1、湖泊富營養(yǎng)化及防治摘要：富營養(yǎng)化是當(dāng)前湖泊面臨的主要問題。本文闡述了湖泊富營養(yǎng)化對水 質(zhì)、水生生物和人類生產(chǎn)、生活的影響，分析了湖泊富營養(yǎng)化產(chǎn)生的原因，即城 市生活污水的大量排放、工業(yè)廢水未經(jīng)處理直接排放、農(nóng)田大量使用化肥等。在 此基礎(chǔ)上，提出了通過內(nèi)源控制與治理、外源污染控制來防治湖泊富營養(yǎng)化的對 策。關(guān)鍵詞：湖泊富營養(yǎng)化；成因；防治湖泊是陸地生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，湖泊流域以其特有的資源與環(huán)境優(yōu)勢 為人類的生存和社會(huì)的發(fā)展提供了基礎(chǔ)。我國湖泊眾多，分布廣泛，面積大于1km2的天然湖泊2795個(gè)，總面積近9102km2,約占國土面積的0.95%。然而，近年來，隨著工農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展，湖泊富營養(yǎng)

2、化的問題日益嚴(yán)重。湖泊的富營養(yǎng)化是指氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)大量進(jìn)入水體、浮游植物異常增殖導(dǎo) 致水生生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)破壞和功能異化的過程。由于富營養(yǎng)化導(dǎo)致湖泊水資源失 去應(yīng)有的社會(huì)效益、環(huán)境效益以及經(jīng)濟(jì)效益。我國的許多大中型淺水湖泊都有過 水草茂盛、水產(chǎn)豐富、水質(zhì)優(yōu)良的歷史。但是隨著大量的湖泊演變成富營養(yǎng)湖 泊之后，湖中植被大面積消失。嚴(yán)重影響了湖泊功能的發(fā)揮，危及湖區(qū)周圍居民 的健康。一湖泊富營養(yǎng)化的影響1對水質(zhì)的影響水體富營養(yǎng)化最突出的表現(xiàn)是藻類數(shù)量大，藻類過度繁殖，形成覆蓋水面的 “水華”,則水體溶解氧快速下降，光輻射進(jìn)入水體深層的比例迅速衰減，水體 呈現(xiàn)厭氧狀態(tài)，藻類死亡，分泌產(chǎn)生藻毒素，水體發(fā)

3、黑發(fā)臭。處于富營養(yǎng)化的水 體中，藍(lán)、綠藻大量增殖，水體色度增加，水質(zhì)渾濁，透明度降低，并散發(fā)出腥臭味， 污染居住環(huán)境。另外，富營養(yǎng)化使水體中藻類及浮游生物急劇增殖，藻類只是在 水體表層能接受陽光的范圍內(nèi)生長并排出氧氣，在深層的水中就無法進(jìn)行光合作 用而出現(xiàn)耗氧，在夜間或陰天也將耗氧。藻類的死亡和沉淀把有機(jī)物轉(zhuǎn)入深層或 底層的水中，在此聚集大量待分解的有機(jī)物，由于沒有足夠的溶解氧供應(yīng)，而變 為厭氧分解狀態(tài)，使大量的厭氧細(xì)菌繁殖起來，加劇了水體底部的厭氧發(fā)酵，引 起微生物種群、群落的演替，改變了原來的生態(tài)環(huán)境。遭受富營養(yǎng)化污染的水體 在一定條件下由于厭氧作用而產(chǎn)生硫化氫、甲烷和氨氣等有毒有害氣體，

