胡泊富营养化发生机制与控制技术及其应用张靖雨

243244理论研究1　国内外湖泊富营养化的研究现状1.1　国外研究情况介绍　　随着全球经济的发展，各国的自然环境问题严重。20世纪初，湖泊富营养化问题加剧，引起各界的关注，各国政府对湖泊问题加以重视，并组建专业的生态专家进行研究，寻找对应的解决办法。20世纪60年代联合国组织，针对各国的的经济发展与生态问题进行协作，建立专门的生态研究组织。经过专家的努力，以及长时间的研究，得出湖泊富营养化的主要原因是水体污染所致。因此需要改善水质环境，才能从根本上抑制湖泊的富营养化。1.2　国内研究情况介绍　　国内的生态专家，早在20世纪50年代，就已经注意到湖泊富营养化的问题，并且进行研究。诸多的水生物专家曾对湖泊富营养化的问题，发表过自己的见解。对湖泊富营养化的特点、类型、以及浮游生物的状态等进行总结，并且针对原因，提出对应的解决方法，进行水质环境治理，以及浮游生物的有效处理。　　（1）我国长江中下游的湖泊富营养化比较严重，需要对富营养化的原因进行了解，对水质环境进行调查，对营养盐的来源进行研究，针对各项调查的结果，去制订对应的治理方案，从而去改善湖泊环境。其中王圣瑞等专家，对湖泊沉积物进行研究，通过对不同取样时间段沉积物对磷的吸附速率结果分析，发现沉积物对磷的吸附主要发生在0.5h内；通过沉积物对磷的吸附/解析平衡浓度以及本底吸附态磷含量与对应物理化学参数间的相关性分析，发现污染程度越高，沉积物的本底吸附态磷和总最大吸附磷量也越高，而最大吸附磷量越低，污染较为严重的湖泊也具有向上覆水体释磷的趋势。秦伯强则发现将湖泊营养盐浓度范围控制在TN：1～10 (20)mg/L，TP：0.01～0.1(0.2)mg/L以外，能有效控制蓝藻水华的发生。对外源进行有效的控制，紧抓对内源的治理，才能从根本上解决营养盐的问题。　　（2）席北斗的研究结果以及翟丽华以杭嘉湖流域为例的试验均表明，在一定变化范围内pH值升高有利于沟渠沉积物对NH4+-N的吸附，而磷酸盐的吸附能力随pH值的降低而增强。席北斗还发现TN的截留率在pH升高的第5天达到最大值，并且pH对磷酸根的吸附容量影响不大。在翟丽华认为，沉积物对氨氮和磷酸盐的主要吸附过程发生在0～5h之内，最大吸附速率分别为160mg/(kg·h)和300mg/(kg·h)，吸附等温线均呈良好线性变化。2　湖泊富营养化的治理技术探索2.1　湖泊内源营养负荷控制技术　　湖泊内源营养负荷控制技术，对于浅水水质的湖泊富营养化，有良好的治理效果。浅水湖泊富营养化的主要原因是，浅水湖泊中的营养盐释放程度低，导致蓝藻生物对营养盐的反映较慢。主要的处理方法是，找出湖泊水质污染的根源，并对其进行有效的处理，控制水质的ph值、水深度、水体规模、营养盐的释放等在标准的范围之内。采用湖泊内源营养负荷控制技术，结合经济成本，对浅水湖泊的富营养化问题进行治理，解决营养盐的释放问题。此外湖泊治理的成果，还受到其它因素的影响，例如对污染源的控制、周围环境的影响、以及生态系统的恢复等。2.1.1　控制内源释放的物理化学方法　　控制内源释放的物理化学方法，主要是通过化学原理，对湖泊的沉积物进行处理。此种方法能够对湖泊的覆盖层进行清除，对磷等化学物质进行反映，使其对沉积物的覆盖能力增加，从而去控制内源磷元素的释放。此种方法能够有效的对沉积物进行处理，但是具有一定的局限性，其处理的水域范围较小，并且受风力的影响较大，只试用与面积小厌氧状态的湖泊。比如，向水底投入铝、钙、铁等化学发那个发，失去与水底的沉积物进行反映，改变沉积物的状态，使得容易变化的磷酸盐，处于稳定的状态，从而抑制磷的释放，使沉积物趋于稳定状态，控制湖泊的富营养化。若水体的ph值小于9时，使用内源控制释放物理方法，能够对内源磷的释放进行有效的控制，使其保持稳定。若ph值大于9时，此种处理方法，对水域沉积物的处理无效，需要采用其它方法进行处理。2.1.2　控制内源释放的物理机械方法　　控制内源释放的物理机械方法，主要采用的是引水冲刷的原理，其可以将湖泊水体的营养物质进行冲洗，以及稀释，从而去对水域进行治理。冲刷方法仅限用与面积较小的水域，对于面积较大的水域并不适用，因其使用成本较高，技术上也存在一定的局限。对于热分层的湖泊富营养化情况，其深层水域的营养物浓度最高，因此需要重视深层水域的富营养化治理。国外曾经采取过换水的方法，对水质环境进行处理，但其并不能从根本上解决湖泊的富营养化问题，并未找出污染的根源，只是暂时的解决问题。2.2　湖泊生态修复技术在湖泊富营养化中的控制应用　　生态修复技术的控制应用，是为了有效的控制底泥的内源污染，从而实现湖泊生态修复的目标，同时还是为了对蓝藻水华进行有效的控制。在很多的草型湖泊生态系统中，水生植物能够有效的遏制沉积物的动力悬浮，以便达到底泥营养盐的释放过程。另一方面也是对湖泊中的沉积物和水生水体的营养盐进行吸收，从而降低了营养盐的负荷，将藻型的湖泊属性转变为了草型。根据Scheffer等人的理论，无论是草型还是藻型，均是湖泊生态系统的一种相对稳定的状态。　　根据相关的调研后发现，所有的湖泊生态系统都具有一定自我恢复能力(Resilience)，即当外部环境的破坏增加到一定程度后，当地本身的生态系统便会遭到破坏，新的环境条件会在原本的生态系统基础上，进行系统的自我修复，从而实现生态系统的再生。3　总结　　湖泊生态恢复理念在以浅水湖泊为主、富营养化比较严重的东部地区有着很大的意义。沉积物悬浮所导致的营养盐很容易被带入进覆水之中，会对水体的透明度和感观效果带来极大的影响。水生植物会对沉积物的悬浮起到很好的遏制，不但可以增加水体的透明度，还会让当地湖泊中的水生植物和草型湖泊生态系统形成一个良好的环境。参考文献：[1]于桂亮,张秋宇.中国湖泊富营养化污染问题[J].科学与财富,2012(04):205.胡泊富营养化发生机制与控制技术及其应用张靖雨1,2（1.安徽省水利部淮委水利科学研究院;2.水利水资源安徽省重点实验室,安徽蚌埠233000）摘　要：湖泊富营养化是一种常见的水体污染形式，一旦发生湖泊富营养化，社会生活生产将会遭到严重影响。就湖泊富营养化的成因作为总起，论述了湖泊富营养化的危害。并就湖泊富营养化的防治策略做出探索。关键词：湖泊污染；富营养化；控制技术；应用DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.13.220