水體富營養(yǎng)化防治研究進(jìn)展

1、水體富營養(yǎng)化防治研究進(jìn)展摘要：在人類活動(dòng)的影響下，生物所需的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)大量進(jìn)入湖泊，河口，海灣等緩流水體，引起藻類及其它浮游生物迅速繁殖，水體溶解氧量下降，水質(zhì)惡化，魚類及其它生物產(chǎn)生變異現(xiàn)象，導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化發(fā)，水體富營養(yǎng)化使水質(zhì)變劣對人們的生活和周圍的環(huán)境造成了一系列影響和損失，面對日益嚴(yán)重的水體富營養(yǎng)化，應(yīng)該采取積極的態(tài)度。應(yīng)用科學(xué)的方法，在實(shí)踐的基礎(chǔ)上對水體富營養(yǎng)化這個(gè)環(huán)境問題進(jìn)行深入的研究。本文就是對目前的防治方法進(jìn)行了一些總結(jié)。關(guān)鍵詞：水體富營養(yǎng)化 危害 防治水體富營養(yǎng)化是指水體接納過量的氮，磷等營養(yǎng)物質(zhì)，使藻類以及其他水生生物異常繁殖，水體透明度和溶解氧變化，給飲用，工農(nóng)業(yè)

2、供水，水產(chǎn)養(yǎng)殖，旅游以及水上運(yùn)輸?shù)葞砭薮髶p失，并對人體健康構(gòu)成危害。因此，水體富營養(yǎng)化是水體受氮，磷等有機(jī)污染所產(chǎn)生的生態(tài)效應(yīng)。1：引言水體富營養(yǎng)化形成條件：第一，營養(yǎng)元索(特別足氮和磷)是形成水體富營養(yǎng)化的重要條件。根據(jù)1iebig 1940年提出的liebig最小值定律，“生物的生長決定于外界供給它所需養(yǎng)分中數(shù)量最少的那一種。通過藻類原生質(zhì)組成的分析，因此，藻類生長繁殖主要決定于氮和磷，特別是磷，在富營養(yǎng)化水體中磷含量的高低決定著藻類繁殖速度和富營養(yǎng)化的程度。第二，光是決定水體中綠色植物分布，生長的主要條件，它決定于水的透明度。水體中的光照強(qiáng)弱，水生植物光合強(qiáng)度的強(qiáng)弱直接影響水體的富營養(yǎng)

3、化。第三，溫度，水體溫度的時(shí)間變化(季節(jié)，晝夜)形成水體的運(yùn)動(dòng)，是影響水中氧和營養(yǎng)物質(zhì)的垂直運(yùn)動(dòng)和在各層分布的重要因素1。水體富營養(yǎng)化的控制因子2：1限制性營養(yǎng)物質(zhì)，所謂富營養(yǎng)化實(shí)質(zhì)上是指水體初級生產(chǎn)力異常增大的現(xiàn)象。支配這種初級生產(chǎn)力的營養(yǎng)性物質(zhì)，很顯然是富營養(yǎng)化的極為重要的指標(biāo)，也是主要控制因子根據(jù)A6P的測定，大多數(shù)湖泊是磷限制性的，但是也存在氮限制性的湖泊，并且富營養(yǎng)化程度越高，這種比例也就越大。當(dāng)然，過渡性的類型也是存在的。2溫度和照度在20度以下和40度以上，藻類生長率很小。同時(shí)，研究表明，6001x到3000lx是最適宜水華藻類異常增長的光照范圍。3溶解氧和PH值在低氧條件下，藻

