国内外水体富营养化治理和控制方法的研究
国内外水体富营养化治理和控制方法的研究
姜小东
太谷县环境监测站, 山西太谷030800)
摘要：本文对国内外水体富营养化的治理和控制方法进行了总结和分析，并提出了水体富营养化治理的研究内容和方向。
关键词富营养化控制方法
THE RESEARCH ON THE WATER EUTROPHICATION GOVERNMENT AND CONTROL METHOD DOMESTIC AND FOREIGN Jiang Xiao-dong (Shanxi Taigu Environmental Monitoring Station, Shanxi Taigu 030800)
Abstract: This paper has summarized and analyzed the control methods of water eutrophication . Based on the above analyses, the research trend for the restoration of eutrophicated water was discussed.
Keywords: Eutrophication Control method
水体富营养化就是天然水体中由于过量营养物质（主要是指氮、磷等）的排入，引起各种水生生物、植物异常繁殖和生长。
我国湖泊、水库和江河富营养化的发展趋势非常迅速。1978～1980年大多数湖泊处于中营养状态，占调查面积的91.8%，贫营养状态湖泊占3.2%，富营养状态湖泊占5.0%。短短10年间，贫营养状态湖泊大多向中营养状态湖泊过渡，贫营养状态湖泊所占评价面积比例从3.2%迅速降低到0.53%，中营养状态湖泊向富营养状态过渡，富营养化湖泊所占评价面积比例从5.0%剧增到55.01%[1]。据调查表明，亚太地区54%的湖泊富营养化，欧洲、非洲、北美洲和南美洲的比例分别是53%、28%、48%和41%[2]。。我国的水环境正面临严峻的挑战。
1水体富营养化的成因和危害
1.1 成因
赤潮和水华是水体中藻类爆发的两种主要形式。赤潮是海洋中某些微小（2~20 μm）的浮游藻类、原生动物或更小的细菌，在满足一定的条件下爆发性繁殖或密集性聚集，引起水体变色的一种自然生态现象。水华是一种在淡水中的自然生态现象，其只是由藻类引起，如蓝藻（应为蓝藻细菌）、绿藻、硅藻等，水华发生时，水一般呈蓝色或绿色。随着经济的发展，淡水、海水的富营养化日益加剧，给水中的微生物的爆发性生长提供了十分有利的条件，导致了水域因藻类过渡增殖而变色。在含有大量营养盐类的富营养化的水体
中，这些藻类在足够的光照和适宜的水温、风、水流等条件下即可泛滥[3, 4]；水体中有机质、维生素类和微有机成分以及锰和铁等微量元素也可能诱导藻类爆发[5, 6]。
1.2 危害
（1）藻类在水体中占据的空间越来越大，使鱼类活动的空间越来越小；衰死藻类将沉积塘底。
(2）藻类种类逐渐减少，并由以硅藻和绿藻为主转为以蓝藻为主，而蓝藻有不少种有胶质膜，不适于作鱼饵料，而其中有一些种属是有毒的。
（3）藻类过度生长繁殖，将造成水中溶解氧的急剧变化，藻类的呼吸作用和死亡的藻类的分解作用消耗大量的氧，有可能在一定时间内使水体处于严重缺氧状态，严重影响鱼类的生存。
2治理方法
如何清除并控制有害藻类的过量繁殖、消除藻毒素的污染、恢复水体中健康的生态系统是解决水体富营养化过程中所面临的关键问题。国内外大量研究人员在治理藻类爆发方面开发了多种方法，基本上可归纳为物理法、化学法和生物法3种。
2.1 物理法
2.1.1 机械捞藻法
在藻类恶性泛滥的水体中采用船只等捞藻机械把藻类从水面中清除掉。此法能捞取的藻量很少，其捞藻的速度远远比不上藻类的生长速度，而且还需花费大量的人力和物力。该法只能作为一种次要的前期辅助手段。
2.1.2 清淤法
对于一个拥有多种生物的较为复杂的水生生态系统，采取简单的挖泥办法，把湖底的水生生物一并清走，来改善水环境。韩伟明等[8]研究了清淤挖泥对杭州西湖水质的影响。目前每年疏浚(3~6)×104 m3底泥，对改善西湖水质效果不明显，湖水叶绿素a(Chla)依然呈上升趋势。可见，单纯的清淤挖泥对控制藻类水华效果并不明显，不但耗资巨大，且有可能加剧水体的富营养化。
2.1.3 换水法
把污水引走，换取新的洁净水源，引水冲污就是其中的一种方法。这种方法不但是对污染的转嫁，而且其稀释能力受引水方式、引水量、引水水质等因素影响，同时由于稀释作用也减缓了藻类生长的密度制约压力，引水冲污后藻类生长往往呈现加剧趋势[8]。
2.1.4 截污法
对于湖泊、河流等淡水水体的藻类水华，外污染源是水体中营养盐的重要来源，截污
是控制营养化营养盐的首要步骤，这对改善水质是有益的。但是，对于水体营养盐浓度较高的富营养化水体，外源污染的影响已不明显，并且对于众多的面源污染，截污也是不可能完全做到的，因此，仅靠截污难以取得预期的效果[8]。此外，还有超声波破碎法、电磁波法。其本质是利用超声波和电磁波将藻类杀死，但成本太大，同时杀死的藻细胞可能向水体释放对人体有害的藻毒素，造成二次污染。
2.2 化学法
同物理法相比，化学法具有很高的杀藻、除藻效率，但仍存在较大缺陷。按其作用机理可分为杀藻法和沉降法。
2.2.1 杀藻法
该法旨在用化学药品直接杀死水华生物。根据化学药品性质又可分为无机杀藻剂和有机杀藻剂。目前已发现的能杀死水华（或赤潮）生物的化学药品主要有硫酸铜、高锰酸钾、次氯酸钠、氯气、过氧化氢、臭氧、过碳酸钠等。其中，含铜类药剂是研究和应用较早和较多的杀藻药品。硫酸铜及其后来改进的各种含铜化合物在治理淡水水华时非常成功。硫酸铜还具有以下特点：在杀除有害藻类的同时也大量杀死了非水华藻类，进而破坏近岸生态系统；控制水华是暂时的而且成本高。因而其使用受到了很大的限制。鉴于铜类试剂上述缺点，人们着眼于一些在水体中易分解、残留量少的除藻化合物，如过氧化氢、过碳酸钠、臭氧等[9]。
目前研究较多的是有机杀藻剂，有人工化学物质和生物分泌物质两类。前者往往会带来污染，后者是目前研究的主要对象，主要包括有机羧酸和有机胺[9]。近年来发展的一种生化综合除藻剂具有杀藻、抑藻功能，能絮凝沉降藻细胞，并且在滇池应急治理中取得了比较明显的效果[10]。
总之，直接杀藻法是目前较常用的方法之一。具有操作简单、用量少等优点，但在对生态环境、非水华生物的影响以及成本等方面也存在诸多问题。
2.2.2 絮凝沉淀法
利用物质的胶体化学性质，应用絮凝原理，使水华生物凝聚沉淀到水体底部或加以回收是该法的主要目的。现在国际上使用的絮凝剂主要是：铝铁系无机絮凝剂、表面活性剂和各种高分子有机絮凝剂。此外，PAC、聚丙烯酰胺等高分子凝聚剂也在市场上占有很重要的地位[9]。
絮凝剂沉淀法是利用化学手段消除水华，该方法在水华生物密集时极为有效，作用时间短，对非水华生物的影响也较直接杀藻法小，同时还可消除水体中其他悬浮物质，净化水质。但也存在很大缺陷，聚铁本身显色，投药后水体变为浅棕色，而且铁盐又是水华生物繁殖的促进物质[5,11]。铝盐则被证实存在一定的生物毒性[12]。在严格的环境法制约下，西方科学家尚无这种尝试。在我国，从目前已在云南滇池所试用的聚合铁和聚合铝两种絮
