胡泊富營養(yǎng)化發(fā)生機(jī)制與控制技術(shù)及其應(yīng)用

張靖雨

摘 要：湖泊富營養(yǎng)化是一種常見的水體污染形式，一旦發(fā)生湖泊富營養(yǎng)化，社會生活生產(chǎn)將會遭到嚴(yán)重影響。就湖泊富營養(yǎng)化的成因作為總起，論述了湖泊富營養(yǎng)化的危害。并就湖泊富營養(yǎng)化的防治策略做出探索。

關(guān)鍵詞：湖泊污染；富營養(yǎng)化；控制技術(shù)；應(yīng)用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.13.220

1 國內(nèi)外湖泊富營養(yǎng)化的研究現(xiàn)狀

1.1 國外研究情況介紹

隨著全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各國的自然環(huán)境問題嚴(yán)重。20世紀(jì)初，湖泊富營養(yǎng)化問題加劇，引起各界的關(guān)注，各國政府對湖泊問題加以重視，并組建專業(yè)的生態(tài)專家進(jìn)行研究，尋找對應(yīng)的解決辦法。20世紀(jì)60年代聯(lián)合國組織，針對各國的的經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)問題進(jìn)行協(xié)作，建立專門的生態(tài)研究組織。經(jīng)過專家的努力，以及長時間的研究，得出湖泊富營養(yǎng)化的主要原因是水體污染所致。因此需要改善水質(zhì)環(huán)境，才能從根本上抑制湖泊的富營養(yǎng)化。

1.2 國內(nèi)研究情況介紹

國內(nèi)的生態(tài)專家，早在20世紀(jì)50年代，就已經(jīng)注意到湖泊富營養(yǎng)化的問題，并且進(jìn)行研究。諸多的水生物專家曾對湖泊富營養(yǎng)化的問題，發(fā)表過自己的見解。對湖泊富營養(yǎng)化的特點(diǎn)、類型、以及浮游生物的狀態(tài)等進(jìn)行總結(jié)，并且針對原因，提出對應(yīng)的解決方法，進(jìn)行水質(zhì)環(huán)境治理，以及浮游生物的有效處理。

（1）我國長江中下游的湖泊富營養(yǎng)化比較嚴(yán)重，需要對富營養(yǎng)化的原因進(jìn)行了解，對水質(zhì)環(huán)境進(jìn)行調(diào)查，對營養(yǎng)鹽的來源進(jìn)行研究，針對各項(xiàng)調(diào)查的結(jié)果，去制訂對應(yīng)的治理方案，從而去改善湖泊環(huán)境。其中王圣瑞等專家，對湖泊沉積物進(jìn)行研究，通過對不同取樣時間段沉積物對磷的吸附速率結(jié)果分析，發(fā)現(xiàn)沉積物對磷的吸附主要發(fā)生在0.5h內(nèi)；通過沉積物對磷的吸附/解析平衡濃度以及本底吸附態(tài)磷含量與對應(yīng)物理化學(xué)參數(shù)間的相關(guān)性分析，發(fā)現(xiàn)污染程度越高，沉積物的本底吸附態(tài)磷和總最大吸附磷量也越高，而最大吸附磷量越低，污染較為嚴(yán)重的湖泊也具有向上覆水體釋磷的趨勢。秦伯強(qiáng)則發(fā)現(xiàn)將湖泊營養(yǎng)鹽濃度范圍控制在TN：1～10 （20）mg/L，TP：0.01～0.1（0.2）mg/L以外，能有效控制藍(lán)藻水華的發(fā)生。對外源進(jìn)行有效的控制，緊抓對內(nèi)源的治理，才能從根本上解決營養(yǎng)鹽的問題。

（2）席北斗的研究結(jié)果以及翟麗華以杭嘉湖流域?yàn)槔脑囼?yàn)均表明，在一定變化范圍內(nèi)pH值升高有利于溝渠沉積物對NH4+-N的吸附，而磷酸鹽的吸附能力隨pH值的降低而增強(qiáng)。席北斗還發(fā)現(xiàn)TN的截留率在pH升高的第5天達(dá)到最大值，并且pH對磷酸根的吸附容量影響不大。在翟麗華認(rèn)為，沉積物對氨氮和磷酸鹽的主要吸附過程發(fā)生在0～5h之內(nèi)，最大吸附速率分別為160mg/（kg·h）和300mg/（kg·h），吸附等溫線均呈良好線性變化。

2 湖泊富營養(yǎng)化的治理技術(shù)探索

2.1 湖泊內(nèi)源營養(yǎng)負(fù)荷控制技術(shù)

湖泊內(nèi)源營養(yǎng)負(fù)荷控制技術(shù)，對于淺水水質(zhì)的湖泊富營養(yǎng)化，有良好的治理效果。淺水湖泊富營養(yǎng)化的主要原因是，淺水湖泊中的營養(yǎng)鹽釋放程度低，導(dǎo)致藍(lán)藻生物對營養(yǎng)鹽的反映較慢。主要的處理方法是，找出湖泊水質(zhì)污染的根源，并對其進(jìn)行有效的處理，控制水質(zhì)的ph值、水深度、水體規(guī)模、營養(yǎng)鹽的釋放等在標(biāo)準(zhǔn)的范圍之內(nèi)。采用湖泊內(nèi)源營養(yǎng)負(fù)荷控制技術(shù)，結(jié)合經(jīng)濟(jì)成本，對淺水湖泊的富營養(yǎng)化問題進(jìn)行治理，解決營養(yǎng)鹽的釋放問題。此外湖泊治理的成果，還受到其它因素的影響，例如對污染源的控制、周圍環(huán)境的影響、以及生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)等。

