论文部分内容阅读
摘 要:水体富营养化已经成为人们日益关注的环境问题之一。针对我国湖泊和近海海域出现的富营养化现状,分析了导致富营养化产生的原因及影响因素,总结了近几年富营养化控制的研究进展,提出了控制富营养化包括物理、化学和生物法多种方法综合控制的措施。
关键词:湖泊 富营养化 氮磷化合物
中图分类号:X52 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)04(b)-0011-01
在我国,富营养化湖泊主要分布在长江中下游湖区、云贵湖区,部分东北山地及平原湖区与蒙新湖区。我国五大淡水湖泊中营养盐浓度,尤其是氮.浓度均已超过富营养化水平10倍以上。其中,太湖和巢湖已经进入富营养化状态,部分水体已经达到严重富营养化水平,其他三个湖也已临近水体富营养化状态[1]近年来,我国近海海域水体富营养化程度呈加剧趋势。阚文静等对渤海湾水体富营养化进行研究,指出了2008年渤海湾近海域为富营养化水平,有机污染程度3级。洪雄业和袁倩[3～4]对天津金岸海域的水体富营养化进行了研究,提出了天津近岸海域无机氮污染严重,水体富营养化程度高的结论。
1 水体富营养的形成原因
1.1 水土流失和农业施肥
不同地形集水区和不同肥力土壤输出的氮、磷量不同,水土流失提高了水体中营养物质的量。而且,营养物质从土壤中流失量与施肥量有密切的关系。为提高农产品的产量,人们常施用较多的氮肥和磷肥,它们极易在降雨或灌溉时随地表径流或渗滤方式进入地面水体中或地下水体中,这是导致地表水富营养化的主要原因。
1.2 畜牧业、渔业
畜牧养殖过程中,畜禽会排泄出大量的营养物质,这些营养物质进入土壤然后随地表径流进入江河、湖泊而污染水体。另外,家畜排出的粪水有些情况下直接被排入水体,因此,在养殖业发达的地区,养殖过程中产生的粪水对水体富营养化的影响非常严重。
1.3 生活污水与污水灌溉
近些年,由于工业的不断发展和人们生活水平的提高,工业废水和生活污水的大量排放成为主要的营养物质来源之一。如一些含磷的洗涤剂的应用,食品厂、化工厂、毛皮工业等都会带来大量的营养物质。
1.4 城镇与矿区地表径流
由于城镇路面大部分是不透水的,人类产生的生活污水、生活垃圾以及某些工业废水中含有高浓度的氮磷化合物,这些氮磷化合物易随地表径流进入地表水中造成湖泊水体富营养化。另一方面,磷矿区也是导致水体富营养化的重要因素。
1.5 大气沉降
燃料的燃烧会产生大量的含氮气体,这些氮氧化合物随雨雪降落在土壤或水体表面,从而污染地表水源,导致含氮化合物浓度升高。随着大气污染日益严重,大气沉降也成为重要的水域富营养化原因之一。
2 水体富营养化危害
2.1 降低水体透明度
在富营养化水体中生长着大量的蓝藻、绿藻等。这些藻类形成一层“绿色浮渣”,使水质变的浑浊,透明度降低。
2.2 破坏生态环境
富营养化现象出现以后,大量藻类铺满水体表面,阻断光线向水底透射,使下层水生植物光合作用受阻,氧的释放量减少。当藻类大量繁殖水体营养消耗枯竭时又会发生大面积死亡,尸体在被微生物分解时会消耗大量氧,两种作用的结果导致水中溶解氧浓度降低,从而引起水生动物,如鱼类的死亡。
2.3 影响城市供水和人体健康
人们赖以生存的水库、河流、湖泊以及城市工业和生活用水,如果污染或者产生富营养化,会使水体中有机质增加以及藻类毒素的产生。含有藻毒素的水被动物饮用后可引起动物胃肠疾病。水体富营养化还能产生亚硝酸盐和硝酸盐,人畜长期饮用这样的水会导致中毒。
3 水体富营养化的研究现状
3.1 国外
来自联合国环境规划署(UNEP)的调查结果表明,世界范围内30%～40%湖泊和水库遭受不同程度的污染。相对湖泊来说,河流的富营养化程度一般要轻,这与湖泊水体的静止营养盐容易积累有关。另外,河流中水生植物的增长对富营养化有一定的控制作用。
3.2 国内
