防治水体富营养化的研究进展及对策

陈　旭

[摘要]在人类活动的影响下,生物所需的氮,磷等营养物质大量进入湖泊,河口,海湾等缓流水体,引起藻类及其它浮游生物迅速繁殖,水体溶解氧量下降,水质恶化,鱼类及其它生物产生变异现象,导致水体富营养化发生。水体富营养化使水质变劣,对人们的生活和周围的环境造成了一系列影响和损失,面对日益严重的水体富营养化,应该采取积极的态度,应用科学的方法,在实践的基础上对水体富营养化这个环境问题进行深入的研究。

[关键词]水体富营养化赤潮蓝藻对策

中图分类号:Q17文献标识码:A文章编号:1671-7597(2009)0710006-01

一、概念

水体富营养化是指水体接纳过量的氮,磷等营养物质,使藻类以及其他水生生物异常繁殖,水体透明度和溶解氧变化,给饮用,工农业供水,水产养殖,旅游以及水上运输等带来巨大损失,并对人体健康构成危害。因此,水体富营养化是水体受氮,磷等有机污染所产生的生态效应。

水体富营养化形成条件:第一,营养元素(特别是氮和磷)是形成水体富营养化的重要条件。根据liebig1940年提出的liebig最小值定律,“生物的生长决定于外界供给它所需养分中数量最少的那一种"。通过藻类原生质组成的分析,因此,藻类生长繁殖主要决定于氮和磷,特别是磷,在富营养化水体中磷含量的高低决定着藻类繁殖速度和富营养化的程度。第二,光是决定水体中绿色植物分布,生长的主要条件,它决定于水的透明度。水体中的光照强弱,水生植物光合强度的强弱直接影响水体的富营养化。第三,温度,水体温度的时间变化(季节,昼夜)形成水体的运动,是影响水中氧和营养物质的垂直运动和在各层分布的重要因素。

水体富营养化的控制因子:1.限制性营养物质,所谓富营养化实质上是指水体初级生产力异常增大的现象。支配这种初级生产力的营养性物质,很显然是富营养化的极为重要的指标,也是主要控制因子。根据AGP的测定,大多数湖泊是磷限制性的,但是也存在氮限制性的湖泊,并且富营养化程度越高,这种比例也就越大。当然,过渡性的类型也是存在的。2.温度和照度在20度以下和40度以上,藻类生长率很小。同时,研究表明,600lx到3000lx是最适宜水华藻类异常增长的光照范围。3. 溶解氧和ph值在低氧条件下,藻类容易繁殖,在ph值很高的情况下,藻类可以很好的生长,但同时高ph不利于底质中磷,铁,锰等物质的溶出,这又是有利的一面。

二、危害

水体富营养化是我国许多湖泊,水库的重大环境问题,它已对这些水体的水资源利用产生了严重的障碍,富营养化的危害主要在以下几方面:

1.水质恶化。由于富营养化,湖泊,水库水质恶化具体表现在:水体中蓝藻和绿藻大量繁殖,浮游植物个数增加;水体中悬浮物增加;产生有异味的有机物质;水体的PH上升;深层溶解氧降低;“水华”发生在富营养化比较严重的湖泊,如:巢湖,滇池,太湖,武汉东湖频频发生,部分海湾也因富营养化发生“赤潮”。

2.影响水场供水。水体富营养化的最大危害之一是影响水场的供水系统和水质。作为自来水水源的湖泊水库由于藻类的繁殖造成自来水过滤池的堵塞和过滤效率降低。如:巢湖四水厂,滇池三水厂都受其影响。同时,随着水体富营养化的发展,产生一种富含铁的自来水称为“红水”。

3.影响水产养殖。由于藻类的大量繁殖引起水中缺氧,鱼类等水生动物面临死亡的威胁。如,1986.9云南滇池因凤眼莲等水生植物大量生长,覆盖水面,挤压养鱼网箱,造成鱼类大量死亡,损失惨重。南京玄武湖也曾发生过“水华”,鱼类因缺氧而大量死亡。

4.对旅游业的影响。湖泊,水库都是人们的理想去处,一旦发生富营养化就会因藻类大量繁殖而发生水体浑浊,臭味弥漫而大煞风景使旅游观光的价值大减,甚至丧失旅游功能。

5.影响作物生长。以富营养化的水作灌溉用水,会使土壤产生大量的H2S,甲烷和有机酸,造成作物生理障碍影响养分吸收。

6.加速湖泊衰亡。富营养化的湖泊中,浮游藻类大量繁殖,它们的排泄物和残体伴随流入湖泊的泥沙不断在湖底堆积使湖床不断抬高,湖水变浅,沼泽化,加速了衰老进程。

三、水体富营养化的防治与对策

事实证明,我国大部分城市湖泊已达富营养化或超富营养化。营养化的有:上海淀山湖与天津于桥水库,富营养化的有:昆明的滇池,安徽巢湖,江苏太湖;超富营养化的有:杭州西湖,江西九江甘棠湖,新疆石河子磨茹湖,广州的鹿湖,流化湖,荔湾湖及东山湖,武汉的墨水湖。可见,我国的城市湖泊,水库遭受污染,所以我们应该实施相应的对策控制水体富营养化。

对水体富营养化的综合防治对策和措施如下:

1.污染源的控制:包含外源:生活污水,工业废水,畜禽养殖粪尿与废水,肥料施用,大气氮干湿沉降,生活垃圾和固体废物的治理,同时也包含内源:湖泊,水库底部沉积物的清除。

2.工程措施:农业方面,种植树林,涵养水源,生态工程自然保护区建设;市政工程方面,建设除磷厂,城市污水处理厂,完善地下水道,污水雨水截流工程;生态工程:人工水层食物链控制,水土保持,泥石流控制,防止水土流失;水利工程方面,泥石流控制,前置水库,渗滤池的修建。

3.管理控制:加强水质监测,监督及预测评估;建立与完善湖泊,水库的管理机构;制定排放标准与水质标准及营养总量控制;制定规章,法规;湖泊,水库区人口及经济发展的规划与控制。

对于已经富营养化的湖泊,都应采取相应的措施:截污工程;引水冲污工程;底泥疏浚;脱氮,除磷处理;生物治理等。

四、小结

水体富营养化是一个日益严重的环境污染问题。对湖泊生态系统来说,水就相当于陆地生态系统中的土壤。土壤通过其支撑的动植物来体现其对人类生存的价值,而淡水生态系统中的水体本身就直接提供了人类社会生存的物质基础,但高度富营养化的淡水生态系统将屋其饮用水资源的极度破坏。虽然这类湖泊生态系统的生物生产力功能大大提高,但对人类来说极其宝贵的饮用水源功能却严重退化,严重地威胁着人们的身体健康。为此,我们要充分意识到它的危害性,真正要解决水资源污染问题,关键要从水资源可持续利用的角度,从水资源配置、节约、保护、开源四方面去下工夫开展工作。建议湖泊,水库的治理思路应以水域允许纳污能力为总量控制基础,以经济结构调整为契机,以水资源配置为限制手段,以治污、截流、引水、清淤为综合措施,以加强流域统一管理和监督为保障,准备以较长的时间、较大的投资,来根治湖泊,水库的水体富营养化。

参考文献:

[1]张忠祥、钱易著,《城市可持续发展与水污染防治对策》,中国建筑工业出版社,1998.

[2]孙铁衍、周启星、李培军主编,《污染生态学》,北京:科学出版社,2001.

[3]赤潮--水体富营养化的后果,http://www.sqhgz.cz.jsinfo.net.

[4]水体富营养化,http://www.waterenv.iwhr.com.