水體富營養化控制的研究進展

摘 要:水體富營養化已經成為人們日益關注的環境問題之一。針對我國湖泊和近海海域出現的富營養化現狀，分析了導致富營養化產生的原因及影響因素，總結了近幾年富營養化控制的研究進展，提出了控制富營養化包括物理、化學和生物法多種方法綜合控制的措施。

關鍵詞:湖泊 富營養化 氮磷化合物

中圖分類號:X52文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2012)04(b)-0011-01

在我國，富營養化湖泊主要分布在長江中下游湖區、云貴湖區，部分東北山地及平原湖區與蒙新湖區。我國五大淡水湖泊中營養鹽濃度，尤其是氮.濃度均已超過富營養化水平10倍以上。其中，太湖和巢湖已經進入富營養化狀態，部分水體已經達到嚴重富營養化水平，其他三個湖也已臨近水體富營養化狀態[1]近年來，我國近海海域水體富營養化程度呈加劇趨勢。闞文靜等對渤海灣水體富營養化進行研究，指出了2008年渤海灣近海域為富營養化水平，有機污染程度3級。洪雄業和袁倩[3～4]對天津金岸海域的水體富營養化進行了研究，提出了天津近岸海域無機氮污染嚴重，水體富營養化程度高的結論。

1 水體富營養的形成原因

1.1 水土流失和農業施肥

不同地形集水區和不同肥力土壤輸出的氮、磷量不同，水土流失提高了水體中營養物質的量。而且，營養物質從土壤中流失量與施肥量有密切的關系。為提高農產品的產量，人們常施用較多的氮肥和磷肥，它們極易在降雨或灌溉時隨地表徑流或滲濾方式進入地面水體中或地下水體中，這是導致地表水富營養化的主要原因。

1.2 畜牧業、漁業

畜牧養殖過程中，畜禽會排泄出大量的營養物質，這些營養物質進入土壤然后隨地表徑流進入江河、湖泊而污染水體。另外，家畜排出的糞水有些情況下直接被排入水體，因此，在養殖業發達的地區，養殖過程中產生的糞水對水體富營養化的影響非常嚴重。

1.3 生活污水與污水灌溉

近些年，由于工業的不斷發展和人們生活水平的提高，工業廢水和生活污水的大量排放成為主要的營養物質來源之一。如一些含磷的洗滌劑的應用，食品廠、化工廠、毛皮工業等都會帶來大量的營養物質。

1.4 城鎮與礦區地表徑流

由于城鎮路面大部分是不透水的，人類產生的生活污水、生活垃圾以及某些工業廢水中含有高濃度的氮磷化合物，這些氮磷化合物易隨地表徑流進入地表水中造成湖泊水體富營養化。另一方面，磷礦區也是導致水體富營養化的重要因素。

1.5 大氣沉降

燃料的燃燒會產生大量的含氮氣體，這些氮氧化合物隨雨雪降落在土壤或水體表面，從而污染地表水源，導致含氮化合物濃度升高。隨著大氣污染日益嚴重，大氣沉降也成為重要的水域富營養化原因之一。

2 水體富營養化危害

2.1 降低水體透明度

在富營養化水體中生長著大量的藍藻、綠藻等。這些藻類形成一層“綠色浮渣”，使水質變的渾濁，透明度降低。

2.2 破壞生態環境

富營養化現象出現以后，大量藻類鋪滿水體表面，阻斷光線向水底透射，使下層水生植物光合作用受阻，氧的釋放量減少。當藻類大量繁殖水體營養消耗枯竭時又會發生大面積死亡，尸體在被微生物分解時會消耗大量氧，兩種作用的結果導致水中溶解氧濃度降低，從而引起水生動物，如魚類的死亡。

2.3 影響城市供水和人體健康

人們賴以生存的水庫、河流、湖泊以及城市工業和生活用水，如果污染或者產生富營養化，會使水體中有機質增加以及藻類毒素的產生。含有藻毒素的水被動物飲用后可引起動物胃腸疾病。水體富營養化還能產生亞硝酸鹽和硝酸鹽，人畜長期飲用這樣的水會導致中毒。

3 水體富營養化的研究現狀

3.1 國外

來自聯合國環境規劃署(UNEP)的調查結果表明，世界范圍內30%～40%湖泊和水庫遭受不同程度的污染。相對湖泊來說，河流的富營養化程度一般要輕，這與湖泊水體的靜止營養鹽容易積累有關。另外，河流中水生植物的增長對富營養化有一定的控制作用。

3.2 國內

近20年來，我國湖泊水體富營養化發展相當快。多年的調查結果表明，全國富營養化湖的比例由70年代的41%發展到80年代的61%，90年代已經上升到77%。根據對全國39個大、中、型水庫的調查，處于富營養狀態的水庫個數和庫容分別占調查總數的30.8%和11.2%。處于中營養狀態的水庫個數和庫容分別占所調查水庫的43.6%和83.1%。此外，近年來我國部分河流水域如漢江、珠江等也出現了水體富營養化現象[6]。因此，水體“富華”是我國當前亟待解決的環境問題之一。

4 水體富營養化的防治

4.1 物理方法

可以采用污水分流方法，通過改造排放管道，將富含營養鹽的工、農業生產的污水引致別處。此外，也可以通過深層排水、機械曝氣、挖泥、機械除藻等方法進行富營養化治理。

4.2 化學方法

大量營養鹽的注入到水體后，引起藻類的大量繁殖，導致深層水體中水生植物光合作用下降，出現厭氧層。在深水進行人工曝氣可以在不改變水體分層的情況下改善氧的濃度;其次還可以向水體中加入鐵鹽、鋁鹽、泥土顆粒、石灰泥等，使無機和顆粒磷沉淀出來，從而降低氨氮、錳離子等濃度。

4.3 生物方法

最常用的是水生植物修復技術。原理是水生植物可以有效的吸收富營養化水體中的營養鹽，起到“營養泵”和“營養庫”的作用。合理構建并維持水生植物的生物量可以有效的轉移出氮磷化合物，降低營養化程度。

利用生物膜技術進行水體富營養治理。以比表面積較大的天然材料或人工介質為載體，通過微生物在其表面的附著和繁殖形成一層生物膜結構，對富營養化水體中的有機氮磷等化合物進行降解轉化來控制富營養化程度。

5 結語

在水資源日益缺乏的今天，治理水體富營養化已經成為全世界共同關注的問題。就我國湖泊眾多，富營養化程度相對嚴重的現狀來說，治理水體富營養化任重道遠。在制定湖泊水體富營養化的治理方案時，應根據湖泊所處的地理、地質與地形條件，并結合當地的水文、氣候因素，對湖泊的污染來源、污染程度作出合理的判斷，必要時采用幾種處理方法如物理、化學和生物方法同時進行水體富營養化治理。

參考文獻

[1] 田永杰，唐志堅，李世斌.我國湖泊富營養化的現狀和治理對策.環境科學與管理，2006.

[2] 闞文靜，張秋豐，胡延忠，石海明，薄文杰.渤海灣水體富營養化與有機污染狀況初步評價.海洋通報，2010.

[3] 洪雄業.莆田市近海水體富營養化狀況及對策研究.化學工程與裝備，2010.