水体富营养化解决途径

解决水体富营养的途径
解决水体富营养的途径
【摘要】随着社会发展进程的加快，人类工业生产和生活污水排放的日益增多，水体的富营养化问题也越来越严重。

水体富营养化问题是当今世界的最主要面临的水污染问题之一。

解决水体富营养化刻不容缓。

我国对水体营养化的研究有了一定程度的进展，综合各个方面，提出了控制富营养化包括物理、化学和生物法多种方法综合控制的措施。

【关键词】水体富营养解决途径
【正文】所谓的水体富营养化就是：主要是在人类活动的影响下，水体加速自然演化过程，在非常短的时间内出现的富营养问题，即氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口和海湾等缓流水体，导致水体中营养盐浓度过高，引起那些藻类（主要是蓝藻、绿藻)及其他浮游生物的迅速繁殖生产能力提高，主要引起两种现象：一是藻类泛滥，称为藻型富营养化，即“水华”或“赤潮”；二是出现水生植物疯长成灾现象，称为草型富营养化。

而后使水体溶解氧含量下降，造成藻类、浮游生物、植物、水生生物和鱼类衰亡甚至绝迹的水质恶化污染现象。

水体日趋严重，不断蚕食着我国的河流、湖泊、海洋。

富营养化具有缓慢、难富营养化以逆转的特点。

所以无论是从环境、人类健康、社会发展上看，水体富营养的危害和损失都不容小觑。

1.水体富营养化的原因：
水体富营养化主要是人为活动引起的。

随着工业化城市化现象的愈来
愈明显，人口就集中在水资源丰富的地区，人类活动越来越频繁，干涉水资源水环境的操作越来越多，引起了水资源的“不满”，累积到一定程度，便会引发一系列的危害。

既水体富营养化。

主要从以下方面产生：
1.1工业废水、生活用水排入水体
近些年随着工业的不断发展和人们生活水平的提高，工业废水
和生活污水的大量排放成为主要的营养物质来源之一。

有时候难免会监督不严而引起管理不善，有些工厂直接排放那些没经过处理的工业废水，或者处理以后仍会含有大量氮、磷的污水排入水体，如一些含磷的洗涤剂的应用，食品厂、化工厂、毛皮工业等都会带来大量的营养物。

人们平时生活中也会制造一些含磷丰富的生活污水，如含磷洗涤剂等，这些污水很大可能随着下水管道直接排放到河流等水体中，同时城镇路面大部分是不透水地面，由人类生活垃圾、生活污水及某些工业废水所携带的氮、磷营养物易随地表径流进入地表水中，这些原因都会并发造成水中营养物质的富集，一旦条件适宜时，就会形成富营养化。

1.2 农业施肥和水土流失
我过虽然地大物博，但是人均耕地面积很小，为提高农产品的产量，人们常施用较多的氮肥和磷肥，它们很容易在降雨或灌溉时发生流失。

此外，为了增加产量，大量农药、杀虫剂都作用于农作物，这样就会有相当大一部分残留在农作物上，随雨水的冲刷流入水体中，很大程度上污染了水体环境。

氮磷营养物可随地表径流进入地面水体
中或下渗，通过土壤进行横向运动，然后排入地表水体中．这是导致地表水富营养化的主要原因。

而且现在很多地方都出现了滥垦滥伐的现象，风沙也在侵蚀着绿洲，所以很多地方水土流失严重，水土中含氮肥、磷肥丰富，水土流失提高了水体中营养物质的量。

而且，营养物质从土壤中流失量与施肥量有密切的关系。

1.3 牲畜粪便
在一些畜牧、养殖、喂鱼发达的地区，畜牧排泄会产生大量营养物质进入土壤；圈养家禽、家畜也会产生大量富含营养物和细菌的排泄物；鱼类排泄物也含有大量营养物质直接通过水体，这些排泄物极易随地表径流、亚表面浸流流入江河、湖泊而污染水体。

有资料报道，在网箱养鱼时，每生产1 t鱼，每年要产生15 kg的磷和1．037 kg的生化耗氧量(BOD)，因而引起水体富营养化。

1.4 大气沉降
大气沉降不仅仅是悬浮颗粒物和有害气体的来源之一，也是氮的主要来源之一。

当火山爆发，还有燃料燃烧时，氮元素可以以氮氧化物的形式进入空气，随雨雪等形式降落在土壤或水体表面，直接污染地表水源。

随着大气污染的日益严重，大气沉降也成为重要的水域性的水体富营养化原因之一。

2.危害
2.1 影响水体的生态环境
首先，富营养化水体中是生长着大量的蓝藻、绿藻等藻类。

这些藻类会形成一层“绿色浮渣”，使水质变的浑浊，透明度降低。

富营养化
程度严重的水体透明度只有0．2m，另外，水体富营养化还会破坏水体自然景观，本来是清澈的下或蔚蓝的海水下充满了绿色的植物，使人们的视觉严重受到冲击。

很多本来是旅游景点的海洋、湖泊便会失去其价值，影响发展。

那些藻类的过度繁殖，死亡后藻类有机体被异养微生物分解，会消耗水中的大量溶解氧，使水中溶解的氧含量急剧下降。

与此同时由于水面被藻类覆盖，影响大气的复氧作用，使水中严重的缺氧，甚至造成厌氧状态。

此外，水体中藻类大量繁殖，也会阻塞鱼鳃和贝类的进出水孔，使之不能进行呼吸而死亡。

水体出现富营养化时主要表现为浮游生物的大量繁殖，因占优势的浮游生物的不同而水面往往呈现出蓝色、红色、棕色和乳白色等，在江河、湖泊和水库中称为”水华”在海洋中称为”赤潮”。

