水體富營養化及其防治

任瑞麗,喬龍

水體富營養化及其防治

任瑞麗1,喬龍2

（1.朔州師范高等專科學校，山西朔州036000；2.朔州市平魯區李林中學，山西朔州036800）

水體富營養化是許多河流、湖泊的主要環境問題，而且是一個全球范圍內的普遍現象，對人類的生產生活產生很大影響.分析了水體富營養化在工業、農業、生活等方面的成因，指出其對人類生產生活文獻的危害，并給出水體富營養化的防治措施，旨在喚起人類對水資源的保護意識，促進人與自然的和諧發展.

水污染；水體富營養化；防治

水體富營養化(eutrophication)是指在人類活動的影響下，生物所需的氮、磷等營養物質大量進入湖泊、河口、海灣等緩流水體，引起藻類及其他浮游生物迅速繁殖，水體溶解氧量下降，水質惡化，魚類及其他生物大量死亡的現象.

水體富營養化是水體衰老死亡的表現，且具有緩慢、難以逆轉的特點［1］.富營養化是我國水域生態環境最為常見的污染類型之一.從生態學的角度來考慮，水體富營養化是一個緩慢、必然的演化過程，但是由于人類活動的影響，這一進程被大大加快了.

1 水體富營養化的成因

多數學者認為氮、磷等營養物質濃度升高是造成水體富營養化的主要因素，其中磷又是最為關鍵的因素［2］.因為對于淡水水域藻類來說，大量增殖的限制因子主要是磷,其次是氮、碳、微量元素等.但是，藻類可以利用水中溶解的二氧化碳作為所需的碳源，在一般情況下，水體中可利用的氮遠比磷多,因此磷成為最關鍵的因素，已有許多研究表明富營養化過程中磷的重要性［3-4］.

水體中富營養的主要來源主要有：（1）工業廢水.近年來，在利益的驅使下，許多小作坊、小企業違規生產，直接或者簡單處理之后將工業廢水排入江河、湖泊，造成水體中氮、磷等物質的不斷積累，形成水體富營養化.另一方面，有些工業污水中的有毒有害物質較多，直接威脅水生生物的生長，破壞水生生態系統.（2）農業及生活污水.工業廢水通常含有有毒有害物質，其危害容易引起重視，農業及生活污水則因無毒性或毒性較低而容易被忽視.其實，農業及生活污水中較高的無機或有機營養鹽也是當前水體富營養化的主要原因，特別是在工業活動相對較少的廣大農村地區化肥是最大的污染源.近年來,我國農村農田施用農家肥料(主要指人畜糞便)的量逐漸減少，化學肥料的使用量急劇增加，化肥的主要成分是氮和磷，過量的肥料會殘留在土壤中，造成土壤的板結；大量降水時，又會隨著農田水土流失而進入水體.這是農業活動面源污染對水體富營養化危害.（3）生活廢水及動物糞便.對于人類活動密集的地區，尤其是畜牧業較發達地區，禽畜產生的大量富含營養物和細菌的排泄物也極易隨地表徑流進入河流、湖泊等天然水體，造成水體營養物質含量的增高.此外，含磷洗滌劑的廣泛使用以及生活廢水的隨意傾倒也會造成水體一定程度的污染.（4）大氣沉降.大氣沉降不僅是懸浮顆粒物、有害氣體的來源之一，也是氮的來源之一.大氣氮沉降數量的急劇變化嚴重影響著陸地和水生生態系統的穩定性［5］.工業廢氣或汽車尾氣直接排入大氣后，造成空氣中的氮、磷化合物的含量嚴重超標.近期，我國大部分地區出現的霧霾天氣也與它有一定聯系.這些化合物隨雨水降落匯集到水體中，導致水體的富營養化.近年來，大氣氮沉降對水環境產生的水體富營養化、水體酸化等負面影響越來越受到人們的重視［6-7］.

2 水體富營養化的危害

水體富營養化是由多種因素綜合作用形成的結果，一方面它會威脅水生態系統的平衡，導致生態系統結構的變化和功能的退化；另一方面富營養化的水體普遍被認為是劣質水體，對生產生活帶來很大危害.

