水体富营养化

水体富营养化第1页，共13页，2023年，2月20日，星期六

1.水体富营养化的概念

2.水体富营养化的机理

3.营养物质的来源

4.水体富营养化的危害

5.富营养化的防治对策第2页，共13页，2023年，2月20日，星期六1.水体富营养化的概念水体富营养化(eutrophication)是指在人类活动的影响下，氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等缓流水体，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖，水体溶解氧量下降，水质恶化，鱼类及其他生物大量死亡的现象。这种现象在河流湖泊中出现称为水华，在海洋中出现称为赤潮。第3页，共13页，2023年，2月20日，星期六水华和赤潮第4页，共13页，2023年，2月20日，星期六2.水体富营养化的机理生活污水和化肥、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。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第5页，共13页，2023年，2月20日，星期六3.营养物质的来源水体中过量的氮、磷等营养物质主要来自未加处理或处理不完全的工业废水和生活污水、有机垃圾和家畜家禽粪便以及农施化肥，其中最大的来源是农田上施用的大量化肥。 第6页，共13页，2023年，2月20日，星期六总体上说，水体富营养化破坏了水体原有的生态系统的平衡。若水体中光合作用生成有机物的速度与呼吸消耗有机物的速度基本相等时，藻类在水体中有机物的生长远大于其消耗，使有机物积蓄起来。这将造成：1．促进细菌类微生物的繁殖，一系列异养生物的食物链都会有所发展，水体中耗氧量将大大增加。2．藻类只在水体表层能接受阳光的范围内生长，并排出氧气，在深层的水中就无法进行光合作用而出现耗氧，在夜间或阴天也耗氧。藻类的死亡和沉淀都把有机物转入深层或底层水中，那里将聚集大量待分解的有机物，但却没有足够的溶解氧供应，则变为厌氧分解状态，使大量的厌氧细菌繁殖起来。3．无机氮的富集，开始使消化细菌繁殖，大量消耗溶解氧，在缺氧状态下，又会转为反消化过程。这样在底层将出现呼吸消耗有机物速度远远快于光合作用生成有机物速度的腐化污染状态，并逐步向表层发展，严重时可使一部分水体完全变为腐化区。4.水体富营养化的危害第7页，共13页，2023年，2月20日，星期六第8页，共13页，2023年，2月20日，星期六富营养化的防治5.第9页，共13页，2023年，2月20日，星期六（1）清洁生产清洁生产（cleanproduction）是指在生产过程中采用清洁的能源，无或少废料以及生产无公害产品等。如生产过程中减少废水中磷的含量。洗涤剂中把支链型烷基苯磺酸钠改为直链型。改用磷酸盐的代用品。农业上合理控制施肥。(2)深海排污华盛顿湖用五年时间修建管道，把经过两级处理后的出水不排人湖中而改为排人海中。7年后完全恢复，表现在磷量下降，浮游植物数量下降，种类改变。这是一个成功的典型。(3)深层排水深水湖泊或水库中，底层水中营养物含量高于表层水，当水流转时．进入湖上层，往往引起“水华”现象。而一般流出水均是表层水，为此设法将深层水排出，可降低富营养化程度。如波兰一湖中，用此法得到较好效果。奥地利一湖中采用一“虹吸装置”进行深层排水。(4)挖除底泥截流和其他措施，用以减少外部营养物负荷。但富营养型湖泊中的底部沉积物常是一个营养库，在一定条件下可不断释放磷。这称为内部负荷。当外部负荷减少后，内部负荷可补偿，使宫营养化现象继续存在。挖除的底泥相当于去除了50t磷和450t氮。随之该湖恢复到接近贫营养湖的水平。杭州西湖每年挖泥3—6万吨，耗费比引水法高，但去除的氮、磷亦高于引水法。第10页，共13页，2023年，2月20日，星期六(5)泥水隔离也是为了减少内部负荷，但泥不挖出，而是就地处理。例如加入凝聚剂，塑料薄膜覆盖。这种方法只能用于小水体，而且费用也不低，在目前我国要采用不太现实。(6)杀藻除草用药剂来除藻类和水草。美国环保局批准使用的杀藻剂有27种，其中最常用的是硫酸铜，但这种方法只有局部治标作用，而且还要考虑残毒问题；美国用得较多，每年要使用近万吨杀藻剂。(7)收藻利用富营养化后藻类“水华”出现，能否直接利用，化害为利呢?非洲乍得人有食用蓝藻的习惯，目前有用作农肥、饲料、制沼气和提取有用物质的试验。但收集是一个问题。美国曾试验过机械的藻类收集船。原苏联曾试验研究过利用水库中蓝藻“水华”于农肥、饲料及其他方面，认为花钱少、收益大，并可改善水质。我们也曾实际测算了东湖内可利用的蓝藻“水华”量，表明数量相当可观，且含有很高氮、磷量，如果加以利用，可减少东湖氮负荷的14.5％和磷负荷的9.1％。(8)生物防治过去对富营养化防治的措施都集中在理化方法和工程措施，对利用生态学方法，即从生态系统结构和功能的调整来进行治理很少注意。70年代有不少学者强调了生物的作用，提出了生物操纵(biomanipulation)这一名词，并举出了不少实际观察和试验事例，表明这是一个有潜力的、有生命力的措施。这种观点强调的是整个生态系统的管理，从营养环节来控制宫营养化，使营养物改变为人类需要的终产品(鱼)而不是“水华”。①鱼类的直