水体富营养化的形成、危害和防治

周立操

引言:富营养化是湖泊分类和演化学的一个概念,是指为水生生物生长所需氮磷等营养物质大量进入湖泊,当其浓度超过一定数值引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖,快速消耗水中溶解氧,导致水质恶化、生物死亡的现象。富营养化不仅造成湖泊生态系统的恶性循环,制约湖泊资源的可利用性,还直接关系到人类健康与社会经济的持续发展,其生态影响已倍受关注。

1.水体富营养化的成因及机理

大量含氮、磷肥料的生产和使用,食品加工、畜产品加工等造成的工业废水和大量城市生活废水,特别是含磷洗涤剂产生的污水未经处理即行排放,使海水、湖水中富含氮、磷等植物营养物质,称为水体富营养化。

2. 富营养化水体的特性

水体富营养化不光表现为水中藻类或大型水生植物的太甚生长,同时引起水体一系列的理化特性厘革。

2.1 pH值。水华大多暴发在pH值为弱碱性或碱性的水体中。在自然水体中,氢离子的浓度并不取决于水分子的离解,而重要取决于水中CO32-、HC03-、CO2的相比关连。

在富营养化水体中,随着富营养化的生长,水的pH值出现随藻类生长而显着增高的趋向。这是由于藻类光相助用消耗水中的CO2,致使水中氢离子淘汰,pH值升高。

2.2透明度(SD)。通常情况下,深水的透明度比浅水的透明度大。在统一湖泊中,搪塞中小型湖泊来说,一样平常是湖心透明度大,边沿小。由于大部分湖泊的透明度出现随藻类繁殖而显着降落的趋向,所以在富营养化水体中,水体的透明度一样平常都与反应藻类生长的叶绿素a指标出现相反的厘革趋向。国际上通常以为透明度小于0.5m是富营养化湖泊的重要特性。

2.3颜色。紧张富营养化水体由于藻类的大量增殖,而带有颜色,如褐色、绿色、黄绿色、血色、乳白色、蓝色、蓝绿色等,因上风藻种差异而使水体具有差异的颜色。带色藻类飘浮在水面象油漆一样,影响景观。

2.4气味。富营养化的水体中会因藻类散发出阵阵腥臭,由于底层紧张缺氧,厌氧微生物繁殖剖析孕育发生H2S,所以通常伴有臭皮蛋味的恶臭。

2.5溶解氛(DO)。溶解氧是湖泊水体与大气交换平衡以及经化学和生去世学应声后,溶解在水中的氧。清洁水体中的DO一样平常靠近饱和,如果水体受到有机物质和还原性物质污染时,DO会低于饱和值,尤其当藻类在水面形成遮光阻气层时,影响大气氧和水中氧的正常平衡以及水生植物的光相助用受阻,会使深层DO大幅度低落,以致趋于零值,于是厌氧微生物繁殖,水质恶化,鱼虾等水生生物会因缺氧而殒命。

3.水体富营养化的危害

3.1散发出腥臭味。散发出腥味异臭在富营养状态的水体中生长着许多藻类,其中有一些藻类能够散发出腥异臭。藻类散发出的这种腥臭,向湖泊周围的气氛扩散,直接影响人们的正常生存,给人不安宁的以为,同时,这种腥臭味也使水味难闻,大大低落了水体质量。

3.2低落水体的透明度。在富营养水体中,生长着以蓝藻、绿藻为上风种类的大量水藻。这些水藻浮在湖水外貌,形成一层“绿色浮渣”,使水质变得污浊,透明度显着低落,富营养紧张的水体透明度仅有0.2米,湖水感官性状大大降落。

3.3影响水体的溶解氧。首先是表层的麋集藻类使阳光难以透射至湖泊深层,而且阳光在穿射历程中因被藻类吸取而衰减,深层水体的光相助用受到限定,使溶解氧源头淘汰。其次,湖泊藻类殒命后不停向湖底沉积,不停地糜烂剖析,也会消耗深层水体大量的溶解氧,紧张时可能使深层水体的溶解氧消耗殆尽而呈厌氧状态,使得需氧生物难以生存。

3.4向水体开释有毒物质。富营养化对水质的另一个影响是某些藻类能够排泄、开释有毒性的物质,有毒物质进入水体后,若被牲口饮入体内,可引起牲口肠胃道疾病。

4.水体富营养化的防治

富营养化防治过程实质即是通过调节诱发富营养化的控制条件,抑制富营养化发生。由于温度要素是自然形成的结果,目前通过人工措施调节气候的技术尚未成熟,因此,防治富营养化发生的手段主要是控制营养盐浓度及改变水流流态。

4.1控制营养盐浓度

4.1.1截断外源营养物质输入途径。生活污水、工业废水及养殖废水应输送至污水处理厂进行集中脱氮除磷处理,或采用人工湿地等生态处理系统处理,以进一步控制氮磷排放量。实践证明,对生活污水、工业废水等点源排放的氮磷等营养物质和其他污染物实行截流是控制富营养化的关键措施之一。对于生活污水中的洗涤剂废液,应从产品改革着手,从根本上削减磷源来源。

4.1.2转化内源营养物质。(1)疏浚底泥:疏浚底泥可以减少水体沉积物的营养盐含量,减轻可能发生的内源,而挖出的淤泥又可作为肥料改良土壤,但应考虑挖掘的地点和深度,以便合理发挥挖掘底泥去除内源营养物质的效益。(2)底层曝气 :底层曝气用于湖水较深而出现厌氧层的水体。采用曝气补充水中氧分,消除水与底泥间的厌氧层,使水体经常保持有氧状态,有利于浮游动物的生存,抑制藻类的生长繁殖以及底泥营养盐的释放。由于受到经济条件的限制,此方法往往只能在小型湖泊推广使用。(3)直接除藻:除藻类的方法主要有:①化学药剂除藻。②机械除藻。③利用自然动力除藻。(4)生物措施:生物措施是指利用水生生物通过代谢活动去除水体营养物质、抑制藻类生长的方法,主要包括:①利用水生植物吸收水中氮磷。②以浮游动物、鱼类进行生物调控。③提高有效微生物群数量。

4.2改变水流流态。水体的流动形态与富营养化有着密切的关系,本着“静态河网,动态水体,科学调度”的原则,应结合控制营养盐浓度的措施,进一步加强水资源调度,为改善水流流态创造条件,以便更好地遏止湖泊富营养化发展趋势。

迄今为止,还没有一种单一的防治措施可以完全控制湖泊富营养化、治理与改善大范围水环境污染问题。但随着对富营养化湖泊生态系统研究的深入,人们逐步认识到富营养化控制是一个典型的生态问题、社会问题。只注重治理而忽视基本的管理工作,各种控制措施难以发挥作用。因此,应坚持治理和管理相结合的原则,标本兼治,从源头抓起,以防为主,制定相应法规、条例和管理方法,形成统一保护机构,以恢复湖泊生态功能,实现整体调节、自我维持、自我演替的良性循环。