4、類容易繁殖，在PH值很高的情況，藻類可以很好的生長，但同時(shí)高PH不利于底質(zhì)中磷，鐵，錳等物質(zhì)的溶出，這又是有利的一面。2：危害水體富營養(yǎng)化是我國許多湖泊，水庫的甫大環(huán)境問題，它已對這些水體的水資源利用產(chǎn)生了嚴(yán)重的障礙，富營養(yǎng)化的危害主要在以下兒方面：1水質(zhì)惡化。由于富營養(yǎng)化，湖泊，水庫水質(zhì)惡化具體表現(xiàn)在：水體中藍(lán)藻和綠藻大量繁殖，浮游植物個(gè)數(shù)增加：水體中懸浮物增加：產(chǎn)生有異味的有機(jī)物質(zhì)；水體的PH上升：深層溶解氧降低；。“水華”發(fā)生在富營養(yǎng)化比較嚴(yán)重的湖泊，如：巢湖，滇池，太湖，武漢東湖頻頻發(fā)生，部分海灣也因富營養(yǎng)化發(fā)生赤潮。32影響水場供水。水體富營養(yǎng)化的最大危害之一是影響水場的供水系統(tǒng)和水

5、質(zhì)。作為自來水水源的湖泊水庫由于藻類的繁殖造成自來水過濾池的堵塞和過濾效率降低。如；巢湖四水廠，滇池三水J。都受其影響同時(shí)，隨著水體富營養(yǎng)化的發(fā)展，產(chǎn)生一種富含鐵的自來水稱為“紅水”。3影響水產(chǎn)養(yǎng)殖。由于藻類的大量繁殖引起水中缺氧魚類等水生動(dòng)物面臨死亡的威脅。如，19869云南滇池圉鳳眼蓮等水生植物人量生長，覆蓋水面，擠壓養(yǎng)魚網(wǎng)箱。造成魚類大量死亡，損失慘重。南京玄武湖也曾發(fā)生過“水華”，魚類因缺氧而大量死亡。44對旅游業(yè)的影響。湖泊水庫都是人們的理想去處一旦發(fā)生富營養(yǎng)化就會因藻類大量繁殖而發(fā)生水體渾濁，臭味彌漫而大煞風(fēng)景使旅游觀光的價(jià)值大減。甚至喪失旅游功能。5影響作物生長。以富營養(yǎng)化的水作

6、灌溉用水，會使土壤產(chǎn)生大量的H2S，甲烷和有機(jī)酸，造成作物生理障礙影響?zhàn)B分吸收6加速湖泊衰亡。富營養(yǎng)化的湖泊中，浮游藻類大量繁殖，它們的排泄物和殘?bào)w伴隨流入湖泊的泥沙不斷在湖底堆積使湖床不斷抬高，湖水變淺，沼澤化，加速了衰老進(jìn)程。3：水體富營養(yǎng)化的防治與對策3.1:湖泊富營養(yǎng)化的防治措施湖泊富營養(yǎng)化的防治是水污染處理中一個(gè)較為復(fù)雜和困難的問題，至今還沒有任何單一的物理學(xué)、化學(xué)和生物學(xué)措施能較好地治理富營養(yǎng)化的水體。從目前對湖泊的治理情況來看，可以采取以下一系列措施。（一）加強(qiáng)宣傳教育與管理加強(qiáng)環(huán)境宣傳教育，提高全民的環(huán)境意識。改革目前的管理體制，建立有權(quán)威性的統(tǒng)一指揮和協(xié)調(diào)機(jī)構(gòu)，以保證各項(xiàng)治理

7、措施得以有效實(shí)施。加強(qiáng)湖泊流域的監(jiān)測工作，建立湖泊流域監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，重點(diǎn)對主要污染企業(yè)和入湖河道的水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)控；建立湖泊流域水質(zhì)污染和富營養(yǎng)化預(yù)警系統(tǒng)，為湖泊富營養(yǎng)化的治理提供科學(xué)的決策依據(jù)。(二)控制外源性營養(yǎng)物質(zhì)的輸入1流域水土保持工程與環(huán)湖綠化工程在湖泊上游采取工程措施、生態(tài)措施和農(nóng)業(yè)墾耕相結(jié)合的方法，實(shí)現(xiàn)水土保持的新局面，特別是要加強(qiáng)上游地區(qū)的植被覆蓋率的提高工作，這樣將會大大減輕湖泊營養(yǎng)物質(zhì)的輸入。在環(huán)湖大堤外側(cè)一定范圍內(nèi)營造防護(hù)林帶，這樣不僅能有效地防止水土流失，在一定程度上也起到了美化環(huán)境的作用。2加大對工業(yè)廢水和生活污水的處理加大對廢水、污水的處理力度，一方面要提高城市的污水處理率

