水體富營養(yǎng)化及其防治

任瑞麗,喬龍

水體富營養(yǎng)化及其防治

任瑞麗1,喬龍2

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

水體富營養(yǎng)化是許多河流、湖泊的主要環(huán)境問題，而且是一個(gè)全球范圍內(nèi)的普遍現(xiàn)象，對人類的生產(chǎn)生活產(chǎn)生很大影響.分析了水體富營養(yǎng)化在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生活等方面的成因，指出其對人類生產(chǎn)生活文獻(xiàn)的危害，并給出水體富營養(yǎng)化的防治措施，旨在喚起人類對水資源的保護(hù)意識(shí)，促進(jìn)人與自然的和諧發(fā)展.

水污染；水體富營養(yǎng)化；防治

水體富營養(yǎng)化(eutrophication)是指在人類活動(dòng)的影響下，生物所需的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)大量進(jìn)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(zhì)惡化，魚類及其他生物大量死亡的現(xiàn)象.

水體富營養(yǎng)化是水體衰老死亡的表現(xiàn)，且具有緩慢、難以逆轉(zhuǎn)的特點(diǎn)［1］.富營養(yǎng)化是我國水域生態(tài)環(huán)境最為常見的污染類型之一.從生態(tài)學(xué)的角度來考慮，水體富營養(yǎng)化是一個(gè)緩慢、必然的演化過程，但是由于人類活動(dòng)的影響，這一進(jìn)程被大大加快了.

1 水體富營養(yǎng)化的成因

多數(shù)學(xué)者認(rèn)為氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)濃度升高是造成水體富營養(yǎng)化的主要因素，其中磷又是最為關(guān)鍵的因素［2］.因?yàn)閷τ诘蛟孱悂碚f，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(yuǎn)比磷多,因此磷成為最關(guān)鍵的因素，已有許多研究表明富營養(yǎng)化過程中磷的重要性［3-4］.

水體中富營養(yǎng)的主要來源主要有：（1）工業(yè)廢水.近年來，在利益的驅(qū)使下，許多小作坊、小企業(yè)違規(guī)生產(chǎn)，直接或者簡單處理之后將工業(yè)廢水排入江河、湖泊，造成水體中氮、磷等物質(zhì)的不斷積累，形成水體富營養(yǎng)化.另一方面，有些工業(yè)污水中的有毒有害物質(zhì)較多，直接威脅水生生物的生長，破壞水生生態(tài)系統(tǒng).（2）農(nóng)業(yè)及生活污水.工業(yè)廢水通常含有有毒有害物質(zhì)，其危害容易引起重視，農(nóng)業(yè)及生活污水則因無毒性或毒性較低而容易被忽視.其實(shí)，農(nóng)業(yè)及生活污水中較高的無機(jī)或有機(jī)營養(yǎng)鹽也是當(dāng)前水體富營養(yǎng)化的主要原因，特別是在工業(yè)活動(dòng)相對較少的廣大農(nóng)村地區(qū)化肥是最大的污染源.近年來,我國農(nóng)村農(nóng)田施用農(nóng)家肥料(主要指人畜糞便)的量逐漸減少，化學(xué)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(huì)殘留在土壤中，造成土壤的板結(jié)；大量降水時(shí)，又會(huì)隨著農(nóng)田水土流失而進(jìn)入水體.這是農(nóng)業(yè)活動(dòng)面源污染對水體富營養(yǎng)化危害.（3）生活廢水及動(dòng)物糞便.對于人類活動(dòng)密集的地區(qū)，尤其是畜牧業(yè)較發(fā)達(dá)地區(qū)，禽畜產(chǎn)生的大量富含營養(yǎng)物和細(xì)菌的排泄物也極易隨地表徑流進(jìn)入河流、湖泊等天然水體，造成水體營養(yǎng)物質(zhì)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(huì)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(shù)量的急劇變化嚴(yán)重影響著陸地和水生生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性［5］.工業(yè)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(yán)重超標(biāo).近期，我國大部分地區(qū)出現(xiàn)的霧霾天氣也與它有一定聯(lián)系.這些化合物隨雨水降落匯集到水體中，導(dǎo)致水體的富營養(yǎng)化.近年來，大氣氮沉降對水環(huán)境產(chǎn)生的水體富營養(yǎng)化、水體酸化等負(fù)面影響越來越受到人們的重視［6-7］.

2 水體富營養(yǎng)化的危害

水體富營養(yǎng)化是由多種因素綜合作用形成的結(jié)果，一方面它會(huì)威脅水生態(tài)系統(tǒng)的平衡，導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的變化和功能的退化；另一方面富營養(yǎng)化的水體普遍被認(rèn)為是劣質(zhì)水體，對生產(chǎn)生活帶來很大危害.

2.1直接危害

水體是水域系統(tǒng)中生物與環(huán)境、生物與生物之間相互作用的統(tǒng)一體.環(huán)境的惡化必然會(huì)對水體中的生物產(chǎn)生危害.水體一旦發(fā)生富營養(yǎng)化，表面生長著綠藻、藍(lán)藻等為優(yōu)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(shí)，藻類會(huì)分泌大量毒素，威脅水生生物的生存.