4、直接影 響人類的健康。2對水生生物的危害處于富營養(yǎng)化污染的水體，因?yàn)檎５纳鷳B(tài)衡已被破壞，因此導(dǎo)致水生生物 的穩(wěn)定性和多樣性降低。大型水生植物群落會(huì)隨著富營養(yǎng)程度的加劇逐漸滅絕。 在缺氧條件下，NO3-N被還原為NO2-N，成為致癌物，威脅水生生物的生存， 造成可利用水資源進(jìn)一步減少。如鄱陽湖和洞庭湖中各種魚類的產(chǎn)量從20世紀(jì) 60年代到20世紀(jì)90年代減少了 30 %。1986年9月，云南滇池因水葫蘆等水 生植物大量生長，造成大量魚類死亡，損失嚴(yán)重。3對人類生產(chǎn)生活的影響現(xiàn)已查明富營養(yǎng)化水體中可能產(chǎn)生臭氣的物質(zhì)有10余種，其中藻類是主要 的生臭物，這些藻類能散發(fā)出腥味異臭，并向湖泊四周的空氣

5、擴(kuò)散，直接影響、 煩擾人們的正常生活。湖泊是巨大的天然水庫，它可以被用來作為飲用水和澆灌 水。隨著湖泊富營養(yǎng)化的日益嚴(yán)重，水中氮、磷有機(jī)物的含量也相應(yīng)增加，藻類 過度繁殖，易使人們在飲用后致病，對人們的健康產(chǎn)生很大影響。二湖泊富營養(yǎng)化的成因什么原因?qū)е潞锤粻I養(yǎng)化現(xiàn)象的發(fā)生？目前公認(rèn)的原因主要是水體中氮、 磷等營養(yǎng)元素增加，給水生生物（主要是藻類）大量繁殖提供了豐富的物質(zhì)基礎(chǔ)， 導(dǎo)致浮游藻類（或大型水生植物）暴發(fā)性增殖而造成多種用水障礙。湖泊富營養(yǎng) 化問題是當(dāng)今世界面臨的最主要水污染問題之一。我國湖泊富營養(yǎng)化污染，主要 是大量未經(jīng)處理的生活污水和工業(yè)廢水直接排入湖泊所致。1城市生活污水的大量排

6、放增加湖泊中磷的含量我國大部分湖泊流域內(nèi)人口平均密度較大，生活污水的大量排放，導(dǎo)致湖泊 富營養(yǎng)化污染，其中洗滌劑所含的磷是造成湖泊富營養(yǎng)化的主要因素。世界經(jīng)濟(jì) 合作與發(fā)展組織（OECD）研究指出，在城市生活廢水中有一半的磷來自合成 洗滌劑的使用。我國人均排入生活污水中的磷為1.11g/人天，其中使用合成 洗滌劑排放的磷約占40%,隨著人們生活水平的日益提高合成洗滌劑的用量將 不斷增大。2工業(yè)廢水未經(jīng)處理直接排放加重湖泊污染現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展十分迅猛，但相應(yīng)的環(huán)保配套設(shè)施滯后。由于經(jīng)濟(jì)利益的驅(qū) 動(dòng)，現(xiàn)有工廠興建的污水處理廠往往流于形式，造成排污達(dá)標(biāo)率低，大部分工業(yè) 廢水未經(jīng)處理直接排入湖泊，嚴(yán)重污染

7、了湖泊水體。我國每天約排出8000萬噸 的工業(yè)廢水,70%以上的廢水未經(jīng)處理便直接注入了江河湖泊，使河水的自然凈 化能力幾乎為零。盡管每年增加污水達(dá)18億公升，但每年通過污水設(shè)施處理的 污水只有1億公升，遠(yuǎn)不能滿足污水處理的實(shí)際需要。例如，根據(jù)有關(guān)專家的測 算，黃河的天然經(jīng)流量為580億立方米，廢污水的入河量就占有7%左右，廢水 中攜帶的污染物有可氧化的有機(jī)物、氨氮、石油類和揮發(fā)酚等化學(xué)物質(zhì)。并且，已 從過去的支流污染發(fā)展到了干流，污染范圍也在逐漸擴(kuò)大，即由過去的蘭州、包 頭河段發(fā)展到了中下游河段。由于遭受污染，污水處理能力差，目前我國近一半 城市的河段污染嚴(yán)重。以淮河流域?yàn)槔?，全流?91條

