水体富营养化成因分析

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水体富营养化， 是指 巾干大量的氮磷等植物 性营养元素排入到流速缓慢 ， 更新周期长的地表水 体， 使藻类等水生生物大量地生长繁殖 ， 使有机物 产生的速度远远超过消耗速度 ， 水体 中有机物积 蓄， 破坏水生生态平衡的过程［］ １。水体富营养化 后，由于浮游生物大量繁殖 ，往往 现蓝 包，红 色乳白色等 ，这种现象ｌ江河湖泊等淡水中称为 往 水华，而存海水中称为赤潮。目前， 国内外对水体 富营养化的形成 过程进行了大量的试验 ， 但是都未 达到预期的效果。这说明水体富营养化的研究远 远落后于实际的需求。因此有必要对水体发生富
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方 面对 水体 富营 养化 成 因进 行 分析 。 目的是 为更 好 地 维持 水体 生 态平 衡 ， 制 水体 污 染， 防 水体 控 预 富营养化 的 发生提 供 参 考。
。关键 词 ：富营养化｛氮磷；铁硅 ； 光照；温
度 ；动 力学
氦、磷在水体牛态系统中是生物生长需 要的 重要元素。水体中氮的含量高不一定产生富营 化， 只有在藻类大量生长的条件下 ， 富营养化才有 可能发生。一般认为［】藻类生长需要的氮磷原 『 ５， ｌ 比为ｌ １ ６： 。氮和磷在水体循环过程中， 由十反 化作用而损失的氮占全球水体氮的含量的三分之 ［】由丁氮的这种损失， ６， 氮磷的比例 ａ能降低， 此 营养 化的成 因进 行探讨 。 时， 氮可能会成为水体中浮游植物生长限制冈素。 水体富营养化成因的两种理论 Ｉ于磷在有机质中保持力较 ｛ 富营养化的发生和发展是水体的整个环境系 在氮磷循环的过程中， Ｉ 溶解性无机物质对磷有较强的吸附 等原网 统 出现失衡， 导致某种优势藻类大量牛长繁殖的过 氮强， 可能 导致氮磷的比例较高 ， 程。因此要研究富营养化的发生机理和发 条件 ， 导致磷的循环较氦慢 ， 从而使磷 成 为藻类 生长的 限制 因子 。 实质上是需要了解藻类生长繁衍的过程。 ２２ ．铁硅在水俸富营养化・的作用 ｐ １１ 食物链 理沦 ． 这是 由荷兰科学家马丁 肖顿于１９ 年６１在 ９７ ） 铁在营养盐氮的循环过程 是决定性因素【 ， ｌ １ ７ 】 氮的固定） 、硝酸盐 亚硝酸 “ 磷酸盐技术研讨会”上提出的ｆ 。该理沦队为， 其原因是铁是硝酸盐（ ２ ］ 硝 重的富营养化， 自然水域中存任水生食物链。如果浮游生物的数 盐还原酶组成成分的重要因子。如累铁含量高， 分析具 可能是长江水流流速较 硝酸盐 亚硝酸 快 ， 量减少或捕食能力降低， 将使水藻生长量超过消耗 酸盐 业硝酸盐还原酶活性增强． 水体更新用期矩 ， 某些藻类 其它条什较适宜 ｒ 使 情况下， 量， 平衡被打破 ， 发生富营养化。该理论 兑明营养 盐氮 被还 原而 损 失 。 ”能 导致 水体 氮 含最 降 低 ， 生长尚术达纠高峰时 ， 可能破流速较急的 氯成为藻类生长的限制 素， 水体发生富营养化的 水流带到 ｆ 负荷的增加不是导致富营养化的唯一原因。 、 ’ ， 类生长的条什遭到破坏 ； 游大 藻 与此 可能性减 少 。 １２ 生命 周期理论 ． 卡 反滇池流域内水体流动速度及 他动力学条件 Ｈ 水 体 富营 养 化的 产 生是 由鞭毛 虫 主 体还 是 生命 周期 理论 认 为 含氮 和 含磷 的 化合物 过 多 适台藻类的大 最生 ｝繁殖 ， 乇 使水体产生富营养 排入水体， 破坏 了原有的生态平衡， 引起藻类大量 硅藻属占主体来决定的 ， 如果鞭毛虫 主体水俸产 化。因此 ， 水流流态和水体更新周期长短是 一， ＼｝ ８。水体巾硅含量的 多少决定 分关谜的 柰。 繁殖 ， 过多的消耗水中的氧 ， 使鱼类 、浮游生物缺 生富营养化机率大【】