凝剂的实验情况来看，虽然起效时间快并在一定程度上对水质有改善作用，但维持时间短(2 d)，造价高(0.20元/m3左右)，且形成的絮体细小质轻不易发生沉降[13]。
2.2.3 天然矿物絮凝法
利用天然矿物治理藻类水华污染成为目前发展的另一方向。主要是利用粘土矿物治理赤潮。对其去除机理主要有两种观点[9]：一种立足于粘土粒子和生物的表面性质，认为以吸附作用为主；另一种则认为是由于粘土中溶出的铝离子杀死生物细胞所致。
俞志明等[14]通过对粘土表面电荷性质进行化学改性，提高了粘土絮凝藻的能力。同时，他们研究了藻絮凝的基础理论，并提出了絮凝藻的机制和理论模型[23]，考察的粘土主要有高岭石、蒙脱石两种[13～18]。
Anderson[9]认为粘土沉降法是最有希望解决这一环境污染问题的研究方向。近几年来，有关这方面的研究也取得了一定的进展[19, 20]。但粘土法无法分解藻毒素，有毒藻只是从表层水转移到水底但并未消除，不仅对水底生物产生污染，而且可能泛回水体造成二次污染。
藻毒素主要是通过微生物而得以消除[21, 22]，同时，微生物除营养争夺外，通过分泌化学物质抑制藻类生长[23]。因此，运用微生物—粘土法将有助水体富营养化尤其是有毒藻污染的治理和控制。
2.3 生物法
生物法是利用生态系统食物链摄取原理和生物的相生相克关系来控制或抑制藻类水华，从而达到控制水华的目的。主要有大型水生藻类法、微生物群、高等水生动物法以及以高等水生植物（水生维束管植物）和陆生植物为主的生态工程法等。
2.3.1 大型水生藻类法
利用大型水生藻类通过与富营养化藻类竞争水体中的氮和磷，或通过分泌他感化学物质可以在一定程度上减缓藻类爆发的发生。藻类的生长往往要求水体中各种营养元素含量之间有一个平衡比例（藻干重中氮、磷和钾的含量分别为 1.4%~11.0%、1.0%~1.5%和0.4%~1.4%[24]），当某一生长必需元素的含量很低时，即可限制藻类的生长。世界上大多数淡水湖泊中，磷是水生初级生产力的限制因素。因此在防止淡水富营养化方面，如何有效控制天然水体中磷的浓度被看作是解决这一污染问题的最有效途径。利用水网藻繁殖能力强、在生长过程中能吸收大量的氨氮、硝氮及无机磷等特点，可以降低富营养化水体中的氮磷水平，从而使蓝绿藻由于失去赖以生存的高营养条件而无法在水体中大量繁殖，以达到以藻治藻的目的[25]。尽管控制含有磷和氮污染物的排放，利用水生植物通过与藻类竞争水体中的氮和磷或通过分泌他感化学物质可以在一定程度上减缓水华的发生，但这些方法并不能有选择性地专一降低磷含量。而且过量的浮水植物本身腐败后，既造成水质污染又严重阻碍大型湖泊在生态平衡和工农业生产中的作用 (如船舶运
输、水产养殖及观赏景观等)。另外，因为单细胞藻类的光合作用效率是一般植物的5倍左右[23]，所以一般水生植物在与单细胞藻类对水中氮和磷的营养竞争中并不占据优势。
2.3.2 微生物群与高等水生动物法
Dawson等[27]利用浮游动物如纤毛虫可捕食甲藻生物来控制水体中藻类的爆发。但是这一方法对大面积藻类爆发难以奏效，因为养殖这些纤毛虫需要巨大的池塘和很长的时间，在经济上不可行。而且，这些捕食者将会累积毒素，作为更高营养级的毒素载体而危害环境。如果用该方法来处理养殖场水体的无害甲藻赤潮藻类水华，可能具有一定的应用前景，尚待进一步研究。
此外，有人利用某些寄生物种控制水华，但是其专一性尚有待研究[9]。利用某些特殊细菌强而专一的杀藻能力控制水华，如在治理北京动物园水禽湖严重富营养化水体中，光合细菌对于富营养化水体中浮游植物的数量和形成水华的铜绿微囊藻有一定的调控作用[36]，但是其实际应用还尚不清楚。
利用藻类病毒对藻类进行控制，是某些特定区域环境控制中值得关注的研究领域[29]，但很难达到广泛性和实用性。一般情况下，一种藻类病毒往往只对一个藻种具有专一杀灭活性，因此它只能对某一种藻而不是所有藻类起作用。一方面，引起天然水中发生淡水水华的藻种繁多，即使在同一区域，不同时间引起的水华藻种及毒素也不一定相同。另一方面，水华的爆发具有突发性，这样很难在短期内鉴定出藻种并有针对性地培养出大量有专一杀灭这种藻活性的病毒[9]。此外，由于藻类对病毒的侵染可逐步产生抗性及免疫性[30]，这样同一种藻类病毒也难以对同一种藻持续发挥杀灭作用，更不能分解藻类毒素和藻类残体及对水质进行修复。
利用某些鱼类（如鲢鱼、鳙鱼）能食用某些有毒藻的特点，用养鱼方法来治理这类污染[31]。在某些局部地区，该方法可能是一个一举两得的办法。但是水体中的藻毒素可以富集在鱼类中并通过食物链对人体健康产生危害。对内陆淡水来说，水华所引起的水体贫氧也是长期困扰养鱼的困难之一。
根据水体中生物之间的食物网关系，开发出了生物操纵法。该法通过对生物群及其生物境进行调节，增加其中某些相互作用，从而达到恢复水体的目的。从富营养化水体中筛选出适当的菌体，将其投放到水体中，细菌转化吸收分散的氮、磷及有机物使其进入食物链，浮游动物捕食细菌，从而大量繁殖；而水体中像鱼类等高等水生动物又大量捕食浮游动物，这样通过捕捞鱼类就可将水体的氮、磷去除，从而恢复水体的功能[32]。
2.3.3 生态工程法
近年来，根据系统论和生态系统理论的原理，在湖泊富营养华治理方面出现了以物理和生物为主的生态工程方法，并且在富营养化水体的治理工程中取得了一定的进展[33]。孙刚等[34]对长春南湖的富营养化实施了生态治理工程。通过收获水生高等植物和鱼产，带出湖体的磷量以及蚌体生长固定部分磷量，使湖体中年磷输入和输出量大致平衡，因而水质
明显好转。湖水中的总P浓度逐年下降，浮游植物个体密度减小，种类数增加。在浙江桥墩水库蓝藻水华治理中[35]，先采用明矾浆等理化方法应急除藻，在快速恢复水体景观的同时，改变水生生物群落组成，再在冬季或早春于蓝藻大量繁殖之前投放鲢鳙等滤食性鱼类，用生物操纵技术提高水生生态系统的自我调节能力，从而使水体功能得以恢复。在生态工程治理中，水生植物去除氮磷的效果受到温度、pH等因素的影响。水生植物死亡后可能造成水体的二次污染。而且，在富营养化严重的水体，高等水生植物根本无法生长，因此，必须进行前期的生态系统恢复措施。
3结论
随着水体富营养化程度的加剧，藻类爆发的频率和强度日趋严重。如何消除并控制水体富营养化尤其是控制水体有毒藻类，是环境科学的前沿问题。目前治理藻类爆发的方法主要有物理法、生物法、化学法，这几种方法在应用上各有优缺点，目前尚无普遍被接受的方法。然而，运用微生物—天然粘土矿物有可能有效控制藻类的大量爆发，尤其是有毒藻的大量爆发；在水体生态景观恢复到一定程度后，根据生态学原理，通过建立合适的生态治理工程，同时加强流域管理（如面源污染控制）将有助于从根本上解决水体富营养化问题。
参考文献
1.金相灿, 刘鸿亮主编. 中国湖泊富营养化. 北京:中国环境科学出版社, 1990,8:118～120.
