水資源的營(yíng)養(yǎng)化的危害和治理1104010057向昱垣1104010016馮可欣1104010027黃冠華營(yíng)養(yǎng)化富營(yíng)養(yǎng)化是一種氮、磷等植物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量過(guò)多所引起的水質(zhì)污染現(xiàn)象。是指生物所需的氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)大量進(jìn)入湖泊、河口、海灣等緩流水體，引起藻類及其它浮游生物迅速繁殖，水體溶氧量下降，魚(yú)類及其它生物大量死亡的現(xiàn)象。人類的活動(dòng)，將大量工業(yè)廢水和生活污水以及農(nóng)田徑流中的植物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)排入湖泊、水庫(kù)、河口、海灣等緩流水體后，水生生物特別是藻類將大量繁殖，使生物量的種群種類數(shù)量發(fā)生改變，破壞了水體的生態(tài)平衡。1：水資源的營(yíng)養(yǎng)化：水資源富營(yíng)養(yǎng)化過(guò)程與氮、磷的含量及氮磷含量的比率密切相關(guān)。富營(yíng)養(yǎng)化必備條件：水資源富營(yíng)養(yǎng)化的特征：2:水體富營(yíng)養(yǎng)化的危害3:水體富營(yíng)養(yǎng)化的治理生活污水和化肥、食品等工業(yè)的廢水以及農(nóng)田排水都含有大量的氮、磷及其他無(wú)機(jī)鹽類。天然水體接納這些廢水后，水中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)增多，促使自養(yǎng)型生物旺盛生長(zhǎng)，特別是藍(lán)藻和紅藻的個(gè)體數(shù)量迅速增加，而其他藻類的種類則逐漸減少。水資源富營(yíng)養(yǎng)化過(guò)程與氮、磷的含量及氮磷含量的比率密切相關(guān)。富營(yíng)養(yǎng)化發(fā)生所必備的條件基本上是一樣的，主要的影響因素可以歸納為以下幾個(gè)方面：①總氮總磷等營(yíng)養(yǎng)鹽相對(duì)比較充足；②鐵，硅等含量比較適度；③適宜的溫度，光照條件和溶解氧含量；④緩慢的水流流態(tài)，水體更新周期長(zhǎng)。只有在上述四方面條件都比較適宜的情況下，才會(huì)出現(xiàn)某種優(yōu)勢(shì)藻類“瘋狂增長(zhǎng)”現(xiàn)象，發(fā)生富營(yíng)養(yǎng)化。水體中的藻類本來(lái)以硅藻和綠藻為主，藍(lán)藻的大量出現(xiàn)是富營(yíng)養(yǎng)化的征兆，隨著富營(yíng)養(yǎng)化的發(fā)展，最后變?yōu)橐运{(lán)藻為主。