2.1直接危害

水體是水域系統中生物與環境、生物與生物之間相互作用的統一體.環境的惡化必然會對水體中的生物產生危害.水體一旦發生富營養化，表面生長著綠藻、藍藻等為優勢種的大量水藻，形成一層“浮渣”，降低水體透明度，從而影響水中植物的光合作用，水下生物因得不到充足陽光而影響了生存和繁殖.同時，藻類會分泌大量毒素，威脅水生生物的生存.

富營養化水體因藻類覆蓋水面致溶解氧濃度降低，水生生物常會缺氧窒息而死亡，影響魚類對餌料的獲得.此外，藻類死亡釋放的毒素和藻類尸體分解產生的揮發性氨也會毒害魚類［8］，導致水產養殖減產,甚至完全破產.

2.2間接危害

2.2.1 危害人體健康

富營養化水中含有硝酸鹽和亞硝酸鹽，人畜長期飲用這些物質含量超標的水，也會中毒致病.富營養化水體中生長的某些藻類（如銅綠微藻，含有肝毒素），可以在魚體富集，人食用魚后該毒素可轉移至人體內，危害人體健康.此外，人體直接接觸富營養化水體，也會產生瘙癢、刺痛等不適感覺.

2.2.2 給水處理增加成本和難度

作為城市水源的水體富營養化之后，給凈水廠的正常工作帶來一系列問題，如富營養化水體因厭氧作用產生硫化氫、甲烷、氨氣等有毒有害氣體，給水處理增加相當的技術難度.此外還會增加水處理費用，降低處理效果等.同時，水體的富營養化也造成可利用水資源的愈加短缺，加劇水資源危機，影響工農業的可持續發展.

2.2.3 影響水體的旅游價值

水體富營養化時，由于占優勢的浮游藻類顏色的不同，水體會呈現綠色、藍色、棕色等，水體透明度降低，影響水體的觀感.此外，受污染水體常常會散發出腥臭味，影響人們的娛樂和休閑，從而影響水體的旅游功能.

3 水體富營養化的預防措施

富營養化水體的污染源比較復雜，且營養物質難以去除，使富營養化的治理成為水污染處理中最為復雜和困難的問題，在短期內看到明顯的實際效果.因此，水體富營養化的預防才是最為關鍵問題.

3.1控制營養鹽的外源輸入

在水體富營養化的形成機制中，外源營養鹽的輸入是個不可忽視的重要原因.因此，控制營養鹽的外源輸入已成為公認的治理富營養化的一項重要措施.這也是從根本上控制水體富營養化的有效途徑.

預防措施主要從兩方面著手.一是控制工業廢水、生活污水的隨意排放.建立工業廢水排放標準，使廢水在排入水體之前氮、磷達到規定標準；減少或者禁止含磷洗滌劑的使用，并且對生活污水進行統一處理，避免使水體氮磷超標.二是推廣生態農業，加大有機肥的使用量，研制推廣新型復合肥，從而使農業的面源污染得到有效控制.

3.2逐步恢復水體的自凈能力

水體一旦富營養化，即使切斷外界營養物質的來源，水體也很難自凈和恢復到正常狀態.氮、磷元素過多是水體富營養化的主要原因，同時也是植物生長的必須營養元素，在淡水水體種植大型水生植物是治理和防止富營養化的有效方法之一，也是近年來水體修復生態技術研究的熱點之一［9］.水生植物除直接吸收氮、磷外，還可以定期人工收獲作飼料、肥料等，增加經濟效益.同時，大型植物還有抑制湖泊沉積物的再懸浮、改善沉積物的特性從而降低營養鹽釋放率、吸收水體中的污染物、抑制浮游植物生長等作用［10-12］.沉水植物馬來眼子菜、苦草、輪葉黑藻和浮葉植物荇菜、菱等5種水生植物對水體的總氮、總磷、硝態氮和正磷酸鹽都有較好的去除效果［13］.同時，改善湖泊、河流周圍的生態環境，植樹造林，建立生態湖泊，以保持水土，減少地表徑流.