2.Ingrid C,Jamie B.Toxic Cyanobacteria in water.London and New York E & FN Spon Publisher,1999.
416
3.倪纯治.赤潮与海洋微生物.海洋环境科学,1988,7（2）：40~43
4.Song L,Sano T.Microcystin production of microcystins viridis (cyanobacteria) under different
conditions. Phycological Research,1998,46 (1)：19~23
5.Hans Utkilen, Nina Giolme. Iron-stimulated toxin production in microcystis aeruginosa. Applied and
Environmental Microbiology,1995,61：797~800
6.Ohkubo N,Yagi O,Okada M. Effect of humic and fulvic acids on the growth of microcystins
aeruginosa. Environmental Technology,1998,19 (6)：611~617
7.韩伟明.底泥释放磷及其对杭州西湖富营养化的影响.湖泊科学,1993,5 (1)：71~77
8.王国祥,濮培民.若干人工调控措施对富营养化湖泊藻类种群的影响.环境科学,1999,20 (2)：
71~74
9.俞志明,邹景忠,马锡年等.治理赤潮的化学方法.海洋与湖沼,1993,24（3）：314~318
10.赵章元,王静.用综合除藻法治理滇池蓝藻污染.环境保护，2000b，5：12~14
11.连名,刘颖,俞顺章.氮、磷、铁、锌对铜绿微囊藻生长及产毒的影响.上海环境科学,2001,20
（4）：166~170
12.崔蕴霞,肖锦. 铝盐絮凝剂及其环境效应. 工业水处理,1998,19 (3)：6~9
13.陈静,郭慧光,王鸿良等.滇池草海蓝藻清除应急药剂筛选现场试验研究.云南环境科学,1999,18
(2)：30~33
14.俞志明,邹景忠,马锡年.一种提高粘土矿物去除赤潮生物能力的新方法.海洋与湖沼,1994,25
（2）：226~232
15.孙晓霞,宋秀贤,张波等.粘土—MMH体系对赤潮生物的絮凝作用机制研究.海洋科
学,1999,2：46~49
16.Yu Zhiming,Zou Jingzhong,Ma Xinian.Application of clays to removal of red tide organisms Ⅰ.
Coagulation of red tide organisms with clays. CHIN.J ECEANOL.LIMNOL,1994a,12 (3)：193~200 17.Yu Zhiming,Zou Jingzhong,Ma Xinian.Application of clays to removal of red tide organisms Ⅱ.
Coagulation of different species of red tide organisms with montmorillonite and effect of clay
pretreatment. CHIN.J ECEANOL.LIMNOL,1994b,12 (4)：316~324
18.Yu Zhiming,Zou Jingzhong,Ma Xinian.Application of clays to removal of red tide organisms Ⅲ.The
coagulation of kaolin on red tide organisms.CHIN.J ECEANOL.LIMNOL,1995,13 (1)：62~70
19.Sample I.Clay spray could spell death for algal blooms.New Scientist,2000,165：16
20.Robert J M,David E W,Hue A L,et al.The adsorption of microcystin-LR by natural clay
particles.Toxicon,2000,38：303~308
21.吕锡武,稻森悠平,丁国际.有毒蓝藻及藻毒素生物降解的初步研究.中国环境科学,1999,19（2）：
138~140
22.Bourne D G.Enzymatic pathway for the bacterial degradation of the cyanobacterial cyclic peptide toxin
microcystin- LR.Applied and Environmental Microbiology,1997,62 (11)：4086~4094
23.Fukami K, Nishijima T,Ishida Y,et al.Stimulative and inhibitory effects of bacterial on the growth of
microalgae.Hydrobiologia,1997,358：185~191
24.华汝成.单细胞藻类的培养与利用.北京：农业出版社,1986
25.林秋奇,王朝晖,杞桑等.水网藻(Hydrodictyon reticulatum)治理水体富营养化的可行性研究.生
态学报,2001,21(5)：814~819
26.Becker E W.Microalgae-Biotechnology and Microbiology.Cambridge University Press,1994
27.Dawson R M.The ecology of microcystins.Toxicon,1997,36 (7)：953~962
28.于明,周云龙.从浮游植物的变化看光合细菌在治理富营养化水体中的作用.北京师范大学学报
(自然科学版) ,2001,37（5）：680~684
29.Fuhrman J A.Marine Viruses and their biogeochemical and ecological effects.Nature,1999,399 (6736)：
541~548
30.Nakanishi,Mikio.Red tide eliminating composition and method for getting rid of red tide.1997,WO
9738580
31.刘建康, 谢平.揭开武汉东湖蓝藻水华消失之谜.长江流域资源与环境,1999，8：312~316
32.张智,林艳,梁健.水体富营养化及其治理措施.重庆环境科学,2002,24（3）：52~54,76
33.成小英,王国祥,濮培民等.冬季富营养化湖泊中水生植物的恢复及净化作用.湖泊科学,2002,14
（2）：139~144
34.孙刚,盛连喜.湖泊富营养化治理的生态工程.应用生态学报,2001,12（4）：590~592
35.陆开宏,晏维金,苏尚安.富营养化水体治理与修复的环境生态工程—利用明矾浆和鱼类控制桥墩
水库蓝藻水华.环境科学学报,2002,22（6）：732~737
水体富营养化的生物治理
