大减少，由于近些年我国经济的技术发展和人们环境保护意识相对薄弱，许多湖泊与水库都进入了富营养化，其中比较严重且备受关注的就有滇池、太湖、西湖、东湖、渤海湾、黄浦江等。一、水体富营养化的概念与指标 水体富营养化通常是指在湖泊、水库和海湾等封闭性或者半封闭性的水体，以及某些滞留（流速1m/min）河流水体，氮、磷等营养元素的污染严重，导致某些藻类（主要是蓝藻、绿藻等）的异常增殖，致使水体透明度下降，溶氧量降低，水生生物随之大批死亡，水味变得腥臭难闻。由于占优势的浮游藻类颜色不同，水面往往呈现蓝、红、棕、乳白等颜色，在海水中出现的这种现象叫赤潮，在淡水中出现的叫水华。多数学者认为氮、磷等营养物质浓度升高，是藻类大量繁殖的原因，其中又以磷为关键因素。影响藻类生长的物理、化学和生物因素(如阳光、营养盐类、季节变化、水温、pH值，以及生物本身的相互关系)是极为复杂的。因此，很难预测藻类生长的趋势，也难以定出表示富营养化的指标。目前一般采用的指标是：水体中氮含量超过0.2-0.3ppm，生化需氧量大于10ppm，磷含量大于0.01-0.02ppm，pH值7-9的淡水中细菌总数每毫升超过10万个，表征藻类数量的叶绿素-a含量大于10mg/L。二、水体富营养化的机理 在地表淡水系统中，磷酸盐通常是植物生长的限制因素，而在海水系统中往往是氨氮和硝酸盐限制植物的生长以及总的生产量。导致富营养化的物质，往往是这些水系统中含量有限的营养物质，例如，在正常的淡水系统中磷含量通常是有限的，因此增加磷酸盐会导致植物的过度生长，而在海水系统中磷是不缺的，而氮含量却是有限的，因而含氮污染物加入就会消除这一限制因素，从而出现植物的过度生长。生活污水和化肥、食品等工业的废水以及农田排水都含有大量的氮、磷及其他无机盐类。天然水体接纳这些废水后，水中营养物质增多，促使自养型生物旺盛生长，特别是蓝藻和红藻的个体数量迅速增加，而其他藻类的种类则逐渐减少。水体中的藻类本来以硅藻和绿藻为主，蓝藻的大量出现是富营养化的征兆，随着富营养化的发展，最后变为以蓝藻为主。藻类繁殖迅速，生长周期短。藻类及其他浮游生物死亡后被需氧微生物分解，不断消耗水中的溶解氧，或被厌氧微生物分解，不断产生硫化氢等气体，从两个方面使水质恶化，造成鱼类和其他水生生物大量死亡。藻类及其他浮游生物残体在腐烂过程中，又把大量的氮、磷等营养物质释放入水中，供新的一代藻类等生物利用。因此，富营养化了的水体，即使切断外界营养物质的来源，水体也很难自净和恢复到正常状态。3、 水体富营养化物质的来源（1） 生活污水及工业废水 首先，随着社会经济水平的提高，工业废水和生活污水的排放量逐年增加，相应的污水处理率却不能同步提高，使相当多的氮、磷等营养物质随工业废水和生活污水进入地表水体或相近海域。其次，当前我国的污水处理厂多为二级处理工艺，氮的去除率为20%40%，磷的去除率仅为5%20%。此外，自来水中含有的营养物质也能促进水体富营养化的形成。（2） 农业面源污染 农业化肥的主要成分是氮和磷。农田氮、磷的流失是引起水体富营养化的重要原因。农田被大量施肥后，土壤中的氮、磷可随农田水的流失进入水体，造成水体的富营养化。我国的第三大淡水湖-太湖，由于沿湖的工农业排污，导致目前97%面积的水体已呈中富营养化状态。在进入太湖的污染物中，总氮排放量最多的是太湖流域的农业非点源污染，总磷排放量最多的是来自城镇的居民。（3） 大气 工业废气或汽车燃烧的尾气直接排入大气后，造成空气中氮、磷化合物的含量严重超标，这些化合物可随雨水汇聚到水体中，导致水体的富营养化。（4） 水产渔业养殖 1、鱼种放养不合理：在施肥量较高和有生活污水排入的鱼池，水中营养盐类含量丰富，能促进鱼腥藻、铜绿微囊藻等蓝藻大量繁殖，若此时能摄食这些藻类的花白鲢和罗非鱼放养数量过少，会导致大量浮游植物得不到利用，在水中自然老化而死亡。 