水體富營(yíng)養(yǎng)化特征有：①浮游生物大量繁殖，水中溶解氧含量降低；②水體中藻類的種類減少，個(gè)體迅速增加，特別是藍(lán)藻、紅藻的個(gè)體數(shù)量猛增；③因占優(yōu)勢(shì)的浮游藻類顏色不同，水面往往呈現(xiàn)藍(lán)、紅、棕、乳白等顏色，海水中出現(xiàn)叫“赤湖”、淡水中稱“水華”。水體富營(yíng)養(yǎng)化的危害主要表現(xiàn)在三個(gè)方面：(1)富營(yíng)養(yǎng)化造成水的透明度降低，陽(yáng)光難以穿透水層，從而影響水中植物的光合作用和氧氣的釋放，同時(shí)浮游生物的大量繁殖，消耗了水中大量的氧，使水中溶解氧嚴(yán)重不足，而水面植物的光合作用，則可能造成局部溶解氧的過(guò)飽和。溶解氧過(guò)飽和以及水中溶解氧少，都對(duì)水生動(dòng)物(主要是魚(yú)類)有害，造成魚(yú)類大量死亡。(2)富營(yíng)養(yǎng)化水體底層堆積的有機(jī)物質(zhì)在厭氧條件下分解產(chǎn)生的有害氣體，以及一些浮游生物產(chǎn)生的生物毒素(如石房蛤毒素)也會(huì)傷害水生動(dòng)物。水體富營(yíng)養(yǎng)化的危害主要表現(xiàn)在三個(gè)方面：(3)富營(yíng)養(yǎng)化水中含有亞硝酸鹽和硝酸鹽，人畜長(zhǎng)期飲用這些物質(zhì)含量超過(guò)一定標(biāo)準(zhǔn)的水，會(huì)中毒致病等等。在形成“綠色浮渣”后，水下的藻類會(huì)因得不到陽(yáng)光照射而呼吸水內(nèi)氧氣，不能進(jìn)行光合作用。水內(nèi)氧氣會(huì)逐漸減少，水內(nèi)生物也會(huì)因氧氣不足而死亡。死去的藻類和生物又會(huì)在水內(nèi)進(jìn)行氧化作用，這時(shí)水體也會(huì)變得很臭，水資源也會(huì)被污染的不可再用。水體富營(yíng)養(yǎng)化的治理一、現(xiàn)在主要的物理處理方法有底泥疏浚、引水沖洗、機(jī)械曝氣等，一方面工程量巨大、運(yùn)行成本高，而且水體環(huán)境面臨受沉積物中釋放的重金屬離子及氮、磷營(yíng)養(yǎng)鹽二次污染的風(fēng)險(xiǎn)。二、化學(xué)方法有投加混凝劑和除藻劑等，雖然能在短期內(nèi)取得一定效果，但也存在著治理不徹底、成本高的問(wèn)題，特別是會(huì)產(chǎn)生二次污染，引發(fā)新的生態(tài)問(wèn)題。三、現(xiàn)流行的生物和生態(tài)修復(fù)，通過(guò)微生物降解和水生植物的吸收、轉(zhuǎn)移或生態(tài)浮床、濾床的過(guò)濾、吸附等措施來(lái)消減水體中的氨氮。此類方法雖避免了二次污染問(wèn)題，但受自然環(huán)境影響大，要求條件苛刻，同時(shí)相對(duì)于其它處理技術(shù)而言，更有周期長(zhǎng)、見(jiàn)效慢的缺點(diǎn)。水體富營(yíng)養(yǎng)化的治理氨氮的富集是造成水體富營(yíng)養(yǎng)化的主要原因之一。因此，采用合適的工藝方法快速消減水體中的氨氮，將這些污染物質(zhì)帶離河湖系統(tǒng)，徹底消除產(chǎn)生河湖富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題的根源，使河湖從整體上得到快速凈化，是今后治理河湖富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題的重要方向，目前在日本等少數(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)開(kāi)始這方面的應(yīng)用研究。水體富營(yíng)養(yǎng)化的治理意義對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化河湖水體進(jìn)行治理修復(fù)，是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、城市景觀、生態(tài)環(huán)境建設(shè)的迫切需要，具有經(jīng)濟(jì)和環(huán)境雙重效益。案例一：明顯提高富營(yíng)養(yǎng)化河湖水體的處理效果、大大縮短治理周期、有效降低處理成本。改善居民居住環(huán)境，提高人民生活質(zhì)量。案例二：恢復(fù)水體使用功能，有效緩解我國(guó)水資源嚴(yán)重匱乏的問(wèn)題。案例三：案例一我國(guó)的武漢東湖、杭州西湖、南京玄武湖、濟(jì)南大明湖、撫順的大伙房水庫(kù)，都曾受到富營(yíng)養(yǎng)作用的影響。近年來(lái)，我國(guó)沿海的赤潮也時(shí)有發(fā)生，如1989年8～9月，河北黃驊縣到天津塘沽百余里的沿海出現(xiàn)世界上罕見(jiàn)的大規(guī)模赤潮，使養(yǎng)蝦業(yè)遭到嚴(yán)重?fù)p失。案例二近年來(lái)，隨著太湖周邊地區(qū)排污量的增加，水體富營(yíng)養(yǎng)化日趨嚴(yán)重，夏季水華頻繁發(fā)生，嚴(yán)重時(shí)造成綠色藻細(xì)胞覆蓋整個(gè)水體，水廠停水，水鄉(xiāng)居民喝污水的現(xiàn)象，同時(shí)，水中的有機(jī)物和氨氮含量嚴(yán)重超標(biāo)，特別是溶解性DOC有機(jī)物占總有機(jī)物COD的比例為88%。由于常規(guī)飲用水處理工藝本身存在著對(duì)有機(jī)物微污染物，氨氮等無(wú)法完全有效去除的弱點(diǎn)，并且氯化過(guò)程不能有效地消滅活水中抗氧性的病原寄生蟲(chóng)等病原微生物，還導(dǎo)致了對(duì)人體健康危害更大的有機(jī)氯化物的形成，因此處理后的生活飲用水安全性難以保證。而臭氧生物活性炭技術(shù)采用臭氧氧化和生物活性炭濾池聯(lián)用將臭氧化學(xué)氧化，活性炭物理化學(xué)吸附，生物氧化降解等技術(shù)聯(lián)用，去除原水中微量有機(jī)物和氯消毒劑的副產(chǎn)物等有機(jī)指標(biāo)，提高飲用水的安全性。案例三1998年春天，一股來(lái)勢(shì)洶涌的赤潮橫掃了香港海和廣東珠江口一帶海域。赤潮過(guò)處，海水泛紅，腥臭難聞，水中魚(yú)類等動(dòng)物大量死亡。當(dāng)?shù)氐母黝愷B(yǎng)殖場(chǎng)損失慘重。據(jù)《經(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào)》1998年5月3日?qǐng)?bào)道，此次赤潮事件，香港漁民損失近1億港元；大陸珍貴養(yǎng)殖魚(yú)類死亡逾300噸，損失超過(guò)4000萬(wàn)元。日本琵琶湖水污染治理

