水体富营养化的形成、危害及其防治

水体富营养化的形成、危害及其防治

化学与材料科学学院 08化学

摘要：对水体富营养化的成因、危害进行了简要分析，并对其防治措施及技术做了一些介绍。另外还有国内一些地区的治理成果现状。

关键词：水体富营养化成因危害防治

引言：水是地球生物赖以存在的物质基础，水资源是维系地球生态环境可持续发展的首要条件。地球上只有不到1%的淡水或约0.007%的水可被人类直接利用，而中国人均淡水资源只占世界人均淡水资源的四分之一。然而就是这么少的水资源中又有很大一部分因为污染而不可用，水体富营养化就是污染的罪魁祸首之一，治理这个问题已刻不容缓。

1．水体富营养化的原因

水体富营养化是指在人类活动的影响下，生物所需的氮、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。

通常情况下，氮、磷元素是植物生长的限制因素。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，蓝藻是一种细菌，其生长周期基本是2小时一代，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，从而使水质恶化，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。这也是水体富营养化难治理的原因之一。

2．水体富营养化的危害

富营养化会影响水体的水质，会造成水的透明度降低，使得阳光难以穿透水层，从而影响水中植物的光合作用，可能造成溶解氧的过饱和状态。溶解氧的过饱和以及水中溶解氧少，

都对水生动物有害，造成鱼类大量死亡。同时，因为水体富营养化，水体表面生长着以蓝藻、绿藻为优势种的大量水藻，在水体与大气之间形成一层“屏障”致使底层堆积的有机物质在厌氧条件分解，造成水体黑臭，水生物死亡。

水体富营养化会促进赤潮的发生赤潮对于环境以及人类健康都有着极大的危害：改变浮游生物的生态系统群落结构。赤潮生物藻体腐解又会产生大量的有害气体和毒素，破坏原有的生态系统结构与功能；藻毒素会引起海洋生物病变，由于食物链的富集作用，人类误食受赤潮污染的鱼、虾、贝类等，就会中毒。

3．水体富营养化的防治

富营养化的防治是水污染治理中十分棘手而又代价昂贵的困难问题,原因有以下几点：

1 导致水质富营养化的氮、磷营养物质既有天然源，又有人为源；既有外源性，又有内源性；既有点源，又有非点源，这给控制污染源带来了显而易见的困难。

2 营养物质去除难度高。至今还没有任何单一的生物学、化学和物理措施能够彻底去除废水中的氮、磷营养物质。通常的二级生化处理方法，只能去除30%～50%的氮和磷。

3 某些处理措施在理论上或者在一定的条件下是可行的，但是，在实际上或者在大范围内，则往往达不到预期效果。

针对以上原因相应的治理措施也可分为三个方面：

1 控制外源性营养物质输入

绝大多数水体富营养化主要是外界输入的营养物质在水体中富集造成的。如果减少或截断外部输入的营养物质，就使水体失去了营养物质富集的可能性。从长远观点来看，要想从根本上控制湖泊水体富营养化，首先应该着重减少或者截断外部营养物质的输入。

2减少内源性营养物质负荷

包括生物性措施，工程性措施，化学方法等，例如生态放养、挖掘底泥沉积物、进行水体深层曝气、注水冲稀及利用化学制剂杀藻等。

3去除营养物

城市生活污水及某些工业废水中含有较高浓度的氮、磷营养物质，一部分氮、磷能够通过二级生化处理过程被微生物去除，利用生物法进行脱氮除磷是一种比较适用的方法。但由于城市污水中的氮、磷浓度往往要比活性污泥生长所需要的浓度高出2～5倍，所以污水中仅有30%～50%的氮和磷被活性污泥去除，余下50%～70%的氮和磷将随二次废水排出。利

用物理化学方法去除污水中的氮、磷营养物质

4．现阶段成果

1 潍坊的河流养殖模式

通过水面投放鲢鱼、鳙鱼、草鱼等大规格滤食性鱼类鱼种，有效抑制水华的产生,解决河道富营养化问题。通过在潍坊市的潍河、白浪河、虞河、张面河四河中投放鱼苗后,这些河道水质变清澈,透明度大大提高,实现了“以鱼养水”的目的,河道生态也得到了较大改善。

2 西昌的万亩鱼塘建邛海湿地

邛海湿地公园所在地原是海滨村等3个村的上万亩鱼塘，群众肥水养鱼、饲料养鱼以及生活污水排放，造成鱼塘富营养化，直接危害邛海水质。从2009年起，万亩鱼塘建设为邛海生态湿地，让鱼类、鸟类和水草自然生长，改善了水体富营养化。目前用弃土建成的81个小岛上，草类、藤蔓、水生植物、乔木和灌木等植物群落已成为白鹭等40种水鸟的天堂。

3 云南省生态农业研究所通过多年的艰苦探素，根据物种进化一物降一物的道理，培育出能强势抑制住蓝藻疯长的新品种“紫根水葫芦”，该品种的最大优势是抑制叶片生长，根系发达长达70公分左右，可长达九个月的时间根系不腐烂不发臭，可为水面输送大量氧气并吸附大量蓝藻，成为治理水体富营养化的理想水生植物。

有理由相信，随着社会的发展，人们对水体富营养化问题的深入认识和关注，以及科技的进步，水体富营养化问题终将得到解决。

参考文献：

1 缪锦来，石红旗，等；赤潮灾害的发展趋势、防治进展及其发展趋势；安全与环境学报；2002,2（3）。

2 周怀东，彭文启，等；水污染与水环境修复【M】；北京：化学工业出版社，2005。

3 新华网山东频道2011-11-09；搜狐2011-11-11；腾讯网2011-10-24等。