水体富营养化及其防治

任瑞丽,乔龙

水体富营养化及其防治

任瑞丽1,乔龙2

（1.朔州师范高等专科学校，山西朔州036000；2.朔州市平鲁区李林中学，山西朔州036800）

水体富营养化是许多河流、湖泊的主要环境问题，而且是一个全球范围内的普遍现象，对人类的生产生活产生很大影响.分析了水体富营养化在工业、农业、生活等方面的成因，指出其对人类生产生活文献的危害，并给出水体富营养化的防治措施，旨在唤起人类对水资源的保护意识，促进人与自然的和谐发展.

水污染；水体富营养化；防治

水体富营养化(eutrophication)是指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，引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖，水体溶解氧量下降，水质恶化，鱼类及其他生物大量死亡的现象.

水体富营养化是水体衰老死亡的表现，且具有缓慢、难以逆转的特点［1］.富营养化是我国水域生态环境最为常见的污染类型之一.从生态学的角度来考虑，水体富营养化是一个缓慢、必然的演化过程，但是由于人类活动的影响，这一进程被大大加快了.

1 水体富营养化的成因

多数学者认为氮、磷等营养物质浓度升高是造成水体富营养化的主要因素，其中磷又是最为关键的因素［2］.因为对于淡水水域藻类来说，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，藻类可以利用水中溶解的二氧化碳作为所需的碳源，在一般情况下，水体中可利用的氮远比磷多,因此磷成为最关键的因素，已有许多研究表明富营养化过程中磷的重要性［3-4］.

水体中富营养的主要来源主要有：（1）工业废水.近年来，在利益的驱使下，许多小作坊、小企业违规生产，直接或者简单处理之后将工业废水排入江河、湖泊，造成水体中氮、磷等物质的不断积累，形成水体富营养化.另一方面，有些工业污水中的有毒有害物质较多，直接威胁水生生物的生长，破坏水生生态系统.（2）农业及生活污水.工业废水通常含有有毒有害物质，其危害容易引起重视，农业及生活污水则因无毒性或毒性较低而容易被忽视.其实，农业及生活污水中较高的无机或有机营养盐也是当前水体富营养化的主要原因，特别是在工业活动相对较少的广大农村地区化肥是最大的污染源.近年来,我国农村农田施用农家肥料(主要指人畜粪便)的量逐渐减少，化学肥料的使用量急剧增加，化肥的主要成分是氮和磷，过量的肥料会残留在土壤中，造成土壤的板结；大量降水时，又会随着农田水土流失而进入水体.这是农业活动面源污染对水体富营养化危害.（3）生活废水及动物粪便.对于人类活动密集的地区，尤其是畜牧业较发达地区，禽畜产生的大量富含营养物和细菌的排泄物也极易随地表径流进入河流、湖泊等天然水体，造成水体营养物质含量的增高.此外，含磷洗涤剂的广泛使用以及生活废水的随意倾倒也会造成水体一定程度的污染.（4）大气沉降.大气沉降不仅是悬浮颗粒物、有害气体的来源之一，也是氮的来源之一.大气氮沉降数量的急剧变化严重影响着陆地和水生生态系统的稳定性［5］.工业废气或汽车尾气直接排入大气后，造成空气中的氮、磷化合物的含量严重超标.近期，我国大部分地区出现的雾霾天气也与它有一定联系.这些化合物随雨水降落汇集到水体中，导致水体的富营养化.近年来，大气氮沉降对水环境产生的水体富营养化、水体酸化等负面影响越来越受到人们的重视［6-7］.

2 水体富营养化的危害

水体富营养化是由多种因素综合作用形成的结果，一方面它会威胁水生态系统的平衡，导致生态系统结构的变化和功能的退化；另一方面富营养化的水体普遍被认为是劣质水体，对生产生活带来很大危害.

2.1直接危害

水体是水域系统中生物与环境、生物与生物之间相互作用的统一体.环境的恶化必然会对水体中的生物产生危害.水体一旦发生富营养化，表面生长着绿藻、蓝藻等为优势种的大量水藻，形成一层“浮渣”，降低水体透明度，从而影响水中植物的光合作用，水下生物因得不到充足阳光而影响了生存和繁殖.同时，藻类会分泌大量毒素，威胁水生生物的生存.

富营养化水体因藻类覆盖水面致溶解氧浓度降低，水生生物常会缺氧窒息而死亡，影响鱼类对饵料的获得.此外，藻类死亡释放的毒素和藻类尸体分解产生的挥发性氨也会毒害鱼类［8］，导致水产养殖减产,甚至完全破产.

2.2间接危害

2.2.1 危害人体健康

富营养化水中含有硝酸盐和亚硝酸盐，人畜长期饮用这些物质含量超标的水，也会中毒致病.富营养化水体中生长的某些藻类（如铜绿微藻，含有肝毒素），可以在鱼体富集，人食用鱼后该毒素可转移至人体内，危害人体健康.此外，人体直接接触富营养化水体，也会产生瘙痒、刺痛等不适感觉.

2.2.2 给水处理增加成本和难度

作为城市水源的水体富营养化之后，给净水厂的正常工作带来一系列问题，如富营养化水体因厌氧作用产生硫化氢、甲烷、氨气等有毒有害气体，给水处理增加相当的技术难度.此外还会增加水处理费用，降低处理效果等.同时，水体的富营养化也造成可利用水资源的愈加短缺，加剧水资源危机，影响工农业的可持续发展.

