富营养化

富营养化_6分词条

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富营养化 概念

 

富营养化富营养化
富营养化是一种等植物营养物质含量过多所引起的水质污染现象。在自然条件下,随着河流夹带冲击物和水生生物残骸在湖底的不断沉降淤积,湖泊会从平营养湖过渡为富营养湖,进而演变为沼泽和陆地,这是一种极为缓慢的过程。但由于人类的活动,将大量工业废水生活污水以及农田径流中的植物营养物质排入湖泊水库河口海湾等缓流水体后,水生生物特别是藻类将大量繁殖,使生物量的种群种类数量发生改变,破坏了水体的生态平衡。大量死亡的水生生物沉积到湖底,被微生物分解,消耗大量的溶解氧,使水体溶解氧含量急剧降低,水质恶化,以致影响到鱼类的生存,大大加速了水体的富营养化过程。水体出现富营养化现象时,由于浮游生物大量繁殖,往往使水体呈现蓝色、红色、棕色、乳白色等,这种现象在江河湖泊中叫水华,在海中叫赤潮。在发生赤潮的水域里,一些浮游生物暴发性繁殖,使水变成红色,因此叫“赤潮”。这些藻类有恶臭、有毒,不能食用。藻类遮蔽阳光,使水底生植物因光合作用受到阻碍而死去,腐败后放出氮、磷等植物的营养物质,再供藻类利用。这样年深月久,造成恶性循环,藻类大量繁殖,水质恶化而有腥臭,造成鱼类死亡。

富营养化 案例

 

我国的武汉东湖杭州西湖南京玄武湖济南大明湖、抚顺的大伙房水库,都曾受到富营养作用的影响。近年来,我国沿海的赤潮也时有发生,如1989年8~9月,河北黄骅县到天津塘沽百余里的沿海出现世界上罕见的大规模赤潮,使养虾业遭到严重损失。

富营养化 水体富营养化

 

富营养化富营养化
水体富营养化过程与氮、磷的含量及氮磷含量的比率密切相关。反映营养盐水平的指标总氮、总磷,反映生物类别及数量的指标叶绿素a和反映水中悬浮物及胶体物质多少的指标透明度作为控制湖泊富营养化的一组指标。有文献报道,当总磷浓度超过0.1mg/l(如果磷是限制因素)或总氮浓度超过0.3mg/l(如果氮是限制因素)时,藻类会过量繁殖。经济合作与发展组织(OECD)提出富营养湖的几项指标量为:平均总磷浓度大于0.035mg/l;平均叶绿素浓度大于0.008mg/l;平均透明度小于3m。
富养化废水的定义:所谓营养化废水是指含过量有机养分的废水,如啤酒糕点糖果罐头屠宰皮革淀粉等生产废水,以及城市生活污水,均属于富养化废水。富养化废水的特点是固体悬浮物质多,色、嗅、味异常,含病原体多,生化需氧量和化学耗氧量高,含氮和碳量高,溶解氧很少,甚至为零,有机物含量高,磷酸盐钾盐硫化物等的含量也比较高。这类废水如不经适当处理排入水体,常造成水体富营养化。

富营养化 预防

 