这些因素将导致鱼类等水生生物因缺氧而窒息死亡。

2.2 破坏生态环境
水体富营养化现象出现以后，会降低水体透明度，使下层水生植物光合作用严重受阻，而且植物呼吸本身也消耗大量的氧气。

氧的生成和释放量减少很多。

当藻类大量繁殖到一定程度，水体营养消耗枯竭时又会发生大面积的死亡，微生物分解那些死尸的时候会消耗大量氧，两种结果综合作用下会导致水中溶解氧浓度降低，从而引起水生动物，如鱼类、虾类的死亡。

而且有些蓝绿藻本身也可以释放出对鱼类和人类有毒的藻毒素，使水中生物大量死亡。

这样看来，整个水体生态结构都被破坏，直接影响生物链。

长久以往，还会加速海洋、湖
泊的消亡。

2.3 影响人类健康和城市的供水
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，如植物营养素氨氮，在特定的条件下也可转化为亚硝酸盐，它是亚硝胺的前体。

众所周知，亚硝胺、黄曲霉毒素、苯并芘是世界上三大致癌物质。

另外，水环境中某些藻类可释放出剧毒物质，这些有毒物质可以进入鱼类的体内，鱼肉中很容易合成胺类物质，它们会通过食物链进入到人们的餐桌，通过饮食损害人体健康甚至严重时可以致人死亡。

水体一旦发生富营养化，整个水质都会变坏，会散发出腥臭味道，里面甚至会含有毒素，这样下来，人们便不可以放心的安全饮用，水体需要严格的进行消毒、灭菌，富营养水体由于缺氧而产生硫化氢、甲烷和氨类等有毒有害气体以及水藻产生的某些有毒物质，更增加了制水过程中的技术难度，这样下来既影响制水厂的出水率，同时也加大了制水成本费用。

污染严重时，甚至会失去饮用价值。

所以直接影响城市供水。

2.4造成严重的经济损失
水体一旦发生富营养化，影响水质，就直接影响养殖业，造成直接损失；很多江河湖海本身就是旅游景点，水体富营养化，使水体散发腥臭，引发“水华”或“赤潮”，观赏价值严重降低，旅游系统便会崩溃，造成严重的经济损失。