近20年来,我国湖泊水体富营养化发展相当快。多年的调查结果表明,全国富营养化湖的比例由70年代的41%发展到80年代的61%,90年代已经上升到77%。根据对全国39个大、中、型水库的调查,处于富营养状态的水库个数和库容分别占调查总数的30.8%和11.2%。处于中营养状态的水库个数和库容分别占所调查水库的43.6%和83.1%。此外,近年来我国部分河流水域如汉江、珠江等也出现了水体富营养化现象[6]。因此,水体“富华”是我国当前亟待解决的环境问题之一。
4 水体富营养化的防治
4.1 物理方法
可以采用污水分流方法,通过改造排放管道,將富含营养盐的工、农业生产的污水引致别处。此外,也可以通过深层排水、机械曝气、挖泥、机械除藻等方法进行富营养化治理。
4.2 化学方法
大量营养盐的注入到水体后,引起藻类的大量繁殖,导致深层水体中水生植物光合作用下降,出现厌氧层。在深水进行人工曝气可以在不改变水体分层的情况下改善氧的浓度;其次还可以向水体中加入铁盐、铝盐、泥土颗粒、石灰泥等,使无机和颗粒磷沉淀出来,从而降低氨氮、锰离子等浓度。
4.3 生物方法
最常用的是水生植物修复技术。原理是水生植物可以有效的吸收富营养化水体中的营养盐,起到“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以有效的转移出氮磷化合物,降低营养化程度。
利用生物膜技术进行水体富营养治理。以比表面积较大的天然材料或人工介质为载体,通过微生物在其表面的附着和繁殖形成一层生物膜结构,对富营养化水体中的有机氮磷等化合物进行降解转化来控制富营养化程度。
5 结语
在水资源日益缺乏的今天,治理水体富营养化已经成为全世界共同关注的问题。就我国湖泊众多,富营养化程度相对严重的现状来说,治理水体富营养化任重道远。在制定湖泊水体富营养化的治理方案时,应根据湖泊所处的地理、地质与地形条件,并结合当地的水文、气候因素,对湖泊的污染来源、污染程度作出合理的判断,必要时采用几种处理方法如物理、化学和生物方法同时进行水体富营养化治理。
参考文献
[1] 田永杰,唐志坚,李世斌.我国湖泊富营养化的现状和治理对策.环境科学与管理,2006.
[2] 阚文静,张秋丰,胡延忠,石海明,薄文杰.渤海湾水体富营养化与有机污染状况初步评价.海洋通报,2010.
[3] 洪雄业.莆田市近海水体富营养化状况及对策研究.化学工程与装备,2010.
关键词:湖泊 富营养化 氮磷化合物
中图分类号:X52 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)04(b)-0011-01
在我国,富营养化湖泊主要分布在长江中下游湖区、云贵湖区,部分东北山地及平原湖区与蒙新湖区。我国五大淡水湖泊中营养盐浓度,尤其是氮.浓度均已超过富营养化水平10倍以上。其中,太湖和巢湖已经进入富营养化状态,部分水体已经达到严重富营养化水平,其他三个湖也已临近水体富营养化状态[1]近年来,我国近海海域水体富营养化程度呈加剧趋势。阚文静等对渤海湾水体富营养化进行研究,指出了2008年渤海湾近海域为富营养化水平,有机污染程度3级。洪雄业和袁倩[3～4]对天津金岸海域的水体富营养化进行了研究,提出了天津近岸海域无机氮污染严重,水体富营养化程度高的结论。
1 水体富营养的形成原因
1.1 水土流失和农业施肥
不同地形集水区和不同肥力土壤输出的氮、磷量不同,水土流失提高了水体中营养物质的量。而且,营养物质从土壤中流失量与施肥量有密切的关系。为提高农产品的产量,人们常施用较多的氮肥和磷肥,它们极易在降雨或灌溉时随地表径流或渗滤方式进入地面水体中或地下水体中,这是导致地表水富营养化的主要原因。
1.2 畜牧业、渔业
畜牧养殖过程中,畜禽会排泄出大量的营养物质,这些营养物质进入土壤然后随地表径流进入江河、湖泊而污染水体。另外,家畜排出的粪水有些情况下直接被排入水体,因此,在养殖业发达的地区,养殖过程中产生的粪水对水体富营养化的影响非常严重。
1.3 生活污水与污水灌溉
近些年,由于工业的不断发展和人们生活水平的提高,工业废水和生活污水的大量排放成为主要的营养物质来源之一。如一些含磷的洗涤剂的应用,食品厂、化工厂、毛皮工业等都会带来大量的营养物质。
1.4 城镇与矿区地表径流
