湖泊富營養(yǎng)化的形成原因及其生態(tài)修復(fù)

湖泊富養(yǎng)分化的形成緣由及其生態(tài)修復(fù)姓名：黃艷紅學號：10082096摘要：近些年來，因經(jīng)濟的快速進展，各種有毒有害物質(zhì)的大量排入水體,導致我們國家湖泊水體富養(yǎng)分化呈現(xiàn)迅猛進展的趨勢，水體污染特別嚴峻，對人民生活和經(jīng)濟進展產(chǎn)生巨大影響。水體富養(yǎng)分化的形成與養(yǎng)分物質(zhì)、溶解氧、光照、溫度、水動力、底泥以及光線和PH值等影響因素有關(guān)。在分析了水體富養(yǎng)分化的成因以及危害的基礎(chǔ)上才是出了物理、化學、生物的修復(fù)技術(shù)的原理和方法，為處理湖泊富養(yǎng)分氧化的問題供應(yīng)了方向。關(guān)鍵詞：富養(yǎng)分化水體污染形成緣由修復(fù)技術(shù)前言近年來，隨著我們國家經(jīng)濟的快速進展，排污量日益增加，加上長期以來人們對湖泊資源的不合理開發(fā)，大量含有氮、磷元素養(yǎng)分物質(zhì)的污染物不斷排入湖（庫），使水體的養(yǎng)分物質(zhì)負荷量不斷增加，造成水體富養(yǎng)分化。水體富養(yǎng)分化不僅對水體水質(zhì)有嚴峻影響，而且影響到周邊水環(huán)境和人文景觀。據(jù)資料顯示，由于排入湖體的氮、磷等養(yǎng)分物質(zhì)在不斷增加，我們國家湖水水質(zhì)的富養(yǎng)分化過程大大加快。在我們國家131個主要湖泊和39個大中型水庫中，已達富養(yǎng)分程度的湖泊有67個，占調(diào)查湖泊總數(shù)的51.3%。因此，修復(fù)湖泊的富養(yǎng)分化問題儼然成了當今社會的主要問題之一。一、水體富養(yǎng)分化的成因與危害1、水體富養(yǎng)分化的成因富養(yǎng)分化指湖泊、水庫、緩慢流淌的河流以及某些近海水體中氮、氧營等植物養(yǎng)分物質(zhì)過度從而引起水體植物的大量生長，從而引起水質(zhì)污染現(xiàn)象。在自然條件下，隨著河流夾帶沖擊物和水生生物殘骸在湖底的不斷沉降淤積，湖泊會從貧養(yǎng)分湖過渡為富養(yǎng)分湖，進而演化為沼澤和陸地，這是極為緩慢的過程。但由于人類的活動，將大量工業(yè)廢水和生活污水以及農(nóng)田徑流中的植物養(yǎng)分物質(zhì)排入湖泊、水庫、河口、海灣等緩流水體后，水生生物尤其是藻類將大量繁殖，使生物量的種群種類數(shù)量發(fā)生轉(zhuǎn)變，破壞了水體的生態(tài)平衡。大量死亡的水生生物沉積到湖底，被微生物分解，消耗大量的溶解氧，使水體溶解氧含量急劇降低，水質(zhì)惡化，以致影響到魚類的生存，大大加速了水體的富養(yǎng)分化過程。水體富養(yǎng)分化的形成主要受養(yǎng)分物質(zhì)、溶解氧、氣溫、光照、水動力和底泥等因素的影響。?養(yǎng)分物質(zhì)。水體富養(yǎng)分化的根本緣由是養(yǎng)分物質(zhì)的增加。淡水水域藻類大量增殖的限制因子主要是磷，其次是氮，可能還有碳、微量元素或維生素。在相宜的光照、溫度、pH值和具備充分養(yǎng)分物質(zhì)的條件下，自然水中藻類進行光合作用，合成本身的原生質(zhì)。②溶解氧。依據(jù)湖水中光合作用產(chǎn)氧和污染物氧化降解的耗氧過程可知，水體溶解氧下降有利于藍藻的生長，而對其他藻類生長不利。當水體中氮磷過度富集，水中養(yǎng)分物質(zhì)增多，促使自養(yǎng)型生物生長旺盛，特殊是藍藻和紅藻的個體數(shù)量快速增加，而其他藻類的種類則漸漸削減。魚類等對藻類的消費力量趕不上藻類的繁殖速度，水中藻類越長越多，藻類生物集中在水層表面，光合作用釋放出的氧溶解在水體表層，表層水面形成氧飽和溶液，從而阻擋了大氣向水體進行復(fù)氧。與此同時，大量死亡的海藻在分解時也要消耗水中的溶解氧，這樣水中的溶解氧就會急劇削減，甚至可降至零，從而導致水中的魚類等動物大量窒息死亡，水體生態(tài)平衡被破壞，水質(zhì)惡化。