水体富营养的生物治理 0408210026 许方迪水体富营养化作用是指含大量氮、磷(含N>0.2—0.3mg/L,P>0.01—0.02mg/L)的工业污水或生活废水排入江河、湖泊或海域中时，水体出现的富营养状态。当富营养水体有适当的生物、水文、气象条件时．水体中的藻类等浮游生物发生暴发性增殖，使大面积的水域被藻类所覆盖．阻碍了水体与大气的接触，导致水中溶解氧的降低，而且某些藻类还会产生毒素。而藻类的代谢死亡，微生物分解藻体及其它有机物也要耗去水中大量的溶解氧。从而使水域产生大面积缺氧导致水体腐败发臭造成灾害，有的已成为公害．引起全球关注。水体呈现富营养化形成赤潮等灾害的主要原因是水中氮、磷等污染物质含量的增加，所以国家对污水排放中氨、磷量有较严格的要求．污水综合排放标准GB8978-96中规定：NH3一N<15mg/L。磷酸盐(以磷计)<0.5 mg/L. 我国地表水体富营养化状况及其原因 20世纪90年代以前我国水体富营养化并不十分明显，但是90年代以后情况就比较严重。东海、南海多次大面积出现赤潮，全国湖泊约有75％的水域受到N、P的严重污染，部分河流水域也出现富营养化，最为严重的是滇池，可以说是成了一个久治不愈的顽症。该湖自出现富营养化以来，采用了许多种防治措施，已花费巨额资金，但仍然没有明显好转。最近几年，江苏的太湖也出现了严重的富营养化。 目前，我国地表水体富营养化的地理分布，主要集中在经济比较发达、人1：1比较集中的城市附近，但随着经济发展，水体富营养化存在向农村扩展的趋势。引起这些地区地表水体富营养化的污染源主要可分为两大类：外源和内源。外源也叫外部污染源，所谓外部污染源是指污染水体的污染物来自水体以外的其他环境中的污染源，如大气降水进入地表水体、废污水的排放等。内源，主要是指那些引起地表水体富营养化的污染物质来自水体内部的污染源。 富营养化水体的脱氮除磷 水体富营养化防治的关键是控制水中氮、磷的含量。 1.生物硝化一反硝化脱氨这一方法是利用硝化和反硝化细菌的作用，通过人工控制条件，在常规污水好氧生化处理系统基础上增加缺氧段，达到去除水中氮的目的，此法主要用于工业废水的处理．全过程可分为两个阶段，第一阶段是硝化阶段，其目的是在人工强力曝气条件下，使污水中有机氮、磷、NH4+等转化为NO3—或NO2—．该过程可由一般好氧处理设施来完成．第二阶段是反硝化阶段，即兼性厌氧的反硝化细菌在厌氧条件下，将NO3—和NO2—转化为N2，并从水中逸出，从而达到脱氮的目的．其处理流程如图1所示： 第一阶段中，由于微生物的同化作用使部分氮、磷转化为细胞物质，可在沉淀中经污泥沉淀 —，将在第二阶段去除．由于反硝化细菌为化能异作用从水中去除；大部分氮被氧化为NO 3 养菌，必须以有机化合物为能源，以NO3—为代谢中的电子受体，将NO3—转化为N2。而由于第一阶段处理后出水中有机碳含量很低，因此要在第二阶段加入有机碳来满足反硝化细菌的需要．据报道，当污水中C／N<3：1时，反硝化作用受到抑制．一般应考虑用成本低的简单有机化合物为补充碳源．以甲醇为碳源时，反硝化作用过程为：
阅读材料：水体富营养化的概念及原因
水体富营养化 1．水体富营养化概念 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。 2．水体富营养化的机理 在地表淡水系统中，磷酸盐通常是植物生长的限制因素，而在海水系统中往往是氨氮和硝酸盐限制植物的生长以及总的生产量。导致富营养化的物质，往往是这些水系统中含量有限的营养物质，例如，在正常的淡水系统中磷含量通常是有限的，因此增加磷酸盐会导致植物的过度生长，而在海水系统中磷是不缺的，而氮含量却是有限的，因而含氮污染物加入就会消除这一限制因素，从而出现植物的过度生长。生活污水和化肥、食品等工业的废水以及农田排水都含有大量的氮、磷及其他无机盐类。天然水体接纳这些废水后，水中营养物质增多，促使自养型生物旺盛生长，特别是蓝藻和红藻的个体数量迅速增加，而其他藻类的种类则逐渐减少。水体中的藻类本来以硅藻和绿藻为主，蓝藻的大量出现是富营养化的征兆，随着富营养化的发展，最后变为以蓝藻为主。藻类繁殖迅速，生长周期短。藻类及其他浮游生物死亡后被需氧微生物分解，不断消耗水中的溶解氧，或被厌氧微生物分解，不断产生硫化氢等气体，从两个方面使水质恶化，造成鱼类和其他水生生物大量死亡。藻类及其他浮游生物残体在腐烂过程中，又把大量的氮、磷等营养物质释放入水中，供新的一代藻类等生物利用。因此，富营养化了的水体，即使切断外界营养物质的来源，水体也很难自净和恢复到正常状态。
水体富营养化及其防治措施
水体富营养化及其防治措施 应化0902班田亚丽 案例:2007年，浙江全省海域共发生赤潮40次，发生面积累计近8500平方千米。其中有毒赤潮生物引发赤潮3次，累计面积约315平方千米。浙江省海洋与渔业局日前发布的2007年度浙江省海洋环境公报指出，2007年，舟山海域和渔山列岛—韭山列岛海域是赤潮高发区。上述两个海域发生赤潮的次数和面积分别占全省的65%和79%。 1、前言 近些年来，环境问题日益严重。酸雨危害加剧，南极臭氧层空洞越来越大，患皮肤癌及其他皮肤病的人数越来越多，全球变暖趋势不改甚至加快，导致很多低于海平面的国家面临被淹没的威胁，会使全球降水量重新分配，冰川和冻土消融，海平面上升等。资源、能源短缺当前，世界上资源和能源短缺问题已经在大多数国家甚至全球范围内出现。森林面积锐减，土地沙漠化，更是早就出现但是一直没有得到解决的问题。我只取一方面加以讨论，就是我们地球上面积最大的海洋，最为严重的水体富营养化的问题，并提出几点防治措施，希望能为环境保护尽一些绵薄之力。 2、水体富营养化的定义及产生 水体富营养化是指在人类活动的影响下，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。这种现象在河流湖泊中出现称为水华，在海洋中出现称为赤潮。 国际经济合作与开发组织对水体富营养化开展了一系列的研究工作,最后确定氮、磷等营养物质的输入和富集是水体发生富营养化的最主要原因,大约80%的湖泊富营养化是受磷元素的制约,大约10%的湖泊与氮元素有关, 余下10%的湖泊与其他因素有关。 水体富营养化主要是由于工业废水、生活污水、化肥农药的使用和其他一些污染物中富含氮和磷的污染物进入湖泊海洋中，造成藻类疯狂生长。水体中的藻类本来以硅藻和绿藻为主，蓝藻的大量出现是富营养化的征兆，随着富营养化的发展，最后变为以蓝藻为主，蓝藻是一种细菌,繁殖迅速，生长周期短。藻类及其他浮游生物死亡后被需氧微生物分解，不断消耗水中的溶解氧，或被厌氧微生物分解，不断产生硫化氢等气体，从而使水质恶化，造成鱼类和其他水生生物大
水体富营养化的成因
水体富营养化的成因、危害及防治方法 摘要：水体富营养化防治是世界性的热点与难点问题，水体发生富营养化，其后果十分的严重。本文基于富营养化发生的机理，从氮、磷营养盐水平,铁、硅含量,光照强度,温度,等方面对水体富营养化成因及其危害进行分析，并从内、外两方面对水体富营养化的防治措施进行探讨。目的是为更好地维持水体生态平衡,控制水体污染,预防水体富营养化的发生提供参考。 关键词：水体富营养化，成因，危害，湖泊衰亡，外部控制，内部控制 水体富营养化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。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。 一、水体富营养化的成因 氮、磷等营养物质浓度升高，是藻类大量繁殖的原因，其中又以磷为关键因素。影响藻类生长的物理、化学和生物因素(如阳光、营养盐类、季节变化、水温、pH 值，以及生物本身的相互关系)是极为复杂的。因此，很难预测藻类生长的趋势，也难以定出表示富营养化的指标。目前一般采用的指标是：水体中氮含量超过 0.2-0.3ppm，生化需氧量大于 10ppm，磷含量大于 0.01-0.02ppm，pH 值 7-9 的淡水中细菌总数每毫升超过 10 万个，表征藻类数量的叶绿素-a 含量大于 10μ mg/L。 （一）水体富营养化成因的两种理论 富营养化的发生和发展是水体的整个环境系统出现失衡,导致某种优势藻类大量生长繁殖的过程。因此要研究富营养化的发生机理和发生条件,实质上是需要了解藻类生长繁衍的过程。 1.食物链理论 这是由荷兰科学家马丁·肖顿于1997年6月在“磷酸盐技术研讨会”上提出的。该理论认为,自然水域中存在水生食物链。如果浮游生物的数量减少或捕食能力降低,将使水藻生长量超过消耗量,平衡被打破,发生富营养化。该理论说明营养负荷的增加不是导致富营养化的唯一原因。 2.生命周期理论 命周期理论认为含氮和含磷的化合物过多排入水体,破坏了原有的生态平衡,引起藻类大量繁殖,过多的消耗水中的氧,使鱼类、浮游生物缺氧死亡,它们的尸体腐烂又造成水质污染。根据这一理论,氮磷的过量排放是造成富营养化的根本原因,藻类是富营养化的主体,它的生长速度直接影响水质状态。 藻类光合作用的总反应式: 106CO2+16NO3-+HPO42-+122H2O+18H++能量+微量元素→C106H263O110N16P(藻类原生质)+138O2 根据Leibig最小因子定律,植物的生长取决于外界供给它们养分最少的一种或两种,从藻类原生质C106H263O110N16P可以看出,生产1kg藻类,需要消耗碳358g,氢74g,氧496g,氮63g,磷9g,显然氮磷是限制因子。因此,要想控制水体富营养化,必须控制水体中氮磷等营养