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水体富营养化成Βιβλιοθήκη 分析 崔赫 星 于 勇泉 延吉市水务实业有 限公 司
０ Ｈ２３ ｌＮ１Ｐ 牛 ｌ ｋ 藻类， 爱 要 ：水体 富营养化防治是世界性的热点 生质Ｃ１６ ６ ０１Ｏ ６ 可以看出， 产ｌｇ 摘
与难 点 问题 ，水体 发生 富营 养化 ，其 后果 十 分的
需要消耗碳３ ８ ， ４ ， ９ｇ 氮６ｇ 磷９ ， ５ｇ 氢７ｇ 氧４ ６ ， ３ ， ｇ 显然
２ １ 磷的作 Ｈ ．氮 ｛
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的基础上．ｕ ｔ （９ ５等和Ｄｏｔｈ １９ ） Ｊ ｓｃ】９ ） ｉ ｒ 等ｆ９２提出一 ｃ 个系统评竹每一种营养盐的大致限制标准【Ｊ该标 ９， 准认 为 ：１营Ｓ ： ＞２｛Ｉ Ｎ ： ＞ ２ 磷酸 盐 为 （） ｉＰ ２ ［ ＤＩ Ｐ ２ ； 限制因素； ） ）Ｎ： ＜１＠ｓ ： Ｉ （ 若Ｉ ２ Ｉ Ｐ ｏ ｉ Ｄ Ｎ＞１ 则溶解 ， 无｝氦为限制因素； ） ｉ Ｉ Ｉ＊Ｓ ： Ｉ ＜ ， 几 （ 若Ｓ ： ＜ Ｏ Ｈ ｉ Ｄ Ｎ ｌ ３ 溶解无机硅为限制因素。如果按照 【 述标准， 每一 种营养盐的理论限制因素或 ， 实际巾限制因 『 币 素不 一 ， 定成 可能限制因素只有通过 比较水环境 营养盐浓度和 ・能吸收营 盐的浓度之 后才能确 Ｊ 定。 ２４ ．溶解瓴、温度、 光照对富营养化的影响 如果水体中表层溶解氧同氮磷的比率低， 水体 中氮磷过量富私 ， ｛水体 ＿ 养盐增加， ｛ 】 营 导致氮磷量 相对过剩促进浮游藻类等水牛植物增加， 水体可能 产生富营养化。水体ｒ溶解氧含量降低， 水生浮游 动物（ 鱼类等） 呼吸作用所需要的氧量减少 ， 水生浮 游动物困缺氧 死ｌ 。水体中浮游动物数量减少， ： 浮游动物所苠的营养盐类（ 氮磷等） 将会增加， 水体 生态下衡将遭到破坏， 水质恶化。 光照和温度对藻类生 长 的影响【 】，强和温 ｌ： ｏ 匕 度在 ・ 定的范 内， 类数 量随 光强及温 度的增加 凛 而增加． 只温度的影响大丁光强， ０ ３ ℃的 并 ． 在２ Ｃ ０ 条『 当光强从１（ １增加到４） １时 ， 牛Ｉ ． ［】 ｘ ） Ｏ 【】ｘ 藻类数量 （ ０ 增加较快 ， ０１以 渐趋平衡， ５０１基本上达 ４ ０ ０ ｘ ￣ ００ ￣ ｘ 到最大值。如果光照和温度都较适宜， 则藻类过量 生长， 水体ａ能产生富营养化。 ｒ ２５ ．水体动力学和更新 期对富营养ｆ ｌ影响 ￣ｆ ９ 我国大部分地区部禺大陆性季风气候 ． 风力对 水体的流动仃很大的影响。 风力较适中的 季节， 于 受 风 力的 作 州水 流 将 从水 『 Ｉ 向 Ｅ流动 。 本 部 在水体流动的过程中 呔泥中的营养盐被水流搅起 随水流进入水体， 水体ｌ营养盐禽量增加．为富营 ｝ ｌ 养化的发生创造 ｌ条件。 『 水『 本的流卷和水『 本更新 周期 与富营 养化冉 营密｝的 父系。如存长江 巾上游的三峡 库区江段 Ｊ ｊ 及 其 重 要 支 流嘉 陵汀 和 汀 ， 体 水 质 良好 。但 ：总 是， 断晒 均总磷浓 度普遍在ｏ １ｏ ２ ｇ／ 总氮 ． ．ｒ ， ａ Ｌ． ｆ３ ｇ Ｌ ｆＩ ． ｎ 同滇池外海总磷０３ ｍ ／ 、总氮 ． ｇ１ ３ ２ １ ｍ ／ 昔养盐浓度棚 当， ．３ ｇ Ｉ ０ 接近湖钠和水库Ｖ 类水赝 标强。也就是说． 水体中的营养盐浓度水平 巳经达到 了水体发生甫营养化的条件。仉 闷前存 长 汀十流尚束发牛水体的富营养化 ， 而滇池 已经严
