水体富营养化及相关防治.docx

水体富营养化及相关防治摘要：在介绍了水体富营养化的原因、来源及危害的基础上对水体富营养化的防治措施进行了归纳总结 关键词：富营养化、污染物来源、危害、对策一、 水体富营养化水体富营养化(eutrophication)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 在自然条件下，湖泊也会从贫营养状态过渡到富营养状态，不过这种自然过程 非常缓慢而人为排放含营养物质的工业废水和生活污水所引起的水体富营养 化则可以在短时间内出现水体出现富营养化现象时，浮游藻类大量繁殖，形 成水华因占优势的浮游藻类的颜色不同，水面往往呈现蓝色、红色、棕色、 乳白色等这种现象在海洋中则叫做赤潮或红潮二、营养物质的来源水体中过量的氮、磷等营养物质主要来自未加处理或处理不完全的工业 废水和生活污水、有机垃圾和家畜家禽粪便以及农施化肥，其中最大的来源 是农田上施用的大量化肥1) 氮源农田径流挟带的大量氨氮和硝酸盐氮进入水体后，改变了其中原有的氮平 衡，促进某些适应新条件的藻类种属迅速增殖，覆盖了大面积水面。

例如我 国南方水网地区一些湖叉河道中从农田流入的大量的氮促进了水花生、水葫 芦、水浮莲、鸭草等浮水植物的大量繁殖，致使有些河段影响航运在这些 水生植物死亡后，细菌将其分解，从而使其所在水体中增加了有机物，导致 其进一步耗氧，使大批鱼类死亡最近，美国的有关研究部门发现，含有尿 素、氨氮为主要氮形态的生活污水和人畜粪便，排入水体后会使正常的氮循 环变成“短路循环”，即尿素和氨氮的大量排入，破坏了正常的氮、磷比例， 并且导致在这一水域生存的浮游植物群落完全改变，原来正常的浮游植物群 落是由硅藻、鞭毛虫和腰鞭虫组成的，而这些种群几乎完全被蓝藻、红藻和小的鞭毛虫类(Nannochloris属，Stichococcus属)所取代2) 磷源 水体中的过量磷主要来源于肥料、农业废弃物和城市污水据有关资料说 明，在过去的 15 年内地表水的磷酸盐含量增加了 25 倍，在美国进入水体的 磷酸盐有 60％是来自城市污水在城市污水中磷酸盐的主要来源是洗涤剂， 它除了引起水体富营养化以外，还使许多水体产生大量泡沫水体中过量的 磷一方面来自外来的工业废水和生活污水另方面还有其内源作用，即水体 中的底泥在还原状态下会释放磷酸盐，从而增加磷的含量，特别是在一些因 硝酸盐引起的富营养化的湖泊中，由于城市污水的排入使之更加复杂化，会 使该系统迅速恶化，即使停止加入磷酸盐，问题也不会解决。

这是因为多年 来在底部沉积了大量的富含磷酸盐的沉淀物，它由于不溶性的铁盐保护层作 用通常是不会参与混合的但是，当底层水含氧量低而处于还原状态时(通常 在夏季分层时出现)，保护层消失，从而使磷酸盐释入水中所致三、水体富营养化的危害 水体富营养化是许多湖泊、水库的主要环境问题，被人形象地称为“生态癌”， 它的存在已经严重妨碍了对这些水体作为资源的利用，造成了环境和经济的 重大损失水体富营养化的主要表现特征是:(1) 藻种减少，水体中的蓝藻和绿藻大量繁殖，浮游生物个体数巨增;(2) 由于浮游生物、细菌的大量增加导致水中的悬浮物大量增加，透明度降 低;(3) 产生有异味的有机物质;(4) 死亡的藻类残体分解释放使水体维持较高的TN、TP;水体pH值上升；(5) 水体的氧平衡被破坏6) 在富营养化比较严重的水体中，会频发水华 湖库环境中，富营养化的危害主要表现在以下几个方面: (1)散发出腥味异臭在富营养状态的水体中生长着很多藻类，其中有一些藻类能够散发出腥异臭藻类散发出的这种腥臭，向湖泊四周的空气扩散，直接影响人 们的正常生活，给人不舒适的感觉，同时，这种腥臭味也使水味难闻，大大降低 了水体质量。

2)降低水体的透明度 在富营养水体中，生长着以蓝藻、绿藻为优势种类的大量水藻这些水藻浮 在湖水表面，形成一层“绿色浮渣”，使水质变得浑浊，透明度明显降低，富营养 严重的水体透明度仅有 0.2 米，湖水感官性状大大下降3) 影响水体的溶解氧 富营养湖泊的表层，藻类可以获得充足的阳光，从空气中获得足够的二氧化 碳进行光合作用而放出氧气，因此表层水体有充足的溶解氧但是，在富营养湖 泊深层，情况就不同，首先是表层的密集藻类使阳光难以透射至湖泊深层，而且 阳光在穿射过程中因被藻类吸收而衰减，深层水体的光合作用受到限制，使溶解 氧来源减少其次，湖泊藻类死亡后不断向湖底沉积，不断地腐烂分解，也会消 耗深层水体大量的溶解氧，严重时可能使深层水体的溶解氧消耗殆尽而呈厌氧状 态，使得需氧生物难以生存这种厌氧状态，可以触发或者加速底泥积累的营养 物质的释放，造成水体营养物质的高负荷，形成富营养水体的恶性循环4) 向水体释放有毒物质富营养化对水质的另一个影响是某些藻类能够分泌、释放有毒性的物质，有 毒物质进入水体后，若被牲畜饮入体内，可引起牲畜肠胃道疾病在适宜的环境 条件下，蓝绿藻在水中容易形成水华，人若饮用也会发生消化道炎症，有害人体 健康，水中蓝绿藻毒素与肝癌的关系尤其受到关注。