8、，另一方面要加強(qiáng)集中處理時(shí)對污水的深度處理與脫氮除磷功能，逐步實(shí)現(xiàn)城市污水的達(dá)標(biāo)排放和污水回用。3控制農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染改進(jìn)施肥方式、灌溉方式，合理種植農(nóng)作物，推廣新型復(fù)合肥以減少化肥的使用量，減少農(nóng)業(yè)徑流引起的肥料損失，努力加強(qiáng)生態(tài)農(nóng)業(yè)體系的建設(shè)。(三)減少內(nèi)源性營養(yǎng)物質(zhì)的負(fù)荷1湖泊的生態(tài)修復(fù)工程生態(tài)修復(fù)可采用以下幾種方法：大型水生植被恢復(fù)工程：在湖泊適當(dāng)?shù)膮^(qū)域分別種植挺水植物(如蘆葦、菱草、蓮藕)、沉水植物(如馬來眼子菜、苦草、黑藻等)，通過生物量的收獲消除內(nèi)源負(fù)荷，美化環(huán)境。水產(chǎn)養(yǎng)殖工程：向湖泊中投放魚苗、河蚌，魚、蚌在生長過程中會從湖泊中攝取一定量的營養(yǎng)物質(zhì)，通過魚類和蚌類的收獲也可以帶出

9、湖體的氮、磷。2底泥疏浚工程底泥疏浚5旨在清除湖泊水體中的污染底泥，并為水生生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)創(chuàng)造條件，同時(shí)還應(yīng)與湖泊綜合整治方案相協(xié)調(diào)。3養(yǎng)殖污染控制工程人工養(yǎng)殖投餌已成為湖泊營養(yǎng)鹽的重要來源之一，因此，嚴(yán)格控制湖區(qū)圍網(wǎng)養(yǎng)殖面積，降低圍網(wǎng)養(yǎng)殖密度，大力推廣魚草輪養(yǎng)，減少養(yǎng)殖污染對于改善湖區(qū)水質(zhì)具有重要意義。3.2：大型水生植物對富營養(yǎng)化的控制植物為主的富營養(yǎng)化水體修復(fù)系統(tǒng)，主要由太陽能來驅(qū)動(dòng)，對富營養(yǎng)化水體處理的過程中還可回收資源和固定能源，加之處理過程中基本不使用化學(xué)品，也不會產(chǎn)生有害副產(chǎn)物，是一種非常環(huán)保的處理技術(shù)，具有以下優(yōu)勢：凈化所需的能源由光合作用提供；許多植物具有美學(xué)價(jià)值，能改善景觀

10、生態(tài)環(huán)境；植物可被收割和利用，創(chuàng)造新的價(jià)值；可作為介質(zhì)所受污染程度的指示物；能固定土壤或底泥中的水分，圈定污染區(qū)，防止污染源進(jìn)一步擴(kuò)散；為降解微生物提供了良好的柄息場所，有利于微生物的生存。水生植物龐大的根系為細(xì)菌提供了多樣性的生境，且植物可輸送氧氣至根區(qū)，有利于微生物的好氧呼吸。與傳統(tǒng)的一些處理方式相比，它的優(yōu)勢在于：低投資，低能耗、處理過程與自然生態(tài)系統(tǒng)有更大的相融性等6。植物系統(tǒng)凈化富營養(yǎng)化水體和主因是通過植物的吸收作用，根區(qū)微生物的降解作用，植物的口廈附、過濾和沉淀作用，植物的抑制藻類生長的作用及作為生態(tài)系統(tǒng)的牛產(chǎn)者來凋節(jié)其他生物種類和數(shù)量的作用米完成的。3.3：微生物修復(fù)微生物對富營