水体富营养化形成的原因及防治对策
3．2000年对我国18个主要湖泊的调查表明，其中14个已进入富营养化状态。水体富营养化对水体生态和人们生活造成很大影响，试分析水体富营养化形成的原因及防治对策。（20分） 解答： 水体富营养化：指在人类活动的影响下，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 原因： 1)化肥流失；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% 。 2)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。 3)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。 4)含磷物质的排放；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。 5)工业污染排放；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。 6)6矿物燃料的燃烧；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。 防治对策
水体富营养化的原因、危害及其防治措施
水体富营养化的原因、危害及其防治措施 摘要：由于人类活动的影响，氮磷等营养物质大量排入水体并在其中不断积累，引起部分藻类和水生生物过度繁殖，造成水体的富营养化。本文对水体富营养化的形成原因、危害作了简要概述，着重从控制外源输入、降低内源负荷、去除营养物等三个方面，对现有的水体富营养化防治。从工程、化学和生物三个角度提出来了一些治理富营养化水体的措施，并进行了概括和比较。 关键词：富营养化危害防治 1.水体富营养化的定义 由于人类的活动，使得水体中营养物质富集，引起藻类以及其它水生生物过量繁殖，水呈绿色或混浊呈褐色，水体透明度下降，溶解氧降低，造成水质恶化，严重时发生“水华”，使整个水体生态平衡发生改变而造成危害的一种污染现象。池塘、水库、湖泊等多发。一般认为水体含氮量大于0.2mg/L、含磷量大于0.02mg/L时属于富营养化水体。 美国环境保护局(EPA)提出：水体总磷大于20~259g/L，叶绿素a大于10g/L，透明度小于2.0m，深水的饱合溶解氧量小于10%的湖泊可判断为富营养化水体。 2.我国水体富营养化现状 据国家环保总局有关部门公布的资料，我国的河流、河段已有近四分之一因污染不能满足灌溉用水的应用要求（这是我国最低一类的水质要求）；全国湖泊约有75%的水域受到显著富营养化污染，主要淡水湖泊如滇池、巢湖、太湖等富营养化非常严重，有些水域已经丧失水体功能；我国近海海域受到严重陆源污染，赤潮的爆发频率不断增加；城市水体污染也很严重，我国10%的城市地下水水质日趋恶化，在118座接受调查的大城市中，97%的城市浅层地下水受到污染，其中40%的城市受到严重污染。 近年来由于污染造成的环境恶化逐步加重，水体藻类污染的程度也逐年加深。赤潮或水华在全球范围内频繁出现是藻类污染程度加深的直接反映。我国在1933年到1979年的 46 年中仅发生过12次赤潮，而1990年到1994年的5年中就发生了139次赤潮，藻类污染灾害日趋严重，主要湖泊富营养化问题突出。 3.水体富营养化的主要原因 3.1自然因素 数千年前或者更远年代，自然界的许多湖泊处于贫营养状态。然而，随着时间的推移和环境的变化，湖泊一方面从天然降水中吸收氮、磷等营养物质；另一方面因地表土壤的侵蚀和淋溶，使大量的营养元素进入湖内，湖泊水体的肥力增加，大量的浮游植物和其他水生植物生长繁殖，为草食性的甲壳纲动物、昆虫和鱼类提供了丰富的食料。当这些动植物死亡后，它们的机体沉积在湖底，积累形成底泥沉积物。残存的动植物残体不断分解，由此释放出的营养物质又被新的生物体所吸收。 因此，富营养化是天然水体普遍存在的现象。但是在没有人为因素影响的水体中，富营养化的进程是非常缓慢的，即使生态系统不够完善，仍需至少几百年才能出现。一旦水体出现 →→→ 富营养化现象，要恢复往往是极其困难的。这一结果往往导致湖泊沼泽草原森林的变迁过程。 3.2人为因素
水体富营养化及其防治技术
第38卷第11期辽 宁 化 工V o.l38,N o.11 2009年11月L i aoning Che m ical Industry N ovember,2009水体富营养化及其防治技术 董继红 (吉林建筑工程学院设计院,吉林长春130021) 摘 要: 在介绍了水体富营养化的原因、分类及危害的基础上,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;原因;危害;防治措施 中图分类号: X703 文献标识码: A 文章编号: 1004-0935(2009)11-0817-03 由于人类活动的影响,可能在短期内会使大量含氮含磷等植物性营养物质进入水体,从而引起藻类和浮游生物的迅速繁殖,使水体溶解氧下降、透明度下降、水质恶化、鱼贝及其他水生生物大量死亡。这种由于植物性营养元素大量排入水体,破坏了水体自然生态系统平衡的现象,称之为水体的富营养化。富营养化可分为天然富营养化和人为富营养化。富营养化具有缓慢、难以逆转的特点[1]。因此水体富营养化问题是当今世界的最主要面临的水污染问题之一。 1 水体富营养化的形成及分类 国际经济合作与开发组织对水体富营养化开展了一系列的研究工作,最后确定氮、磷等营养物质的输入和富集是水体发生富营养化的最主要原因,大约80%的湖泊富营养化是受磷元素的制约,大约10%的湖泊与氮元素有关,余下10%的湖泊与其他因素有关。含有氮、磷等植物性营养物质的污染物主要经过下列途径排入水体[2]。 1.1 生活污水 生活污水中含有大量富含氮、磷的有机物。其中的磷主要来自洗涤剂。据 2003年中国环境状况公报统计, 2003年全国工业和城镇生活废水排放总量为460.0亿t,其中工业废水排放量212.4亿t,比上年增加2.5%;城镇生活污水排放量247.6亿t,比上年增加6.6%。废水中化学需氧量(COD)排放总量1333.6万t,比上年减少2. 4%。其中工业废水中COD排放量511.9万t,比上年减少12.3%;城镇生活污水中COD排放量821.7万t,比上年增加5.0%。可见,生活污水已逐渐取代工业废水而成为水体富营养化的最大污染源。 1.2 工业废水 工业废水主要是指工业生产过程中产生的,其中钢铁、化工、制药造纸、印染等行业的废水中氮和磷的含量都相当高。近年来,工业排放的废水逐年递增。据报道, 2003年全国工业废水排放量达212.4亿t。但由于技术与资金的原因,大部分工业废水只经简单处理甚至未经任何处理就直接排入江河等水体中,许多废水中所含的氮、磷等物质也就不断地在水体中累积了下来。 1.3 化肥、农药的使用 现代农业大量使用化肥提高土地收益率,从1950年到1970年,农用化肥由不足10M t上升至80M t,估计2030年将达到135M t,但仅30%~50%能被植物吸收利用,被土壤截留下来的有机物、氮、磷等常因暴雨或刮风进入水体造成外源性富营养化污染。当其周围生态环境恶劣、森林覆盖率低、坡度大、土壤复种指数大、暴雨或洪水频繁时,这种情况就更加突出[3]。据资料统计,农用化肥的全球产量从1950年到1990年,氮量由不足1000!104t 上升到8000!104t。专家预计到2030年将达到13500! 104t[4]。此外,为了增加产量,大量农药、杀虫剂作用于农作物,有相当大一部分残留在农作物上,随雨水的冲刷流入水体中,很大程度上污染了水体环境。 1.4 渔业养殖 目前人工渔业养殖规模集约化,投喂的高蛋白饵料及鱼虾排泄物等这些营养物质造成水体富营养化。这种人工渔业养殖既给经营者带来利益,同时给他们带来损失,原因在于:随着水体中的营养物质的增加,藻类物质的大量繁殖,水体中的溶解氧就会大量的减少,影响鱼虾生长,爆发鱼病。近几年,淡水养殖业已由池塘转向湖泊、水库等大水面,并将池塘精养高产技术与大水面优越的生态条件相结合发展?三网#养殖,虽然提高了水产品的质量和 收稿日期: 2009 07 03 作者简介: 董继红(1963-),女,高级工程师。
水体富营养化治理与控制技术综述.