由于城镇路面大部分是不透水的,人类产生的生活污水、生活垃圾以及某些工业废水中含有高浓度的氮磷化合物,这些氮磷化合物易随地表径流进入地表水中造成湖泊水体富营养化。另一方面,磷矿区也是导致水体富营养化的重要因素。
1.5 大气沉降
燃料的燃烧会产生大量的含氮气体,这些氮氧化合物随雨雪降落在土壤或水体表面,从而污染地表水源,导致含氮化合物浓度升高。随着大气污染日益严重,大气沉降也成为重要的水域富营养化原因之一。
2 水体富营养化危害
2.1 降低水体透明度
在富营养化水体中生长着大量的蓝藻、绿藻等。这些藻类形成一层“绿色浮渣”,使水质变的浑浊,透明度降低。
2.2 破坏生态环境
富营养化现象出现以后,大量藻类铺满水体表面,阻断光线向水底透射,使下层水生植物光合作用受阻,氧的释放量减少。当藻类大量繁殖水体营养消耗枯竭时又会发生大面积死亡,尸体在被微生物分解时会消耗大量氧,两种作用的结果导致水中溶解氧浓度降低,从而引起水生动物,如鱼类的死亡。
2.3 影响城市供水和人体健康
人们赖以生存的水库、河流、湖泊以及城市工业和生活用水,如果污染或者产生富营养化,会使水体中有机质增加以及藻类毒素的产生。含有藻毒素的水被动物饮用后可引起动物胃肠疾病。水体富营养化还能产生亚硝酸盐和硝酸盐,人畜长期饮用这样的水会导致中毒。
3 水体富营养化的研究现状
3.1 国外
来自联合国环境规划署(UNEP)的调查结果表明,世界范围内30%～40%湖泊和水库遭受不同程度的污染。相对湖泊来说,河流的富营养化程度一般要轻,这与湖泊水体的静止营养盐容易积累有关。另外,河流中水生植物的增长对富营养化有一定的控制作用。
3.2 国内
近20年来,我国湖泊水体富营养化发展相当快。多年的调查结果表明,全国富营养化湖的比例由70年代的41%发展到80年代的61%,90年代已经上升到77%。根据对全国39个大、中、型水库的调查,处于富营养状态的水库个数和库容分别占调查总数的30.8%和11.2%。处于中营养状态的水库个数和库容分别占所调查水库的43.6%和83.1%。此外,近年来我国部分河流水域如汉江、珠江等也出现了水体富营养化现象[6]。因此,水体“富华”是我国当前亟待解决的环境问题之一。
4 水体富营养化的防治
4.1 物理方法
可以采用污水分流方法,通过改造排放管道,將富含营养盐的工、农业生产的污水引致别处。此外,也可以通过深层排水、机械曝气、挖泥、机械除藻等方法进行富营养化治理。
4.2 化学方法
大量营养盐的注入到水体后,引起藻类的大量繁殖,导致深层水体中水生植物光合作用下降,出现厌氧层。在深水进行人工曝气可以在不改变水体分层的情况下改善氧的浓度;其次还可以向水体中加入铁盐、铝盐、泥土颗粒、石灰泥等,使无机和颗粒磷沉淀出来,从而降低氨氮、锰离子等浓度。
4.3 生物方法
最常用的是水生植物修复技术。原理是水生植物可以有效的吸收富营养化水体中的营养盐,起到“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以有效的转移出氮磷化合物,降低营养化程度。
利用生物膜技术进行水体富营养治理。以比表面积较大的天然材料或人工介质为载体,通过微生物在其表面的附着和繁殖形成一层生物膜结构,对富营养化水体中的有机氮磷等化合物进行降解转化来控制富营养化程度。
5 结语
在水资源日益缺乏的今天,治理水体富营养化已经成为全世界共同关注的问题。就我国湖泊众多,富营养化程度相对严重的现状来说,治理水体富营养化任重道远。在制定湖泊水体富营养化的治理方案时,应根据湖泊所处的地理、地质与地形条件,并结合当地的水文、气候因素,对湖泊的污染来源、污染程度作出合理的判断,必要时采用几种处理方法如物理、化学和生物方法同时进行水体富营养化治理。
参考文献
[1] 田永杰,唐志坚,李世斌.我国湖泊富营养化的现状和治理对策.环境科学与管理,2006.
[2] 阚文静,张秋丰,胡延忠,石海明,薄文杰.渤海湾水体富营养化与有机污染状况初步评价.海洋通报,2010.
[3] 洪雄业.莆田市近海水体富营养化状况及对策研究.化学工程与装备,2010.