水體富營養(yǎng)化及其防治對策

黃秀榮

（廣西河池市南丹縣環(huán)境監(jiān)測站，廣西 河池 547299）

20世紀(jì)50年代以來，由于經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，人口急劇增長，工業(yè)化和城市化加速，水體的氮和磷受納量大大增加，河流、湖泊等水體富營養(yǎng)化進(jìn)程加快。富營養(yǎng)化不僅使水體喪失應(yīng)有功能，且使水體生態(tài)環(huán)境向不利的方向演變，更導(dǎo)致人類生活質(zhì)量的嚴(yán)重下降。因此水體富營養(yǎng)化問題是當(dāng)今世界面臨的最主要水污染問題之一。

1 水體富營養(yǎng)化的基本概念及形成機(jī)理

1.1 水體富營養(yǎng)化

水體富營養(yǎng)化是指在人類活動的影響下，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。

1.2 水體富營養(yǎng)化的成因

水體富營養(yǎng)化的形成既有自然因素的作用，也有人為因素的作用[1]。天然富營養(yǎng)化和人為富營養(yǎng)化的共同點在于它們都是由于水體中氮、磷營養(yǎng)質(zhì)的富集，引起藻類及其它浮游生物迅速繁殖，水體溶解氧量下降，最終導(dǎo)致魚類或其他生物大量死亡、水質(zhì)惡化，但后者起到更為主要的作用。

2 水體富營養(yǎng)化的產(chǎn)生來源

了解水體富營養(yǎng)化的產(chǎn)生來源是水體富營養(yǎng)化治理的關(guān)鍵。水體中的氮磷來源很多，其中有外源性負(fù)荷和內(nèi)源性負(fù)荷。外源性的氮磷有面源污染和點源污染。面源污染主要來源于農(nóng)業(yè)，點源污染主要來源于生活污水和工業(yè)廢水。內(nèi)源性負(fù)荷有沉積物中氮和磷的釋放、水生動植物新陳代謝分解等[1]。

2.1 氮磷從農(nóng)業(yè)土壤中流失

農(nóng)業(yè)土壤中施入的肥料中氮和磷的量，往往要超過農(nóng)產(chǎn)品中氮磷輸出量。每年土壤中施入的肥料，很大部分都在作物吸收之前流失到水體，使水體中磷和氮的含量超出正常標(biāo)準(zhǔn)?；屎娃r(nóng)家肥中都含有大量的磷肥，在肥料過量施用的情況下，磷肥的土壤滲漏是導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化的一個重要原因，甚至是最重要的污染源。

2.2 飼養(yǎng)業(yè)中排出的畜禽糞便

飼養(yǎng)業(yè)中排出的畜禽糞便也是水體氮、磷的重要來源。這些肥料缺乏良好的管理，其中的氮磷流失到水體中，成為直接的污染源。土壤施用有機(jī)糞肥容易造成土壤和肥料的流失，特別是施用漿狀的有機(jī)糞肥時，顆粒和可溶性磷以及氨態(tài)氮流失導(dǎo)致地表水中磷的增加[2]。

2.3 城鄉(xiāng)生活污水和工業(yè)污水

生活污水排放量與水體磷含量呈顯著正相關(guān)。磷營養(yǎng)元素污染的水期變化特征與生活污水排放的季節(jié)變化規(guī)律有較強(qiáng)的同步性。接近城郊，接納生活污水量大的水體水質(zhì)總磷濃度較高，反之相對較低。生活污水中，人類的排泄物、合成洗滌劑、食物污物都含有大量的磷。

2.4 沉積物中氮和磷的釋放

當(dāng)湖泊的外源營養(yǎng)鹽受到控制以后，由于沉積物中營養(yǎng)鹽內(nèi)負(fù)荷的存在與釋放，湖泊仍然可以發(fā)生富營養(yǎng)化。沉積物是湖泊的主要污染內(nèi)源，也是污染物的蓄積庫。來自各種途徑的營養(yǎng)鹽，經(jīng)過湖泊物理、化學(xué)及生物化學(xué)作用，其中的一部分或大部分沉積到湖泊的底部，成為湖泊營養(yǎng)鹽的內(nèi)負(fù)荷。湖泊發(fā)生富營養(yǎng)化后，其沉積物中蓄積了大量的營養(yǎng)鹽，在湖泊環(huán)境發(fā)生變化時，沉積物中的營養(yǎng)鹽會逐步釋放出來，補(bǔ)充湖水中的營養(yǎng)鹽。

2.5 水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的影響

養(yǎng)魚是我國內(nèi)陸水體中重要的人類經(jīng)濟(jì)活動之一。養(yǎng)魚加速了水體的富營養(yǎng)化，因為魚類的攝食與排泄造成營養(yǎng)物質(zhì)的短路循環(huán)，特別是加速了磷的活化過程，增加了初級生產(chǎn)力。另一種觀點認(rèn)為，濾食性魚類因攝食大量藻類、細(xì)菌形成自身生物量而有效去除了水中部分營養(yǎng)鹽[3]。

3 水體富營養(yǎng)化的危害與防治對策

3.1 水體富營養(yǎng)化的危害

富營養(yǎng)化水體被普遍認(rèn)為是劣質(zhì)水體，其危害巨大，影響深遠(yuǎn)，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：一是水質(zhì)惡化。由于富營養(yǎng)化，湖泊、水庫水體中藍(lán)藻和綠藻大量繁殖，浮游植物個數(shù)增加、水體中懸浮物增加、產(chǎn)生有異味的有機(jī)物質(zhì)、水體的pH值上升、深層溶解氧降低等。二是影響水產(chǎn)養(yǎng)殖。藻類的大量繁殖引起水中缺氧，魚類等水生動物面臨死亡的威脅。三是對旅游業(yè)產(chǎn)生影響。湖泊、水庫都是人們的理想去處，一旦發(fā)生富營養(yǎng)化就會因藻類大量繁殖而發(fā)生水體渾濁、臭味彌漫，使得旅游觀光的價值大減，甚至喪失旅游功能。四是影響作物生長。以富營養(yǎng)化的水作為灌溉用水，會使土壤產(chǎn)生大量的硫化氫、甲烷和有機(jī)酸，造成作物生理障礙影響?zhàn)B分吸收。