3.3輔助水利工程措施

包括疏浚底泥、水體深層曝氣、注水沖稀以及覆蓋底泥等.富含營養物質的底泥在一定條件下會釋放出氮磷，成為水體的內源性污染源，疏浚底泥可以減少湖泊內源氮、磷負荷［14］，但是，疏浚也會使污染物向水體釋放，對底棲生物產生危害，而且挖掘底泥工程浩大，這可能也是最昂貴的措施.深層曝氣在歐洲等地使用過，主要是人為為湖底深層曝氣補充氧，使水與底泥界面之間保持有氧狀態，抑制底泥磷釋放.注水稀釋是利用含磷、氮濃度低的水來稀釋富營養化的水體，降低營養鹽的濃度，但成本過高.

3.4加強管理與教育

加強民眾的環境保護教育，提高全民的環保意識，使他們能自覺地保護好水環境.加強環境教育要貫穿在學校教育的過程當中，特別是各類師范院校.師范院校擔負著培養中小學教師的重任，他們可將環保意識滲透到廣大中小學生當中.同時還要通過政府的監管、完善的法律法規等手段加以實施.

［1］吳生才，陳偉民.水體富營養化的漸進性和災難性［J］.災害學，2004(19):13-17.

［2］王桂芹，張東鳴，陳勇，等.水體富營養化的原因、危害及防治對策［J］.吉林農業大學學報，2000（51）:116-118.

［3］高超，張桃林.農業非點源磷污染對水體富營養化的影響及對策［J］.湖泊科學，1999，11(4):369-375.

［4］張彥峰，劉樹慶.農田土壤中磷素流失與水體富營養化［J］.河北農業科學，2008，12(7):91-93，99.

［5］謝迎新，張淑利，馮偉，等.大氣氮素沉降研究進展［J］.中國生態農業學報，2010，18(4):897-904.

［6］李世清，李生秀.陜西關中濕沉降輸入農田生態系統中的氮素［J］.農業環境保護，1999，18(3):97-101.

［7］肖輝林.大氣氮沉降對森林土壤酸化的影響［J］.林業科學，2001，37(4):111-116.

［8］葛虹，張揚.水體富營養化及對魚類的毒性［J］.水利漁業，2006，26(6):79-81.

［9］種云霄，胡洪營，錢易.大型水生植物在水污染治理中的應用研究進展［J］.環境污染治理技術與設備，2003，4(2):36-40.

［10］由文輝，劉淑媛，錢曉燕.水生經濟植物凈化受污染水體的研究［J］.華東師范大學學報：自然科學版，2001(1):99-102.

［11］童昌華，楊肖娥，濮培民.水生植物控制湖泊底泥營養鹽釋放的效果與機理［J］.農業環境科學學報，2003，22(6):673-676.

［12］王旭明，匡晶.水芹菜對污水凈化的研究［J］.農業環境保護，1999，18(1):34-35.

［13］雷澤湘，謝貽發，徐德蘭，等.大型水生植物對富營養化湖水凈化效果的試驗研究［J］.安徽農業科學，2006，34(3):553-554.

［14］鐘繼承，劉國峰，范成新，等.湖泊底泥疏浚環境效應I.內源磷釋放控制作用［J］.湖泊科學，2009，21(1):84-93.

On water eutrophication and its control measures

REN Rui-li1，QIAO Long2
(1.Shuozhou Normal College,Shuozhou 036000,Shanxi,China; 2.Shuozhou Pinglu District LiLin Middle School,Shuozhou 036800,Shanxi,China)

Water eutrophication is the main environmental problems of many rivers and lakes.And it is a common phenomenon in the global range,and it has a great influence on the human life.This paper introduces the causes,harms and control measures of water eutrophication,in order to arouse the protection consciousness to water resources and build the harmonious development of man and nature.

water pollution;eutrophication;control

X52

A

1007-5348（2014）04-0060-04

（責任編輯：邵曉軍）

2014-01-26

任瑞麗（1982-），女，山西朔州人，朔州師范高等專科學校助教，碩士，主要從事水生生態學研究.