8、支流,80%的河流已泛黑 發(fā)綠，全流域近一半的河段完全喪失了水的使用價(jià)值。由于水質(zhì)嚴(yán)重惡化，流域 內(nèi)水污染事故屢屢發(fā)生。據(jù)統(tǒng)計(jì)，15年中流域內(nèi)發(fā)生較大污染事故160起。如 1994年7月中旬，淮河下游發(fā)生了史無前例的特大污染事故，造成安徽省的淮 南、懷遠(yuǎn)、蚌埠及江蘇省的淮陰市旺胎縣相繼出現(xiàn)飲用水困難魚蝦死亡幾萬公 斤，直接經(jīng)濟(jì)損失億元之多，并給當(dāng)?shù)氐墓まr(nóng)業(yè)生產(chǎn)與社會(huì)穩(wěn)定帶來極大危害。3旅游業(yè)的蓬勃興起加快了湖泊富營養(yǎng)化的進(jìn)程一般湖泊的風(fēng)景優(yōu)美，有利于發(fā)展旅游業(yè)。但發(fā)展旅游業(yè)往往在沿湖周邊大 肆興建賓館、樓、度假村等設(shè)施，隨之排放的生活污水對湖泊造成嚴(yán)重污染，加 快了湖泊富營養(yǎng)化的進(jìn)程。由于湖泊

9、發(fā)生富營養(yǎng)化，藻類大量繁殖導(dǎo)致水體透明 度下降，湖水混濁，臭味彌漫，大煞風(fēng)景，也使湖泊旅游觀光的價(jià)值大減，甚至 喪失其功能。4農(nóng)田大量使用化肥增加了湖泊中氮的含量農(nóng)用化肥的大量施用是造成湖泊富營養(yǎng)化的一個(gè)重要原因?；适呛粗械?的主要來源，通過農(nóng)田徑流流入湖泊的氮量占總量的72%75%。隨著農(nóng)業(yè)的迅 速發(fā)展，我國化肥的使用量逐年遞增，到2000年已達(dá)4400萬噸。但化肥使用有 效率低，每年氮肥的損失率為33.3%73.6 %，平均為60%左右，其中15%經(jīng)農(nóng) 田排水和地表徑流進(jìn)入水體，造成湖泊水體中氮的含量日益增多。5水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展造成湖泊富營養(yǎng)化自然湖泊中藻類稀少漁業(yè)生產(chǎn)力低。在湖泊水域

10、開展水產(chǎn)養(yǎng)殖生產(chǎn)時(shí)，一般 通過肥水來促進(jìn)藻類的生長。水產(chǎn)養(yǎng)殖生產(chǎn)大量投放飼料，過量的飼料滯留在湖 水中也使湖泊富營養(yǎng)化加劇。據(jù)報(bào)道，某地一湖泊的湖底淤積飼料殘?jiān)八鷦?dòng) 物排泄物深達(dá)1m，即使停止水產(chǎn)養(yǎng)殖，水中積累的氮磷至少需要50年才能消耗 士 7完06底泥中營養(yǎng)鹽釋放加速湖泊富營養(yǎng)化來自各種途徑的營養(yǎng)鹽進(jìn)入湖泊水體后，經(jīng)過一系列物理、化學(xué)及生物化學(xué) 作用，其中一部分沉積到湖泊底部，積累成為湖泊營養(yǎng)鹽的內(nèi)負(fù)荷。在一定條件 下，因沉積物中營養(yǎng)鹽內(nèi)負(fù)荷的存在和釋放，也會(huì)造成湖泊富營養(yǎng)化，這時(shí)湖泊 底泥中積累的營養(yǎng)鹽就成為湖泊富營養(yǎng)化的主導(dǎo)因子，加速湖泊的富營養(yǎng)化進(jìn) 程。三湖泊富營養(yǎng)化的防治富營養(yǎng)

