水体富营养化危害、成因及防治

摘
要
水体富营养化严重影响人类健康、 可用水量、 水体经济价值和水体寿命 ， 而大
量污水超标排放、 农业面源污染、 水产养殖业失当、 周边环境恶化和底泥氮磷溶 出是其形成 主因。在治理和恢复富营养化水体的实践中， 必须强化污染预防意识 ， 从源头上 削减污染 负 荷， 同时选用切 实可行、 系统协调、 针对性 强的政策和措施并长期坚持 实施 ， 才能起到事半功
年， 蓄 水量 为 １ ５ ． ８×１ ０ ｍ 的滇 池就 接受 了工 业废 水 和城 市 生活 污 水 ２ ． ４×１ ０ 。 ｍ ， Ｃ Ｏ Ｄ ｅ ｒ、 总 氮 和总磷
分别达到 ４ ３ ９ ６ ０ ｔ 、 １ ０ ９ ４ ０ ｔ 和１ ３ ２ １ ｔ ， 而污染 Ｉ ｔ 水只需要大约 １ ． ８ ６ ｇ 氮和 ０ ． １ ７ ｇ 磷 。污染治理速度跟不
理期 间不 能 大量削 减外源 污染 负荷 ， 治 理就 难 以奏 效 ， 甚 至 出现越治 理污染 越严 重 的后 果 。美 国、 法国、
加拿大等已制定多种污染综合预防措施并推行多年， 但我国还未充分认识预防的极端重要性 ， 实施可持 续 发展 的措施 偏少 、 奖惩 力度小 ， 清 洁生产 、 生态农 业 、 绿色 服务 、 废 物 资源 化 进展 缓 慢 ， 污染 治 理 技术 、 投融资体制和管理理念还需创新 。因此 ， 必须通过行政、 教育等手段转变观念 ， 强化水体富营养化预防 意识 ， 科 学制 定 、 严 格执行 预 防措 施 ， 尽量从 源头 上削减 污染 负荷 ， 才 能提 高治理 效率 。 ３ ． ２ 保 持政 策与措 施长期 协调
慢， 需经历几万年甚至几十万年。然而， 由于人类将大量的营养物质不断排放水中， 这种演化急剧加快 ， 水 体寿命 缩短 为几 百年甚 至几 十年 。这 不仅 会快 速改 变地 表水 系等 的 构成 ， 更 为严 重 的是还 将 威 胁到
三 峡工 程 、 南水 北调 工程 等大型 水利设施 的安全性 、 经济性 和社 会效 益 ， 对此 必须 高度 重视 。
为７ ９ 起； 全国 ８ ５ ％的湖泊呈富营养化状态 ， 而且形势 日 趋严重。为遏制这种趋势 ， 我 国政府组织 了大 量的财力和人力对湖泊富营养化的形成机理、 防治对策等进行了大量研究并实施了长期治理 ， 但效果并 不理想 。因此， 需要从思想上更充分地认识水体富营养化的危害 ， 并探求更加行之有效的控制策略。
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２ ． ４ 底泥 中氮 、 磷 的溶 出
营养 元素在 水 体及其 底部沉 积物 间存在 溶解— —沉 积动 态 平衡 ： 外 源 性 营养 物进 入 水 体后 通 过物 理、 化学和生物学作用 ， 沉积到底泥中； 而当水体营养物含量降到一定 限度时， 底泥中的营养物将释放到 水体中。随着政府环保意识和治理力度增强， 我国许多湖泊的外源性富营养化污染逐步得到控制， 但内
迫使无锡市 ｌ ｌ ２ 家水厂停产 ， 经济损失达 １ ． ６ 亿元 。昆明市第三水厂 １ ９ ９ ３年也曾因滇池水面被藻类覆 盖被迫停产 ４ ３ 天， 直接经济损失 ４ ０ ０ ０多万元 。此外 ， 由于水质变黑 、 变臭 ， 水体浑浊 ， 水面上漂浮大量 的“ 绿色浮渣” ， 许多传统旅游热点湖泊的游客数锐减 ， 造成重大的经济损失。
倍 的 效果 。
关键词 水污染； 富营养化 ； 污染危害； 污染源； 防治对策 中图分类 号 ： Ｘ ５ ２ 文献标 识码 ： Ｂ
富营 养化是 缓流 地表 水磷 、 氮、 有 机物等植 物性 营养元 素严 重超 标 ， 藻 类异 常增 殖 ， 其 它水 生生物 大 量 死亡 ， 水 体呈 红褐 色或绿 色 ， 溶 解氧 浓度急 剧下 降 的现 象 。近年 来 ， 水 域富 营 养化 污 染 普遍 加 剧 。据 中国环境 状况 公报 ， １ ９ ９ ９年我 国近 海 出现赤 潮 为 ｌ ５起 ， ２ ０ ０ ０年为 ２ ９起 ， ２ ０ ０ １年猛 增 至 ７ ７起 ， ２ ０ ０ ２年