水体富营养化治理与控制技术综述 摘要：富营养化是水体污染的重要原因之一，也是国内外水污染治理的难题。从物理、化学、生化及环境因子调控等方面综述了适用于水体富营养化治理与控制的各类技术方法及其特点，并探讨了相关技术的应用发展趋势。 关键词：富营养化；水污染；治理与控制技术 水体富营养化是指在人类活动的影响下，水体加速自然演化过程，在短期内出现的富营养问题，即氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口和海湾等缓流水体，导致营养盐浓度过高。严重情况下引起藻类泛滥，称为藻型富营养化，即“水华”或“赤潮”；或出现水生植物疯长成灾现象，称为草型富营养化。我国的河流、湖泊污染不断加剧，富营养化问题尤为突出且呈严重趋势。20世纪70年代后期全国约有27％的湖泊富营养化，80年代末、90年代初期全国约有63％的湖泊富营养化，到90年代后期已达85％。根据(2010年中国环境状况公报》，全国地表水污染较重，七大水系总体为轻度污染；26个国控重点湖泊(水库)中，营养状态为重度富营养的1个，占3．8％；中度富营养的2个，占7．7％；轻度富营养的11个，占42．3％；其他均为中营养，占46．2％。笔者从物理、化学、生化及环境因子调控等方面综述了适用于水体富营养化治理与控制的各类技术方法
及其特点，并探讨了相关技术的应用发展趋势。 1 污染源控制 1.1 外源污染控制 降低外源污染负荷是湖泊富营养化控制与治理的至关重要的第一步。减少或截断外部营养物质的输入、控制外源营养盐进入水体的具体措施有净化水源、截污工程、洗涤剂限磷禁磷、合理使用土地等。 1.2 内源污染控制 当水体外界污染物的排放减少或停止之后，一定条件下，底泥不再作为污染物的“汇”，而成为“源”。这时底泥中的污染物释放出来，对水体造成二次污染，成为内源污染并加速水体的富营养化。常见的内源污染控制技术有清淤挖泥、原位覆盖、底泥钝化和生物修复等。清淤挖泥，是减少内源污染负荷的方法之一。日本Suwako湖、荷兰Geerplas湖、南京玄武湖均实施了清淤工程，试图削减湖泊内源污染负荷；清淤结果显示，在工程结束初期水质好转，但后期水体仍呈现富营养化状态。原位覆盖技术是在底泥表面铺放一层或多层清洁的土壤、沙子、淤泥、砂砾等覆盖物，使底泥与上层水体隔离，从而阻止底泥中污染物向上覆水体的迁移。意大利威尼斯环礁湖的底泥用沙土覆盖后，有效阻止了底泥中污染物的扩散。相对于清淤挖泥，原位覆盖技术施工简单、费用低，但底泥覆盖后会影响小型湖泊的蓄
水体富营养化的原因及其措施
水体富营养化 摘要: 富营养化是水体衰老的一种现象,它通常是指湖泊、水库等封闭水体以及某些河流水体内的氮、磷等植物营养物质含量过多所引起的水质污染现象。本文将从水体富营养化的自然因素和人为因素两大方面进行分析，阐述各元素对水体的影响，并对水体富营养化的危害及治理措施进行阐述。 关键词：富营养化来源危害治理措施 富营养化是由于水体中氮磷等营养物质的富集,引起某些特征性藻类(主要是蓝藻、绿藻)及其他浮游生物的迅速繁殖,水体生产能力提高,使水体溶解氧含量下降,造成藻类、浮游生物、植物、水生物和鱼类衰亡甚至绝迹的水质恶化污染现象。富营养化具有缓慢、难以逆转的特点 ,因此水体富营养化问题是当今世界面临的最主要水污染问题之一。 我国在经济持续高速增长的同时,所带来的最大负效应就是环境污染日益严重,大江、大河及湖库水环境质量日趋恶化。据2003年我国环境状况公报显示:在我国七大水系407个重点监测断面中,Ⅰ～Ⅲ类水质占38. 1%, Ⅳ、Ⅴ类水质占32. 2%,劣Ⅴ类水质占29. 7%。2001年对我国130余个湖泊调查资料显示,高营养化湖泊占调查总数的43. 5%,中营养化湖泊占调查总数的45%。以藻型富营养化为主的湖泊主要分布在我国东南部经济发达地区,超营养化湖泊主要分布在城市和城郊附近。 1水体富营养化的来源 1.1 自然因素 数千年前或者更远年代,自然界的许多湖泊处于贫营养状态。然而,随着时间的推移和环境的变化,湖泊一方面从天然降水中吸收氮、磷等营养物质;一方面因地表土壤的侵蚀和淋溶,使大量的营养元素
进入湖内,湖泊水体的肥力增加,大量的浮游植物和其他水生植物生长繁殖,为草食性的甲壳纲动物、昆虫和鱼类提供了丰富的食料。当这些动植物死亡后,它们的机体沉积在湖底,积累形成底泥沉积物。残存的动植物残体不断分解,由此释放出的营养物质又被新的生物体所吸收。 因此,富营养化是天然水体普遍存在的现象。但是在没有人为因素影响的水体中,富营养化的进程是非常缓慢的,即使生态系统不够完善,仍需至少几百年才能出现。一旦水体出现富营养化现象,要恢复往往是极其困难的。 1.2 人为因素 1.2.1工业废水 工业废水主要是指工业生产过程中产生的,其中钢铁、化工、制药造纸、印染等行业的废水中氮和磷的含量都相当高。近年来,工业排放的废水逐年递增。据报道, 2003年全国工业废水排放量达212. 4亿吨。但由于技术与资金的原因,大部分工业废水只经简单处理甚至未经任何处理就直接排入江河等水体中,许多废水中所含的氮、磷等物质也就不断地在水体中累积了下来。 1.2.2生活污水 排放人们在日常生活中也产生了大量的生活污水, 2001年全国生活污水排放达247. 6亿吨,超过工业废水排放量。生活污水中含有大量富含氮、磷的有机物。其中的磷主要来自洗涤剂。 据《2003年中国环境状况公报》统计, 2003年全国工业和城镇
国内外水体富营养化治理和控制方法的研究
国内外水体富营养化治理和控制方法的研究 姜小东 太谷县环境监测站, 山西太谷030800) 摘要：本文对国内外水体富营养化的治理和控制方法进行了总结和分析，并提出了水体富营养化治理的研究内容和方向。 关键词富营养化控制方法 THE RESEARCH ON THE WATER EUTROPHICATION GOVERNMENT AND CONTROL METHOD DOMESTIC AND FOREIGN Jiang Xiao-dong (Shanxi Taigu Environmental Monitoring Station, Shanxi Taigu 030800) Abstract: This paper has summarized and analyzed the control methods of water eutrophication . Based on the above analyses, the research trend for the restoration of eutrophicated water was discussed. Keywords: Eutrophication Control method 水体富营养化就是天然水体中由于过量营养物质（主要是指氮、磷等）的排入，引起各种水生生物、植物异常繁殖和生长。 我国湖泊、水库和江河富营养化的发展趋势非常迅速。1978～1980年大多数湖泊处于中营养状态，占调查面积的91.8%，贫营养状态湖泊占3.2%，富营养状态湖泊占5.0%。短短10年间，贫营养状态湖泊大多向中营养状态湖泊过渡，贫营养状态湖泊所占评价面积比例从3.2%迅速降低到0.53%，中营养状态湖泊向富营养状态过渡，富营养化湖泊所占评价面积比例从5.0%剧增到55.01%[1]。据调查表明，亚太地区54%的湖泊富营养化，欧洲、非洲、北美洲和南美洲的比例分别是53%、28%、48%和41%[2]。。我国的水环境正面临严峻的挑战。 1水体富营养化的成因和危害 1.1 成因 赤潮和水华是水体中藻类爆发的两种主要形式。赤潮是海洋中某些微小（2~20 μm）的浮游藻类、原生动物或更小的细菌，在满足一定的条件下爆发性繁殖或密集性聚集，引起水体变色的一种自然生态现象。水华是一种在淡水中的自然生态现象，其只是由藻类引起，如蓝藻（应为蓝藻细菌）、绿藻、硅藻等，水华发生时，水一般呈蓝色或绿色。随着经济的发展，淡水、海水的富营养化日益加剧，给水中的微生物的爆发性生长提供了十分有利的条件，导致了水域因藻类过渡增殖而变色。在含有大量营养盐类的富营养化的水体