5) 影响供水水质并增加制水成本湖泊常常是生活饮用水和工业用水的供给水源富营养水体在作为供给水源 时，会给制水厂带来一系列问题首先是在夏日高温藻类增殖旺盛的季节，过量 的藻类会给制水厂在过滤过程中带来障碍，造成自来水厂过滤池的堵塞和过滤效 率降低，需要改善或增加过滤措施其次，富营养水体由于缺氧而产生铁、硫化 氢、甲烷和氨等有毒有害物质，同时水藻也产生一些有毒物质，在制水过程中， 引起饮用水水质下降，更增加了水处理的技术难度，加大了制水成本这种富含 铁的自来水往往会散发出一种令人不快的气味，同时还会在水管内形成铁锈，产 生所谓“红水”，使自来水完全丧失功能目前，在西方国家，富营养水体已经被 禁止作为饮用水源6) 对水生生态的影响在正常情况下，水体中各种生物都处于相对平衡的状态但是，一旦水体受 到污染而呈现富营养状态时，这种正常的生态平衡就会被扰乱，某些种类的生物 明显减少，而另外一些生物种类则显著增加，物种丰富度显著减少这种生物种 类演替会导致水生生物的稳定性和多样性降低，破坏其生态平衡7) 影响水产养殖由于藻类的大量繁殖，引起水中缺氧，鱼类等水生动物面临窒息死亡的威胁 南京玄武湖就曾发生过藻类疯长，鱼类因缺氧而大量死亡的事故。

同时一些资料 表明，在富营养化的水体中，水生生物的群落、种类结构发生变化，一些耐污种 的个体数猛增，相反，一些非耐污种数量减少甚至消失，一些优质鱼类等经济水 产种类也会大量减少甚至消失，而低劣种类会有所增加，使得水产养殖的经济效 益大幅度下降8) 影响旅游和航运 水体一旦发生富营养化，因藻类大量繁殖，水体透明度下降，水质浑浊，水 面藻华聚集，臭味弥漫，严重影响湖库的旅游观光，甚至丧失旅游价值此外， 富营养水体中生长的大量浮游生物，还会堵塞航道，影响航运四、水体富营养化的防治对策富营养化的防治对策：富营养化的防治是水污染处理中最为复杂和困难的问 题这是因为：①污染源的复杂性，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，又有内源性这就给控制污染源带来了困难； ②营养物质去除的高难度，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、磷本章仅简要介绍富营养化水体中除磷和除氮的方法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 果减少或者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。

为此，首先应该着重减少或者截断外部营养物质的输入，控制外源性营养物质， 应从控制人为污染源着手，应准确调查清楚排入水体营养物质的主要排放源，监 测排入水体的废水和污水中的氮、磷浓度，计算出年排放的氮、磷总量，为实施 控制外源性营养物质的措施提供可靠的科学依据2)减少内源性营养物质负荷 输入到湖泊等水体的营养物质在时空分布上是非常复杂的氮、磷元素在水 体中可能被水生生物吸收利用，或者以溶解性盐类形式溶于水中，或者经过复杂 的物理化学反应和生物作用而沉降，并在底泥中不断积累，或者从底泥中释放进 入水中减少内源性营养物负荷，有效地控制湖泊内部磷富集，应视不同情况， 采用不同的方法主要的方法有：①工程性措施：包括挖掘底泥沉积物、进行水 体深层曝气、注水冲稀以及在底泥表面敷设塑料等挖掘底泥，可减少以至消除 潜在性内部污染源；深层曝气，可定期或不定期采取人为湖底深层曝气而补充氧， 使水与底泥界面之间不出现厌氧层，经常保持有氧状态，有利于抑制底泥磷释放 此外，在有条件的地方，用含磷和氮浓度低的水注入湖泊，可起到稀释营养物质 浓度的作用②化学方法：这是一类包括凝聚沉降和用化学药剂杀藻的方法，例 如有许多种阳离子可以使磷有效地从水溶液中沉淀出来，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。

例如 美国华盛顿州西部的长湖是一个富营养水体， 1980 年 10 月用向湖中投加铝盐的 办法来沉淀湖中的磷酸盐在投加铝盐后的第四年夏天，湖水中的磷浓度则由原 来的65yg/L降到30yg/L，湖泊水质有较明显的改善在化学法中，还有一种方 法是用杀藻剂杀死藻类这种方法适合于水华盈湖的水体杀藻剂将藻杀死后， 水藻腐烂分解仍旧会释放出磷，因此，应该将被杀死的藻类及时捞出，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③生物性措施：利用 水生生物吸收利用氮、磷元素进行代谢活动以去除水体中氮、磷营养物质的方法参考文献：《水体富营养化及其防治》——海陵教育《水体富营养化成因及对策毕业论文》——百度文库《水体富营养化及其防治技术》——河北北方学院理学院化学系《环 境化学》结课论文《水体富营养化》——百度文库水体富营养化》——百度百科。