水体富营养化-中国

浅谈水体富营养化摘要：本文主要是对湖泊富营养化现状的分析，以及富营养化形成原因、机理和所造成危害的相关分析，再根据不同的环境条件以及成因说明防治的手段和方法。关键字：富营养化现状危害治理首先，什么是营养化。富营养化是在人类活动的影响下,为生物所需的氮、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。富营养化可分为天然富营养化和人为富营养化。在自然条件下,湖泊也会从贫营养状态过渡到富营养状态,沉积物不断增多,不过这种自然过程非常缓慢,常需几千年甚至上万年。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现象,可以在短时期出现。湖泊富营养化是当今世界面临的最主要的水污染问题。随着城市化进程和工业的快速发展，以及农业上化肥、农药的大量使用，湖泊水体富营养化进程日趋加快，已严重影响水体水质和水环境，导致湖泊自身调节功能的减退，水生态系统失衡。水体富营养化受到越来越多的重视。中国幅员辽阔，江河、湖泊和水库众多，这些不同类型的水体支持着各种生活和生产用水功能。据统计，面积大于1km2的湖泊有2305个（不含时令湖），湖泊总面积为71787km2，，蓄水量7088m3。根据“七五”期间的调查结果，中国大部分湖泊（水库）水域尚能满足多种用水目的，但由于受人类活动的影响，富营养化已成为各类水体水功能的障碍，城市水体饮用水源、渔业养殖、旅游等相应功能下降，特别是富营养化严重的水体引起供水障碍以及部分水体异常增殖的某些藻类分泌的藻毒素危及人畜饮水安全等。此外，富营养化还可能引起生物资源利用的障碍。近20年来，我国湖泊富营养化发展速度相当快。多年以来的调查结果表明，富营养化湖泊个数占调查湖泊的比例由20世纪70年代末—80年代后期的41%发展到80年代后期的61%，至20世纪90年代后期又上升到77%，我国湖泊富营养化的发展趋势十分严峻。水库富营养化的问题也较严重，根据对全国39个大、中、小型水库的调查结果表明：在所调查的水库中，处于富营养状态的水库个数和库容分别占所调查水库的30.8%和11.2%，处于中营养状态的水库个数和库容分别占所调查水库的43.6%和83.1%。总体而言，水库水质是良好的，但是濒临城市和作为水源的水库也有不少出现了向富营养化演变的趋势，特别是邻近城镇的水库富营养化程度较高。再看全球的现状，来自联合国环境规划署（UNEP）的一项水体富营养化调查结果表明：在全球范围内30%—40%的湖泊和水库遭受不同程度影响，各地区受影响的情况相差悬殊。世界上大部分的大型湖泊未受影响，水质良好，如贝尔加湖、苏必利湖、马拉维湖、坦噶尼喀湖、大熊湖、大奴湖等；而在气候干燥地区，水体富营养化情况相对严重，如西班牙的800座水库中，至少有1/3是处于重富营养化状态，在南美、南非、墨西哥及其它一些地方都有水库严重富营养化的报道，加拿大湖泊众多，发生富营养化的湖泊则主要集中在加拿大南部人口稠密地区。造成水体富营养化的原因是多样的。人类使用的合成氮肥是进入沿海水域的营养物质的最主要来源。根据全球的统计数据，在施用于土地的氮肥中，平均12%的合成氮肥直接流入了沿海水域。而在某些高流失量地区，比如在降水量较多的农耕地区，这个统计数字可能高达30%。生活污水输出过量营养物质；日益增长的人口数量增加了污水的排放，由此也增加了排放到自然环境中的营养物质。畜禽养殖输出过量营养物质；畜禽养殖也会输出过量的营养物质。中国90%的养殖场根本没有垃圾和污水处理设施，使得大量营养物质输入水体。很多工业制造和加工工厂使用氮和磷化合物作为基础产品，如：化肥厂、农药厂、食品加工厂、含磷清洁剂、使用尿素作为基础产品的行业。在当今的工业产磷量里，80%-85%者用于制造化肥，另一个用磷相对少得多的工业行业是洗涤剂行业。从某一地区来看虽然工业的磷排放所占比重较大，但总体上看，流入水体的磷主要还是来自于城市污水和农业。农业磷排放中，又主要来自养殖业和使用化肥。矿物燃料燃烧过程（既包括交通工具燃烧汽油，也包括电厂的发电过程）产生的氮化合物（NOx）能够直接沉积进入水体，或者先存在土壤中，间接地被冲刷入水体里。在正常情况下,湖泊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,水体的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。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,破坏了湖泊生态平衡。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,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硫化氢、甲烷和氨等有毒有害气体,而且水藻产生的某些有毒的物质,在制水过程中,更增加了水处理的技术难度。既影响制水厂的出水率,同时也加大了制水成本费用。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,这主要是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。另一方面,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。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。富营养化控制对策中的原则和可供选择的方法主要有以下几种。（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。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，控制人为污染源。(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。主要治理方法有如下几种：物理方法：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化学方法：包括凝聚沉降和用化学药剂杀藻的方法生物方法：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。目前，有些国家开始试验用大型水生植物污水处理系统净化富营养化的水体。大型水生植物包括凤眼莲、芦苇、狭叶香蒲、加拿大海罗地、多穗尾藻、丽藻、破铜钱等许多种类，可根据不同的气候条件和污染物的性质进行适宜的选栽。综上所述，水体中的氮磷含量过高是导致水体富营养化的主要原因。水体富营养化的来源有外源跟内源，外源污染通过控制氮磷的排放及加强工农业废水和生活污水的处理已得到的有效控制，现在最主要的就是要着重解决内源引起的水体富营养化。由于水体富营养化的发生，无论是对水体本身，还是对整个生态系统的多样性及人类社会的经济、旅游、航运等都造成了很大程度的损害和损失，因而，我们要积极面对水体富营养化的问题，结合当地的自然条件及实际的水体营养状况，利用多种治理手段，分阶段实施，从而逐步恢复水体的正常功能。参考文献：1秦伯强,许海,董百丽.富营养化湖泊治理的理论与实践[M].高等教育出版社.2011:58-73,109-185.2国家环保总局科技标准司编.中国湖泊富营养化及其防治研究[M].北京:中国环境科学出版社,2001:23—28,98—103.3蒋火华,吴贞丽,梁德华.世界典型湖泊水质探研[J].世界环境,2000:25-36.