富营养化富营养化
防止富营养化,首先应控制营养物质进入水体。治理富营养化水体,可采取疏浚底泥,去除水草藻类,引入低营养水稀释和实行人工曝气等措施。
关于湖泊富营养化治理的问题,确实有很大的争议。其中有两个基本观点,第一个观点叫速胜论,咱们三五年就能把它解决了,这个曾经是包括咱们的媒体,包括我们的环境管理层,都非常相信的一个结果。但是我们结果来看,是没有做到。那么第二个观点呢,说连日本美国都治不起,我们是不是不要治了,没有这么多钱怎么去治。这个呢大家有人在笑,就是1945年之前,毛主席反复宣传的一个观点,叫持久战的观点。真是这么一个观点,说中国的湖泊富营养化。从我来看和日本的湖泊富营养化的治理没有什么不一样,发生原理治理措施,没有什么不一样。当然它的周期也是数十年。但是不能够说我们盲目地没有科学态度地相信它能速胜,但也不能说我们中国就治不起了。日本人一千三百亿投进去,我们中国一百三十亿也很难掏出来 是不是就不治了呢?这显然是个错误观点,因为它的投资是分在几十年分别投进去,实际上是这样的一个处理政策、一个处理技术。它有两个思考的思路,有一种思路叫什么呢?叫做彻底解决的办法,有一种方法叫什么呢?叫做缓解方法,缓兵之策,什么意思呢?就是说脱磷脱氮是需要在一个湖区,需要投资数千亿。那么这样的情况下 现实情况,我没有这样的经济能力怎么办呢?它有一种办法叫做什么呢?叫减灾防灾技术。既然富营养化是一个灾害了,那我不能够逃避这个灾难怎么办?减少它的发生,减少它的损失,就出现一种物理技术。事实上物理技术它也不是全部,不是一点没有从治本上解决,是治标、也不一定。但是它是一个以治标为主的技术,这个技术它简单的原理是讲它极其缓慢,是一个水库的水体,底层水和表层水交换起来,使底层水缺氧水到地表让它复氧,使表层已经富营养化的水,循环到底层。使这个藻见不到阳光,如果藻七天见不到阳光它就失去活性甚至死亡。它是一种治标的技术,也是一个思路。只有冷静地承认我们富营养化是非常严峻的现实,同样要持一种坚韧不拔的决心逐年治理。那么我个人看法,也需要花数十年。但是我们的湖泊富营养化是能够治理好的。

富营养化 状态

 

富营养化富营养化
我国湖泊、水库和江河富营养化的发展趋势非常迅速。1978~1980年大多数湖泊处于中营养状态,占调查面积的91.8%,贫营养状态湖泊占3.2%,富营养状态湖泊占5.0%。短短10年间,贫营养状态湖泊大多向中营养状态湖泊过渡,贫营养状态湖泊所占评价面积比例从3.2%迅速降低到0.53%,中营养状态湖泊向富营养状态过渡,富营养化湖泊所占评价面积比例从5.0%剧增到55.01%[1]。近10年来武汉汉江下游水质急剧恶化,呈富营养化状态,在20世纪90年代曾2次出现水体中藻类急剧繁殖的“水华”现象。
实际上湖泊富营养化问题是一个没有国界的,地球共同的问题,不但中国有,发达国家美国欧洲日本都有。那作为中国一个发展中国家q来看,它的技术对策应该具备和这些发展国家有什么不同呢?我可以说富营养化控制技术还有很多很多技术。脱磷脱氮技术,可以一个手是说不完,两个手说不完。脱磷技术也有十来种,但是这些技术都不是我们中国目前它的经济发展水平所能够承受的技术。那么你必须要考虑,在中国的现行的国情的条件下,在中国的现实的经济发展水平条件下,以及中国目前技术发展水平条件下它所相应的技术。但日本人提出来生态工程学技术,美国人提出来生态工程学技术和我们提出来的生态工程学技术基本原理一样。但是我们要拿出来的你的技术,拿出来工程设备应该是不一样的。否则在中国是没法做,没法执行。这就是最大的一点不同。
富营养化富营养化
如果一个湖泊一旦发生富营养化,那么它的治理修复的周期要长达数十年,而且治理的费用也要高达数亿元每平方公里。那么请问对于我们现实的湖泊管理政策而言,我们应该反省一些什么呢?应该反省什么呢?一个湖泊一旦富营养化,把它恢复到富营养化之前的状态,需要付出的代价是从这个湖泊所得到直接经济效益的几百倍。当然我看,谁也不会做这样的傻事。可是你要想想先污染后治理,我们可是叫了很多年,绝对不重复所谓先进国家的先污染后治理的老路。可是我们实际上还是在重复先污染后治理。所以说这个怪圈没有走出来,该反省的还是这句话,绝对不要走日本美国欧洲这样重复了十多年的先污染后治理的老路。这句话非常简单,还是这个结论。

富营养化 危害

 

水体富营养化的危害主要表现在三个方面。

富营养化富营养化
(1)富营养化造成水的透明度降低,阳光难以穿透水层,从而影响水中植物的光合作用和氧气的释放,同时浮游生物的大量繁殖,消耗了水中大量的氧,使水中溶解氧严重不足,而水面植物的光合作用,则可能造成局部溶解氧的过饱和。溶解氧过饱和以及水中溶解氧少,都对水生动物(主要是鱼类)有害,造成鱼类大量死亡。(2)富营养化水体底层堆积的有机物质在厌氧条件下分解产生的有害气体,以及一些浮游生物产生的生物毒素(如石房蛤毒素)也会伤害水生动物。
(3)富营养化水中含有亚硝酸盐硝酸盐,人畜长期饮用这些物质含量超过一定标准的水,会中毒致病等等。
 
