我国湖泊富营养化研究

我国湖泊富营养化研究

明哲

关键词:湖泊富营养化湖泊治理

一、湖泊富营养化及其危害

富营养化指湖泊、水库、缓慢流动的河流以及某些近海水体中营养物质(一般指氮和磷的化合物)过量从而引起水体植物(如藻类及大型植物)的大量生长。由于藻类在与水生植物竞争营养盐上有优势，当湖泊水体营养盐过多后，藻类滋生，根生或者浮游生物大量生长。造成对湖泊水体正常功能的危害。例如导致饮用水臭味和水色的变化。大量浮游植物或者浅水根生植物的生长繁殖，可能导致湖泊沼泽化，容积大幅度减少；植物的分解消耗大量溶解氧，释放大量溶解性有机物，导致水质急剧恶化。藻类在代谢死亡过程中能够释放各种藻毒素，具有比较强的毒理作用，危及整个湖泊生态系统。通常，湖泊、海湾富营养化的限制性物质是氮和磷，所以用氮和磷作为富营养化的指标是有效的。实验表明，随着水

中氮肥、磷的增加，藻类的繁殖量也在增加，而且有线性关系。其结果是引起水质恶化、味觉和嗅觉变坏、溶解氧耗竭、透明度降低、渔业减产、死鱼、阻塞航道，对人和动物产生毒性。特别值得重视的是，近十几年来，我国湖泊富营养的趋势发展很快，到本世纪末，大多数湖泊的富营养化都有加重。故对湖泊富营养化的防治已成为当务之急。

二、富营养化治理的进展

1.物理方法

(1)污水分流。湖泊富营养化的一个重要原因就是外源污染。工、农业生产的污水直接排放到湖泊是造成湖泊水体营养盐含量增加的主要原因。通过对排放管道的改造，将污水的排放引至别处，是防治湖泊富营养化重要的、有效的措施。

(2)换水／稀释。湖泊内营养盐含量过多，通过换水／稀释可以直接将湖泊水体内的营养盐浓度降低，同时可以排除掉大量的营养盐。

(3)深层排水。湖泊底层营养物含量高，一般而言，底层水的营养盐浓度高于表层水，当水流转时，底层湖水进入上层，引起表层湖水营养物含量的增加。

(4)曝气／混合。采用机械搅拌、压缩空气、水泵、喷射泵等方法进行曝气和促进水的流动，可以防止底泥释放磷，改善氧气状况，加强矿化作用，降低浮游植物光合作用等效果。

(5)挖泥。富营养化湖泊中的底部沉积物常是一个营养库，在一定条件下可不断释放磷，这称为内部负荷。当外部负荷减少后，内部负荷可补偿，使富营养化现象继续存在。挖泥可以直接去除底泥中的营养盐含量，减轻内部负荷对湖泊的影响。

(6)机械收草藻。利用机械收割装置直接收获水草和藻戋可以直接改善湖泊的表层生态环境，同时，水草和藻类本身就会吸收大量的营养盐，通过对它们的收获也可以从湖泊中去除营养盐。

2.化学方法

(1)深水曝气技术。营养盐类的大量注入，致使藻类及浮游生物异常繁殖，水体溶解氧急速下降，在水与底泥的交界面甚至出现厌氧现象。在深水进行人工曝气，可以在不改变水体分层的状态下提高溶解氧浓度；其次还可以降低氨氮、铁、锰等离子性物质的浓度,可有效改善厌氧状况。

(2)营养物钝化。利用铝盐与无机和颗粒磷产生沉淀，可以减少水体中磷的含量，铁盐(氯盐或铝盐)、硫酸铝铁、泥土颗粒和石灰泥都有类似的功能，钙盐也是相当有效的营养物钝化剂。