水体富营养化成因及对策毕业论文
蚌埠学院 毕业设计(论文)水体富营养化成因及对策
目录 中文摘要 (2) 英文摘要 (2) 1引言 (3) 2水体富营养化及其污染物的来源 (3) 2.1水体富营养化 (3) 2.2水体污染物的来源 (3) 2.2.1非点源污染 (3) 2.2.2点源污染 (5) 2.2.3内源污染 (6) 3水体富营养化的危害及对策 (6) 3.1水体富营养化的危害 (6) 3.2水体富营养化的对策 (7) 3.2.1控制外源性营养物质输入 (7) 3.2.2重点控制农业面源污染 (7)
3.2.3加强治理工业废水和生活污 (8) 3.2.4 减少内源性营养物质负荷 (8) 3.3防治主要的方法有 (8) 3.3.1工程性措施 (8) 3.3.2化学方法 (9) 3.3.3生物性措施 (9) 4小结 (10) 参考文献 (11) 水体富营养化成因及对策 摘要: 从外源( 面源和点源) 和内源的角度分析了导致水体富营养化营养的来源，水体富营养化营养的危害，并根据不同污染源提出了具有针对性的对策。 关键词:富营养化、污染物来源、危害、对策。 Cause and Countermeasures of Eutrophication Abstract：From outside source (point source and point source) and endogenous point of view of
nutrition that led to the source of eutrophication, nutrient eutrophication hazards, and presented according to different sources with the targeted response. Keywords：Eutrophication, pollution sources , hazards and solutions. 水体富营养化成因及对策 1引言 水是人类地球上一个非常重要的介质，它是环境中能量和物质自然循环的载体和必要条件，也是地球生命的基础。由于自然环境的改变和人为频繁的活动而导致海洋、湖泊、河流、水库等储蓄水体中富营养化的发生，是当今世界水污染治理的难题，已成为全球最重要的环境问题之一。全球约有75%以上的封闭型水体存在富营养化问题。因此，探讨和研究水体富营养化的污染源及防治措施具有重要的现实意义和实用价值，为控制水体富营养化现象的产生和蔓延提供依据。 2 水体富营养化及其污染物的来源 2.1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
水体富营养化及其防治技术
水体富营养化及其防治技术 摘要: 在介绍了水体富营养化的原因、分类及危害的基础上，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; 原因; 危害; 防治措施 由于人类活动的影响，可能在短期内会使大量含氮含磷等植物性营养物质进入水体，从而引起藻类和浮游生物的迅速繁殖，使水体溶解氧下降、透明度下降、水质恶化、鱼贝及其他水生生物大量死亡。这种由于植物性营养元素大量排入水体，破坏了水体自然生态系统平衡的现象，称之为水体的富营养化。富营养化可分为天然富营养化和人为富营养化。富营养化具有缓慢、难以逆转的特点[1] 。 一、水体富营养化的定义 由于人类的活动，使得水体中营养物质富集，引起藻类以及其它水生生物过量繁殖，水呈绿色或混浊呈褐色，水体透明度下降，溶解氧降低，造成水质恶化，严重时发生“水华”，使整个水体生态平衡发生改变而造成危害的一种污染现象。 二、水体富营养化的形成及分类 国际经济合作与开发组织对水体富营养化开展了一系列的研究工作,最后确定氮、磷等营养物质的输入和富集是水体发生富营养化的最主要原因,大约80%的湖泊富营养化是受磷元素的制约，大约10%的湖泊与氮元素有关，余下10%的湖泊与其他因素有关。含有氮、磷等植物性营养物质的污染物主要经过下列途径排入水体[2]。 1 、生活污水 生活污水中含有大量富含氮、磷的有机物。其中的磷主要来自洗涤剂。 2 、工业废水 工业废水主要是指工业生产过程中产生的，其中钢数量，但加速了我国湖泊水库富营养化的进程。 三、水体富营养化的危害 1 危害人类健康 造成水体富营养化污染的某些物质本身就可严重危害人类健康，如植物营养素氨氮，在特定的条件下也可转化为亚硝酸盐，这是合成三致物质亚硝胺的前体。另外，水环境中某些藻类可释放出剧毒物质，通过食物链损害人体健康甚至致人死亡。 2 影响水体的生态环境
水体富营养化的治理
大量含氮、磷肥料的生产和使用，食品加工、畜产品加工等造成的工业废水和大量城市生活废水，特别是含磷洗涤剂产生的污水未经处理即行排放，使海水、湖水中富含氮、磷等植物营养物质，称为水体富营养化。在富营养化水体中，由于有了充足的养料保证，藻类等浮游植物一有适宜条件即疯狂繁殖。此时鱼类等生物的消费能力赶不上藻类的繁殖速度，水中藻类越长越多，藻类生物集中在水层表面，光合作用释放出的O2溶解在海水表层，表层海水形成饱和溶液，从而阻止了大气中的O2溶入深层海水。与此同时大量死亡的海藻在分解时却要消耗水中的溶氧，这样水中的溶氧就会急剧减少（甚至可降至零）导致水中的鱼类等动物大量窒息死亡。某些藻类甚至还会释放出一些有毒物质使鱼类中毒死亡。此外由于死亡藻类分解时会放出CH4、H2S等气体，使海水变得腥臭难闻。这种情况如果是在海洋中，赤潮就发生了；如果是发生在淡水中，又叫“水华”。 引起富营养化的原因主要为大气污染、城市污水排放、农田化肥使用过量、生态环境破坏严重、水体养殖等. 太湖流域富营养化控制机理研究一文中说道:流域非点源污染物质在水—土界面输送通量响应关系，进一步揭示了藻类暴发机制，提出了利用人工湿地和水利工程调控改善水环境的原理。在研究中，还提出了流域控制与区域控制相结合的环境治理新思路，以区域治理为其目标，最终达到全流域的治理目标 中科院合肥物质科学研究院用生物合成表面活性剂和壳聚糖酶,利用天然纳米材料棒晶与离子的交换性能、高吸附性能，“捕捉”化肥营养元素，再用壳聚糖等材料“网住”棒晶，有效固定了化肥营养素，减少了流失 摘要：水体富营养化造成藻类过量繁殖是一个全球性的问题，我国许多湖泊水库污染严重，国内外科学家对此进行了大量的研究。文章综合报道了现有的富营养化水体控制工艺，尤其是新的超声波除藻杀藻技术。 关键词：富营养化洗涤剂超声波 水资源是人类赖以生存的基本物质，随着人口增长和社会经济飞速发展，水的需要量急剧增加，而水资源污染也日益严重。我国自20世纪80年代以来，由于经济的急速发展和环境保护的相对滞后，许多湖泊、水库已进入富营养化，甚至严重富营养化状态，如滇池、太湖、西湖、东湖、南湖、玄武湖、渤海湾、莱州湾、九龙江、黄浦江等。2000年对我国18个主要湖泊的调查表明，其中14个已进入富营养化状态[1]。 2 水体富营养化的危害 水华的出现使水味变得腥臭难闻，降低水体的透明度，增加浊度。水面被藻类遮盖，阳光难以进入，严重抑制了深层水体的光合作用，降低溶解氧。死亡藻类不断沉到底部，加快了底部氧的消耗，使表面以下的水体处于厌氧状态，造成好氧生物死亡。除散发臭味、破坏景观、破坏水生生态环境外，部分藻类还能分泌藻毒素，引起鸟类、牛、羊等动物中毒，可能有致突变作用，对人类也有很大的潜在危险[2]。富营养化对水体生态和人们生活造成很大影响，对于那些依靠富营养化水体为饮用水源的城市来说，情况尤为严重。水中的藻类会大大提高化学需氧量(COD)、生物需氧量(BOD)、悬浮固体(SS)等的浓度，增加水处理负担。藻类在