水体富营养化,常导致水生生态系统紊乱,水生生物种类减少,多样性受到破坏。昆明滇池水质在20世纪50年代处于贫营养状态,到80年代则处于富营养化状态,大型水生植物种数由50年代的44种降至20种,浮游植物属数由87属降至45属,土著鱼种数由15种降至4种;武汉汉江在1992年发生水华时,藻类种群的多样性指数也呈下降趋势。普遍的重富营养造成多种用水功能的严重损害,甚至完全丧失。武汉汉江下游因出现水华现象而导致汉川自来水厂被迫关闭,宗关自来水厂的净化工序困难,反冲增加,制水成本增加。此外,由于藻类带有明显的鱼腥味,从而影响饮用水质。而藻类产生的毒素则会危害人类和动物的健康。

富营养化 产生原因

 

富营养化富营养化
1 农田化肥

为促进植物生长,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发生流失。氮磷营养物的流失方式有:(1)随地表径流进入地面水体中;(2)下渗形成亚表面流壤中流),通过土壤进行横向运动,然后排入地表水体中;(3)通过土壤层下渗到地下水中。前2种是导致地表水富营养化的主要原因。近年来的研究表明,磷能以溶解或吸附于土壤上的颗粒态形式通过土壤微孔结构运动下渗至亚表面流中,然后进入江、河、湖泊或海湾,而氮(硝酸盐氮)的渗透能力较强,能够下渗到地下水中污染地下水[3]。氮和磷在被土壤吸附与解吸过程中,其中一部分溶解于水中,另一部分则继续保持吸附态,在运动中甚至会随土壤颗粒沉积下来,成为湖、河或海底沉积物的一部分。沉淀在底泥中的污染物在流量、水温及微生物结构发生变化的情况下,可以通过再悬浮、溶解的方式返回水中,构成水源的二次污染。据调查,太湖底泥每年释放的总氮和总磷约占总负荷的25% ~35%[4]。

2 牲畜粪便

圈养家禽、家畜尤其是猪会产生大量富含营养物和细菌排泄物,极易随地表径流、亚表面流流入江河、湖泊而污染水体。此外,农田中过量施用家畜粪便,也会引起粪便中的营养物随地表径流、亚表面流流失,从而污染水体。草原过度放牧,产生大量牲畜粪便滞留于草原上,造成营养物过剩,并破坏草原的植被覆盖;当降雨产生地表径流时,植被覆盖的破坏会加剧土壤、粪便的侵蚀,致使更多的营养物流失,加重污染。

富营养化富营养化
3 污水灌溉

污水作为一种可靠的水源和廉价的肥料被用于灌溉农田,是污水农业利用的一种提倡方式,目的是通过土壤的净化作用和农作物对营养元素的吸收来净化污水。但由于一些污水中的营养物含量较高或技术原因,常常造成土壤和地表水的污染。据对37个污水灌区调查发现,有32个灌区水质不符合要求。

4 城镇地表径流

城镇路面大部分是不透水地面,氮磷营养物主要随地表径流进入地表水中。城镇中的氮磷营养物主要来自人类的生活垃圾、生活污水及和某些工商业废水(如屠宰、食品、造纸、停车场等)。美国环保局把城市地表径流列为导致全美河流和湖泊污染的第三大污染源[5]。

5 矿区地表径流

在磷矿区,由于人类活动,破坏了原来的土壤结构和植被面貌,使得土壤表层裸露,在降雨条件下,散落在矿区的矿渣、泥沙、磷酸盐等污染物将随地表径流进入湖泊水库江河海湾,污染水体。

6 大气沉降

大气沉降不仅是悬浮颗粒物、有害气体的来源之一,也是氮的来源之一。燃料燃烧时,氮元素以氮氧化物的形式进入空气,随雨雪降落在土壤或水体表面,污染地表水源。

富营养化富营养化
7 水体人工养殖

许多水体既是水源地,又是人工养殖的场所。随着养殖业的发展,人工投放的饵料以及鱼类的排泄物给水体带来了大量的氮磷。目前,国内湖库区人工养殖的饵料系数达3.0~4.0,成为水体富营养化的又一来源。

附图

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