11、化湖泊的治理是目前環(huán)境治理中的一個(gè)熱點(diǎn)問題，這不僅是由于導(dǎo)致 水體富營養(yǎng)化的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)來源廣泛，而且因?yàn)槿コ粻I養(yǎng)化水體中營養(yǎng) 物質(zhì)的難度很大。水體生態(tài)系統(tǒng)一旦遭到破壞，在短時(shí)間內(nèi)很難得以恢復(fù)。湖泊 富營養(yǎng)化發(fā)生的主要原因是外界環(huán)境輸入到湖泊的營養(yǎng)物質(zhì)過量。因此，最根本 的控制措施是減少湖泊營養(yǎng)負(fù)荷的輸入量，即通過控制湖泊的外源負(fù)荷和內(nèi)源負(fù) 荷的量來實(shí)現(xiàn)。1內(nèi)源控制與治理輸入到湖泊水體中的氮、磷元素在水體中可能被水生生物吸收利用，或溶解 于水中，經(jīng)過復(fù)雜的物理、化學(xué)反應(yīng)及生物作用沉降，并在底泥中不斷的累積， 在一定的條件下再從底泥中釋放到水體。減少內(nèi)源性營養(yǎng)物質(zhì)的排放，主要應(yīng)防 止?fàn)I養(yǎng)鹽

12、類的回復(fù)，控制湖內(nèi)底泥污染、旅游污染、船舶污染和養(yǎng)殖污染等是控 制內(nèi)源性營養(yǎng)物質(zhì)的主要措施。1）人工曝氣。適用于湖水較深而出現(xiàn)厭氧層的水體。在已經(jīng)富營養(yǎng)化的湖 泊中，底泥中磷易于在厭氧條件下從底泥中釋放出來。如果采用曝氣船定期為湖 底補(bǔ)充氧，那么水與底泥界面之間不會(huì)出現(xiàn)厭氧層，還會(huì)經(jīng)常保持有氧狀態(tài)，這 將有利于抑制底泥中磷的釋放，對水質(zhì)的改善有利。這種方法由于受到經(jīng)濟(jì)條件 的限制往往只能在小型湖泊推廣運(yùn)用。2）疏浚底泥。有些湖泊沉積了大量的富含氮、磷的污染物底泥，在一定的 條件下，氮、磷會(huì)釋放出來，即使修建了截污工程，仍然會(huì)引起富營養(yǎng)化，所以 許多城郊湖泊都在進(jìn)行疏浚底泥。底泥疏浚一般在枯水季

13、節(jié)進(jìn)行，為防止底泥堆 積在湖邊發(fā)生二次污染，可將挖掘出湖的底泥運(yùn)全郊區(qū)農(nóng)田、林地作為肥料，既 可改良土壤，又能降低湖水中營養(yǎng)物質(zhì)的濃度，延緩湖泊的衰老。3）引水換水。有條件的地方可以考慮引含氮、磷濃度低的水入湖，這可以 與城市污水的資源化利用結(jié)合進(jìn)行，雖然這對降低湖水營養(yǎng)物質(zhì)濃度、控制水體 富營養(yǎng)化有一定作用，但是不能從根本上解決問題。對于臨江湖泊換水是一種可 以考慮的方案，但對于水源已經(jīng)十分緊張的地區(qū)不適宜采用。4）化學(xué)惰化磷。可以通過向湖水中加鋁鹽、鐵鹽等化學(xué)物質(zhì)達(dá)到惰化磷、 限制磷負(fù)荷的目的。美國的長湖就通過向湖中投加鋁鹽來沉淀湖水中的磷酸鹽， 效果較為明顯。2外源污染控制外界營養(yǎng)性物質(zhì)