而且，水体发生污染，国家就要花费大量的人力、物力和财力去治理，这样算来，水体富营养造成的损失不
可估计。

3 防止与防治方法
3.1防止方法
防止方法主要依据产生原因提出，首先，要减少工业废水、生活用水的排放，科学的处理工业废水和生活污水。

最重要的是减少含磷洗涤剂的制备，那些工业用水、生活废水要加强检测和管理，当它们处理到那些营养物质含量在一定水平下之后才准许排放。

其次，发展生态农业，减少肥料用量。

农业施肥中要根据实际情况合理施肥，改善施肥方法，减少肥料的使用量，同时保护水土，多种些树木涵盖水土，抵制开山伐木，避免水土流失带走大量的营养物质。

然后在畜牧业和养鱼业中，处理好动物的排泄物，不让它们直接随雨水等形式甚至直接进入水体污染江海湖泊。

3.2防治措施
3.21 物理方法
（1）工程性措施：清淤挖泥、深水曝气、湖内下层水抽取、人工打捞、引水稀释等措施。

引水冲污和稀释是指向富营养水体中引入寡营养盐、水质较好的水，冲刷并置换湖内的富营养水体，像我们大家洗碗一样，用干净的水，洗去碗里的脏东西。

但这个方法仅可在短期内缓解水体的富营养化状况，若外源和内源污染不能有效控制，引水冲污和稀释的效果不能长期保持。

清淤挖泥是对改善那些底泥营养物质含量高的水体一种有效的手段，但需要注意地点和深度。

当挖掘表层底泥后，可能会正好暴露出深层底泥高含量的可溶性磷和氨氮，使更
多的磷和氮从底泥中释放出来，进一步恶化水质。

所以，一定要事先观测好水下的各层次的含氮磷的泥土情况，这样便可以有目的的进行挖掘。

同时，我们要进行打捞，但是藻类太多的情况下，操作起来会相当困难。

虽然这类工程型措施可以达到较好的效果，但是成本偏高，可操作性差。

（2）吸附法与膜过滤法
这些都是最近研究出来的方法。

所谓吸附法就像吸铁石吸附铁一样，用活性炭和沸石等比表面积高的吸附物质来吸附水体中的藻类、悬浮物等，达到净化富营养水体的效果。

膜过滤法就是利用膜过滤技术以外加压力或化学势差为推动力，利用高分子膜实现藻类等杂质与水的分离。

这两种方法效率高，速度快，但是成本太大，只适用于小范围操作。

（3）紫外线法
大家都知道我们常用于紫外线的消毒灭菌作用，这种方法同样对藻类适用。

藻类等微生物在受到紫外线（波长190-400nm、）照射时，藻类细胞内的DNA螺旋体被紫外线的电磁能所破坏，导致细胞失去增殖的能力，从而达到灭活效应。

直接杀死藻类，但是这种方法虽然直接见效，成本太大。

3.22 化学方法
(1)化学药剂：讲到化学方法我们首先想到的就是化学药剂。

现在已经研究出来很多种化学药物来杀死藻类。

常见的有硫酸铜、二氧化氯等。

一般适合已经形成“水华”即污染严重的水体。

但是尽管藻类被
杀死，水藻腐烂分解仍旧会释放出磷。

所以，死藻应及时捞出，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。

虽然化学杀藻剂杀藻效果比较好，但由于水体水体流动性等的影响，会造成时效性差，不能立竿见影；同时，藻类被杀死后腐烂分解释放出的磷，会造成水体的二次污染，而且化学物质可能会释放些毒素，影响鱼类生长，污染水源。

所以，我们要开发研究新型的化学药剂，向污染小，见效快的方向发展。

（2）凝聚沉降：有许多种阳离子可以使磷有效地从水溶液巾沉淀出来，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。

通过向水体添加铁盐或铝盐，吸附或絮凝水体中的无机磷酸盐，降低水体中磷的浓度。

同时，铝盐能够形成氢氧化铝，沉淀在沉积物表层形成“薄层”，阻止沉积磷的释放。

同时粘土也可以吸附磷，将它们沉降下来。

但是这种方法需要添加大量的混凝剂，可能会造成二次污染，所以我们要斟酌水体污染程度，酌量而施。

3.23 生物技术
现在科学发展迅速，所有方法都向着安全生物生态的方向即生物技术进行。

在治理水体富营养化上的生物技术主要有：
（1）植物替代法
藻类在水体泛滥成灾，很大一方面就是他们占据了水体中有限的生态位，那么，如果我们将选用合适的替代品这些生态位占据了呢？经实验研究，凤眼莲、灯心草、知风草、鸭拓草、水翁、空心菜等都
是对氮、磷高吸收的植物，在富营养化的水体中种植这些植物，均会不同程度的收到对水的净化效果。

而且这些作物长了之后占据了生态位，同时又净化水体，两全其美。

这些植物生长过程中吸收了大量的氮、磷等营养物质，我们再把它转移出来，大量的营养物质便随之从水体中输出。

但是，我们要注意的是，一定要做好风险评估，尽量选择本地物种，避免造成生物入侵现象。

（2）加入微生物菌剂、吞噬藻类的生物
微生物作用与化学药物相类似，但环保，安全。

微生物进入水体后被迅速激活，并与水中藻类竞争营养源，从而使藻类因缺乏营养而死亡，沉入水底。

同时那些微生物还能继续降解死亡藻类，直至将其消灭，使水体变清。

生物修复除藻剂是目前世界上最先进的生物修复除藻产品，包含了能适合处理富营养化水体的十几种活性微生物和相应的酶，对水体中的水生生物以及人类等不产生危害及副作用。

自然界吞噬藻类的生物有很多，如饲养草鱼就可以控制藻类繁殖。

草鱼生长在亚洲，以水生植物和丝状藻为食。

因此可以作为一种生物方法来控制有害植物生长。

同时还有研究表明：鲢、鳙鱼对蓝藻消化率为3O～40％，鲢、鳙鱼每增加1kg生物量，就有50kg蓝藻被消耗掉。

还有一种噬藻体(Cyanophage)是以蓝藻为寄主的浮游病毒类群(也称蓝藻病毒)，因其能特异性地感染蓝藻并导致其死亡，是蓝藻“水华”潜在的控制因子。

微生物是降解废水、废物的主力，利用通过遗传工程改造的微生物将会成为治理污染，改善生态环境，保持生态平衡的有效方法。

不过这些方法使用的关键是如何选择能吞噬藻类的鱼类微
生物，并进行群落和数量的合理确定。

这个方法和生态位替代一样，必须做好风险评估。

基因工程一直是科学研究的热点，我们可以通过改造吞噬藻类的那些鱼类、微生物的基因，让他们更好地为人类服务。

【总结】
水体富营养化是不仅关系到我国的生态环境，也是一个世界性的环境问题，它的发生和治理直接关系我们的生存环境，所以我们要加快科学的研究步伐，向新型的无污染治理方向发展。

同时要保护环境，预防为主，综合防治，防止水体富营养化的严重趋势。

【参考文献】
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【3】郭玉峰，郑轶荣水体富营养化的控制与治理产业与科技论坛【4】胡耐根水体富营养化的成因及防治对策
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【6】周扬高州水库水体富营养化评价与控制对策研究
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