11、養(yǎng)化水體也有很好的凈化作用。研究表明，微生物凈化富營養(yǎng)化水體主要是因?yàn)樗鼈兙哂薪到獾哪芰?。研究表明，微生物對一個(gè)穩(wěn)定人工生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展、運(yùn)轉(zhuǎn)和維持起著積極的作用。微生物對植物生長也起到一定的調(diào)節(jié)作用，根際微生物可促進(jìn)植物結(jié)實(shí)和分裂生成小植株，微生物在富營養(yǎng)化水體的凈化和生態(tài)恢復(fù)的過程中起著積極的作用。目前國內(nèi)在這方面進(jìn)行了很多研究7-8，中國科學(xué)院南京地理與湖泊研究所利用固定化增殖氮循環(huán)細(xì)菌群SBR法凈化富營養(yǎng)化湖水，經(jīng)固定化細(xì)菌群ZBR工藝凈化后，總氮下降75，氨氮下降91.5，COD下降75，水質(zhì)得到明顯的改善7。利用菌根真菌生產(chǎn)生物菌肥既可增加農(nóng)作物產(chǎn)量又可減少農(nóng)業(yè)面源污染對水體的污染9

12、，菌根真菌在控制水體富營養(yǎng)化中將起到積極的作用。3.4:水生動(dòng)物修復(fù)用水生動(dòng)物來凈化富營養(yǎng)化水體，主要是利用放養(yǎng)食浮游植物的動(dòng)物來減少藻類等浮游植物對水體造成的危害。研究認(rèn)為，水體富營養(yǎng)化的防治除了對藻類等浮游植物的修復(fù)外，對負(fù)有動(dòng)物的防治也不能忽視10。防治浮游動(dòng)物繁盛最有效的辦法就是放養(yǎng)鳙魚，而放養(yǎng)鰱魚通常是為了消滅浮游植物。放養(yǎng)鰱鳙的多少及如何搭配亦值得研究。鰱鳙混養(yǎng)時(shí)，鰱魚大量攝取浮游植物，從而抑制了以浮游植物為食的浮游動(dòng)物的生長和繁殖；如果鳙魚的數(shù)量放養(yǎng)過多，就得不到足夠的食物，生物量受到抑制。放養(yǎng)太少，不能充分利用餌料而影響產(chǎn)量。合理地搭配鰱鳙的放養(yǎng)數(shù)量，可充分地利用天然餌料，減少

13、浮游植物和浮游動(dòng)物的數(shù)量，既可治理水體的富營養(yǎng)化，又可提高經(jīng)濟(jì)效益，是一項(xiàng)非常值得研究的生物修復(fù)技術(shù)。3.5：物理化學(xué)方法防治脫氮的物理化學(xué)方法有氨汽提法、沸石法和折點(diǎn)氯處理法等。但這些方法只能去除銨態(tài)氮，所以在二級處理中如果發(fā)生亞硝酸化和硝酸化反應(yīng)，這些處理方法就不起作用。物理除磷法有電滲析，反滲透等，但價(jià)格都較昂貴，且磷的去除率不高，僅10%。而采用金屬鹽的化學(xué)除磷技術(shù)，效果穩(wěn)定可靠。對于除磷，目前技術(shù)上信得過的方法是各種混凝沉淀法，但需添加大量的混凝劑，所產(chǎn)生的大量難脫水的化學(xué)污泥不但很難處理，且可能有毒性，造成二次污染。國內(nèi)外，較成熟的除磷處理工藝有厭氧好氧法（A/O）和厭氧缺氧好氧法

