水體富營(yíng)養(yǎng)化的形成、危害和防治

周立操

引言:富營(yíng)養(yǎng)化是湖泊分類(lèi)和演化學(xué)的一個(gè)概念,是指為水生生物生長(zhǎng)所需氮磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)大量進(jìn)入湖泊,當(dāng)其濃度超過(guò)一定數(shù)值引起藻類(lèi)及其他浮游生物迅速繁殖,快速消耗水中溶解氧,導(dǎo)致水質(zhì)惡化、生物死亡的現(xiàn)象。富營(yíng)養(yǎng)化不僅造成湖泊生態(tài)系統(tǒng)的惡性循環(huán),制約湖泊資源的可利用性,還直接關(guān)系到人類(lèi)健康與社會(huì)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展,其生態(tài)影響已倍受關(guān)注。

1.水體富營(yíng)養(yǎng)化的成因及機(jī)理

大量含氮、磷肥料的生產(chǎn)和使用,食品加工、畜產(chǎn)品加工等造成的工業(yè)廢水和大量城市生活廢水,特別是含磷洗滌劑產(chǎn)生的污水未經(jīng)處理即行排放,使海水、湖水中富含氮、磷等植物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),稱(chēng)為水體富營(yíng)養(yǎng)化。

2. 富營(yíng)養(yǎng)化水體的特性

水體富營(yíng)養(yǎng)化不光表現(xiàn)為水中藻類(lèi)或大型水生植物的太甚生長(zhǎng),同時(shí)引起水體一系列的理化特性厘革。

2.1 pH值。水華大多暴發(fā)在pH值為弱堿性或堿性的水體中。在自然水體中,氫離子的濃度并不取決于水分子的離解,而重要取決于水中CO32-、HC03-、CO2的相比關(guān)連。

在富營(yíng)養(yǎng)化水體中,隨著富營(yíng)養(yǎng)化的生長(zhǎng),水的pH值出現(xiàn)隨藻類(lèi)生長(zhǎng)而顯著增高的趨向。這是由于藻類(lèi)光相助用消耗水中的CO2,致使水中氫離子淘汰,pH值升高。

2.2透明度(SD)。通常情況下,深水的透明度比淺水的透明度大。在統(tǒng)一湖泊中,搪塞中小型湖泊來(lái)說(shuō),一樣平常是湖心透明度大,邊沿小。由于大部分湖泊的透明度出現(xiàn)隨藻類(lèi)繁殖而顯著降落的趨向,所以在富營(yíng)養(yǎng)化水體中,水體的透明度一樣平常都與反應(yīng)藻類(lèi)生長(zhǎng)的葉綠素a指標(biāo)出現(xiàn)相反的厘革趨向。國(guó)際上通常以為透明度小于0.5m是富營(yíng)養(yǎng)化湖泊的重要特性。

2.3顏色。緊張富營(yíng)養(yǎng)化水體由于藻類(lèi)的大量增殖,而帶有顏色,如褐色、綠色、黃綠色、血色、乳白色、藍(lán)色、藍(lán)綠色等,因上風(fēng)藻種差異而使水體具有差異的顏色。帶色藻類(lèi)飄浮在水面象油漆一樣,影響景觀。

2.4氣味。富營(yíng)養(yǎng)化的水體中會(huì)因藻類(lèi)散發(fā)出陣陣腥臭,由于底層緊張缺氧,厭氧微生物繁殖剖析孕育發(fā)生H2S,所以通常伴有臭皮蛋味的惡臭。

2.5溶解氛(DO)。溶解氧是湖泊水體與大氣交換平衡以及經(jīng)化學(xué)和生去世學(xué)應(yīng)聲后,溶解在水中的氧。清潔水體中的DO一樣平常靠近飽和,如果水體受到有機(jī)物質(zhì)和還原性物質(zhì)污染時(shí),DO會(huì)低于飽和值,尤其當(dāng)藻類(lèi)在水面形成遮光阻氣層時(shí),影響大氣氧和水中氧的正常平衡以及水生植物的光相助用受阻,會(huì)使深層DO大幅度低落,以致趨于零值,于是厭氧微生物繁殖,水質(zhì)惡化,魚(yú)蝦等水生生物會(huì)因缺氧而殞命。

3.水體富營(yíng)養(yǎng)化的危害

3.1散發(fā)出腥臭味。散發(fā)出腥味異臭在富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)的水體中生長(zhǎng)著許多藻類(lèi),其中有一些藻類(lèi)能夠散發(fā)出腥異臭。藻類(lèi)散發(fā)出的這種腥臭,向湖泊周?chē)臍夥諗U(kuò)散,直接影響人們的正常生存,給人不安寧的以為,同時(shí),這種腥臭味也使水味難聞,大大低落了水體質(zhì)量。

3.2低落水體的透明度。在富營(yíng)養(yǎng)水體中,生長(zhǎng)著以藍(lán)藻、綠藻為上風(fēng)種類(lèi)的大量水藻。這些水藻浮在湖水外貌,形成一層“綠色浮渣”,使水質(zhì)變得污濁,透明度顯著低落,富營(yíng)養(yǎng)緊張的水體透明度僅有0.2米,湖水感官性狀大大降落。