治理难 以短期 奏效 与此 密切相关 。
３ 富 营养 化 的 防治对 策
国 内外 已提 出许 多行 之有效 的富 营养化 防治措施 ， 但 笔者认 为在具 体选用 时必 须 注意 以下几点 。 ３ ． １ 强化污 染预 防意识
水体富营养化的主因是外源性氮、 磷和有机物大量输入 ， 其恢复耗时长、 技术难度大 、 代价昂贵， 以 滇池 为例 ， 截至２ ０ ０ ０年 为止 已投 入 治理资 金约 ３ Ｏ亿 元 ， “ 十五 ” 计 划还 准备追 加 ８ Ｏ亿元 ， 加 上污染 对旅 游、 养殖等产业和人民健康造成的损失 ， 远高于污染行为产生的经济净收益和社会效益 。另外 ， 如果治
２ 富营养化 的成 因
水体富营养化需要适宜的温度与光照 ， 但氮、 磷等营养素长期超标则是其 首要 的条件 ］ 。这些污
染物 主要经 过下列 途径 进入水 体 。
２ ． １ 生 活污水 与工 业废水
大多数处于人 口稠密区的湖泊、 水库至少 ８ ０ ％的氮和 ５ ０ ％的磷来 自于污水排放 ， 这也是我国近海 水域富营养化、 频繁发生赤潮的重要原因。我国每年产生污水约 ４ ０ ０亿 ｔ ， 其中一半是生活污水 ， 其处理 率还不到 ３ ０ ％， 绝大部分直接排放到地表水中。据国家环境保护总局文件（ 环发［ ２ ０ ０ ３ ］ ８ ４号） ， 仅２ ０ ０ ０
贻贝造 成 ４人 中毒 ， 其 中 ２人死 亡 。
１ ． ２ 降低 水体 经济价 值
国 内外 大量事 实证 明 ， 水 体 富营养化 ， 还会 给水 产养殖 业 、 自来水 厂和旅 游业 带来 巨大 的经济 损失 。 １ ９ ７ ２年 ８月 １ ７日至 ２ １日， 日本 濑户 内海暴 发 的一 场 持续 ３天 的赤 潮 ， 使 １ ４ ２ ８万 尾 鱼死 亡 ， 经 济 损失 约７ １ 亿 日元 ； １ ９ ９ ８年春 ， 赤潮使 珠 江海域 大陆渔 业损失 ４ ０ ０ ０多万 元 。１ ９ ９ １年太 湖 梅 梁湾 暴发 的水华
收稿 日期 ： ２ ０ ０ ３ — １ １ — １ ９ 作： 昔简介 ： 谢有奎（ １ ９ ６ ６ 一） ， 男， 四川简阳人， 工程师， 环境工程硕士， 主要从事水污染治理方向的研究。
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２ ０ ０ ４矩
１ ． ３ 加 剧水 资源 危机
源污染更加突出， 如西湖底泥每年释磷约 １ ． ３ ｔ ， 占当年人湖总磷 的 ４ １ ． ５ ％； 洱海底泥每年释放氮 ４ ８ ６～ ７ ９ ５ ｔ ， 磷１ ９ ４～ ４ ９ ５ ｔ ； 即使没 有氮磷输 入 ， 滇 池沉 积 物 释放 的磷 也 会 在 ６ ３年 内维 持 目前 水 质 状 况 。湖 泊
８ ． ５ ％， 符合 Ⅱ 类标准的占２ １ ． ７ ％， 而符合劣 Ｖ 类标准 的高达 ３ ７ ． ７ ％。 目 前我国许多地表水资源 比较丰
富 的地 区也 出现饮用水 缺乏 现象 ， 原 因也 在 于此 。１ ９ ９ ４年 ７月 ， 长期 以太湖 水 为 主要 饮 用 水 源地 的苏
州市和无锡市 ， 却发生了饮用水危机 ， 原因就是西南风把平均水深仅 ２ ｍ的太湖底泥翻搅起来 ， 腐烂 的
年来， 天然水产资源 日 趋枯竭 ， 使湖泊和近海水域渔业发展迅猛， 西湖、 玄武湖等城市湖泊业未能幸免 。 但问题是它们追求的主要 目 标是经济效益最大化 ， 忽视水体可持续利用 、 大量投加人工食料的现象很普
遍， 这不仅未能去除水中的营养盐 ， 反而加重了富营养化污染。张东宇 （ １ ９ ９ ５年） 在研究南京 白鹭洲湖 水富 营养化 时发 现 ， 人工 投饵 养鱼是 水体 富营养 化加剧 的原 因之 一。
１ 富营养化 的危害
１ ． １ 危 害人 类健康
