水体富营养化产生机理及防治策略概述
【摘要】水体富营养化已经成为全球的环境问题，本文在简要介绍水体富营养化发生的原因基础上，概括总结了目前常见的防治策略。

【关键词】水体富营养化；发生机理；防治策略
近年来由于污染造成的环境恶化逐步加重，水体富营养化程度也逐年加深，赤潮或水华（red tide or bloom）在全球范围内频繁出现。

我国的水体富营养化现象也呈现范围变广的趋势，在七十年代后期，国家组织湖泊调查，大约是27%的湖泊富营养化，八十年代后期，上升为61%，而九十年代的后期，则发展到85%的湖泊存在富营养化现象。

中国如此，全球也如此，全球约有75%以上的封闭型水体存在富营养化问题。

水体富营养化问题已经成为一个全球的环境问题，因此，介绍研究水体富营养化的发生机理，了解防治策略，具有重要的现实意义和实用价值。

1 富营养化产生的机理
水体富营养化（eutrophication）是指水体中含有过多的氮、磷等可溶性营养物质，导致水体中的藻类及其他浮游生物迅速繁殖，水体溶氧量下降，水质恶化，鱼虾等生物大量死亡的现象。

严重的整个水面被藻类覆盖而形成水华（海洋中出现称为赤潮）。

自然条件下，水体可接收由降水、地表土壤侵蚀和淋溶等途径带来的氮、磷等营养物质，使水体发生自发的富营养化过程，但过程很缓慢。

人为富营养化则是在人类活动的参与下，使水体富营养化快速发
生，藻类等浮游植物短时间内种群数量大爆发，水质恶化较迅速的现象。

所以自发的富营养化过程及人为的富营养化过程是类似的，只是速度不同。

水体富营养化是一个十分复杂的过程，受很多因素影响，其中氮、磷等营养物质增多是一个重要的因素，那么为什么氮、磷等营养物质充足易导致藻类大量繁殖？藻类大量繁殖为何会影响水质呢？
首先从藻类生长繁殖所需的外界条件说起。

温度、光照、无机盐、co2等都是藻类繁殖必需的，藻类利用光能，通过光合作用制造有机物，以满足自身生长繁殖所需。

光合作用中所需要的叶绿素、藻蓝素等光合色素及许多酶需要氮、磷等元素，氮、磷等含量增多时会提高这些物质的含量，进而提高光合效率，制造较多有机物，繁殖也更快一些。

对于藻类等浮游生物大量繁殖影响水质的大致过程可用下图表示：
图1 水体富营养化产生机理
从图1中，我们可以看到，水体富营养化后，会发生恶性循环，干扰了水体正常的溶氧平衡、降低了供水质量、影响渔业等生物资源的利用、破坏了水体生态平衡。

所以防止氮磷污染，防止水体富营养化对经济的可持续发展、人类的和谐生存至关重要。

2 富营养化的防治策略
富营养化的防治是水污染处理中最为复杂和困难的问题。

主要原因是污染源的复杂性，如外源性n、p的来源非常广泛，这就给控制污染源带来了困难。

还有一个原因就是对已经富营养化的水体，
要想除去n、p等营养物质又有太多的难度。

但目前对水体富营养化的防治还是侧重在这两个方面：
2.1 控制外源性n、p等营养物质的输入
据相关研究统计，下列途径都可造成外源性n、p等营养物质输入水体。

2.1.1 农田超量施肥：由于土壤氮磷肥的利用率比较低。

不被植物吸收的氮、磷等可溶性无机盐极易在降雨或灌溉时产生流失，随地表径流进入地面水或下渗，通过地表侧向运动排入湖泊中，这是导致地表水富营养化的直接原因。

2.1.2 工业废水：富营养化水体中含有的氮磷，较大一部分来自钢铁、化工、制药、造纸、印染等工业废水中。

工业废水中常规的污水二级处理对氮磷等可溶盐类的去除率不到50%，据统计湖泊、水库中磷的80%来自于工业污水的排放。

2.1.3 生活污水：世界经济合作与发展组织（oecd）研究指出，在城市生活污水中有50%的磷来自合成洗涤剂的使用。

随着生活水平的日益提高，合成洗涤剂的用量将不断增大。

所以洗涤污水依然是磷的重要来源之一。

此外还有街道、矿区的冲刷过程，将人类活动中产生的生活垃圾、生活污水及某些工业废水所携带的氮、磷营养盐随雨水形成地表径流，通过排水渠道或直接引入江湖，造成地表水污染。