14、（A2/O）11。由于化學(xué)除磷要產(chǎn)生大量的化學(xué)污泥，人們對此進(jìn)行了深入的研究，并開發(fā)出了新型的化學(xué)藥劑12，涉及新型的反應(yīng)器以減少藥劑的使用量。4:結(jié)語水體富營養(yǎng)化是一個(gè)日益嚴(yán)重的環(huán)境污染問題。對湖泊生態(tài)系統(tǒng)來說，水就相當(dāng)于陸地生態(tài)系統(tǒng)中的土壤。土壤通過其支撐的動(dòng)植物來體現(xiàn)其對人類生存的價(jià)值，而淡水生態(tài)系統(tǒng)中的水體本身就直接提供了人類社會生存的物質(zhì)基礎(chǔ)，但高度富營養(yǎng)化的淡水生態(tài)系統(tǒng)將屋其飲用水資源的極度破壞。雖然這類湖泊生態(tài)系統(tǒng)的生物生產(chǎn)力功能大大提高，對人類來說極其寶貴的飲用水源功能卻嚴(yán)重退化，嚴(yán)重地威脅著人們的身體健康。為此，我們要充分意識到它的危害性，真正要解決水資源污染問題，關(guān)鍵要從水

15、資源可持續(xù)利用的角度從水資源配備、節(jié)約、保護(hù)、開源四方面去下工夫開展工作。建議湖泊，水庫的治理思路慮以水域允許納污能力為總量控制基礎(chǔ)，以經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整為契機(jī)，以水資源配置為限制手段，以治污、截流、引水、清淤為綜合措施，以加強(qiáng)流域統(tǒng)一管理和監(jiān)督為保障。準(zhǔn)備以較長的時(shí)問、較大的投資，來根治湖泊，水庫的水體富營養(yǎng)化水體中氮、磷含量過高是導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化的根本原因，其中磷含量是評價(jià)水體富營養(yǎng)化的重要指標(biāo)。氮、磷的來源有農(nóng)業(yè)排水、居民生活污水、洗滌劑、工業(yè)污染源及底泥釋放磷等內(nèi)部來源。由于各污染源對富營養(yǎng)化的影響程度不同，故在制訂對富營養(yǎng)化的防治措施前對水體中氮、磷的主要來源進(jìn)行分析是非常必要的。對富營養(yǎng)

16、化的防治，應(yīng)采取預(yù)防和治理相結(jié)合的方法。預(yù)防的手段包括科學(xué)施肥、加強(qiáng)植樹造林、洗滌劑禁磷等方法。治理手段包括建立水生生態(tài)系統(tǒng)處理污水和直接疏浚底泥和建立引水工程等措施。只要在思想上、政策上及技術(shù)上都重視水體富營養(yǎng)化問題，水體的質(zhì)量就能得到相應(yīng)的保證。5：參考文獻(xiàn)1:張忠祥,錢易著,城市可持續(xù)發(fā)展與水污染防治對策。中國建筑工業(yè)出版杜，19982:孫鐵衍,周啟星,李培軍主編,污染生態(tài)學(xué)，北京科學(xué)出版社，20013:赤潮水體富營養(yǎng)化的后果,4:水體富營養(yǎng)化,5:玉成,污染環(huán)境生態(tài)修復(fù)工程,北京：化學(xué)工業(yè)出版社，20036:種云霄,胡洪葵,錢易.大型水生植物在水污染治理中的應(yīng)用研究進(jìn)展.J環(huán)境污染浩理技術(shù)與設(shè)備，2003,4(2):36407:李正魁,濮培民固定化增殖氮循環(huán)紐菌群SBR法凈化富營養(yǎng)化湖水J核技術(shù)，2001，24(8)：6746798:李雪梅,楊巾藝,簡曙光,等.有效微生物群控制湖泊富營養(yǎng)化藍(lán)藻的效應(yīng)J中山大學(xué)學(xué)報(bào),2000,39(1):81-85.9:宋關(guān)玲,侯文華,汪群慧,等.菌根真菌在控制湖泊面源污染的應(yīng)用前景J.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào).2005,36(1):124128.10:GUANLING SONG.WENHUA HOU.QUNHUI Effect of low temperature on eutrophicated water body