對(duì)我國(guó)的啟示（治理措施）：1）市政污水處理為了阻止琵琶湖的富營(yíng)養(yǎng)化，釋伽縣所有的污水處理廠都裝配了先進(jìn)的污水處理系統(tǒng)，這對(duì)有效地去除污水中的氮和磷很有作用，現(xiàn)在這些污水處理廠正準(zhǔn)備引進(jìn)先進(jìn)的紫外線除污系統(tǒng)，將會(huì)更有效地除去更多的可降解有機(jī)污染物。

2）農(nóng)村水污染處理系統(tǒng)

為了保持農(nóng)村水質(zhì)和改善農(nóng)村地區(qū)的生活環(huán)境，在農(nóng)村社區(qū)建造了各種設(shè)施，包括污水處理設(shè)施、雨水處理設(shè)施和防止污泥形成的設(shè)施等。

日本的釋伽縣在沒(méi)有建造污水排放系統(tǒng)的地方安裝家庭污水處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠處理各種從廁所出來(lái)的“黑水”和從廚房出來(lái)的“灰水”。其功能與污水處理廠相同，但是安裝簡(jiǎn)單，操作方便（只需要一個(gè)星期），并且占地也不大。3）河流水質(zhì)的提高，流域環(huán)境的改善

除了在琵琶湖附近水污染比較嚴(yán)重的地區(qū)進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析之外，水質(zhì)監(jiān)測(cè)和分析也在流向琵琶湖的河流上進(jìn)行。在Kusatsu河，建造了一個(gè)水凈化工廠，該廠使用泥沙過(guò)濾法進(jìn)行凈水，很有效果。這個(gè)工廠的設(shè)施利用泥沙除去受污染的河水中的氮和磷的污染物，在支流上減少了注入琵琶湖泊的污染物濃度。在Moriyama河，水流先流入一個(gè)小型水庫(kù)，經(jīng)過(guò)凈化以后再注入琵琶湖。

4）泥沙污染治理

采取各種措施來(lái)改善琵琶湖的水質(zhì)，包括湖底泥沙的挖掘和種植植被進(jìn)行凈化等。在湖區(qū)富營(yíng)養(yǎng)化嚴(yán)重的地方，采取挖掘和其它方式來(lái)解決底泥污染和阻止?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)溶解到水中。5）減少可降解有機(jī)污染物濃度的，控制入流河流水質(zhì)為了減少可降解有機(jī)污染物濃度，進(jìn)行了各種調(diào)查研究，有機(jī)污染物被認(rèn)為是導(dǎo)致湖中COD濃度上升的主要原因，研究同時(shí)還表明：使用一種泥沙功能的系統(tǒng)可以有效破解和吸收這種有機(jī)污染物，進(jìn)而控制湖中的COD水平，尤其是對(duì)暴雨形成的最初徑流的處理，更加有效。污水處理系統(tǒng)是琵琶湖治理的環(huán)境保護(hù)的最重要的措施之一，使用污水處理系統(tǒng)的地區(qū)是流域總面積的60％，占流域大部分地區(qū)，應(yīng)用先進(jìn)的污水處理過(guò)程，例如生物氮移除技術(shù)，同時(shí)結(jié)合凝結(jié)和過(guò)濾技術(shù)等。

盡管琵琶湖的湖水水質(zhì)沒(méi)有達(dá)到日本的水質(zhì)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，但是該流域的人