富營養(yǎng)化水體因藻類覆蓋水面致溶解氧濃度降低，水生生物常會(huì)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(chǎn)生的揮發(fā)性氨也會(huì)毒害魚類［8］，導(dǎo)致水產(chǎn)養(yǎng)殖減產(chǎn),甚至完全破產(chǎn).

2.2間接危害

2.2.1 危害人體健康

富營養(yǎng)化水中含有硝酸鹽和亞硝酸鹽，人畜長期飲用這些物質(zhì)含量超標(biāo)的水，也會(huì)中毒致病.富營養(yǎng)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(zhuǎn)移至人體內(nèi)，危害人體健康.此外，人體直接接觸富營養(yǎng)化水體，也會(huì)產(chǎn)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(yǎng)化之后，給凈水廠的正常工作帶來一系列問題，如富營養(yǎng)化水體因厭氧作用產(chǎn)生硫化氫、甲烷、氨氣等有毒有害氣體，給水處理增加相當(dāng)?shù)募夹g(shù)難度.此外還會(huì)增加水處理費(fèi)用，降低處理效果等.同時(shí)，水體的富營養(yǎng)化也造成可利用水資源的愈加短缺，加劇水資源危機(jī)，影響工農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展.

2.2.3 影響水體的旅游價(jià)值

水體富營養(yǎng)化時(shí)，由于占優(yōu)勢的浮游藻類顏色的不同，水體會(huì)呈現(xiàn)綠色、藍(lán)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(huì)散發(fā)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(yǎng)化的預(yù)防措施

富營養(yǎng)化水體的污染源比較復(fù)雜，且營養(yǎng)物質(zhì)難以去除，使富營養(yǎng)化的治理成為水污染處理中最為復(fù)雜和困難的問題，在短期內(nèi)看到明顯的實(shí)際效果.因此，水體富營養(yǎng)化的預(yù)防才是最為關(guān)鍵問題.

3.1控制營養(yǎng)鹽的外源輸入

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

預(yù)防措施主要從兩方面著手.一是控制工業(yè)廢水、生活污水的隨意排放.建立工業(yè)廢水排放標(biāo)準(zhǔn)，使廢水在排入水體之前氮、磷達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)；減少或者禁止含磷洗滌劑的使用，并且對生活污水進(jìn)行統(tǒng)一處理，避免使水體氮磷超標(biāo).二是推廣生態(tài)農(nóng)業(yè)，加大有機(jī)肥的使用量，研制推廣新型復(fù)合肥，從而使農(nóng)業(yè)的面源污染得到有效控制.

3.2逐步恢復(fù)水體的自凈能力

水體一旦富營養(yǎng)化，即使切斷外界營養(yǎng)物質(zhì)的來源，水體也很難自凈和恢復(fù)到正常狀態(tài).氮、磷元素過多是水體富營養(yǎng)化的主要原因，同時(shí)也是植物生長的必須營養(yǎng)元素，在淡水水體種植大型水生植物是治理和防止富營養(yǎng)化的有效方法之一，也是近年來水體修復(fù)生態(tài)技術(shù)研究的熱點(diǎn)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(jīng)濟(jì)效益.同時(shí)，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(yǎng)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(tài)氮和正磷酸鹽都有較好的去除效果［13］.同時(shí)，改善湖泊、河流周圍的生態(tài)環(huán)境，植樹造林，建立生態(tài)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(yǎng)物質(zhì)的底泥在一定條件下會(huì)釋放出氮磷，成為水體的內(nèi)源性污染源，疏浚底泥可以減少湖泊內(nèi)源氮、磷負(fù)荷［14］，但是，疏浚也會(huì)使污染物向水體釋放，對底棲生物產(chǎn)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(bǔ)充氧，使水與底泥界面之間保持有氧狀態(tài)，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(yǎng)化的水體，降低營養(yǎng)鹽的濃度，但成本過高.

3.4加強(qiáng)管理與教育

加強(qiáng)民眾的環(huán)境保護(hù)教育，提高全民的環(huán)保意識(shí)，使他們能自覺地保護(hù)好水環(huán)境.加強(qiáng)環(huán)境教育要貫穿在學(xué)校教育的過程當(dāng)中，特別是各類師范院校.師范院校擔(dān)負(fù)著培養(yǎng)中小學(xué)教師的重任，他們可將環(huán)保意識(shí)滲透到廣大中小學(xué)生當(dāng)中.同時(shí)還要通過政府的監(jiān)管、完善的法律法規(guī)等手段加以實(shí)施.

［1］吳生才，陳偉民.水體富營養(yǎng)化的漸進(jìn)性和災(zāi)難性［J］.災(zāi)害學(xué)，2004(19):13-17.

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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(zé)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?？茖W(xué)校助教，碩士，主要從事水生生態(tài)學(xué)研究.