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营养化状况来看， 富营养化产生的原因主要是用后 者（ 生命周期理论） 来解释。 二． 富营养化的影响因素 对丁不同的水域 ， 由于停在水域地理特性 、自 然 气候条件、水生生态系统和污染特性等诸多差 异， 会出现不同的富营养化表现症状， 即出现不同 的优势藻类种群， 并连带出现各种不同类型的水生 生物种类的失衡。水体富营养化的形成是受 多种 闻素影响的 ，这其 中既有 自 然冈素的作用，也 白 人为因素的作用。
要想控制水体富营养化 ， 严重 ， 因此 有必要 对 水体 发 生富 营 养化的 成 因进 氦磷是限制因子。因此， 行 讨论 。 本 文基 于富 营养化 发生 的机理 ，即比 较 必须控制水体巾氮磷等营养盐的含量及其比例。 广 泛提 到 的 两种机 理一 食物 链 理论 和 生命周 期 理 食物链理论和生命周期理论争论的焦点 丁 论 ， 氮、磷 营 养盐 水平 ， 、硅 含 量， 从 铁 光照 强度 ， 温 氮磷是否为引起富营养化的主要原因 ， 目前这两种 度 ， 动 力学（ 啦体 水体 流态 ， 力） 水体 更新 周期 等 争论尚未有最后的定论。但从 目前我国水体的富 风 和
氧死亡 ， 它们的尸体腐烂又造成水质污染。根据这 水体叶浮游生物是鞭毛虫占优势还是硅藻羁占优 ｌ
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三、总结
硅， 硅比例升高， 则水体巾 理论［ ， ３ 氮磷的过量排放足造成富营养化的根本 势。如果水体 中氮： 磷 ： 】 ＝ 水体富营养ｆ发 原 是多方而的。在水体 Ｉ ｚ 硅藻属含量减少， 富营 化 Ｈ益严重的今天． 水体 原因， 藻类是富营养化的士体， 它的生长速度直接 的浮游 物以鞭毛虫为主 ， 富营养化成困的研究已 发生富营养化机率大。如果氮、硅 比例降低， 经取得了 定的成果， 圳水 影响水质状态。 ｆ 是对于该成目的６究还有 井 体中浮游生物以硅藻辑占优势 ， 水体产 富营养化 待于进 ‘ 入。列 日 为止， 藻类光合作用的总反应式 ： 步 ４ 还没何 ・ 套较成熟 ｌｏ６ Ｃ ｏ ｝ ｌ６ Ｎ Ｏ ＋ Ｈ ４ ２ ２ ３ Ｐ ０ 机率 小。 的理沦能够ｆ实际水体中用来预测富营养化发生 ； ￡ ２３ ．交际可能营养盐限制标准 ｛ｊ Ｈ ２Ｏ＋ｌ ２ ２ Ｈ ｆ＋能 量 ＋微 量 元 素 ８ 对 于富营 化发生的各项指杯还没有 一 个被广泛 在具体环境条件下， 营养盐的 １同比例使 接受的严格 晕化的界定。因此， 匕 Ｃ Ｈ ６ ０ｌ ０ ｌ Ｐ 藻类原生 质） ０ １６ ２ ３ １Ｎ （ ０ ６ ＋ｌ ８ ２ ３ ＝ 系统深入地开展水
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们中的某 种营养盐 成为限制 因素。一股 认为 体富营捧化发生原因的研究， 对于有效地开展水体 藻类（ 硅溱） 富营养化综合冶理 防治具有萤大的理论意义和 根据Ｌ ｉｉ最小 子定律［１植物的牛长取决 当营养盐水平足 够浮游 植物 生长时 ， ｅ ｇ ｂ ４， ｊ ｉＮ Ｐ ６： ６：ｌ 于外界供给它们养分最少的一种或两种， 从藻类原 Ｓ ： ： 的原子比为１ １ 。在总结前人结果 实 用价ｆ 直。