2.2.3 影响水体的旅游价值

水体富营养化时，由于占优势的浮游藻类颜色的不同，水体会呈现绿色、蓝色、棕色等，水体透明度降低，影响水体的观感.此外，受污染水体常常会散发出腥臭味，影响人们的娱乐和休闲，从而影响水体的旅游功能.

3 水体富营养化的预防措施

富营养化水体的污染源比较复杂，且营养物质难以去除，使富营养化的治理成为水污染处理中最为复杂和困难的问题，在短期内看到明显的实际效果.因此，水体富营养化的预防才是最为关键问题.

3.1控制营养盐的外源输入

在水体富营养化的形成机制中，外源营养盐的输入是个不可忽视的重要原因.因此，控制营养盐的外源输入已成为公认的治理富营养化的一项重要措施.这也是从根本上控制水体富营养化的有效途径.

预防措施主要从两方面着手.一是控制工业废水、生活污水的随意排放.建立工业废水排放标准，使废水在排入水体之前氮、磷达到规定标准；减少或者禁止含磷洗涤剂的使用，并且对生活污水进行统一处理，避免使水体氮磷超标.二是推广生态农业，加大有机肥的使用量，研制推广新型复合肥，从而使农业的面源污染得到有效控制.

3.2逐步恢复水体的自净能力

水体一旦富营养化，即使切断外界营养物质的来源，水体也很难自净和恢复到正常状态.氮、磷元素过多是水体富营养化的主要原因，同时也是植物生长的必须营养元素，在淡水水体种植大型水生植物是治理和防止富营养化的有效方法之一，也是近年来水体修复生态技术研究的热点之一［9］.水生植物除直接吸收氮、磷外，还可以定期人工收获作饲料、肥料等，增加经济效益.同时，大型植物还有抑制湖泊沉积物的再悬浮、改善沉积物的特性从而降低营养盐释放率、吸收水体中的污染物、抑制浮游植物生长等作用［10-12］.沉水植物马来眼子菜、苦草、轮叶黑藻和浮叶植物荇菜、菱等5种水生植物对水体的总氮、总磷、硝态氮和正磷酸盐都有较好的去除效果［13］.同时，改善湖泊、河流周围的生态环境，植树造林，建立生态湖泊，以保持水土，减少地表径流.

3.3辅助水利工程措施

包括疏浚底泥、水体深层曝气、注水冲稀以及覆盖底泥等.富含营养物质的底泥在一定条件下会释放出氮磷，成为水体的内源性污染源，疏浚底泥可以减少湖泊内源氮、磷负荷［14］，但是，疏浚也会使污染物向水体释放，对底栖生物产生危害，而且挖掘底泥工程浩大，这可能也是最昂贵的措施.深层曝气在欧洲等地使用过，主要是人为为湖底深层曝气补充氧，使水与底泥界面之间保持有氧状态，抑制底泥磷释放.注水稀释是利用含磷、氮浓度低的水来稀释富营养化的水体，降低营养盐的浓度，但成本过高.

3.4加强管理与教育

加强民众的环境保护教育，提高全民的环保意识，使他们能自觉地保护好水环境.加强环境教育要贯穿在学校教育的过程当中，特别是各类师范院校.师范院校担负着培养中小学教师的重任，他们可将环保意识渗透到广大中小学生当中.同时还要通过政府的监管、完善的法律法规等手段加以实施.

［1］吴生才，陈伟民.水体富营养化的渐进性和灾难性［J］.灾害学，2004(19):13-17.

［2］王桂芹，张东鸣，陈勇，等.水体富营养化的原因、危害及防治对策［J］.吉林农业大学学报，2000（51）:116-118.

［3］高超，张桃林.农业非点源磷污染对水体富营养化的影响及对策［J］.湖泊科学，1999，11(4):369-375.

［4］张彦峰，刘树庆.农田土壤中磷素流失与水体富营养化［J］.河北农业科学，2008，12(7):91-93，99.

［5］谢迎新，张淑利，冯伟，等.大气氮素沉降研究进展［J］.中国生态农业学报，2010，18(4):897-904.

［6］李世清，李生秀.陕西关中湿沉降输入农田生态系统中的氮素［J］.农业环境保护，1999，18(3):97-101.

［7］肖辉林.大气氮沉降对森林土壤酸化的影响［J］.林业科学，2001，37(4):111-116.

［8］葛虹，张扬.水体富营养化及对鱼类的毒性［J］.水利渔业，2006，26(6):79-81.

［9］种云霄，胡洪营，钱易.大型水生植物在水污染治理中的应用研究进展［J］.环境污染治理技术与设备，2003，4(2):36-40.

［10］由文辉，刘淑媛，钱晓燕.水生经济植物净化受污染水体的研究［J］.华东师范大学学报：自然科学版，2001(1):99-102.

［11］童昌华，杨肖娥，濮培民.水生植物控制湖泊底泥营养盐释放的效果与机理［J］.农业环境科学学报，2003，22(6):673-676.

［12］王旭明，匡晶.水芹菜对污水净化的研究［J］.农业环境保护，1999，18(1):34-35.

［13］雷泽湘，谢贻发，徐德兰，等.大型水生植物对富营养化湖水净化效果的试验研究［J］.安徽农业科学，2006，34(3):553-554.

［14］钟继承，刘国峰，范成新，等.湖泊底泥疏浚环境效应I.内源磷释放控制作用［J］.湖泊科学，2009，21(1):84-93.

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

（责任编辑：邵晓军）

2014-01-26

任瑞丽（1982-），女，山西朔州人，朔州师范高等专科学校助教，硕士，主要从事水生生态学研究.