湖泊富营养化水体生态修复技术国内外研究进展
湖泊富营养化水体生态修复技术国内外研究进展 () 摘要：湖泊富营养化是指氮、磷等营养物质大量进入水体并致使水体的溶解氧下降、透明度降低、水质恶化、鱼类及其他生物大量死亡的现象。富营养化水体治理技术按照治理手段可分为化学处理、物理处理和生态修复处理方法等。化学方法处理污染水体主要是添加化学药剂改变水体中氧化还原电位去除水体中悬浮物质和有机质。物理治理技术措施包括人工曝气、调水冲污、河道疏浚等措施。水体生态修复技术包括生物膜法处理技术、微生物制剂技术、人工湿地处理及生物栅修复等。本文阐述了当前国内外水体生态修复技术的相关研究进展并比较了各方法的优缺点，并对未来富营养化水体生态修复技术做了展望。 关键词：富营养化；生态修复技术 Research of water ecological restoration technology about lake eutrophication () Abstract: Lake eutrophication refers that nutrients of nitrogen and phosphorus are into the water, bringing the phenomenon that clarity and dissolved oxygen drop causing deterioration of water quality and death of fishes and other creatures. Treatments of eutrophic water include chemical treatment, physical treatment and ecological restoration. Chemical method are that adding chemicals into water changs redox potential to remove suspended substances. Physical treatments include artificial aeration, flushing and river dredging. Ecological restoration technologies include the biological membrane, microbial preparation, artificial floating island and biological grid restoration. This paper describes the progress research of ecological remediation technologies for the present and compares the advantages and disadvantages, and makes forecast for the future ecological restoration technologies of eutrophic water. Keywords: eutrophication; Ecological restoration technologies
水体富营养化的原因
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。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。水体富营养化产生的主要原因：氮、磷等营养物质浓度升高，是藻类大量繁殖的原因，其中又以磷为关键因素。影响藻类生长的物理、化学和生物因素(如阳光、营养盐类、季节变化、水温、pH值，以及生物本身的相互关系)是极为复杂的。因此，很难预测藻类生长的趋势，也难以定出表示富营养化的指标。目前一般采用的指标是：水体中氮含量超过0.2-0.3ppm，生化需氧量大于10ppm，磷含量大于0.01-0.02ppm，pH值7-9的淡水中细菌总数每毫升超过10万个，表征藻类数量的叶绿素-a含量大于10μmg/L。 营养物质从何而来：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。 (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，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。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。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。
水体富营养化
(一)水体富营养化的机理 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。 1．水体富营养化的机理：在地表淡水系统中，磷酸盐通常是植物生长的限制因素，而在海水系统中往往是氨氮和硝酸盐限制植物的生长以及总的生产量。导致富营养化的物质，往往是这些水系统中含量有限的营养物质，例如，在正常的淡水系统中磷含量通常是有限的，因此增加磷酸盐会导致植物的过度生长，而在海水系统中磷是不缺的，而氮含量却是有限的，因而含氮污染物加入就会消除这一限制因素，从而出现植物的过度生长。生活污水和化肥、食品等工业的废水以及农田排水都含有大量的氮、磷及其他无机盐类。天然水体接纳这些废水后，水中营养物质增多，促使自养型生物旺盛生长，特别是蓝藻和红藻的个体数量迅速增加，而其他藻类的种类则逐渐减少。水体中的藻类本来以硅藻和绿藻为主，蓝藻的大量出现是富营养化的征兆，随着富营养化的发展，最后变为以蓝藻为主。藻类繁殖迅速，生长周期短。藻类及其他浮游生物死亡后被需氧微生物分解，不断消耗水中的溶解氧，或被厌氧微生物分解，不断产生硫化氢等气体，从两个方面使水质恶化，造成鱼类和其他水生生物大量死亡。藻类及其他浮游生物残体在腐烂过程中，又把大量的氮、磷等营养物质释放入水中，供新的一代藻类等生物利用。因此，富营养化了的水体，即使切断外界营养物质的来源，水体也很难自净和恢复到正常状态。 关于水体富营养化问题的成因有不同的见解。多数学者认为氮、磷等营养物质浓度升高，是藻类大量繁殖的原因，其中又以磷为关键因素。影响藻类生长的物理、化学和生物因素(如阳光、营养盐类、季节变化、水温、pH值，以及生物本身的相互关系)是极为复杂的。因此，很难预测藻类生长的趋势，也难以定出表示富营养化的指标。目前一般采用的指标是：水体中氮含量超过0.2-0.3ppm，生化需氧量大于10ppm，磷含量大于0.01-0.02ppm，pH值7-9的淡水中细菌总数每毫升超过10万个，表征藻类数量的叶绿素-a含量大于10μmg/L。 2．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