3．生物方法

(1)水生植物修复技术。利用适合相应湖体环境的水生植物及其共生的微环境，来去除水体中的污染物质。水生植物在其生长期间可有效吸收与富集水中和底质中的营养盐，起着“营养泵”和“营养库”的作用。合理构建并维持水生植物的生物量，可转移出氮、磷等营养盐，各类漂浮植物、浮叶植物、挺水植物和沉水植物等水生植被的恢复和重建可有效分配水体营养盐，避免单一优势种的过度滋生，保持水体净化能力。

(2)水生动物修复技术在湖泊水库生态系统中，水体中的藻类除受营养物质的控制外，作为食物链中的一环，也受到浮游动物和鱼类的控制。因此，可以通过调控食物链的环节来达到改善湖泊水库水质的目的。

(3)生物膜技术。利用比表面积较大的天然材料或人工介质为载体，利用其表面形成的粘液状生物膜，对污染水体进行净化。载体上富集的大量微生物能有效拦截、吸附、降解污染物质。

三、富营养化治理方法存在的问题

对于湖泊富营养化，各个国家和地区采用不同的物理、化学、生物方法对其进行预防、控制和修复，并且取得一定的成效。现在主要的物理处理方法有底泥疏浚、引水冲洗等；化学方法有投加混凝剂和除藻剂等。这些物理、化学方法对湖泊的治理有一定的作用，但是对污染严重的湖泊进行底泥疏浚，易导致底层的沉积物发生悬浮和扩散，促进了沉积物中的氮、磷营养盐及其所吸附的金属离子的释放，从而使水体环境面临受沉积物中释放的重金属离子及氮、磷营养盐二次污染的风险；投加化学药剂，虽然在一定程度上可以使水体透明，水质得到改善，但是长期使用可能会加速湖泊的老化，引发新的生态问题。相比较来说，物理和化学的处理方法成本高，并且对富营养化的治理不彻底，只能在短期内效果明显，不适于长期使用。国内外对水体富营养化的研究和实践证明，目前生物调控和生物修复方法因其成本低、处理彻底且无二次污染而得到行业内的认可。

四、对我国湖泊富营养化治理的展望

近年来，国内外的专家学者对湖泊富营养化进行着不断深入的研究，但是结果却不尽如人意。随着我国经济发展，环境问题的日益凸现，从当前情况来看，我国湖泊除少数位于西北的外都受到不同程度的污染，并且这种污染不是减缓而是在加剧。因此，我国对湖泊的富营养化问题也日益重视，但是由于公民环保意识的淡薄，处理设施的陈旧，以及我国经济的相对落后，政府环境监测管理、政策法规存在的不足，彻底治理湖白的富营养化不是一朝一夕的事情。目前，我国湖泊富营养化的治理，根据现有的经济条件和技术措施，重点应放在控制污染源上：控制排磷、排氮的点源污染、非点源污染以及内源污染；制定污水的排放标准，并且加强监督和管理力度。限制湖区的人类活动，严格管理湖泊水产养殖、

流域盲目开发以及植被的破坏、周围乡镇的污水和固废的排放。政府应加强对环境保护的宣传，提高全民的环保意识；加强法制建设，完善湖泊的环境保护法律法规。对经济相对发达的地区，我们还应积极借鉴国外湖泊治理的先进经验，结合当地的自然条件和湖泊的富营养化状况制定切实可行的方案。在湖泊生态修复问题上，要认清治理工作的长期性和复杂性，树立解决水环境问题的长远观点。所以湖泊富营养化的生物修复技术应成为基础研究领域首先解决的重大科学问题之一，也是今后一段时间湖泊富营养化治理的主要研究之一。

参考文献：

[1]李雪梅,杨中艺,简曙光等.有效微生物群控制富营养化湖泊藻的效应.[J].中山大学学报.2000.39.(1).

[2]顾宗濂.中国富营养化湖泊的生物修复.[J].农村生态环境.2002.18.(5).

[3]包先明,陈开宁,范成新.浮叶植物重建对富营养化湖泊氮磷营养水平的影响.[J].生态环境.2005.14.(6).