3.2 水體富營養(yǎng)化防治對策

富營養(yǎng)化的防治是水污染治理中十分棘手而又代價昂貴的問題，這主要是因為導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化的氮、磷營養(yǎng)物質(zhì)既有天然源，又有人為源、既有外源性，又有內(nèi)源性、既有點源，又有非點源。富營養(yǎng)化問題的解決主要依賴于源頭控制。

3.2.1 加強(qiáng)地力培肥體系建設(shè)，大力發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)

在農(nóng)業(yè)區(qū)，污染源的控制可以通過建設(shè)生態(tài)農(nóng)業(yè)工程、大力推廣農(nóng)業(yè)新技術(shù)來實現(xiàn)。改進(jìn)施肥方式，如限制肥料的施入以及施肥時間，可以避免氮肥的過量供應(yīng)。灌溉制度以及合理種植農(nóng)作物、推廣新型復(fù)合肥和緩效肥料等措施可控制肥料的使用量，減少農(nóng)業(yè)面源污染。保土耕種、作物輪植、節(jié)水灌溉等措施可減少農(nóng)業(yè)徑流的氮磷損失。同時鼓勵農(nóng)民科學(xué)地開發(fā)利用污泥資源，既可以利用泥肥，彌補(bǔ)農(nóng)田水土流失，又可以疏浚河道，減少水體的營養(yǎng)物量，降低富營養(yǎng)化發(fā)生的幾率。

3.2.2 強(qiáng)化執(zhí)法力度，增加資金投入

政府應(yīng)制定政策來鼓勵和調(diào)動各級各部門保護(hù)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的積極性，同時建立健全有關(guān)法規(guī)條例，如農(nóng)藥、肥料管理的地方性條例、農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境保護(hù)條例等，加強(qiáng)執(zhí)法力度。還應(yīng)增加資金投入。開展農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境保護(hù)和生態(tài)農(nóng)業(yè)建設(shè)工作，對機(jī)構(gòu)建設(shè)、隊伍建設(shè)、監(jiān)督監(jiān)測、科研培訓(xùn)、綜合治理在經(jīng)費上給予保障。

3.2.3 合成洗滌劑禁(限)磷

在我國，洗滌劑中的磷酸鹽占水體磷負(fù)荷的20%左右。合成洗滌劑限磷與禁磷措施是減少磷排放、降低富營養(yǎng)化水體總磷含量的成本最低、最簡單直接的措施，其在一定程度上減少水體磷負(fù)荷，有益于控制水體富營養(yǎng)化。但是，三聚磷酸鈉在眾多助洗劑中性能最好，用其他的助洗劑需要兩種或兩種以上的成分替代。磷酸鹽對人體和環(huán)境安全性好，所以必須結(jié)合我國國情，在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)、含磷洗滌劑對富營養(yǎng)化影響較大的地區(qū)開展禁（限）磷工作。

3.2.4 加強(qiáng)水土保持，減少水土流失

我國特殊的地理特征及以往不符合生態(tài)原則的土地利用，使我國水土流失不僅面積廣，而且強(qiáng)度大。水土流失往往是全流域的，因此可采取工程措施、生態(tài)措施和農(nóng)業(yè)墾耕相結(jié)合的方法，建立以大流域治理為骨干、小流域治理為單元的治理水土流失、實現(xiàn)水土保持的新格局。特別是提高江河水源頭區(qū)和上游地區(qū)植被覆蓋度，這一工作將大大減輕中下游地區(qū)的營養(yǎng)物質(zhì)輸入負(fù)荷。

3.2.5 污水脫氮除磷

利用污水脫氮除磷技術(shù)，使廢水通過污水處理系統(tǒng)的非曝氣區(qū)形成缺氧和厭氧環(huán)境，或單獨設(shè)立缺氧和厭氧環(huán)境，或通過控制充氧量與運(yùn)行條件而形成硝化／反硝化、除磷所需的環(huán)境，從而達(dá)到去除氮磷的目的。

3.2.6 水域的綜合整治

水域的綜合整治包括消除與封閉污泥、改善水體的水文條件、建立水生生態(tài)系統(tǒng)等措施。對于已經(jīng)發(fā)生了富營養(yǎng)化的湖泊，底泥釋放磷是重要的內(nèi)源性污染源。目前最直接和有效地減少內(nèi)源性磷源的方法是底泥疏浚。封閉底泥能降低底泥釋放磷的速度，但是不利于恢復(fù)水體中的生物多樣性。因為底泥封閉會嚴(yán)重地影響到植物根系的生長，所以底泥封閉的可行性還有待進(jìn)一步論證。

4 總結(jié)

治理水體富營養(yǎng)化是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程。除了技術(shù)手段外，還需要加強(qiáng)污染源的控制和管理，制定相應(yīng)的條例，使管理手段與技術(shù)相結(jié)合。同時還應(yīng)積極借鑒國外水體治理的先進(jìn)經(jīng)驗，結(jié)合當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件和水體的富營養(yǎng)化狀況，因地制宜，利用多種手段，源頭治污與生態(tài)修復(fù)相結(jié)合，努力恢復(fù)湖泊、水庫等水體的生態(tài)系統(tǒng)，真正實現(xiàn)對水體富營養(yǎng)化的控制。