2.1.1 控制內(nèi)源釋放的物理化學(xué)方法

控制內(nèi)源釋放的物理化學(xué)方法，主要是通過化學(xué)原理，對湖泊的沉積物進(jìn)行處理。此種方法能夠?qū)吹母采w層進(jìn)行清除，對磷等化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行反映，使其對沉積物的覆蓋能力增加，從而去控制內(nèi)源磷元素的釋放。此種方法能夠有效的對沉積物進(jìn)行處理，但是具有一定的局限性，其處理的水域范圍較小，并且受風(fēng)力的影響較大，只試用與面積小厭氧狀態(tài)的湖泊。比如，向水底投入鋁、鈣、鐵等化學(xué)發(fā)那個發(fā)，失去與水底的沉積物進(jìn)行反映，改變沉積物的狀態(tài)，使得容易變化的磷酸鹽，處于穩(wěn)定的狀態(tài)，從而抑制磷的釋放，使沉積物趨于穩(wěn)定狀態(tài)，控制湖泊的富營養(yǎng)化。若水體的ph值小于9時，使用內(nèi)源控制釋放物理方法，能夠?qū)?nèi)源磷的釋放進(jìn)行有效的控制，使其保持穩(wěn)定。若ph值大于9時，此種處理方法，對水域沉積物的處理無效，需要采用其它方法進(jìn)行處理。

2.1.2 控制內(nèi)源釋放的物理機(jī)械方法

控制內(nèi)源釋放的物理機(jī)械方法，主要采用的是引水沖刷的原理，其可以將湖泊水體的營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行沖洗，以及稀釋，從而去對水域進(jìn)行治理。沖刷方法僅限用與面積較小的水域，對于面積較大的水域并不適用，因其使用成本較高，技術(shù)上也存在一定的局限。對于熱分層的湖泊富營養(yǎng)化情況，其深層水域的營養(yǎng)物濃度最高，因此需要重視深層水域的富營養(yǎng)化治理。國外曾經(jīng)采取過換水的方法，對水質(zhì)環(huán)境進(jìn)行處理，但其并不能從根本上解決湖泊的富營養(yǎng)化問題，并未找出污染的根源，只是暫時的解決問題。

2.2 湖泊生態(tài)修復(fù)技術(shù)在湖泊富營養(yǎng)化中的控制應(yīng)用

生態(tài)修復(fù)技術(shù)的控制應(yīng)用，是為了有效的控制底泥的內(nèi)源污染，從而實(shí)現(xiàn)湖泊生態(tài)修復(fù)的目標(biāo)，同時還是為了對藍(lán)藻水華進(jìn)行有效的控制。在很多的草型湖泊生態(tài)系統(tǒng)中，水生植物能夠有效的遏制沉積物的動力懸浮，以便達(dá)到底泥營養(yǎng)鹽的釋放過程。另一方面也是對湖泊中的沉積物和水生水體的營養(yǎng)鹽進(jìn)行吸收，從而降低了營養(yǎng)鹽的負(fù)荷，將藻型的湖泊屬性轉(zhuǎn)變?yōu)榱瞬菪汀８鶕?jù)Scheffer等人的理論，無論是草型還是藻型，均是湖泊生態(tài)系統(tǒng)的一種相對穩(wěn)定的狀態(tài)。

根據(jù)相關(guān)的調(diào)研后發(fā)現(xiàn)，所有的湖泊生態(tài)系統(tǒng)都具有一定自我恢復(fù)能力（Resilience），即當(dāng)外部環(huán)境的破壞增加到一定程度后，當(dāng)?shù)乇旧淼纳鷳B(tài)系統(tǒng)便會遭到破壞，新的環(huán)境條件會在原本的生態(tài)系統(tǒng)基礎(chǔ)上，進(jìn)行系統(tǒng)的自我修復(fù)，從而實(shí)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)的再生。

3 總結(jié)

湖泊生態(tài)恢復(fù)理念在以淺水湖泊為主、富營養(yǎng)化比較嚴(yán)重的東部地區(qū)有著很大的意義。沉積物懸浮所導(dǎo)致的營養(yǎng)鹽很容易被帶入進(jìn)覆水之中，會對水體的透明度和感觀效果帶來極大的影響。水生植物會對沉積物的懸浮起到很好的遏制，不但可以增加水體的透明度，還會讓當(dāng)?shù)睾粗械乃参锖筒菪秃瓷鷳B(tài)系統(tǒng)形成一個良好的環(huán)境。

參考文獻(xiàn)：

[1]于桂亮，張秋宇.中國湖泊富營養(yǎng)化污染問題[J].科學(xué)與財(cái)富，2012（04）：205.