水体富营养化的产生机理

水体富营养化的产生机理、危害以及治理

自从20世纪50年代以来，由于经济迅速发展、人口急剧增长加上工业化和城市化的加速，水体中N和P的受纳量大大增加，湖泊海洋等水体富营养化的程度不断加重，其中的N和P主要来自于未经处理的和经过处理的但是处理效果不佳的各行各业的污水。水体富营养化不仅致使水体丧失了应有的功能，且使水体生态环境朝着不利于人类的方向演变，最终将会影响人类的健康以及社会的发展。

水体富营养化发生在江河湖泊被称为“水华”，发生在海洋则被成为“赤潮”。

根据富营养化的程度，湖泊环境的富营养化水平可以被分为7种：贫营养、较低程度的中营养、中营养、较高程度的中营养、富营养、超富营养和极端超富营养。

一般认为水体中总磷为20mg/m3，无机氮为300mg/m3以上就会出现富营养化。水体富营养化的产生机理：

在自然的条件下，水体有可能从贫营养状态过度到富营养状态，但是这个过程是很缓慢的。人为的排放富含N和P的工业废水和生活污水则可以在很短的时间内就引起水体的富营养化。

自养型生物比如藻类能够利用无机盐制造有机物，供自身的营养需求。自然水体中的N和P在一定程度上是浮游生物数量的控制因子。生活污水、工业废水以及一些农田排水中都含有大量的N和P以及其他无机盐。当这些物质进入水体侯，水中的营养物质增多，促进了大量的绿色植物和微型藻类的旺盛生长。藻类的生长周期短，在适宜的条件下很容易大量的繁殖。活藻主要分布于水表，红色颤藻的出现是富营养化的征兆。随着水体富营养化的发展，藻类个体数量速增，然而种类速减，水体由以硅藻和绿藻为主发展到以蓝藻为主。蓝藻中又以微囊藻属、腔球藻属和鱼腥藻属为主。死亡的水生生物被好氧微生物耗氧分解；或者被厌氧微生物分解；同时湖泊渐浅，直至成为沼泽。富营养化状态一旦形成，水体中营养物被水生生物吸收成为有机体的组成部分；在水生生物死亡后的腐烂过程中，营养物又释放入水中，再次被生物利用；如此形成循环。因此，已经富营养化的水体，即使完全切断外界营养物来源，在短时间内也是很难得到自净和恢复的。

水体富营养化的危害：

（1）水体气味变腥发臭富营养水体中的藻类多，有些能发散腥臭味，这些腥臭味向水体四周的空气中扩撒，严重影响人们正常的工作学习以及生活，并且会影响周围居住人群的生体健康。

（2）水体的透明度降低已经发生富营养化的水体中生长着以蓝藻和绿藻

为优势种的大量水藻。这些水藻浮于表面，形成了“绿色浮渣”，水质变浑，变差，透明度降低，富营养化严重的水体透明度仅有0.2m。

（3）深水层的DO降低活藻常处于水表，光照和二氧化碳充足，光合作用充分而大量产生氧气，因此浅水层的DO是很充足的。然我而深水层的DO则严重不足，是因为a:水表的密集藻层使阳光很难到达深层，并且因为浅水层的藻类吸收阳光，所以深水层的光合作用明显变弱，DO的来源减少；b：死藻沉于水底被分解，大量消耗深水层的DO。

（4）有毒物质的释放某些藻类（例如蓝藻中的丝状藻类-微囊藻属，鱼腥藻属和束丝藻属；海生腰鞭毛目生物）能分泌并且释放有毒的物质，有毒物质进入水体后，若被人或者牲畜引用，即可引起人畜疾病。

（5）影响供水水质并增加净化水质的成本湖泊常为饮用水和工业用水的水源，如果其发生了富营养化，则净水厂会出现一系列的问题。a:在藻类增值旺盛期，过量藻类会堵塞水泵和管道。b:富营养化因为缺氧而产生硫化氢、甲烷和氨等有毒有害气体，水藻产生有毒物质。这降低了净水厂的产水率，增加了净水技术难度和成本。

（6）水生生态的变化在没有发生富营养化的正常状态下，水体中各种生物处于相对平衡状态，存在大量的独立种，种间关系密切，各种的数量不多，但是都相对很稳定。水体发生富营养化以后，水体的正常生态平衡被扰乱，生物物种明显减少，而存活物种的个体数量剧增，这种物种演替降低了水生生物的稳定性和多样性，导致了水体生态平衡的破坏。

评价水体富营养化的方法与AGP:

评价水体富营养化的方法是：（1）观察蓝藻等指示生物；（2）测定生物的现存量；（3）测定原初生产力；（4）测定透明度；（5）测定N和P等导致富营养化的物质。

将这五方面综合起来对水体的富营养化做出全面并且充分的评价。

为了控制排入水体的废水量和水质，以便采取防止废水对水体产生负面影响的措施，必须测定该废水中藻类的潜在生长能力即就是AGP。测定方法为：将特定的藻类接种在天然水体或者废水中，在一定的光照强度和温度条件下进行培养，使藻类增长到稳定期为止，通过测量干重或者细胞数量测定其增长量。这既是藻类的潜在生长能力AGP。

水体富营养化的修复与防治：

水体富营养化的修复和防治是十分复杂并且耗资巨大的难题，那是因为：首先导致水体富营养化的N和P营养元素的来源有天然源个人为源，内源和外源，点源和非点源之分；其次营养物质的去除很困难，至今还没有找到什么确切的措施能彻底的去除污水中的N和P，投资较高的常规二级生化处理也只能去除

30%-50%的N和P。

富营养化控制的可供选择的方法主要有以下几种：

（1）控制外源性营养物的输入多数水体的富营养化主要是由外界输入的营养物质的富集造成的；若减少或者截断外部输入的营养物质，就会

使水体失去营养物富集的可能。

控制外源营养物的主要措施有：a:根据水环境的功能制定营养物的排

放浓度标准；b:根据水环境的P容量实施总量控制；c:实施截污工程，

即截断向水体排放营养物质的源，这是控制某些水体富营养的关键措

施；d:通过传统的二级处理工艺处理那些含高浓度N和P的工业废水，

处理完以后出水仍然含有一定浓度的N和P，此时可以再采取深度处

理。

（2）种植水生植物利用水生植物可以吸收利用N和P，进行代谢活动这一自然过程来去除水体中的营养物质。

（3）直接机械收藻