3.3影響水體的溶解氧。首先是表層的麋集藻類(lèi)使陽(yáng)光難以透射至湖泊深層,而且陽(yáng)光在穿射歷程中因被藻類(lèi)吸取而衰減,深層水體的光相助用受到限定,使溶解氧源頭淘汰。其次,湖泊藻類(lèi)殞命后不停向湖底沉積,不停地糜爛剖析,也會(huì)消耗深層水體大量的溶解氧,緊張時(shí)可能使深層水體的溶解氧消耗殆盡而呈厭氧狀態(tài),使得需氧生物難以生存。

3.4向水體開(kāi)釋有毒物質(zhì)。富營(yíng)養(yǎng)化對(duì)水質(zhì)的另一個(gè)影響是某些藻類(lèi)能夠排泄、開(kāi)釋有毒性的物質(zhì),有毒物質(zhì)進(jìn)入水體后,若被牲口飲入體內(nèi),可引起牲口腸胃道疾病。

4.水體富營(yíng)養(yǎng)化的防治

富營(yíng)養(yǎng)化防治過(guò)程實(shí)質(zhì)即是通過(guò)調(diào)節(jié)誘發(fā)富營(yíng)養(yǎng)化的控制條件,抑制富營(yíng)養(yǎng)化發(fā)生。由于溫度要素是自然形成的結(jié)果,目前通過(guò)人工措施調(diào)節(jié)氣候的技術(shù)尚未成熟,因此,防治富營(yíng)養(yǎng)化發(fā)生的手段主要是控制營(yíng)養(yǎng)鹽濃度及改變水流流態(tài)。

4.1控制營(yíng)養(yǎng)鹽濃度

4.1.1截?cái)嗤庠礌I(yíng)養(yǎng)物質(zhì)輸入途徑。生活污水、工業(yè)廢水及養(yǎng)殖廢水應(yīng)輸送至污水處理廠進(jìn)行集中脫氮除磷處理,或采用人工濕地等生態(tài)處理系統(tǒng)處理,以進(jìn)一步控制氮磷排放量。實(shí)踐證明,對(duì)生活污水、工業(yè)廢水等點(diǎn)源排放的氮磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和其他污染物實(shí)行截流是控制富營(yíng)養(yǎng)化的關(guān)鍵措施之一。對(duì)于生活污水中的洗滌劑廢液,應(yīng)從產(chǎn)品改革著手,從根本上削減磷源來(lái)源。

4.1.2轉(zhuǎn)化內(nèi)源營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。(1)疏浚底泥:疏浚底泥可以減少水體沉積物的營(yíng)養(yǎng)鹽含量,減輕可能發(fā)生的內(nèi)源,而挖出的淤泥又可作為肥料改良土壤,但應(yīng)考慮挖掘的地點(diǎn)和深度,以便合理發(fā)揮挖掘底泥去除內(nèi)源營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的效益。(2)底層曝氣 :底層曝氣用于湖水較深而出現(xiàn)厭氧層的水體。采用曝氣補(bǔ)充水中氧分,消除水與底泥間的厭氧層,使水體經(jīng)常保持有氧狀態(tài),有利于浮游動(dòng)物的生存,抑制藻類(lèi)的生長(zhǎng)繁殖以及底泥營(yíng)養(yǎng)鹽的釋放。由于受到經(jīng)濟(jì)條件的限制,此方法往往只能在小型湖泊推廣使用。(3)直接除藻:除藻類(lèi)的方法主要有:①化學(xué)藥劑除藻。②機(jī)械除藻。③利用自然動(dòng)力除藻。(4)生物措施:生物措施是指利用水生生物通過(guò)代謝活動(dòng)去除水體營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、抑制藻類(lèi)生長(zhǎng)的方法,主要包括:①利用水生植物吸收水中氮磷。②以浮游動(dòng)物、魚(yú)類(lèi)進(jìn)行生物調(diào)控。③提高有效微生物群數(shù)量。

4.2改變水流流態(tài)。水體的流動(dòng)形態(tài)與富營(yíng)養(yǎng)化有著密切的關(guān)系,本著“靜態(tài)河網(wǎng),動(dòng)態(tài)水體,科學(xué)調(diào)度”的原則,應(yīng)結(jié)合控制營(yíng)養(yǎng)鹽濃度的措施,進(jìn)一步加強(qiáng)水資源調(diào)度,為改善水流流態(tài)創(chuàng)造條件,以便更好地遏止湖泊富營(yíng)養(yǎng)化發(fā)展趨勢(shì)。

迄今為止,還沒(méi)有一種單一的防治措施可以完全控制湖泊富營(yíng)養(yǎng)化、治理與改善大范圍水環(huán)境污染問(wèn)題。但隨著對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化湖泊生態(tài)系統(tǒng)研究的深入,人們逐步認(rèn)識(shí)到富營(yíng)養(yǎng)化控制是一個(gè)典型的生態(tài)問(wèn)題、社會(huì)問(wèn)題。只注重治理而忽視基本的管理工作,各種控制措施難以發(fā)揮作用。因此,應(yīng)堅(jiān)持治理和管理相結(jié)合的原則,標(biāo)本兼治,從源頭抓起,以防為主,制定相應(yīng)法規(guī)、條例和管理方法,形成統(tǒng)一保護(hù)機(jī)構(gòu),以恢復(fù)湖泊生態(tài)功能,實(shí)現(xiàn)整體調(diào)節(jié)、自我維持、自我演替的良性循環(huán)。