造成水体富营养化污染 的某些物质本身就可严重危害人类健康 ， 如３ ， ４一 苯并蓖和二 甲基亚硝胺 均为致癌物质。而植物营养素氨氮 ， 在特定条件下也可转化为亚硝酸盐 ， 这是合成“ 三致物质” 亚硝胺 的前体。另外 ， 水环境 中某些藻类可释放出剧毒物质 ， 通过食物链损害人体健康甚至致人死亡 。铜绿微 囊藻 （ Ｍ ．Ｒ ｅ ｒ ｕ ｇ ｌ ｎ Ｏ Ｓ Ｒ ） 可释放一种能够引起人们消化道炎症的水溶性环式多肽毒素； 在鲜活的鱼虾、 贝类 水产 品中， 大量富集着藻类产生的各种贝毒 ， 其 中腰鞭毛虫（ Ｇ ．ｃ ａ ｔ ｅ ｎ ｅ Ｈ ａ ） 产生的 Ｓ ａ ｘ ｏ ｔ ｏ ｘ ｉ ｎ 毒素的毒性 极强， 致 死量仅 ９ ｔ ｘ ｇ ／ ｋ ｇ体重 。１ ９ ８ ６年 ｌ ２月 ， 福建 省 东 山县 就 曾发 生 过 因食 用 被赤 潮 污 染 的 菲律 宾 蛤 仔而造成 １ ３ ６ 人 中毒、 １ 人死亡的事件； １ ９ ９ １ 年３ 月， 广东省大亚湾附近居 民因食用受赤潮毒化的翡翠
水资源 短缺 的 阴影 离我们 越来 越近 ， 这 与全球人 口增 长 过快 、 社 会经 济 快速 发 展 、 人 民生 活水 平 提
高和水资源利用效率低等原因有关 。ห้องสมุดไป่ตู้水质恶化与富营养化是导致可用水量短缺 的根本原因之一。
１ ９ ９ ８年我 国 ７大水 系和太 湖 、 巢湖 和滇 池 的断 面 监测 结 果表 明 ， 符合 地 面水 环 境 Ｉ 类 质 量标 准 的仅 占
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３ 期
文章 编 号 ： １ ６ ７ ２—７ ８ ４ ３ （ ２ ０ ０ ４ ） ０ ３— ０ ０ ２ ７一 ｏ ３
水体富营养化危害 、 成 因及防治
谢有奎 ， 俞 栋 ， 高殿森 ， 陈灌春
（ 后 勤 工程 学院 营房管理 与环境 工程 系， 重庆 ４ ０ ０ ０ ４ １ ）
治污效 益 。 ２ ． ２ 农 业面 源污染
现代农业大量使用化肥和农 家肥以提高土地收益率 ， 从１ ９ ５ ０年到 １ ９ ９ ０年， 农 用化肥 由不足 １ ０ Ｍ ｔ
上升 至 ８ ０ Ｍ ｔ ， 估计 ２ ０ ３ ０年将 达 １ ３ ５ Ｍｔ ， 但仅 ３ ０ ％一 ５ ０ ％能 被植 物吸 收利 用 ， 被 土壤 截 留下 来 的有 机 物 、
上污染 负荷 新增 速度 ， 是 水体 富营养 化难 以根治 的首要 原 因。其次 ， 当前 我 国的污水 处理 厂大 多为二级
处理工艺 ， 氮的去除率为 ２ ０ ％一 ４ ０ ％， 磷的去除率仅为 ５ ％一 ２ ０ ％， 尾水仍能造成水体富营养化。此外 ， 由于管理体制、 运作机制方面的缺陷， 工作人员素质不高， 维护费用不足 ， 现有污水处理厂难以充分发挥
底 泥和水 体混合 在一 起 ， 加 之整个 湖面 全部被 绿色 油漆似 的藻类 覆盖 ， 使 自来水龙 头 流出 的水 既浑 浊又 腥 臭难 闻 。 １ ． ４ 影响 水体 寿命 湖泊 等缓 流水体 进化 为沼泽 地 ， 然 后演 变成 旱 地是 一 种 自然 现 象 。在 正 常情 况 下 ， 该 过 程极 其 缓
氮、 磷常因暴雨或刮风进入水体造成外源性富营养化污染。当其周 围生态环境恶 劣、 森林覆盖率低、 坡 度大 、 土壤 复种指数 大 、 暴风或 洪水频 繁时 ， 这种情 况就 更加 突 出。我 国 目前 年 化肥 用量 就达 ４ １ ． ２ ４ Ｍｔ 。 即４ ０ ０ ｋ ｇ ／ ｈ ｍ ， 远远超过发达国家为防止化肥对水体造成富营养化而设置的安全上限２ ２ ５ ｋ ｇ ／ ｈ ｍ 。据调 查， 我国水体 ７ ０ ％的氮磷来 自 于农业面源污染 ， 仅上海市郊每年化肥流失量就达几十万 ｔ Ｅ 。 ２ ． ３ 水产 养 殖业 欧、 美大量研究表明， 利用生物控制法可改善水质 ］ 。水利部科学研究 院水库渔业研究所在茜坑 水库的试验也发现， “ 以鱼养水” 能够 明显净化水体， 放养浮游植物食性 的鲢鱼 １ 年后， 水体氮 、 磷含量 分别下降了 ２ ０ ％、 １ ５ ％， 但必须以生态效益最大化为 目的科学决策鱼种、 养殖密度及其它实施细节。近