14、的輸入是大多數(shù)湖泊產(chǎn)生富營養(yǎng)化的根本原因。要想從根本 上控制湖泊水體的富營養(yǎng)化，必須先控制富營養(yǎng)化物質(zhì)的輸入，如氮、磷?？刂?外源性營養(yǎng)物質(zhì)輸入應(yīng)采取如下措施：1）制定營養(yǎng)物質(zhì)排放標(biāo)準(zhǔn)和水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)湖泊的水體功能，制定出相應(yīng) 的氮、磷濃度的允許排放標(biāo)準(zhǔn)，徹底削減氮、磷負(fù)荷。國外通常將總氮濃度大于 0.3mg/l，總磷濃度大于0.02mg/1作為水體富營養(yǎng)化的標(biāo)準(zhǔn)。2）根據(jù)湖泊水環(huán)境容量實(shí)施營養(yǎng)性物質(zhì)排放總量控制。一個(gè)湖泊的營養(yǎng)鹽 環(huán)境容量必須通過相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型或采用經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛠磉M(jìn)行計(jì)算，據(jù)此制定相應(yīng)的 營養(yǎng)性物質(zhì)排放量的逐年削減和分配排放的總量控制方法。在實(shí)際工作中，進(jìn)行 營養(yǎng)性物質(zhì)總量控制時(shí)

15、，要經(jīng)過總體系統(tǒng)分析，綜合運(yùn)用各種分配原則，并運(yùn)用 行政協(xié)調(diào)的方法，達(dá)到既總體合理，又公平承擔(dān)責(zé)任。氮的來源不但多，而且水體在生物和微生物的作用下有復(fù)氮的能力，因此國 外進(jìn)行湖泊富營養(yǎng)化防治時(shí)一般以控制磷的輸入為主。世界各國都把禁用含磷洗滌劑作 為控制湖泊富營養(yǎng)化的重要措施。如美國、加拿大、日本及西歐等國家根據(jù)各國 水體富營養(yǎng)化程度，分別提出了地區(qū)性的“禁用或限用”含磷洗滌用品的政策、 法規(guī)，在一些地區(qū)有效地控制了地表水中的磷濃度。因此，在我國用法律和法規(guī) 來限制含磷洗滌劑的使用，推廣使用無磷洗滌劑，是防治湖泊磷污染的有效途徑。3）實(shí)施截污工程。實(shí)踐證明，對點(diǎn)源排放的氮、磷等營養(yǎng)性物質(zhì)和其他污

16、 染物實(shí)行截流是控制水體富營養(yǎng)化的有效措施。日本的水體富營養(yǎng)化專家津田極 力主張“救湖的良策是截污”。目前，截污工程已經(jīng)成為中國許多富營養(yǎng)化湖泊 治理的重要途徑之一。例如在西湖沿岸埋沒了 9. 1km長的污水管道，把污水引 入城市總排污管，并修筑防水墻，幾乎截阻全部點(diǎn)源污水。但是對于城市湖泊， 流域面積較小，來水受降水影響較大，特別是對于降水量年內(nèi)、年際分配不均勻 地區(qū)的城市湖泊，為保證水體的補(bǔ)給水量，還必須考慮雨水資源的利用問題。4）廢水資源化。從可持續(xù)的觀點(diǎn)出發(fā)，廢水經(jīng)適當(dāng)處理后不僅可作為資源 加以利用，而且還可以節(jié)約新鮮水源，減少污水排放量，減少氮、磷排放量實(shí) 現(xiàn)水資源的良性循環(huán)。自然界的水本來就在良性循環(huán)之中，由于人為活動(dòng)的干擾， 才使得水量枯竭阻斷，水質(zhì)惡化破壞，嚴(yán)重影響了水資源的可持續(xù)利用，因此一 定要努力實(shí)現(xiàn)水的良性循環(huán)，城市廢水資源化是實(shí)現(xiàn)水資源可持續(xù)利用的重要戰(zhàn) 略措施。廢水本身就是一種物質(zhì)，會(huì)用就是資源，不會(huì)用就是廢水，這是經(jīng)多年 的實(shí)踐所證明了的。通過轉(zhuǎn)化，將其所含的有用資源綜合利用，生產(chǎn)有用的產(chǎn)品。 如輕工食品廢水中含有一定的營養(yǎng)成分，象味精、酒精、淀粉、豆制品、罐頭、 造紙等廢水，在一定條件下，極易被單細(xì)胞微生物利用生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白，成為單 細(xì)胞蛋白的生產(chǎn)原料。此舉不僅大大降低了污染，而且生產(chǎn)了畜牧業(yè)可以食用的 大量