大气沉降过程中，工业燃烧、交通工具汽油的燃烧产生的烟灰颗粒形成的有害尘粒随大气沉降并通过降雨途径进入水体。

禽畜排泄物中的大量营
养物质，随地表径流等流人江、河、湖而污染水体。

针对以上途径，现在一般从以下几个方面进行防治管理：
1）综合治理农业，改进农业生产耕作布局，做到合理灌溉、合理施肥、平衡施肥。

充分考虑土壤的特征和农作物的生长状况，根据作物对养分的需求量和需求季节安排施肥量、施肥时间和施肥方式，提高作物对养分的吸收，减少农田养分流失。

提倡多施有机肥，有机、无机肥配合使用。

2）改革工业生产工艺，尽可能在生产过程中杜绝有毒有害废水的产生。

如以无毒用料或产品取代有毒用料或产品。

在使用有毒原料以及产生有毒的中间产物和产品的生产过程中，采用合理的工艺流程和设备，并实行严格的操作和监督，消除漏逸，尽量减少流失量。

对于产生的不同性质的污水采取不同的处理方法，科学合理的进行管理：如含有一些重金属、放射性物质的有剧毒性质的废水，与其他废水分流，便于处理和回收有用物质；成分和性质类似于城市污水的有机废水，应排入城市污水系统，进行统一处理；难以生物降解的有毒污染物废水，不应排入城市下水道和输往污水处理厂，应进行单独处理。

3）开发新型洗涤剂，减少含磷洗涤剂的生产使用。

如加酶洗衣粉无磷配方，使洗涤剂朝无磷的方向发展，减少了对环境的污染。

其他降低外源性n、p来源的措施还有，修建地下土壤渗滤处理系统、修建化粪池，加强环境保护的宣传，做到人人爱护环境，人人监督，在社会形成一个和谐的保护环境人人有责的大环境。

2.2 减少内源性营养物质
对于超过水体自身需求的多余营养物质，及时释放出来，以减轻富营养化的程度，进而改善水质。

具体的做法目前常用的有以下几方面：
2.2.1 物理方法：如挖掘底泥、水体深层曝气、注水冲稀、在底泥表面铺设塑料等。

2.2.2 化学方法：如凝聚沉降法，即利用价格便宜的多种阳离子（fe3+、al3+和ca2+等）使磷形成沉淀，从而有效地从水溶液释放出来；还比如用化学药剂杀藻，这种方法适合于水华盈湖的水体，杀藻剂将藻杀死后，水藻腐烂分解仍旧会释放出磷，因此，应该将被杀死的藻类及时捞出，或者再投加适当的化学药品，将藻类腐烂分解释放出的磷酸盐沉降。

2.2.3 生物方法：利用水生或半水生植物吸收水体中氮、磷元素进行代谢的特性去除氮、磷营养物质。

例如我国科技人员创造了浮床生态工艺来净化污水，可种植大型水生植物，如凤眼莲、芦苇、狭叶香蒲等许多种类，采收后的植物还可以直接做饲料，有的在大量干燥处理后还可以用来提取铜、锌、汞等金属。

用这种方法一般1-2年内就能使水体由原来的劣ⅴ类标准净化为ⅲ类标准。

还可以利用捕食链，最后大量捕食藻类，降低藻类的数量。

水体富营养化具有发生机理复杂、影响因素多、危害大、治理难等特点，可根据发生机理，参考本地实际情况及经济能力，选择合适的方法进行有效防治。

根据太湖和滇池富营养化的治理教训，预
防比治理更有效，做到防患于未然，才能有效改善水体富营养化的现状。

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[责任编辑：杨扬]。