淺談水體富營養(yǎng)化及其生物防治措施

陳栩璇

(韓山師范學(xué)院 化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，廣東 潮州 521000)

引言

現(xiàn)如今，工農(nóng)業(yè)發(fā)展迅速，大量含有氮、磷、鉀的工農(nóng)業(yè)廢水和生活污水排入河流，使大部分流域水質(zhì)急劇下降，久之就造成了部分流域出現(xiàn)了富營養(yǎng)化。從20世紀(jì)初開始發(fā)現(xiàn)富營養(yǎng)化現(xiàn)象到今天，全球范圍內(nèi)已有絕大部分的封閉型水體都或多或少存在富營養(yǎng)化的現(xiàn)象。我國目前的天然湖泊有2000多個，但由于經(jīng)濟快速發(fā)展，人口的快速增長與不合理的開發(fā)利用，越來越多的湖泊也產(chǎn)生了富營養(yǎng)化。雖然地球上的面積中約71%是水，但是這71%中只有不到3%是淡水面積，并且這其中可供直接使用的只有不到1%，所以可供人類使用的水資源少之又少，水體富營養(yǎng)化的治理仍是當(dāng)今水環(huán)境治理的重點和難點。

一、什么是水體富營養(yǎng)化

水體富營養(yǎng)化是指發(fā)生在淡水中，由水體中氮、磷、鉀的含量過高導(dǎo)致藻類突然性過度增值和其它浮游生物快速繁殖，水體溶解氧的含量減少，水質(zhì)在不斷惡化，水生生物大量死亡的現(xiàn)象。

二、水體富營養(yǎng)化的原因

水體之所以會富營養(yǎng)化就是因為水體中的氮、磷、鉀的含量太高而導(dǎo)致的。而氮、磷、鉀來源可以分為人為源和自然源，而造成含量過高的主要是人為源。研究表明，人為造成水體中氮、磷、鉀含量過高的原因主要有農(nóng)用化肥和農(nóng)藥的不當(dāng)使用、未經(jīng)凈化處理或者處理不完全就排放入水體中的工業(yè)廢水和生活污水，其中最大的來源是農(nóng)田上施用的大量化肥和農(nóng)藥[1]。

1、農(nóng)用化肥及農(nóng)藥的不當(dāng)使用

磷肥、氮肥和鉀肥是化肥和農(nóng)家肥中使用最多的。但農(nóng)作物對這些化肥的利用率只有30%左右，所以有70%會被浪費掉，這些多余的肥料就會流進附近水域，使附近水域水體受到污染。磷肥的土壤滲漏是導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化的一個重要原因，甚至可能是導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化的最重要的污染源[2]。而化肥農(nóng)藥濫用的現(xiàn)象目前在我國仍十分嚴重。

2、生活污水

日常生活中洗滌劑、人類和動物的糞便、食物污水中的含磷量都很高。在我國，很多地方，特別是農(nóng)村地方的糞便污水，很多都是沒有經(jīng)過很好的凈化處理，就排入了江河湖泊，而這些糞便中含有大量的有機質(zhì)和氮、磷、鉀。目前很多洗滌劑中都含有三聚磷酸鈉，這些洗滌劑本身是沒有什么危害的，但是很多時候這些洗滌劑都是就近排入附近河流，就會對水體造成影響。特別在我國很多農(nóng)村地區(qū)，村民還是直接在家門口的小溪里洗衣服，這些洗滌劑完全是沒有經(jīng)過任何的處理，就直接往河流中排放的。這些排入流域后，會使河流湖泊中的含磷量大大增加，導(dǎo)致水體出現(xiàn)富營養(yǎng)化，導(dǎo)致浮游生物大量繁殖。

3、工業(yè)廢水

近幾年來，隨著我國工業(yè)化進程的不斷推進，工業(yè)用水、工業(yè)廢水亂排亂放，已不是新鮮事。這些廢水很多都是沒有經(jīng)過特殊處理或者沒有達到符合國家的污水排放標(biāo)準(zhǔn)就直接排放到江河湖泊。化肥生產(chǎn)企業(yè)、食品加工企業(yè)等工業(yè)廢水中具有懸浮物、油脂含量高、氮磷化合物含量高等特點。這些因素都會造成水體富營養(yǎng)化。

三、水體富營養(yǎng)化的危害

水體富營養(yǎng)化的危害，我們可以分成以下幾點。

第一，富營養(yǎng)化的水體中存在大量的含氮化合物，水體中含氮化合物在進行氮循環(huán)的時候會產(chǎn)生硝酸鹽和亞硝酸鹽，如果這些水體供人類大量長期使用會嚴重影響人類的健康。

第二，因水體的富營養(yǎng)化而大量繁殖的浮游生物會造成水體透明度降低，并且消耗大量氧氣，同時還會影響水中植物的光合作用，降低氧氣的釋放量，造成水中溶解氧的含量降低，因此造成魚類大量死亡，并且部分浮游生物還會產(chǎn)生危害人類和動物的生活和健康的毒素。[3]

第三，水體富營養(yǎng)化會破壞水生生物的生存環(huán)境，使水生生物的物種退化，使水生生物多樣性遭到破壞，同時破壞了水生生態(tài)系統(tǒng)的平衡。