③溫度和光照。溫度和光照是影響藻類生長的最重要的物理因子。在肯定范圍內(nèi)，藻類數(shù)量隨光強及溫度的增加而增加，并且溫度的影響大于光強，假如光照和溫度都較相宜，則藻類過度生長，水體可能產(chǎn)生富養(yǎng)分化。④水動力。水體富養(yǎng)分化需要有合適的場所和緩慢的水流流態(tài)，一般多在湖泊、水庫、河口、海灣、內(nèi)海等水體內(nèi)發(fā)生。緩流水體一方面不利于養(yǎng)分物質(zhì)的集中，加劇了養(yǎng)分物質(zhì)特殊是氮、磷的積累，為藻類的繁殖、生長供應(yīng)了養(yǎng)分熱出；另一方面，緩流的水體為一些較適應(yīng)緩流水體的藻類如藍藻、綠藻的生存供應(yīng)了相宜的水力條件。⑤底泥。對很多湖泊的調(diào)查資料表明，在湖泊環(huán)境發(fā)生變化時，如入湖養(yǎng)分鹽負荷量削減或完全截污后，湖泊仍舊可以發(fā)生富養(yǎng)分化，甚至消失水華，這一現(xiàn)象在淺水湖泊中表現(xiàn)得尤為突出。究其緣由，主要受湖泊沉積物的影響，在肯定條件下，沉積物中的養(yǎng)分鹽可能成為湖泊富養(yǎng)分化的主導因子。養(yǎng)分元素在水體及其底部沉積物間存在溶解、沉積動態(tài)平衡，外源性養(yǎng)分物進入水體后，通過物理、化學和生物學作用沉積究竟泥中，而當水體養(yǎng)分物含量降到肯定限度時，底泥中的養(yǎng)分物將重新釋放到水體中。⑥光線和PH值。充分的陽光照耀是藻類旺盛繁殖的必要條件。水的上層有陽光照耀成為富光區(qū)，光合作用強，起所產(chǎn)生的氧氣甚至可使水中溶解氧達到飽和程度；下層水中，由于上層藻類密度大而使光線不易透下，成為弱光至無光區(qū)，主要進行藻類的呼吸作用以及異氧菌對有機質(zhì)的旺分解作用，消耗大量的氧而使下層處于缺氧狀態(tài)。而藻類生長的最適PH值為7~9,此時，在肯定范圍內(nèi)，藻類生長旺盛,進而加重了富養(yǎng)分化的現(xiàn)象。2、水體富養(yǎng)分化的危害?對漁業(yè)生產(chǎn)的影響。水體富養(yǎng)分化危害水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)。富養(yǎng)分化造成水體透亮度降低，陽光難以穿透水層，從而影響水中植物的光合作用和氧氣的釋放；同時，浮游生物的大量繁殖，消耗了水中大量的氧，使水中溶解氧嚴峻不足，造成魚類缺氧窒息死亡。有些藻類的分泌液或死亡分解后產(chǎn)生的黏液，可以附著在魚蝦貝類的鰻上，使它們窒息死亡。魚蝦貝類吃了含有毒素的藻類后，也會發(fā)生中毒死亡也②對水生生態(tài)的影響。處于富養(yǎng)分化的水體，水體的正常生態(tài)平衡被破壞，原有的水生生物類群被打破，水生生物種類削減，多樣性受到破壞。湖泊自身各種功能特殊是生態(tài)系統(tǒng)嚴峻退化，最終可能會使某些湖泊老化，成為生命力丟失的死水，甚至干枯死亡。③對人體健康的危害。水體富養(yǎng)分化導致水體的水質(zhì)下降，對人體健康產(chǎn)生很大的威逼。水質(zhì)下降有時只表現(xiàn)為感官性狀的變化，使水體變得腥臭難聞，如束絲藻屬和魚腥藻屬呈現(xiàn)豬糞味，腔球藻屬呈現(xiàn)爛草味，空球藻呈現(xiàn)魚腥味；有時卻可能含有致病毒素，如藍藻門的不定腔球藻、銅綠微囊藻分泌的帶毒性的物質(zhì)可引起人畜消化道疾病。此外，富養(yǎng)分化水體中含有過度的亞硝酸鹽和硝酸鹽，人畜長期飲用這些物質(zhì)含量超過肯定標準的水或食用這種水中生長的魚、植物則會導致中毒、致病。二、處理湖泊富養(yǎng)分化的修復(fù)技術(shù)1.物理方法(1)污水分流。湖泊富養(yǎng)分化的一個重要緣由就是外源污染。工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的污水直接排放到湖泊是造成湖泊水體養(yǎng)分鹽含量增加的主要緣由。通過對排放管道的改造，將污水的排放引至別處，是防治湖泊富養(yǎng)分化重要的、有效的措施。