2、施肥不均：前期施肥量过高，浮游植物大量繁殖，后期施肥或追肥不及时，浮游植物随即衰萎死亡，这些死亡后的浮游植物漂浮于水面，形成水华。 4、 水体富营养化的危害（1） 对人体健康的危害 人们在洗澡、游泳及其他水上运动时，接触含藻毒素水体可引起眼睛和皮肤过敏；少量喝水可引起急性肠胃炎；长期饮用则可能引发肝癌和神经中毒症状。（2） 对陆生动物的危害 家畜及野生动物饮用了含藻毒素的水后，会出现腹泻、乏力、呕吐、嗜睡等症状，甚至死亡。（3） 对水生生物的危害 含一定浓度藻毒素的水体可使鱼卵变异而影响孵化，蚤类死亡，鱼类行为及生长正常，水华暴发常使多种水生生物死亡。5、 水体富营养化的防治对策 （一）工程性措施 包括挖掘底泥沉积物、进行水体深层曝气、注水冲稀以及在底泥表面敷设塑料等。挖掘底泥，可减少以至消除潜在性内部污染源；深层曝气，可定期或不定期采取人为湖底深层曝气而补充氧，使水与底泥界面之间不出现厌氧层，经常保持有氧状态，有利于抑制底泥磷释放。此外，在有条件的地方，用含磷和氮浓度低的水注入湖泊，可起到稀释营养物质浓度的作用。 （二）化学方法 这是一类包括凝聚沉降和用化学药剂杀藻的方法，例如有许多种阳离子可以使磷有效地从水溶液中沉淀出来，其中最有价值的是价格比较便宜的铁、铝和钙，它们都能与磷酸盐生成不溶性沉淀物而沉降下来。例如美国华盛顿州西部的长湖是一个富营养水体，1980年10月用向湖中投加铝盐的办法来沉淀湖中的磷酸盐。在投加铝盐后的第四年夏天，湖水中的磷浓度则由原来的65g/L降到30g/L，湖泊水质有较明显的改善。在化学法中，还有一种方法是用杀藻剂杀死藻类。这种方法适合于水华盈湖的水体。杀藻剂将藻杀死后，水藻腐烂分解仍旧会释放出磷，因此，应该将被杀死的藻类及时捞出，或者再投加适当的化学药品，将藻类腐烂分解释放出的磷酸盐沉降。（三）生物性措施 利用水生生物吸收利用氮、磷元素进行代谢活动以去除水体中氮、磷营养物质的方法。目前，有些国家开始试验用大型水生植物污水处理系统净化富营养化的水体。大型水生植物包括凤眼莲、芦苇、狭叶香蒲、加拿大海罗地、多穗尾藻、丽藻、破铜钱等许多种类，可根据不同的气候条件和污染物的性质进行适宜的选栽。水生植物净化水体的特点是以大型水生植物为主体，植物和根区微生物共生，产生协同效应，净化污水。经过植物直接吸收、微生物转化、物理吸附和沉降作用除去氮、磷和悬浮颗粒，同时对重金属分子也有降解效果。水生植物一般生长快，收割后经处理可作为燃料、饲料，或经发酵产生沼气。这是目前国内外治理湖泊水体富营养化的重要措施。 近年来，有些国家采用生物控制的措施控制水体富营养化，也收到了比较明显的效果。例如德国近年来采用了生物控制，成功地改善了一个人工湖泊(平均水深7米)的水质。其办法是在湖中每年投放食肉类鱼种如狗鱼、鲈鱼去吞食吃浮游动物的小鱼，几年之后这种小鱼显著减少，而浮游动物(如水蚤类)增加了，从而使作为其食料的浮游植物量减少，整个水体的透明度随之提高，细菌减少，氧气平衡的水深分布状况改善。但也发现，浮游植物种群有所改变，蓝绿藻生长量比例增高，因为它们不能被浮游动物捕食，为此可以放鲢鱼来控制这种藻类的生长。六、结束语 虽然水体富营养化现在正极大地危害着我们正常的生产生活，不过庆幸的是，在一次次环境问题给我们带来诸多烦恼与麻烦后，人们环境保护的意识也日益增强，关于水体保护的一系列法律法规也日臻完善。我相信，我们通过使用机械化学生物等方法，大家动手，齐心合力，在不久的将来，水体富营养化问题一定能够得到完美的解决。 参考文献 1 孟紫强.环境毒理学基础M.第二版.