第四，富營養(yǎng)化的現(xiàn)象還有可能影響旅游業(yè)的發(fā)展和堵塞航道。

四、水體富營養(yǎng)化的生物防治措施

水體富營養(yǎng)化的治理不可能一蹴而就，是一個十分漫長的過程。我國對水體富營養(yǎng)化的防治措施的研究起步比較晚，目前我國采用的技術(shù)主要有物理法、生物法、物化法、化學(xué)法等方法。本文我們主要論述的是水體富營養(yǎng)化的生物防治技術(shù)。目前水體富營養(yǎng)化的生物防治技術(shù)主要有：水生植物處理技術(shù)、水生動物處理技術(shù)、人工濕地處理技術(shù)、人工生物浮床技術(shù)、微生物修復(fù)技術(shù)、利用藻類植物治理水體中過多的營養(yǎng)物質(zhì)等。

1、水生植物處理技術(shù)

水體中的有機物質(zhì)被分解后會產(chǎn)生含氮磷等無機鹽，遺留在水中。而這些無機鹽長期滯留積累，就是造成水體富營養(yǎng)化的主要因素。水生植物處理技術(shù)就是能夠很好的緩解這種現(xiàn)象。所謂水生植物處理技術(shù)即水體中無機鹽、重金屬和有機污染物被水生植物吸收轉(zhuǎn)化的過程[4]，通過人工的定期打撈，可以起到有效降低水中氮磷鉀等無機鹽的含量。

2、水生動物處理技術(shù)

投入一定物種比例的水生動物，利用水生動物之間的競爭關(guān)系和捕食關(guān)系可以延長河流生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈長度，構(gòu)成較為完整的食物鏈，可以對水體的富營養(yǎng)化現(xiàn)象起到緩解的作用。

3、人工濕地處理技術(shù)

部分濕地植物是能夠吸收水體中的氮、磷等物質(zhì)，能夠起到降低水體中氮磷的含量。所以濕地對水體中營養(yǎng)物質(zhì)有較強的吸附能力。

4、人工生物浮床技術(shù)

以經(jīng)過人工設(shè)計建造、漂浮于水面上的生物浮床等為載體，為動植物和微生物提供生活的產(chǎn)所，依靠植物的作用，吸收水體中過多的氮、磷等有害元素，從而達到改善水體的目的。該技術(shù)因高效、環(huán)保、經(jīng)濟等優(yōu)點逐漸成為水體治理研究的熱點[5]。

5、微生物修復(fù)技術(shù)

一般自然界的水體都有一定的自凈能力，而在這過程中，微生物就是起著舉足輕重的作用。然而對于一般的封閉性水體，它具有易污染、自凈能力低的特點，因此很容易造成水體的富營養(yǎng)化現(xiàn)象。該技術(shù)利用原有的或者外來的微生物吸附和轉(zhuǎn)化受污染水體中的污染物，達到降解水中氮、磷、鉀等化合物的含量，最終實現(xiàn)水體富營養(yǎng)化的控制[6]。該技術(shù)中微生物修復(fù)菌群較經(jīng)常使用的是有效微生物菌群，也叫高效復(fù)合菌，該菌群由多種微生物復(fù)合而成，在處理受污染水體時發(fā)揮著重要的作用[7]。微生物修復(fù)技術(shù)具有污染低，成本少，效率較高等優(yōu)點。不過目前在水體富營養(yǎng)化的治理方面微生物技術(shù)的應(yīng)用還是使用得比較少。

6、利用藻類植物治理水體中過多的營養(yǎng)物質(zhì)

藻類植物的每個細胞在迅速繁殖同時消耗大量的營養(yǎng)物質(zhì)，藻類植物能夠含有葉綠素和藻藍素等可供藻類進行光合作用產(chǎn)生氧氣的光合色素[8]。而且藻類植物體積小，繁殖快，分布廣泛，具有分解、氧化、吸附等作用。所以利用藻類植物來治理富營養(yǎng)化水體著實是一種可行的方案。目前使用的藻類主要有有益藻類抑藻和噬藻體，他們都能抑制藻類的大量繁殖，達到治理水華的效果。

五、結(jié)語

水體富營養(yǎng)化的問題近幾年仍是水體污染的主要問題，依舊是水體治理的重點和難點，仍應(yīng)該受到世界各國的普遍關(guān)注和高度重視。我國作為一個工業(yè)農(nóng)業(yè)迅速發(fā)展的國家，水體富營養(yǎng)化的問題日益突出。如果當(dāng)水體出現(xiàn)了富營養(yǎng)化才引起重視，才想到要去治理，這時很多時候就可能是亡羊補牢，為時已晚了。所以而對于水體富營養(yǎng)化的現(xiàn)象我們是要從源頭上去遏制，重點要在防而不是在治。

[1]王哲嶸，趙婷.水體富營養(yǎng)化的成因危害及防治.河南農(nóng)業(yè)，2012年第一期.

[2]閆然，馮雨順，岑澎.水體富營養(yǎng)化污染現(xiàn)狀及防治對策.企業(yè)導(dǎo)報，2013年第2期.

[3]劉揚揚，靳鐵勝，楊瑞坤.淺析水體富營養(yǎng)化的危害及防治.中國水運，2011年5月.

[4]李安峰，潘濤，楊沖，胡翔，劉建平，吳呈西.水體富營養(yǎng)化治理與控制技術(shù)綜述.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，40卷16期，2012年2月.

[5]安曼.人工浮島種類及應(yīng)用效果初步分析.水利科技與經(jīng)濟.第23卷第3期2017年3月.

[6]郭玉峰，鄭軼榮.水體富營養(yǎng)化的控制與治理.產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2011年第10卷第7期.

[7]陳建，叢君，陳高云，楊淑珍，閆海.利用有效微生物菌群控制藍藻水華研究，環(huán)境工程學(xué)報第四卷第1期，2010年1月.

[8]劉霞，杜桂森.藻類植物與水體富營養(yǎng)化的控制.首都師范大學(xué)學(xué)報，2002年第2期.