(2)換水/稀釋。湖泊內(nèi)養(yǎng)分鹽含量過多，通過換水/稀釋可以直接將湖泊水體內(nèi)的養(yǎng)分鹽濃度降低，同時可以排解掉大量的養(yǎng)分鹽。(3)深層排水。湖泊底層養(yǎng)分物含量高，一般而言，底層水的養(yǎng)分鹽濃度高于表層水，當水流轉(zhuǎn)時，底層湖水進入上層，引起表層湖水養(yǎng)分物含量的增加。(4)曝氣/混合。采納機械攪拌、壓縮空氣、水泵、噴射泵等方法進行曝氣和促進水的流淌，可以防止底泥釋放磷，改善氧氣狀況，加強礦化作用，降低浮游植物光合作用等效果。⑸挖泥。富養(yǎng)分化湖泊中的底部沉積物常是一個養(yǎng)分庫，在肯定條件下可不斷釋放磷,這稱為內(nèi)部負荷。當外部負荷削減后，內(nèi)部負荷可補償，使富養(yǎng)分化現(xiàn)象連續(xù)存在。挖泥可以直接去除底泥中的養(yǎng)分鹽含量，減輕內(nèi)部負荷對湖泊的影響。(6)機械收草藻。采用機械收割裝置直接收獲水草和藻戔可以直接改善湖泊的表層生態(tài)環(huán)境，同時，水草和藻類本身就會汲取大量的養(yǎng)分鹽，通過對它們的收獲也可以從湖泊中去除養(yǎng)分鹽。2.化學方法Q)深水曝氣技術(shù)。養(yǎng)分鹽類的大量注入，致使藻類及浮游生物特別繁殖，水體溶解氧急速下降，在水與底泥的交界面甚至消失厭氧現(xiàn)象。在深水進行人工曝氣，可以在不轉(zhuǎn)變水體分層的狀態(tài)下提高溶解氧濃度；其次還可以降低氨氮、鐵、鎰等離子性物質(zhì)的濃度，可有效改善厭氧狀況。(2)養(yǎng)分物鈍化。采用鋁鹽與無機和顆粒磷產(chǎn)生沉淀，可以削減水體中磷的含量，鐵鹽(氯鹽或鋁鹽)、硫酸鋁鐵、泥土顆粒和石灰泥都有類似的功能，鈣鹽也是相當有效的養(yǎng)分物鈍化劑。(1)水生植物修復(fù)技術(shù)。采用適合相應(yīng)湖體環(huán)境的水生植物及其共生的微環(huán)境，來去除水體中的污染物質(zhì)。水生植物在其生長期間可有效汲取與富集水中和底質(zhì)中的養(yǎng)分鹽，起著〃養(yǎng)分泵"和"養(yǎng)分庫”的作用。合理構(gòu)建并維持水生植物的生物量，可轉(zhuǎn)移出氮、磷等養(yǎng)分鹽，各類漂移植物、浮葉植物、挺水植物和沉水植物等水生植被的恢復(fù)和重建可有效安排水體養(yǎng)分鹽，避開單一優(yōu)勢種的過度滋生，保持水體凈化力量。(2)水生動物修復(fù)技術(shù)在湖泊水庫生態(tài)系統(tǒng)中，水體中的藻類除受養(yǎng)分物質(zhì)的掌握外，作為食物鏈中的一環(huán)，也受到浮游動物和魚類的掌握。因此，可以通過調(diào)控食物鏈的環(huán)節(jié)來達到改善湖泊水庫水質(zhì)的目的。(3)生物膜技術(shù)。采用比表面積較大的自然材料或人工介質(zhì)為載體，采用其表面形成的粘液狀生物膜，對污染水體進行凈化。載體上富集的大量微生物能有效攔截、吸附、降解污染物質(zhì)。此外，還有人工濕地技術(shù)。人工濕地具有獨特而簡單的凈化機理，它能夠采用基質(zhì)?微生物■植物這個復(fù)合的生態(tài)系統(tǒng),綜合物理、化學和生物的三重協(xié)調(diào)作用，通過過濾、吸附、共沉淀、離子交換、植物汲取和微生物分解來實現(xiàn)對廢水中有害物質(zhì)的去除，同時通過養(yǎng)分物質(zhì)和水分的循環(huán)，實現(xiàn)廢水的資源化和無害化。結(jié)語水體富養(yǎng)分化破壞了水體原有生態(tài)系統(tǒng)的平衡，給環(huán)境帶來很多危害。對受污染的江河、湖泊、水庫水體進行修復(fù),是經(jīng)濟社會進展以及生態(tài)環(huán)境建設(shè)的迫切需要。依據(jù)資料顯示，生物修復(fù)技術(shù)投資少、運行便利、能耗低，是一條合理的水體污染治理路線。此外，應(yīng)將湖泊作為一個有機的整體來對待，治理湖泊富養(yǎng)分化時，應(yīng)避開采納單一的修